JPS63193286A - スポット寸法及び作業距離の両者或は何れか一方を可変ならしめたバーコード記号読取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的にはバーコード記号を読むためのレー
ザ走査システムに関し、特定的には作業距離及び読取る
べき記号を横切って走査するために放出されるレーザビ
ームの読取りスポット寸法を変化させる種々の光学シス
テムに関する。

２、盟産及歪叫設所 米国特許第４．２５Ｌ７９８号、同４，３６０，７９８
号、同４．３６９，３６１号、同／Ｉ　、　３８７．２
９７号、同４，５９３．１８６号、同４，４９６，８３
１号、同４，４０９，４７０号、同４，４６０．１２０
号、同４，６（１７，１５６号、並びに米国特許出願５
１９，５２３号、同８３１，４１５号、同７０６，５０
２号及び同８８３，９２３号に例示されている型のレー
ザ走査システム及び成分は、手持ち或は静止スキャナか
らある作業路＃（読取り距離）において、ある寸法の読
取りスポットを用いてバーコード記号、特に統一商品コ
ード（ＵＰＣ）型のバーコードを読取るように設計され
ている。特定のスポット寸法及び作業距離は、典型的に
は特定用途に依存して最適化されている（事実、システ
ムは企図された各用途に適合するように受注生産の傾向
がある）。

例えば、典型的には、対象自体の寸法に大きく依存して
、少なくとも３つの異なる密度或は寸法で物品に貼付さ
れる。いわゆる“高密度”　（Ｈｌ−Ｄ）記号は、典型
的には極めて細い間隙によって分離された極めて細いバ
ーからなることを特徴とし、従って典型的には小さい対
象に貼付される。

いわゆる“低密度”　（ＬＯ−Ｄ）記号は、一般的には
極めて巾広の間隙によって分離された極めて１１広のバ
ーからなることを特徴とし、従って典型的には大きい対
象に貼付される。いわゆる“中間密度”　（ＭＣＩ）−
Ｄ）記号は、一般的には、走査方向に沿うそれぞれの巾
がＨＩ　−Ｄ記号とＬＯ−Ｄ記号との間にあるバー及び
間隙からなることを特徴とし、中間寸法の対象に貼付さ
れる。ＨＩ−Ｄ、ＬＯ−Ｄ及びＭＥＤ−Ｄ記号の数値に
よる定義は応用によって異なっていても差支えないが、
ある特定の応用、例えばスーパーマーケット商品の棚下
し及び勘定のような１つの特定の応用に対してはこれら
の相対定義及びそれらの数値は当業者によって容易に理
解されるものである。

Ｈｌ−Ｄ記号を正確に読取るためには、例えば直径０．
１５ｍｍ（５ミル）の円形スポットのような極めて細い
読取リスポットが望まれる。このような極めて細いスポ
ットを形成させるための公知の光学システムは、極めて
高度に発散性のレーザビームを発生し、その結果作業距
離は極めて短くなる。ＬＯ−Ｄ記号を正確に読むために
は、直径１．０２ｎｕａ（４０ミル）の円形スポットの
ような極めて大きい読取りスポットが望まれる。このよ
うな極めて大きいスポットを形成させるための公知の光
学システムは極めて低い発散性を呈し、その結果作業距
離は極めて長くなる。

従って、ＬＯ−Ｄ記号を読取るように設計された公知の
光学システムはＨｌ−Ｄ記号を読取ることはできず、逆
もまた真であるから、公知の単一のレーザ走査システム
ではＬＯ−Ｄ及び）Ｉ　Ｉ　−Ｄの両記号を読取ること
ができないことが理解されよう。ＬＯ−Ｄ記号を読取る
ように設計された光学システムは極めて長い作業距離を
有している（これは接近した記号及び離れている記号を
読取るのに極めて望ましい）が、極めて大きいスポット
寸法が少なくとも１本のバー及びその隣接間隙に同時に
重なるためＨｌ−Ｄ記号を不明瞭にする。

ＬＯ−Ｄ読取りシステムの極めて長い作業距離特性と、
Ｈｌ−Ｄ読取りシステムの極めて細いスポラ１−寸法特
性とを単一装置内に組合せることは望ましいであろう。

本発明の目的は、バーコード記号を読取るためのレーザ
走査システムの技術を前進させることである。

別の目的は、Ｈｌ−Ｄ及びＬＯ−Ｄ読取りシステムの最
良の特色を単一の装置内に組合わせることである。

本発明の別の目的は、ＬＯ−Ｄ記号及びＨｌ−Ｄ記号の
両方を読取る能力を有する手持ち型スキャナを提供する
ことである。

本発明の付加的な目的は、増大した範囲の作業距離にお
いてＬＯ−Ｄ記号だけ或はＨｌ−Ｄ記号だけの何れかを
読取ることである。

本発明の別の目的は、同一装置内においてより大きい読
取りスポットを用いて遠距離のＬＯ−Ｄ記号を読取り、
且つより小さい読取りスポットを用いて近接するＨＩ−
Ｄ記号を読取ることである。

本発明の別の目的は、走査中に、好ましくは記号の各走
査中或は各走査後に、読取りスポット寸法及びレーザビ
ームの作業距離の両方或は何れか一方を変化させること
である。

本発明の更に別の目的は、走査中に読取りスポット寸法
及びレーザビームの作業距離の両方を同時に変化させる
ことである。

２、本主凱公称負 上述の目的及び以下の説明から明白になるであろう他の
目的に調和する本発明の１つの特色は、要約すれば、デ
コードされた時に記号が貼布されている対象が識別され
るような記号、特にパーコ−ド記号を読取るレーザ走査
システムを使用する光学配列にある。この走査システム
は、出口孔を有するハウジング、例えばガスレーザ管或
は半導体レーザダイオードのようなレーザビームを発生
するレーザ源、及びハウジングの外部に位置している連
続する記号を横切って走査するようにレーザビームを掃
引させるハウジング内の走査手段を具備する。光学配列
は、ハウジング内に、出口孔を通る光路に沿って走査ビ
ームを導びき、且つハウジングの出口孔から所定の距離
において所定のウェスト寸法の断面を有するビームスポ
ットを光学的に形成させる光学手段を具備する。

本発明の一特色によれば、光学手段は、走査中にビーム
スポットの所定のウェスト寸法を変化せしめる手段を含
む。この特色によって走査システムは、ＬＯ−Ｄ記号及
びＨｌ−Ｄ記号を読取ることが可能となる。もしこの変
化手段が、走査中に、好ましくはウェスト寸法の変化と
同時に、ビームスポットの所定の距離を変化させるよう
に動作すれば更に有利である。このいわゆる“ズーム”
特色によって、走査システムは近接した及び遠く離れた
記号を読取ることが可１１ヒになる。

光学配列の第１の有利な実施例においては、光学手段は
、各走査の一部の間は出口孔を通して走査ビームを導び
き所定の第１の距離において所定の第１のウェスト寸法
の・ビームスポットを有する走査ビームを光学的に形成
させる第１の光学副組立体、及び走査の別の部分の間は
走査ビームを出口孔を通して導びき出口孔から所定の第
２の距離において所定の第２のウェスト寸法のビームス
ポットを有する走査ビームを光学的に形成させる第２の
光学副組立体を含む。

本発明の一変形においては、第１および第２の光学副組
立体は、ウェスト寸法は同一であるが異なる所定の距離
にそれぞれのビームスポットを形成する。この特色は、
同一の所定の密度の記号を読取ることが可能な範囲を増
大させる。即ち、ＬＯ−Ｄ記号を、ハウジングに近い距
離及びノ＼ウジングから遠い距離の両方において大きい
スポット寸法で読取ることができる。同様に、ＨＩ　−
Ｄ記号も、近接した記号及び遠方の記号の両方を細いス
ポット寸法で読取り可能である。このように、本発明は
増大した作業距離範囲を有しているのである。

別の変形においては、第１及び第２の光学副組立体は、
異なる所定のウェスト寸法のビームスポットを異なる所
定の距離に形成させる。この特色によってシステムは、
有利に、近距離の一方の密度の記号を、また遠距離の別
の密度の記号を読取ることが可能となる。例えば、ｆ−
Ｉ　Ｉ　−Ｄ記号酸がＬＯ−Ｄ記号の何れの読取り精度
をも犠牲にすることなく、同一の機器によって、大きい
スポット寸法を有するＬＯ−Ｄ記号を遠距離において読
取り、また細いスポット寸法を有するＨ　Ｉ　−Ｄ記号
を近距離において読取ることができる。

２つの光学副組立体の使用に関する別の有利な特色は、
自動利得制御に係る。近接する記号は、スキャナに接近
しているために、遠方の記号よりも高い信号対雑音比を
有している。ハウジング内の光センサ手段によって検出
するために、近接する記号から反射するレーザ光の振ｒ
ｊ１を減少させ、同時に遠方の記号から反射するレーザ
光の振巾を増加させると有利である。これは、両側組立
体によって共有される共通ビームスプリフタを使用する
ことによって有利に達成することが可能である。

ビームスプリフタは、レーザ源から放出されるレーザビ
ームの大きい断片を一方の光学副組立体へ、また小さい
断片を他方の光学副組立体へ送るように設計できる。出
口孔から比較的遠距離にビームスポットを形成させるた
めに使用される光学副組立体にはレーザビームの大きい
断片を供給することになろう。

ビームスポットのウェスト寸法及びその作業距離の両者
或は何れか一方を変化させるための別の光学配列は、例
えば２０程度の大きい倍率を有する集束手段、入口孔、
及び異なる光学距離特性の板部分を有する光透過板を使
用する。この変化手段は、一方の板部分が入口孔に接し
て位置ぎめされ接近した記号を読取ることが可能となる
。近位置と、別の板部分が入口孔に接して位置ぎめされ
遠方の記号を読取り可能ならしめる遠位置との間で板を
運動させるように動作する。異なる光学距離特性が、倍
率の自乗に比例する作業距離にビームスポットを運動せ
しめる。

別の変形においては、変化手段は孔の寸法を変化させ、
それによってビームスポットのウェスト寸法を変化させ
るように動作する。作業距離の変化及びビームスポット
ウェスト寸法の変化は、独立的に制御したり、或は単一
の光学成分の使用によって同時に制御することが可能で
ある。

レーザ源がダイオードによって実現されている場合に特
に有利な本発明の更に別の光学配列においては、作業距
離の変化は、レーザビームを導びく光路に沿って上流へ
及び下流へと往復動するようにダイオードを運動させる
ことによって有利に遂行することができる。電気的に制
御される位置トランスジューサがハウジング内に取付け
られ、レーザダイオードはトランスジューサ上に取付け
られる。大倍率集束手段がダイオードの下流に取付けら
れる。ダイオードが小さい距離に亘って前後に運動する
と、この運動は倍率の自乗だけ変換され、作業距離が連
続的に増減するズーム作用システムが得られる。

ビームスポットのウェスト寸法を変化させる更に別の方
法は、読取られる記号から反射された可変強度の光を検
知し、検知した光を処理して記号を表わすデータに変換
する電気回路の電気的特性を変えることによってスポッ
トのウェスＩ・寸法を変化させるように動作する電気回
路を使用することである。

ガスレーザによって放出されるレーザビームのビームス
ポットは一般に円形断面を有し、一方、これに対してレ
ーザダイオードによって放出されるレーザビームのビー
ムスポットの断面は一般的に非円形であり、事実長円形
である。この場合、長円形スポットは互に直角な２つの
方向に長いウェスト寸法及び短かいウェスト寸法を有し
ていることは理解されよう。これは、走査ビームを低密
度配向と高密度配向との間で回転させることによって、
Ｈｌ−Ｄ記号及びＬＯ−Ｄ記号の両方を読取るのに有利
に使用することが可能となる。低密度配向においては、
スポットの長いウェスト寸法が走査方向に沿って伸びる
ように位置ぎめされ、スポットが“実効的に”大寸法と
なるためにＬＯ−Ｄ記号を読取るために使用される。高
密度配向においては、スポットの短かいウェスト寸法が
走査方向に沿って伸び、“実効的な”小寸法となるため
にＨＩ−Ｄ記号を読取るのに用いられる。走査ビームの
回転は、ビームスポットを回転させ得るだけではなくズ
ームも可能となるように、走査中にビームスポットの作
業距離を変化させる手段と有利にＮ且合わせることが可
能である。

本発明の特徴と考えられる新規なる特色は、特許請求の
範囲に特定的に記載されている。しかし、本発明自体は
、その構造及びその操作の方法の両者に関して、本発明
の付加的な目的及び長所と共に、以下の添付図面に基づ
く本発明の特定の実施例の説明から完全に理解されるで
あろう。

ｋましい　ｈ　のｉ　なｉ゛日 第１Ａ図及び第１Ｂ図の参照番号１０は、記号、特にＵ
ＰＣバーコード記号を読取るための前記の特許出願に記
載されている型のレーザ走査システム内の光学配列全体
を表わしている。本明細書においては、「記号」なる語
を広意義に解釈するものとし、交互のバー及び間隙から
なる記号パターンだけではなく他のパターン並びにアル
ファニューメリック文字をもカバーするものと理解され
たい。

配列１０は断片で示されているハウジング１２を含む。

このハウジング１２は手持ち、デスクトップ、ワークス
テーション或は静止スキャナハウジングの何れかを表わ
しており、出口孔１４を存する。この出口孔１４を通し
て放出されるレーザ光ビームはハウジングの外部に位置
する記号に衝突し、記号を横切って走査する。各記号は
走査され、その順序で読取られる。例えばガスレーザ管
或は半導体レーザダイオードのようなレーザ源１Ｇはハ
ウジング内に取付けられ、付勢されると源１６はレーザ
ビームを発生する。

配列１０は、例えばビームスプリッタ１８のような伝送
手段を含む。ビームスプリッタは、源１６から放出され
たレーザビームの第１の断片部分をスプリッタを通して
第１の組立体１０へ伝送し、また源１６から放出された
レーザビームの第２の断片部分をスプリンタで反射させ
て第２の光学組立体２２へ伝送する。図面を理解しやす
くするために、第１の断片部分を文字Ｌ１で表わし、そ
の光路を単頭矢印で示しである。第２の断片部分は文字
Ｌ２で表わされ、その光路は双頭矢印で示されている。

これらの断片部分はそれぞれ半分ずつであっても差支え
ないが、後述するように両断片部分が異なるような環境
も存在する。

各光学組立体２０．２２はそれぞれ、ビーム拡大用凹レ
ンズ２０ａ、２２０及び対物凸レンズ２０ｂ、２２ｂを
含む。光学組立体は、断片ビームＬ１、Ｌ２をハウジン
グの外側の所定の作業距離即ち読取り距離Ｚ１、Ｚ２に
集束させ、また必ずしもその必要はないが好ましくは読
取りビームスポットの断面をそれぞれ所定のウェスト寸
法Ｗｂ　Ｗ２を有する円形とするように光学的に変形す
る。

反射鏡２４は、スプリッタ１８から反射された断片ビー
ムＬ２を第２の光学組立体２２へ向かわせる。別の反射
鏡２６．２８は組立体２０．２２を通過したＬｌ、Ｌ２
ビームを走査鏡３０へ向かわせ、走査鏡３０から反射せ
しめる。米国特許第４．４９６，８３１号に詳述されて
いるように、走査鏡３０は走査用電動機の出力シャフト
３２上に取付けられている。電動機は走査鏡３０に衝突
するレーザビームを反射させ、反覆する線形掃引に沿っ
て運動させるべく　（湾曲した双頭矢印３４で示しであ
るように）限定された角度に亘って走査鏡３０を反対円
周方向に往復回転させる。好ましい実施例においては、
毎秒４（１０）線形走査を発生できるようにしである。

走査鏡３０から反射したビームＬ１、Ｌ２は出口孔１４
を通るように導かれ、或は通らないように導かれる。事
実、好ましい実施例においては、ビームＬ１及びＬ２は
各走査中に交互にハウジングから放出される。即ち、第
１図に示すように各走査の一部分においては、ビームＬ
ｌは光学組立体２０を通過した後に反射鏡２６によって
反射され、走査鏡３０によって出口孔１４を通るように
導びかれる。ビームＬ１はハウジングから距離Ｚｌにお
いてスポット寸法Ｗｌとなるように集束される。同時に
ビームＬ２は走査鏡３０によってハウジングの内部に向
かわされ、ハウジング内部においてビームＬ２は無害に
「はね返る」ことができる。

第１Ｂ図に示すように、各走査の別の部分においては、
ビームＬ２は光学組立体２２を通過した後に反射鏡２８
によって反射され、走査鏡３０によって出口孔に導びか
れ、ハウジングからの距離Ｚ２においてスポット寸法が
Ｗ２となるように集束される。同時に、ビームＬ１は走
査鏡３０によってハウジングの内部に向かわされ、その
中で無害に「はね返る」ことができる。以上の説明から
、走査鏡の各掃引中１こ両ビームＬＬ及びＬ２は、時間
は異なるが、ハウジングから出て行くことが理解されよ
う。

記号が上述のような所定距離Ｚ１或はＺ２に、或はビー
ムＬ１、Ｌ２のフィールドＤＯＦＩ、ＤＯＦ２の深さの
中の何処かに位置している場合には、システムが成功裏
に記号をデコードするまで各ビームは反覆して記号を横
切って掃引する。

ビームスポットの断面寸法はフィールドの深さ内で変化
するが、それでも記号は記号がそれぞれのフィールドの
深さ内にある限り成功裏にデコードされ、読取られる。

本発明によれば、２つの光学組立体によって共用される
補助光学組立体及びビームスプリッタを設けたことによ
り、システムを従来よりも温かに融通性に富むように設
計することが可能である。

例えば、第１及び第２の光学ｆＪ−１立体２０．２２は
、それぞれのビームスポットのウェスト寸法が異なる距
離例えばＺｌ＞２２において同−寸法即ちＷｌ＝Ｗ２と
なるように設計可能である。数値的に限定するものでは
ないが、例えば組立体２２は、米国特許４，４０９，４
７０号に記載されているように、）（Ｉ　−Ｄ記号を読
取るのに適するように作業距離Ｚ　２　＝　８８．９　
ｍｍ　（３，５９）において細いスポット寸法Ｗ２＝０
．１５龍（６ミル）、ハウジングの出口孔１４に対する
Ｉ）ＯＦ２が２．５．４〜１２７ｍｍ（１“〜５″）と
なるように設計することができる。他方の光学組立体２
０は、スポット寸法は同一であるが（Ｗ１＝Ｏ，１５關
）、作業距離Ｚ１は１９０．５ｍ■（７，５’）、また
ＤＯＦＩは１０１．６〜２７９．４ｍｍ（４“〜１１“
）であるように設計可能である。この例によれば、補助
光学組立体を使用しない場合よりも遥かに範囲が増大し
た２５．４冒鳳力）ら２７９．４嘗讃まで（１″〜１１
″）の何処にある記号も読取り可能なＨＩ　−Ｄ走査シ
ステムが提供されている。ＤＯＦＩとＤＯＦ２を互に重
畳させる必要はない。事実、若干の応用においては、こ
のように重畳させないことが望ましいかも知れない。シ
ステムにとって、記号をＬ１ビーム或はＬ２ビームの何
れが読取るかは問題ではない。システム自体は、デコー
ドに成功したことを検出するのである。

同じ解析によって、両光学組立体２０．２２は、Ｌ１ビ
ームによって近距離の記号を読取り、Ｌ２ビームによっ
て遠距離の記号を読取るようにＬｌ及びＬ２ビームを使
用することによって、増大した範囲においてＬＯ−Ｄ記
号を読取るために、ハウジングから異なる距離において
１．０２ｍ５（４０ミル）程度のスポット寸法を形成さ
せることが可能である。この場合も、両ビームのフィー
ルドの深さを重畳させる必要はない。

別の変形として、光学組立体は、異なる所定の距離にお
いて或は同一の所定の距離において異なるウェスト寸法
のビームスポットを形成するように設計することも可能
である。多くの応用においては、大きい対象に貼布され
ているＬＯ−Ｄ記号は一般にハウジングから離れて位置
し、また小さい対象に貼布されているＨｌ−Ｄ記号は一
般にハウジングに近く位置することが典型的である。こ
のような場合には、光学組立体２０に、ビームＬ１を例
えば１５２．４ｍｍ（６“）のような遠距離において例
えば１．０２ｍ５（４０ミル）程度の大きいビームスポ
ットを有するように形成させ、光学組立体２２がビーム
Ｌ２を例えばハウジングから８８．９■＠　（３’／、
’）のような近距離において０．１５關（６ミル）程度
の小さいビームスポットを有するように形成させること
ができる。このようなシステムは、光学配列ｌＯが正確
に遠方のＬＯ−Ｄ記号を読取ることが可能であり、且つ
同時に、同じ配列が接近したＨｌ−Ｄ記号を読取り精度
を何等犠牲にすることなく、或は短かい作業距離に伴な
う欠陥を呈することな（読取ることが可能であることか
ら、両方の記号に対して最良である。

前述のように、ビームスプリンタ１８はレーザ源１６か
ら供給されるビームを等量に分割する必要はなく、少な
くとも若干の大きさのパワー等化が＋ｊＦられるように
使用することが可能である。即ち、公知のように、記号
から反射されたレーザ光は光センサ手段によって検出さ
れ、光センサ手段は反射光の振１１に比例する電気信号
を発生する。

次でこの電気信号は電子回路によって処理されて記号が
表わしているデータが求められる。記号が光センサ手段
に近い程反射するレーザ光の振１１１は大きくなり、光
センサ手段から大きい振１１１の電気信号が電子処理回
路へ印加されることになる。若干の場合には、この電気
信号の振巾変動は接近した記号と遠方の記号との間で１
（１６）０＝１　（６０ｄＢ）も変化し得る。従って、
遠方の記号に関連する電気信号振巾の増加、及び接近し
た記号の電気信号振巾の減少の両方或は何れか一方を行
うことが望ましい。この目的のためにビームスプリッタ
は、レーザ源１６から供給されるビームの５０％以上を
遠方の記号を読取るための光学組立体へ送るように設計
することが可能である。即ち、システムは遠方の記号を
検出するためにより多くのパワーを必要とするから、ビ
ームスプリフタはスプリンタに入る光の５０％以上、例
えば７５％を遠方の記号を読取るための光学組立体２０
へ導びくように光学的被膜を施すことができる。勿論残
りの２５％のビームは他方の光学組立体に導びかれる。

これは、接近した記号を読取るためには全てのパワーを
必要としないからである。

前述のように、Ｈ［−Ｄ記号を読取るには大体円形断面
の細いビームスポットが最適であり、一方ＬＯ−Ｄ記号
を読取るためには大きい円形ビームスポットが最適であ
る。単一の光学３■立体はガスレーザビームをあるフィ
ールドの深さ内である直径の円形ビームスポットに集束
させるから、従来技術の単一の光学組立体は単一の機器
を用いて１１１−Ｄ及びＬＯ−Ｄ記号を読取るという要
求を同時に満足することはできない。本発明は、第２図
乃至第５図の光学配列４０によって示すように、相互に
直角な２つの方向に長い及び短いウェスト寸法を有する
非円形ビームスポットを使用することによって、この要
求を満足することを提唱する。

記号がビームスポットによるある走査方向に沿ってその
長さに亘って線形掃引で走査されている時、ビームスポ
ットが細いと考えるか或は大きいと考えるかを決定する
、従ってスポットが走査されつつある記号の特定の密度
を成功裏に読取るか否かを決定するのは、ビームスポッ
トのウェスト寸法である。従って、楕円、矩形、長円等
の断面であっでよい非円形ビームスポットの場合には、
光学配列４０は、ＬＯ−Ｄ記号を読むためには走査方向
に沿って長いウェスト寸法を配向し、Ｈ［−Ｄ記号を読
むためには走査方向に沿って短いウェスト寸法を配向す
るようになっている。読取るべき次の記号が低密度であ
るのか、或は高密度であるのかは不明であろうから、好
ましい実施例においては、配列４０は長いウェスト寸法
を、次で短いウェスト寸法を交互に走査方向に沿って配
向する。

好ましくは、この交互配向は各走査中に行われ、より好
ましくは、各走査中に１回以上行われる。

同時に、後述するように、光学配列４０は各走査中に少
なくとも１回以上所定の作業距離を変化させる。

非円形スポットを得るために、スポット形成の回折光学
理論を使用できる。即ち非円形のアパーチャ即ち出口孔
４４を有するダイヤフラム４２を、円形断面を有するレ
ーザビーム即ちガスレーザビームの通路内に位置ぎめす
る。回折理論によれば、スポット寸法は光学システムの
Ｆ数に比例し、Ｆ数はスポットの像距離（Ｚ）と孔４４
の寸法との比に等しい。即ち、孔４４の開放寸法が大き
い程焦平面におけるビームスポットのウェスト寸法は小
さくなり、逆もまた真である。従って、孔４４の寸法を
変化させることによって、ビームスボッ１−の非円度の
程度を制御することができる。

非円形スポットを得る別の寸法は、相互に直角な２つの
方向に異なる寸法の放出領域を有するレーザダイオード
自体の回折特性を使用することである。この結果、集束
されるビームスポットが既に非円形断面を有するので、
外部ダイヤフラムに非円形出口孔を使用することはない
。それにも拘わらず、レーザダイオードビームの非円度
をより精密に制御するために、レーザダイオードビーム
の通路内に非円形出口孔を有する外部ダイヤフラムを取
付けることを推奨する。

非円形ビームの長い方の或はその短い方の何れかのウェ
スト寸法を走査方向に配向するために、ダイヤフラム４
２を回転させる、或は第２図乃至第５図に示すように回
転鏡５０を非円形ビームの光路内に配置して回転させる
の両方或は何れか一方を行うごとができる。回転鏡５０
は垂直シャフト４８上に傾斜角αをなすように取付けら
れ、シャフト４８と共にシャフト４８が伸びている垂直
軸を中心として回転する。好ましくはこの傾斜角は４５
″程度である。

第２図に図示した初期段階に示されているように、ダイ
オード４６から放出されたレーザーダイオードビームは
、長い方の寸法Ａｌ−Ａ２及び短い方の寸法Ｂ１−８２
を有する出口孔４４を通過した後回転鏡５０に衝突する
。この時の断面ビームスポットの寸法はそれぞれＡＩ’
−Ａ２’及びＢｌ’−８２’である。次でビームは前方
に反射され、ハウジング１２の出口孔１４を通ってハウ
ジングの外側に位置するＬＯ−Ｄ記号５２に衝突する。

記号５２上に集束するビームスポットは、矢印５４によ
って示されている走査方向に沿う長い方のウェスト寸法
Ｂ１“−８２“、及び短い方のウェスト寸法Ａｌ”−Ａ
２”を有する。この初期段階においては、長い方のウェ
スト寸法が走査方向に沿って配向されているので、ビー
ムはＬＯ−Ｄ記号を読取るのに「実効的に」大きいスポ
ット寸法を有している。

第３図に図示の部分的に回転した段階においては、鏡５
０は第２図の初期段階に対して垂直軸を中心として９０
″回転している。上述のように、レーザダイオードビー
ムは鏡５０に衝突するが、その時の断面スポットの寸法
はＡｌ’−Ａ２’及びＢｌ’−８２’である。次でビー
ムは傾斜した側鎖５６に向けて一方の側へ反射される。

側鎖５６はビームを出口孔１４へ向かわせるように前方
へ反射させるべく配向されている。側鎖５６上のビーム
寸法はＡ１“−Ａ２”及びＢｌ”−８２”であり、この
ビームスポットがＨＩ　−Ｄ記号５８上に集束された時
の寸法は、長い方のウェストが８１″’−Ｂ２’″であ
り、短い方のウェストがＡＩ”−Ａ２”であって、この
短い方のウェストが矢印６０で示されている走査方向に
配向されている。

この９０’回転した段階においては、ビームはＨＩ　−
Ｄ記号を読取るのにより適する「実効的に」細いスポッ
ト寸法を有する。

第４図に図示した更に回転した段階においては、鏡５０
は前述の初期段階に対して垂直軸を中心として１８０°
回転している。孔４４を通過したレーザビームが鏡５０
に入射した時の断面スポットはＡｌ’−Ａ２’及びＢｌ
’−８２’の寸法である。次でレーザビームは後方に反
射して傾斜した上側鎖６２に到達し、その時のスポット
はＡ１″−Ａ２“及びＢｌ”−８２“の寸法となる。上
側鎖６２はレーザビームを傾斜した下側鎖６４に向けて
反射させ、下側鎖６４上のレーザビームの寸法はＡｔ”
−Ａ２’″及び１３１”−８２”である。

下側鎖６４はビームを前方に反射させるように配列され
ており、ビームはハウジングの出口孔１４を通って記号
５２と類似のＬＯ−Ｄ記号（図示せず）に衝突する。こ
の記号上に集束されたビームスポットの長い方のウェス
ト寸法はＢＩＩＶ　　Ｂ２１Ｖであって矢印６６によっ
て示されている走査方向に沿っており、また短い方のウ
ェスト寸法はＡＩＩＶ−Ａ２１　Ｖである。この更に回
転した段階においては、長い方のウェスト寸法ＢＩＩｖ
−Ｂ２ＩｖがＬＯ−Ｄ記号を読取るのにより適している
。

回転鏡５０を第４図に示す段階から更に９０゜回転させ
た段階は、分離して図示してないが、第３図に示す段階
と完全に類似する。但し鏡５０から反射したビームは傾
斜した側鎖５６ではなく（頃斜した側鎖６８によって反
射される。前述のように、側鎖６８から反射したレーザ
ビームは出口孔１４を通って前方へ導びかれ、記号上に
集束されたビームスボッ１−を生じるが、その短い方の
ウェスト寸法が走査方向に沿って配向され、Ｈｌ−Ｄ記
号を読取るのに適するようになる。

さて、第５図は光学配列４（１０）上面図である。

回転鏡５（１０）各回転中に、レーザビームが）（Ｉ　
−Ｄ成はＬＯ−Ｄ記号を読取るために回転するのとは完
全に分離して、配列４０は同時にビームスポットをハウ
ジングから異なる距離に集束させ、それによってズーミ
ング機能を遂行する。第２図の初期段階において鏡５（
１０）みによって前方に反射されるビームは、単頭矢印
によって表わされている通路に沿って進み、ハウジング
から遠い距離Ｚ３に位置するＬＯ−Ｄ記号上に集束する
。鏡５０及び側鎖５６によって前方に反射されるビーム
は、双頭矢印によって表わされている通路に沿って進み
、ハウジングから中間の距ｇＩＺ４に位置するＨｌ−Ｄ
記号５８上に集束する。鏡５０、上側鎖６２及び下側鎖
６４によって前方に反射されるビームは三重矢印によっ
て示される通路に沿って進み、ハウジングに近い距離Ｚ
５に位置するＬＯ−Ｄ記号５２′上に集束する。鏡５０
及び側！Ｊ！６８によって前方に反射されるビームは四
重矢印によって示される通路に沿って進み、ハウジング
から中間の距離Ｚ６に位置するＨ［−Ｄ記号５８′上に
集束する。鏡から、集束されるビー１１スポツトが記号
にさえぎられる広平面までの種々の光路の合計長は、全
ての場合において同一であることは理解されよう。ハウ
ジングに対して、広平面の距離が異なるのは、側鎖５６
或は５８の何れかへ、或は上側及び下側ｖｉ６２．６４
の両方へビームがそれるためである。従って、鏡５（１
０）各回転中、記号の４つの掃引が遂行される。即ち、
ＬＯ−Ｄ記号の遠方及び近接掃引、及びＨＩ　−Ｄ記号
の２つの中間距離掃引である。勿論他の変形も可能であ
る。

第６Ａ図及び第６Ｂ図を参照する。光学配列７０は距離
Ｚ７とＺ８との間の作業距離の調整、及び走査方向に沿
うビームスポットのウェスト寸法の調整の両方或は何れ
か一方を行うように作動する。レーザ源は位置Ｓ１に位
置ぎめされている。

光透過性回転板７２は薄い厚みＴＩの第１板部分７４及
び１７い厚みＴ２の第２板部分７６を有している。板７
２は、光軸７８からずれてはいるが光軸７８と平行な軸
７３を中心として回転可能である。各板部分は硝子製と
することが好ましく、異なる光学距離特性（それぞれの
屈折率（ｎ）とそれぞれの板部分の厚みとの積である）
を有している。何れかの板部分７４或は７６が源の下流
に配置される。垂直ストップ或は入口孔８２を有するダ
イヤフラム８０は板７２の下流に配置される。

２０乃至２５程度の高い倍率Ｍを集束用レンズ８４はダ
イヤフラム８（１０）下流に配置される。

第６Ａ図においては板部分７４の厚み寸法Ｔ１の値が源
の位置Ｓ１を見掛は上位置Ｓ２まで△Ｓｌだけ移動せし
め、また第６Ｂ図においては板部分７６の厚み寸法Ｔ２
の値が源の位置Ｓｔを見掛は上位置Ｓ３までΔＳ２だけ
移動せしめていることが示されている。また、源の実際
の位置と見掛は上の位置との間の移動は、倍率の自乗を
乗じた時、集束されるビームスポットの黒子面位置の移
動、ｊ！１１ちＺ７からＺ８までの移動に比例すること
も示されている。従って、高倍率であるために、源の実
際の位置から見掛は上の位置までの移動が比較的小さく
ても集束されるビームスポットの位置の極めて大きく且
つ重要な移動をもたらし得る。数値例として、硝子板７
２の屈折率が１．６であり、源が板７２の上流側から７
朋離れて配置されるものとすれば、次表に示す位置移動
が得られる。

表−一り 厚み（Ｔ）　　源移動（ΔＳ）倍率（Ｍ）　　ビームス
ポット移動（ΔＺ） 従って、何れかの板部分７２或は７４を光路内に、例え
ば回転によって、位置ぎめすることによって、レーザビ
ームを比較的大きく離間した２つの異なる距離Ｚ７或は
Ｚ８に集束させることができる。光学配列７０をスキャ
ナハウジング内に組込むことによって、増大した範囲に
亘って記号を走査することが可能である。勿論、板７２
は異なる光学距離特性、異なる屈折率、或は異なる１〃
みの２つの板部分を有するように限定する必要はなく、
多重ビームスポット移動を発生させるために多重＋Ｊｉ
Ｋを同じように設けることができる。

また、入口孔８２を小さくすることによって、レーザビ
ームの発散が増加し、黒子面上のスポット寸法が大きく
なることも示すことができる。反対に、入口孔８２を大
きくすると、集束されるスポット寸法は小さくなる。従
って入口孔の寸法を増減することによって、集束される
ビームスポットのウェスト寸法、特に走査方向に沿うウ
ェスト寸法を、デジタル式に或はアナログ式に制御する
ことが可能となる。

第７図は、硝子板７２及びダイヤフラム入口孔８２の機
能を都合良く組合わせた単片円板状成分９０を示す。成
分９０は集束用レンズ８４とレーザ源との間に取付けら
れ、円形である。成分９（１０）上半分は板部分７４に
対応し、比較的薄い厚みＴＩを有している。成分９（１
０）下半分は板部分７６に対応し、比較的厚い厚み′ｒ
２を有している。

成分９（１０）下流面は不透明被膜（斑点で示す）が施
され、小さい半円形孔領域９２及び大きい半円形孔領域
９４　（これらの孔領域の大小は走査方向に沿って考慮
するものとする）を除いて、光の１４１１過を阻止する
。レーデ光が孔領域９２を通過する場合には大きいスポ
ット寸法が黒子面上に得られる。レーザ光が孔領域９４
を通過する場合には細いスポット寸法が黒子面上に得ら
れる。

動作を説明する成分９０が軸７３を中心として回転する
と、小さい及び大きい孔領域９２．９４が交互にレーザ
ビームの前に配置される。同時に、成分９（１０）薄い
及び厚い部分が交互にレーデビームの前に配置される。

薄い板部分７４と小さい孔領域９２とが共に光路に沿っ
て位置ぎめされた場合には、比較的大きいスポット寸法
を有するビー１１スポツトがハウジングに近い距離に位
置して発生する。厚い板部分７６と大きい孔部分９４と
が光路に沿って配置された場合には、比較的小さいスポ
ット寸法を有し、ハウジングがら遠い距離に位置するビ
ームスポットが得られる。成分９ｏを更に半回転せしめ
ると、ビームは位置Ｚ７とＺ８との間を移動し、それに
伴ってビームスポットはその寸法が変化する。

勿論、本発明の範囲内で他の変形も考案できる。

例えば小さい孔領域９２を厚い板部分７６上に配置し、
大きい孔領域９４を薄い板部分７４−トに配置すること
が可能である。

第８図に、第７図の成分９０に類似の光学的円板状成分
９６を示す。成分９６には、２つの半円形孔領域を設け
ずに、寸法が連続的に変化している単一の開口９８が形
成されている。第８図における走査方向は水平である。

開口９８は走査方向に沿って大寸法から小寸法まで先細
りになっている。成分９６を回転させると開口９８は黒
子面上のビームスボッ］・寸法を連続可変ならしめる。

成分９６が例えば４０回回転柱のような高速回転すると
、成分９６の各回転毎に少なくとも１回の走査は最適の
ビームウェストでバーコード記号を横切るようになろう
。

大きい孔（開口）はより多くのレーザビームパワーを伝
送し、その逆もまた真であるごとにも注目されたい。大
きい孔領域９４を通るパワーは小さい孔領域９２を通し
て伝送されるパワーよりも大きいから、このパワー差を
少なくとも制限された大きさのパワー等化を得る（より
多くのパワーを遠方の記号に伝送し、少ないパワーを近
接する記号に伝送する）ために使用可能である。

若干の環境下においては、集束されたガウスレーザビー
ムの実際のウェス１へ位置は、普通の幾何学的光学によ
って与えられる像位置よりも集束用レンズに接近してい
ることが知られている。ガウスビームのみならず如何な
るビームも、集束用レンズの出口アパーチャ上のビーム
を表わしているフレネル数が１程度或はそれより小さけ
れば、いわゆる焦点移動を呈することが分っている。

フレネル数（Ｎ）は λＲ で定義されており、ここに ａは集束用レンズの出口アパーチャの半径、λはレーザ
ビームの波長、 Ｒは像位置と集束用レンズとの間の距離である。

従って、レーザーダイオードビームアパーチャリングを
用いて、即ちフレネル数の弐の“ａ”を変化させること
によって前述の広平面移動を得るためには、システムの
種々のパラメータをフレネル数が１に近づくように選択
しなければならない。

例えば、レーザダイオードビームの波長λ−７８０ｎｍ
であって、アパーチャ半径ａを約０．５−ｍ可変となる
ように選択し、焦点距離Ｒを約３（１６）鶴に選択する
。ごれらのパラメータ値を用いると、集束用レンズの出
口アパーチャにお＆、Ｊるフレネル数Ｎは、Ｎ＝１．（
１７となる。

上述の数値例ではフレネル数が１に近いので集束用レン
ズ、例えばレンズ８４のアパーチャ半径の変化をズーミ
ングシステムの基礎として使用することができる。例え
ば、アパーチャ半径が０．３龍から０．８　龍まで変化
する場合には、集束されるビームスポットは約９０ｍｍ
から約２７０■鳳まで移動する。集束用レンズのアパー
チャ半径の変化は、例えば巾の変化する孔８２を有する
ダイヤフラム８０を集束用レンズ８４の直前或は直後の
何れかに位置ぎめする、好ましくは孔８２を半径“ａ”
を有する前述の出口アパーチャに変換するために、集束
用レンズ８４に密着させて位置ぎめすることによって達
成することが可能である。第７図及び第８図の光学成分
９０或は９６の何れかを、集束用レンズのアパーチャ半
径を変化させるために、それによってレーザビームが黒
子面に集束する所定距離を移動させるために有利に使用
することができる。

第９図の光学配列１（１６）も所定の作業距離を変化さ
せるように作動するものであるが、この実施例において
は、この機能はレーザ源自体を運動させることによって
達成している。前述のように、源の位置の移動ΔＳに集
束用レンズの倍率Ｍの自乗を乗じた値が作業距離の対応
移動ΔＺに等しい。

もしくＨ率が充分に大きければ、レーザ源の位置の移動
が比較的小さくとも作業距離に重大な移動をもたらす。

例えば、第９図において集束用レンズ８４の倍率を１（
１６）程であると仮定する。また、運動せしめられるの
は源であるから、実際的な且つエネルギ的見地から、極
めてかさばっているガスレーザ管ではなく小型のレーザ
ダイオード４６を運動させる方がより効率的であること
が分る。従って、ダイオード４６が例えばユニモルフサ
ブストレー１−１０２のような電圧・位置トランスジュ
−サ上に取付けられる。トランスジューサ・１０２はユ
ニモルフ駆動装置１０１に電気的に接続され、駆動装置
１０１は交流電源に接続されている。駆動装置１０】は
（・ランジューサ１０２を矢印１１２の方向に前後に往
復駆動する。トランスジューサ１０２はハウジング１２
の静止支持具１０４上に取付けられている。

駆動装置１０１は交流電圧をトランスジューサ１０２に
印加し、トランスジューサは光軸７８に沿って運動し、
ダイオード４６はこの運動に伴って運動する。レンズ８
４の倍率が大きいために、作業距離移動ΔＺは源位置移
動ΔＳよりもＭ２倍大きくなる。

光学配列１（１６）は出口孔１４を有するハウジング１
２内に取付りられ、レーザビームは出口孔１４を通して
記号へ向かわせられる。記号がら反射したレーザビーム
はハウジング内に取付けられている光センサによって検
出される。第９図の実施例において、もしフレネル集光
レンズ１０６がダイオード・トランスジューサ副組立体
を取囲んでいれば有利である。集光レンズ１０６は反射
光を集めそれを光センサ１０８上に集束させる。光セン
サ１０８は集められた光を電気信号に変換し、電気信号
は電子回路によって記号を表わすデータに処理される。

光センサ１０Ｂによって発生される電気信号は、トラン
スジューサ駆動装置１０１に電気的に接続されている開
ループ或は閉ループフィードバック回路１１０へ同時に
印加される。

フィードバック回路はフィドバソク信号βを発生し、信
号βは駆動装置１０１を制御してダイオード４６を、記
号がシステムのズーム範囲内の何処に位置していようと
もそれを読取るのに必要な最適位置まで運動させる。

第１０図を説明する前に、記号を読取るための走査シス
テムの総合性能が光学的サブシステムのみならず電子的
サブシステムの関数であることが理解されよう。光学的
ザブシステムはある測定可能なスポット寸法にビームを
集束させるが、電子的サブシステム、特にアナログ信号
処理回路も検出及びスポット寸法に貢献する役割を有し
ている。

有効スポット寸法の概念は、Ｅ、パーカン氏及びＪ、シ
ュワルツ博士の次の２論文に示されている。

１９８１年８月、プロシーディンゲス・オブ・ジ・イン
ターナショナル・ソサエティ・フォア・オプティカル・
エンジニアリング、第２９９巻２７−２８ページ、“レ
ーザ走査技術の進歩′。

１９８１年７月１８日、オプティカル・エンジニアリン
グ、第２３巻４号、４１３−４２０ベージ、“バーコー
ドレーザ走査におけるシステム設計考察”。

有効スポット寸法の概念は次式によって定義されている
。

ｗｅｒｒ　＝Ｊ研；−コー正 ここに、 ＷｏｐＬは光学システムのみによって黒子面に集束する
ビームのスポット寸法、 Ｗ　ｅ　Ｉは電気システムによって生ずるスポット寸法
への付加 である。Ｗ　ｅ　ｌバラメークは、アナログシステム処
理回路の周仮数帯域巾即ら時定数の関数であり、また広
平面即ち走査平面におけるレーザビームスポット速度の
関数でもある。

さて前述のように、本発明の目的は記号を読取ることが
可能な作業圧＾１［を増大させることである。

しかし、ハウジングからの距離を増加させると、Ｗｅｌ
の貢献によってＷ　ｅ　ｆ　ｆが増加し、それによって
このような遠距離におけるシステムの総合性能が劣化す
る。遠方過ぎる距離においては最早記号を読取ることは
できない。従って、ハウジングに対する記号の距離が増
加することに伴なって電子回路によってもたされる貢献
の増加を補償するために、本発明は記号距離が増加する
につれて電子回路の時定数を減少させることを提唱する
。時定数のこの減少は、付随するスポット速度の増加を
補償するので、Ｗ　ｅ　ｌは増加した作業距離に亘って
ほぼ一定に保たれる。

第１０図の左側に示すように、極めて高い出力インピー
ダンスを有するトランスコンダクタンス演算増巾器１１
４が、アナログ電子処理回路の前段として接続されてい
る。増ｌｌ器１１４の正入力は接地されている。抵抗Ｒ
１、Ｒ２回路網が増巾器１１４の負人力に接続されてい
る。増［１１器１１４の出力はコンデンサＣを通してア
ナログ電子回路に接続されている。増巾器１１６の負入
力と出力とはコンデンサＣを通して結合されている。増
巾器１１６の正入力は接地されている。制御電流１ｃが
増１１１器１１４のゲートへ供給され、その利得を変化
させる。

上述の回路を簡略化した等価回路を第１０図の右側に示
す。等価回路の時定数はＲｅＨ及びＣに比例する。ごの
時定数はトランスコンダクタンス増巾器１１４の入力電
圧Ｖｉｎ及び出力電流に依存する。

遠方及び接近記号に対してパワー等化を行うために、出
力電流を一定に保つべきである。これは、制御電流１ｃ
の大きさを相応に変化せしめることによって達成するこ
とができる。出力電流が一定に保たれているものとすれ
ばＶｉｎ／１ｏｕｔに等しいＲｅｑは入力端子によって
のみ決定される。スキャナハウジングと記号との間の距
離の増加に伴なって入力電圧は減少するから、Ｒｅｑの
値が相応して減少し、それによって時定数の減少が達成
される。

従って、第１０図の回路は利得制御及びパワー等化を行
うのみならず、同時に作業距離の増加に伴なうスポット
速度の増加を補償すべく電子回路の時定数をも変化させ
ているのである。スポット速度と信号振ｒｊ＋との間の
関係に依存して、Ｗ　ｅ　Ｉを作業１１［離に無関係な
らしめることが可能であり、或は少なくともＷ　ｅ　ｌ
の貢献を作業距離の増大に対して殆んど目立たなくする
ことができる。

トランスコンダクタンス増巾器１１４はＲＣＡ製の集積
回路ＣＡ３０８０とすると有利である。

上述の各成分、或は２つ或はそれ以上の成分の組合せは
、説明した型とは異なる他の型の構造で有用な応用を見
出すこともできる。

以上に本発明を、スポット寸法及び作業距離の両方及び
何れか一方が可変のバーコード記号読取り装置に関して
説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく種々の
変形及び構造的変化を考案し得るので、本発明は図示実
施例に限定されるものではない。

これ以上の解析を行わなくとも、以上の記述は本発明の
要旨を完全に説明しつくしているので、当業者ならば、
現在の知識を適用することによって、先行技術の観点か
ら公平に判断して本発明の−ｉ的な或は特定の面の不可
欠な特色を構成しているものと考えられる特徴を省くこ
となく種々の応用に容易に適用することが可能である。

従ってこれらの適用は本発明の思想及び範囲内に包含さ
れるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図、本発明によるレーザ走査システムにおいて、
走査の１段階中に読取り距離及び読取りスポット寸法の
両者或は何れか一方を変化させるように動作する光学シ
ステムの概要図であり、第１Ｂ図は、第１Ａ図と類似の
図であるが走査の別の段階を示し、 第２図は、本発明によるレーザ走査システＪ、においで
、走査の１段階中に読取り距離の変更及び読取りスボン
トの回転の両者或は何れか一方を行うように動作する別
の光学システムの概要図であり、 第３図は、第２図と類似の図であるが走査の別の段階を
示し、 第４図は、第３図と類似の図であるが走査の更に別の段
階を示し、 第５図は、第２図乃至第４図の光学システムの平面図で
あり、 第６Ａ図は、本発明によるレーザ走査システムにおいて
走査の１段階中に読取り距離及び読取りスポット寸法の
両者或は何れか一方を変化させるように動作する更に別
の光学システムの概要図であり、 第６Ｂ図は、第６Ａ図と類似の図であるが走査の別の段
階を示し、 第７図は、第６Ａ図及び第６Ｂ図のシステムに使用する
ための光学成分の斜視図であり、第８図は、第６Ａ図及
び第６Ｂ図のシステムに使用するだめの別の光学成分の
平面図であり、第９図は、本発明によるレーザ走査シス
テムにおいて、走査中に読取り距離を変化させるように
動作する更に別のシステムの概要図であり、第１Ｏ図は
、本発明によるレーザ走査システムにおいて、走査中に
読取りスポット寸法を効果的に変化させるように動作す
る電気回路の回路図である。 ｔｏ、４０，７０，１（１６）・・・・・・光学配列、
１２・・・・・・ハウジング、１４・・・・・・出口孔
、１６・・・・・・レーザ源、１８・・・・・・ビーム
スプリフタ、２０・・・・・・第１の光学組立体、２２
・・・・・・第２の光学組立体、２０　ａ、　　２２　
ａ−・−凹レンズ、２０ｂ、２２ｂ・・・・・・凸レン
ズ、２４，２６．２８・・・・・・反射鏡、３０・・・
・・・走査鏡、３２・・・・・・電動機出力シャフト、
３４・・・・・・走査鏡回転方向、４２・・・・・・ダ
イヤフラム、４４・・・・・・出口孔、４６・・・・・
・レーザダイオード、４８・・・・・・シャフト、５０
・・・・・・回転鏡、５２・・・・・・ＬＣ）−Ｄ記号
、５４，６０．６６・・・・・・走査方向、５６．６８
・・・・・・側鎖、５８・・・・・・Ｈｌ−Ｄ記号、６
２・・・・・・上側鎖、６４・・・・・・下側鎖、７２
・・・・・・回転板、７３・・・・・・回転軸、７４・
・・・・・第１板部分、７６・・・・・・第２板部分、
７８・・・・・・光軸、８０・・・・・・ダイヤフラム
、８２・・・・・・入口孔、８４・・・・・・集束用レ
ンズ、９０．９６・・・・・・光学成分、９０．９４・
・・・・・孔領域、９８・・・・・・開口、１０１・・
・・・・ユニモルフ駆動装置、１０２・・・・・・ユニ
モルフサブストレート、１０４・・・・・・静止支持具
、１０６・・・・・・集光レンズ、１０８・・・・・・
光センサ、１１．０・・・・・・フィードバック回路、
１１２・・・・・・駆動方向、１１４，１１６・・・・
・・演算増巾器。

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. （１）記号を読取るためのレーザ走査システム内に、 （ａ）出口孔を有するハウジング； （ｂ）ハウジング内にあって、レーザビームを発生する
   レーザ手段； （ｃ）ハウジング内にあって、ハウジングの外部に位置
   する連続記号を横切って走査するようにレーザビームを
   掃引させる走査手段；及び （ｄ）ハウジング内にあって、出口孔を通る光路に沿っ
   て走査ビームを導びき、ハウジングの出口孔から所定の
   距離において所定のウェスト寸法の断面を有するビーム
   スポットを光学的に形成させる光学手段 を含む型の組合せであって： 前記光学手段は走査中にビームスポットの所定のウェス
   ト寸法を変化させる手段を含む ことを特徴とする改良。
2. （２）光学手段は、各走査の一部の間に出口孔を通して
   走査ビームを導びき、ハウジングの出口孔から所定の第
   １の距離に所定の第１のウェスト寸法の断面のビームス
   ポットを有する走査ビームを光学的に形成させる第１の
   光学副組立体を含み；、変化手段は、各走査の別の部分
   の間に出口孔を通して走査ビームを導びき、ハウジング
   の出口孔から所定の第２の距離に所定の第２のウェスト
   寸法の断面のビームスポットを有する走査ビームを光学
   的に形成させる第２の光学副組立体を含む請求項（１）
   記載の組合せ。
3. （３）第１及び第２の光学副組立体は、同一の所定密度
   の記号を読取り得る範囲を増大させるため、所定のウェ
   スト寸法は同一であるが異なる所定距離にそれぞれのビ
   ームスポットを形成させる請求項（２）記載の組合せ。
4. （４）第１及び第２の光学副組立体は、一方の密度の記
   号を近距離において読取り、また別の密度の記号を遠距
   離において読取り可能ならしめるため、異なる所定距離
   に異なる所定のウェスト寸法のビームスポットをそれぞ
   れ形成させる請求項（２）記載の組合せ。
5. （５）第１及び第２の光学副組立体は、異なる所定距離
   にそれぞれのビームスポットを形成させ；走査ビームの
   第１の大きさの断片を第１の光学副組立体へ伝送し、走
   査ビームの第２の大きさの断片を第２の光学副組立体へ
   伝送する手段を含む請求項（２）記載の組合せ。
6. （６）伝送手段は、近距離の記号を読取り可能ならしめ
   るために走査ビームの小断片を第１の光学副組立体を通
   して伝送し、遠距離の記号を読取り可能ならしめるため
   に走査ビームのより大きい断片を第２の光学副組立体を
   通して伝送する請求項（５）記載の組合せ。
7. （７）光学手段は、大倍率を有する集束手段、入口孔、
   及び異なる光学距離特性の板部分を有する光透過板を含
   み；変化手段は、一方の板部分が入口孔に接して位置ぎ
   めされて接近した記号を読取ることが可能となる近位置
   と、別の板部分が入口孔に接して位置ぎめされて遠方の
   記号を読取ることが可能となる遠位置との間で板を運動
   させる請求項（１）記載の組合せ。
8. （８）変化手段は、ビームスポットの所定の距離を、所
   定のウェスト寸法の変化と同時に変化させる手段を含む
   請求項（１）記載の組合せ。
9. （９）光学手段は、大倍率を有する集束手段、光透過板
   、及び走査方向に沿って異なる寸法をした開口を有する
   入口孔を含み；変化手段は、一方の開口が板に接して位
   置ぎめされて低密度記号を読取ることが可能となる低密
   度位置と、別の開口が板に接して位置ぎめされて高密度
   記号を読取ることが可能となる高密度位置との間で入口
   孔を運動させる請求項（８）記載の組合せ。
10. （１０）光学手段は、大倍率を有する集束手段、及び異
    なる光学距離特性の光透過板部分及び走査方向に沿って
    異なる寸法をした開口を有する入口孔を限定するように
    要素上に施された光阻止被膜を有する光学要素を含み；
    変化手段は、一方の板部分及び一方の開口が同時に集束
    手段に接して位置ぎめされて出口孔から遠い距離に大き
    いスポットウェスト寸法を形成させ、遠距離の低密度記
    号を読取る低密度位置と、別の板部分及び別の開口が同
    時に集束手段に接して位置ぎめされて出口孔から近い距
    離に小さいスポットウェスト寸法を形成させ近距離の高
    密度記号を読取る高密度位置との間で光学要素を運動さ
    せる請求項（８）記載の組合せ。
11. （１１）光学要素は、回転運動するようにハウジングに
    取付けられ；入口孔は、回転方向に順次に配列された２
    つの開口を有し、これらの開口はそれぞれ異なるウェス
    ト寸法のビームスポットを形成させる請求項（１０）記
    載の組合せ。
12. （１２）光学要素は、回転運動するようにハウジングに
    取付けられ；入口孔は、回転方向に徐々に寸法が変化す
    る単一の開口を有し、この開口は徐々にウェスト寸法が
    変化するビームスポットを形成させる請求項（１０）記
    載の組合せ。
13. （１３）変化手段は、ハウジングに対してレーザ手段を
    光路の上流及び下流へ往復運動させる手段を含む請求項
    （１）記載の組合せ。
14. （１４）レーザ手段は、緻密な半導体ダイオードであり
    ；運動手段は、このダイオードを取付けた電気的に制御
    される位置トランスジューサを含み；光学手段は、大倍
    率の集束手段を含む請求項（１３）記載の組合せ。
15. （１５）記号から反射された可変強度の光を検知し、検
    知した光を記号を表わすデータに処理する電気回路手段
    をも具備し；ビームスポットの所定のウェスト寸法を変
    化させる手段は、電気回路手段の電気特性を変化させる
    請求項（８）記載の組合せ。
16. （１６）異なる密度の記号を読取るためのレーザ走査シ
    ステム内に、 （ａ）出口孔を有するハウジング； （ｂ）ハウジング内にあって、レーザビームを発生する
    レーザ手段； （ｃ）ハウジング内にあって、ハウジングの外部に位置
    する連続記号を横切る走査方向に線形走査するようにレ
    ーザビームを掃引させる走査手段；及び （ｄ）出口孔を通る光路に沿って走査ビームを導びき、
    出口孔から所定の距離において相互に直角な２つの方向
    に長い及び短いウェスト寸法を有する非円形断面のビー
    ムスポットを有する走査ビーを光学的に形成させる光学
    手段を含む型の組合せであって： （ｅ）低密度記号を読取るためにスポットの長い方のウ
    ェスト寸法が走査方向に沿って伸びる低密度配向と、高
    密度記号を読取るためにスポットの短い方のウェスト寸
    法が走査方向に沿って伸びる高密度配向との間で走査ビ
    ームを回転させる手段をハウジング内に設けてある ことを特徴とする改良。
17. （１７）光学手段は、相互に直角な２つの方向に長い及
    び短い開口を有するアパーチャを有し且つ走査ビームの
    光路内に配列されているダイヤフラムを含む請求項（１
    ６）記載の組合せ。
18. （１８）ダイヤフラムは、走査ビームの低密度及び高密
    度配向に対応する低密度位置と高密度位置との間でハウ
    ジングに対して回転運動するようにハウジング内に取付
    けられている請求項（１７）記載の組合せ。
19. （１９）ダイヤフラムは、ハウジング内に静止的に取付
    けられ；回転手段は１対の光反射鏡を含み、反射鏡の一
    方は走査ビームの低密度及び高密度配向に対応する低密
    度位置と高密度位置との間でハウジングに対して回転運
    動するようにハウジング内に取付けられている請求項（
    １７）記載の組合せ。
20. （２０）光学手段は走査中にビームスポットの所定の距
    離を変化させる手段を含み請求項（１６）記載の組合せ
    。
21. （２１）光学手段は、１つの走査中に出口孔から遠距離
    に低密度配向に配向された長い寸法を有するビームスポ
    ットを形成させ、別の走査中出口孔から近距離に高密度
    配向に配向された短い寸法を有するビームスポットを形
    成させる請求項（２０）記載の組合せ。
22. （２２）光学手段は、異なる走査中に短い及び長い通路
    に沿って走査ビームを導びくように配列されている光反
    射屈折鏡を含む請求項（２１）記載の組合せ。