(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なった光反射率の部分を有する光学的に符号化されたマークを読み取るための光学走査装置において、
光ビームを放射し、前記光ビームを光学的に符号化されたマークに光学的に向ける放射・光学手段と、
光学的に符号化されたマークから反射されて戻った光を受信し、光学的に符号化されたマークの異なった光反射率に対応する電気信号を発生する手段と、
一方の端部が固定され、第一可とうストリップがたわむときに動くように他方の端部が自由になった第一可とうストリップと、
前記第一可とうストリップの自由端が往復運動するように、前記第一可とうストリップの往復たわみ運動を生成する手段と、
前記光ビームが前記第一可とうストリップの往復たわみ運動の間に、光学的に符号化されたマークを横切って走査するように、前記第一可とうストリップの自由端と共に往復運動するように前記放射・光学手段の部品を取り付けるための手段と、
固定端部と自由端部を有する第二可とうストリップ、および、
前記第一可とうストリップの往復たわみ運動の間に、少なくとも前記第二可とうストリップの自由端又はその近くに、前記第二可とうストリップの一部に嵌合して、前記第二可とうストリップが、前記第一可とうストリップの支持を行なうこと、又は前記第一可とうストリップの往復たわみ運動を制動するようにした嵌合手段とからなることを特徴とする光学走査装置。
【請求項２】
前記第一可とうストリップの往復たわみ運動を生成する手段が、第一および第二の磁石を有し、これら磁石のうち一方が永久磁石であり、他方が交流駆動信号が加えられる電磁石であり、
前記第一磁石が、第一可とうストリップの自由端に対して固定的関係で取り付けられおり、これと共に往復運動するようにし、
前記第二磁石が、前記第一磁石に近接して配置されており、電磁石への交流駆動信号の印加が、永久磁石に作用する磁界を形成し、前記第一可とうストリップの自由端及び放射・光学手段の部品の往復運動を生成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の光学走査装置。
【請求項３】
前記第二可とうストリップが、第一可とうストリップの固定端に隣接した点に固定された一方の端部を有しており、
前記嵌合手段が、前記第二可とうストリップの面と摩擦接触した第一可とうストリップの面からなることを特徴とする請求項１記載の光学走査装置。
【請求項４】
前記嵌合手段が、協動するように第一可とうストリップの自由端に対して固定的関係で取り付けられた延長部材からなり、第一可とうストリップの自由端が第一方向にたわんだとき、前記延長部材が、第二可とうストリップを押し、第二可とうストリップが、前記第一方向の前記第一可とうストリップのたわみに反するばね力を発生するようにしたことを特徴とする請求項１記載の光学走査装置。
【請求項５】
前記延長部材の端部に形成されたシリンダが設けられており、シリンダが、第二可とうストリップにその端部又はその近くにおいて接触するようになっていることを特徴とする請求項４記載の光学走査装置。
【請求項６】
前記第二可とうストリップと前記シリンダが、可とう性プラスチック材料から構成されていることを特徴とする請求項５記載の光学走査装置。
【請求項７】
前記第二可とうストリップが、前記第一可とうストリップの相対する側に配置された２つの可とうストリップを含むことを特徴とする請求項１記載の光学走査装置。
【請求項８】
前記嵌合手段が、それぞれ２つの第二可とうストリップのうち一方の面に摩擦接触する第一可とうストリップの対向面からなることを特徴とする請求項７記載の光学走査装置。
【請求項９】
前記嵌合手段が、協動するように第一可とうストリップの自由端に対して固定的関係で取り付けられた一対の延長部材からなり、前記延長部材が、第一可とうストリップの往復たわみ運動の間に２つの第二可とうストリップを押し、２つの可とうストリップが、前記第一可とうストリップのたわみ運動に反するばね力を発生することを特徴とする請求項７記載の光学走査装置。
【請求項１０】
２つのシリンダが設けられており、これらシリンダのそれぞれが、延長部材の１つの端部に形成されており、それぞれのシリンダが、２つの前記第二可とうストリップの１つに、その自由端又はその近くで接触するようにしたことを特徴とする請求項９記載の光学走査装置。
【請求項１１】
前記第二可とうストリップと前記シリンダが、可とう性プラスチック材料からなることを特徴とする請求項１０記載の光学走査装置。
【請求項１２】
それぞれの前記延長部材が、研磨した端面の方へ曲がっており、この端面が、第二可とうストリップの１つの平らな面に、その自由端又はその近くで接触していることを特徴とする請求項９記載の光学走査装置。
【請求項１３】
それぞれの前記延長部材の湾曲の半径が、延長部材の湾曲部の回りにおける第一可とうストリップの変形が第一可とうストリップの損傷を引き起こさない程度に十分に大きくなっていることを特徴とする請求項１２記載の光学走査装置。
【請求項１４】
それぞれの前記延長部材が、ベリリウム銅合金又は同様な可とう金属から形成されていることを特徴とする請求項９記載の光学走査装置。
【請求項１５】
前記放射・光学手段が、レーザビームを発生する手段を有することを特徴とする請求項１記載の光学走査装置。
【請求項１６】
前記放射・光学手段が、ミラーからなり、前記ミラーが、第一可とうストリップの自由端と共に動くように取り付けられた放射・光学手段の部品を構成していることを特徴とする請求項１５記載の光学走査装置。
【請求項１７】
前記放射・光学手段が、第一可とうストリップの往復たわみ運動に対して実質的に直交する方向にミラーを動かす手段を有することを特徴とする請求項１６記載の光学走査装置。
【請求項１８】
前記第一可とうストリップが、可とう性プラスチック材料からなることを特徴とする請求項１記載の光学走査装置。
【請求項１９】
異なった光反射率の部分を有し、光学的に二次元に符号化されたマークを読み取るための二次元光学走査装置において、
光ビームを放射し、前記光ビームを光学的に符号化されたマークに光学的に向けるための放射・光学手段と、
第一振動周波数で第一方向に振動運動するように放射・光学手段の部品を取り付けるための第一支持手段と、
第二振動周波数で第二方向に振動運動するように、前記第一支持手段を取り付ける第二支持手段を有し、前記第二方向が、前記第一方向に実質的に直交しており、前記第二周波数が、前記第一周波数よりも低く、その場合、前記第二支持手段が、
（ａ）一端が固定され、反対端が第一可とうストリップの往復たわみの際に第二方向に自由に往復する第一可とうストリップと、
（ｂ）第二方向に第一可とうストリップの自由端の往復運動と共に往復運動するように第一支持手段を支持する手段と、
（ｃ）自由端と固定端を有する第二可とうストリップ、および、
（ｄ）第一可とうストリップの往復たわみ運動中に、第二可とうストリップの少なくとも自由端又はその近くに第二可とうストリップの一部を嵌合して、第二可とうストリップが第一可とうストリップの支持を行なうか又は第一可とうストリップの往復たわみ運動を摩擦により制動するようにした嵌合手段とを有し、
光ビームが光学的に符号化されたマークが現われる面を横断して二次元走査パターンを構成するように、第一方向における第一往復支持手段上に取り付けられた光学部品の往復運動と、第二方向における第一可とう部材の自由端の往復運動とを同時に生成するための読み取り駆動手段、および、
面から反射して戻った光を受信し、光学的に符号化されたマークの異なった光反射率に対応する電気信号を発生する手段とからなることを特徴とする二次元光学走査装置。
【請求項２０】
前記第二可とうストリップが、前記第一可とうストリップの固定端に隣接した点に取り付けられた固定端を有しており、
前記嵌合手段が、第二可とうストリップの面に摩擦接触した第一可とうストリップの面からなることとを特徴とする請求項１９記載の二次元光学走査装置。
【請求項２１】
前記第二可とうストリップが、第一可とうストリップの相対する面に配置された２つの可とうストリップからなることを特徴とする請求項１９記載の二次元光学走査装置。
【請求項２２】
前記嵌合手段が、それぞれ２つの前記第二可とうストリップの１つの面に摩擦接触した第一可とうストリップの相対する面からなることを特徴とする請求項２１記載の二次元光学走査装置。
【請求項２３】
前記嵌合手段が、第一可とうストリップの自由端に対して固定的な関係で取り付けられた一対の延長部材からなり、前記延長部材が、第一可とうストリップの往復たわみ運動の間に、２つの第二可とうストリップを押して、２つの前記可とうストリップが、前記第一可とうストリップのたわみ運動に反するばね力を発生するようにしたことを特徴とする請求項２１記載の二次元光学走査装置。
【請求項２４】
２つのシリンダを有し、これらシリンダのそれぞれが、前記延長部材のうち１つの端部に形成されており、それぞれのシリンダが、２つの前記第二可とうストリップの１つにその自由端又はその近くにおいて接触するようにしたことを特徴とする請求項２３記載の二次元光学走査装置。
【請求項２５】
前記第二可とうストリップと前記シリンダが、可とう性プラスチック材料から構成されていることを特徴とする請求項２４記載の二次元光学走査装置。
【請求項２６】
それぞれの前記延長部材が、第二可とうストリップの１つの平らな面にその自由端又はその近くにおいて接触する研磨した端面の方に曲がっていることを特徴とする請求項２３記載の二次元光学走査装置。
【請求項２７】
それぞれの前記延長部の湾曲の半径が、延長部の湾曲部の回りの第一可とうストリップの変形が第一可とうストリップの損傷を引き起こさないように十分に大きいことを特徴とする請求項２６記載の二次元光学走査装置。
【請求項２８】
それぞれの前記延長部が、ベリリウム銅合金又は同様な可とう金属から構成されていることを特徴とする請求項２３記載の二次元光学走査装置。
【請求項２９】
前記放射・光学手段が、レーザビームを発生する手段を有することを特徴とする請求項１９記載の二次元光学走査装置。
【請求項３０】
前記放射・光学手段が、ミラーを有し、前記ミラーが、放射・光学手段の部品を構成していることを特徴とする請求項２９記載の二次元光学走査装置。
【請求項３１】
前記レーザビームを発生する手段が、ダイオードの面が第一方向に対して実質的に平行になるように配向されたゲインガイドされたレーザダイオードからなることを特徴とする請求項２９記載の二次元光学走査装置。
【請求項３２】
前記読み取り駆動手段が、一方が永久磁石であり、他方が駆動信号を加えられる電磁石である第一及び第二の磁石からなり、
前記第一磁石が、共に往復運動するように、第一可とうストリップの自由端に対して固定的な関係で取り付けられており、
前記第二磁石が、前記第一磁石にきわめて隣接した所定の点に取り付けられていることとを特徴とする請求項１９記載の二次元光学走査装置。
【請求項３３】
前記第一往復支持手段が、高い周波数範囲で振動するように構成され、第二の往復支持手段が、低い周波数範囲で振動するように構成され、
前記電磁石に加えられる駆動信号が、高い周波数範囲内の周波数を有する第一信号成分と低い周波数範囲内の周波数を有する第二信号成分との重畳からなることを特徴とする請求項３２記載の二次元光学走査装置。
【請求項３４】
異なった光反射率の部分を有し、光学的に二次元に符号化されたマークを読み取るための二次元光学走査装置において、
光ビームを放射し、前記光ビームを光学的に符号化されたマークに光学的に向ける放射・光学手段と、
第一振動周波数で第一方向に、第二振動周波数で第二方向に前記光ビームの振動運動を生成するように、前記放射・光学手段の光学部品を取り付けるための手段であって、前記第二方向が、実質的に前記第一方向に対して直交しており、前記第二周波数が、前記第一周波数より低く、前記放射・光学手段が、ダイオードチップの面が実質的に前記第一方向に対して平行になるように配向されたゲインガイド型レーザダイオードからなっている、前記放射・光学手段の光学部品を取り付けるための手段と、
前記光ビームが、光学的に符号化されたマークが現われる面を横切って二次元走査パターンを構成するように、前記第一及び第二両方向に光学部品の往復運動を同時に生成するための読み取り駆動手段と、および、
面から反射して戻った光を受信し、光学的に符号化したマークの異なった光反射率に対応する電気信号を発生する手段からなることを特徴とする二次元光学走査装置。
【請求項３５】
前記ゲインガイド型レーザダイオードが、ダイオードチップの面に対して垂直な面と、前記第二方向に対して平行な面を決定するハウジングの円周に沿った点にインデックス表示部を有するハウジングからなることを特徴とする請求項３４記載の二次元光学走査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、バーコードスキャナのような光学走査装置に関し、さらに詳細には、二次元又は多重線タイプのバーコードを走査することができる光学走査装置に使用するために改善されたレーザ走査モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
バーコードリーダのような光学読み取り装置は、今では全く一般的なものである。典型的にはバーコードは、一連の符号化記号を含み、それぞれの記号は、典型的には長方形の形をした一連の明るい領域及び暗い領域からなる。暗い領域の、すなわちバーの幅及び／又はバーの間の明るいスペースは、符号化された情報を表示している。
【０００３】
バーコードリーダは、符号を照射し、符号から反射した光を感知して、符号記号の幅及びスペースを検出し、符号化データを引き出す。バーコード読み取りタイプのデータ入力システムは、広範囲のアプリケーションに対してデータ入力の効率と精度を改善する。このようなシステムにおけるデータ入力が容易であることは、さらに頻繁で詳細なデータ入力を促進し、例えば効率的な目録、作業進行の追跡等を提供する。
【０００４】
種々の走査装置が周知である。特に有利な１つのタイプの読み取り装置は、記号にわたってレーザビームのような光ビームを走査する光学スキャナである。米国特許第４３８７２９７号明細書及び同第４７６０２４８号明細書によって開示されているこのタイプのレーザスキャナシステム及びコンポーネントは、一般に異なった光反射率の部分を有するマークを、すなわち特にユニバーサルプロダクトコード（ＵＰＣ）タイプのバーコード記号を、手持ち式又は定置式のスキャナから所定の作業範囲又は読み取り距離のところで読み取るように構成されている。
【０００５】
図１は、ピストルグリップタイプのハンドル５３を有するガンの形の装置として構成された従来技術のバーコードリーダユニット１０の例を示している。軽量プラスチックハウジング５５は、レーザ光源４６、検出器５８、光学及び信号処理回路、及びＣＰＵ４０、並びに電源又はバッテリー６２を収容している。ハウジング５５の前端部にある光透過窓５６は、出射光ビーム５１が出ることを可能にし、戻り反射光５２が入ることを可能にしている。リーダ１０は、リーダ１０を記号から離した位置から、すなわち記号に接触させずに又は記号にわたって動かしながら、ユーザによってバーコード記号７０に向けるように構成されている。
【０００６】
その他に、図１に示されたように、適当なレンズ５７（又は複合レンズシステム）を、適当な基準面において走査スポットになるように走査されたビームを収束させるために使用してもよい。半導体レーザダイオードのような光源４６は、レンズ５７の光軸に光ビームを導入し、ビームは、部分的に銀めっきしたミラー４７、及び必要な場合にはその他のレンズ又はビーム整形構造を通過する。ビームは、トリガスイッチ５４を引いたとき付勢される走査モータ６０に連結された振動ミラー５９から反射される。ミラー５９の振動は、反射ビームを所望のパターンで前後に走査させる。
【０００７】
種々のミラー及びモータ構造が、所望の走査パターンでビームを動かすために使用できる。例えば米国特許第４２５１７９８号明細書は、それぞれの面に平面鏡を有する回転ポリゴンミラーを開示しており、それぞれのミラーは、記号に交差する走査線に追従する。米国特許第４３８７２９７号及び同第４４０９４７０号明細書は、両方とも平面鏡を使用し、この平面鏡は、ミラーを取り付けた駆動軸の回りで交互の周方向に繰り返し往復するように駆動される。米国特許第４８１６６６０号明細書は、全体として凹面鏡部分及び全体として平面鏡部分から構成されたマルチミラー構造を開示している。マルチミラー構造は、マルチミラー構造を取り付けた駆動軸の回りで交互の周方向に繰り返し往復駆動されている。
【０００８】
記号７０により反射して戻った光５２は、窓５６を通って戻り、検出器５８に供給される。図１に示すリーダ１０において、反射された光は、ミラー５９及び一部銀めっきしたミラー４７から反射され、光検出器５８に当たる。検出器５８は、反射した光５２の強度に比例したアナログ信号を形成する。
ボード６１上に取り付けられたディジタル変換回路は、検出器５８からのアナログ信号を処理して、パルス信号を形成し、ここでは幅とパルス間の間隔は、バーの幅とバー間のスペースに対応している。ディジタル変換器は、エッジ検出器又は波形整形回路として使われ、ディジタル変換器によってセットされた閾値は、アナログ信号のどの点がバーのエッジを表わすかを決定する。ディジタル変換器からのパルス信号は、解読器（デコーダ）に供給され、一般的にはプログラムされた制御マイクロプロセッサ４０に供給される。典型的にはマイクロプロセッサ解読器４０は、プログラムメモリ及びランダムアクセスデータメモリに結合されている。解読器は、第一にディジタル変換器からの信号のパルス幅と間隔を判定する。解読器は、それから幅と間隔を解析して、合理的なバーコードメッセージを見出し解読する。これは、適当な符号規格によって定義されたような合理的な文字及び順序を認識するための解析を含む。これは、走査した記号が従う特定の規格の初期認識を含んでいてもよい。こうした規格の認識は、典型的には自動認識と称する。
【０００９】
記号７０を走査するため、ユーザは、バーコードリーダユニット１０を向け、可動トリガスイッチ５４を操作し、光ビーム５１、走査モータ６０及び検出器回路を起動する。走査ビームが可視光であれば、オペレータは、記号が現われた表面上の走査パターンを見ることができ、したがってリーダ１０のねらいを調節することができる。光源４６から発生する光が、わずかに可視光であれば、光学システムに照準光を含めてもよい。照準光は、必要な場合には、可視光スポットを発生し、このスポットは、固定してもよく、又はレーザビームと同様に走査してもよく、ユーザは、トリガスイッチを引く前に、記号にリーダユニットを向けるためにこの可視光を利用する。
【００１０】
リーダ１０は、ポータブルコンピュータ端末として動作することもできる。その場合、バーコードリーダ１０は、前述の米国特許第４４０９４７９号明細書に記載されたようなキーボード４８とディスプレイ４９を有する。
一般的に前述したタイプの多くの従来技術のスキャナでは、往復運動するように１つ又は複数の光学部品を支持するために、可とう支持手段が設けられている。このような支持構造は、図１に独立して示されていないが、典型的には可とう支持体が、走査モータ６０の起動に応答してその角振動運動を可能にするようにミラー５９を支持する。重量を減少し長い動作をさらに快適便利にするため、スキャナの寸法を減少する場合、製造業者は、ミラー及びその支持構造部の寸法を減少することを試みている。しかし平らなストリップ材料から形成された多くの可とう支持構造は、ミラーを支持するために十分な物理的強度が欠けている。その結果、ミラーは、レーザ光源４６に関するミラーの光学的アライメントを壊すような垂れ下がりを生じる傾向を有する。
【００１１】
また、ある種の走査の用途においては、きわめて低い周波数で、例えば２０Ｈｚ又はそれ以下で走査することが望まれる。このことは、特に光学的に符号化された情報の２つ又はそれ以上の線を含むマークを走査するため、２つの異なった方向に光学的に走査する装置に当てはまる。このような二次元符号を読み取るため、第一の方向（例えばＸ方向）が比較的高速で走査され、一方第二の方向（例えばＹ方向）は、低速で走査される、このことは、比較的高密度のＸ方向走査線を有するラスタ又は同様な二次元走査パターンを形成する。しかしこのように低速でミラー又はその他の光学部品を動かすための可とう支持構造は、オペレータがスキャナを支持する手の動きにより生じる低周波ジッタの影響を受け易い。典型的に手の運動は、２Ｈｚ−１０Ｈｚのオーダの雑音振動を含み、このような振動は、低速走査支持機構の振動を引き起こし、走査パターンを壊す。
【００１２】
従来技術のスキャナによる別の問題は、特に二次元記号を読み取るように設計されたスキャナの作業読取範囲に関する。作業読取範囲は、ビームパターンがバーコード記号を横切る場合に、走査パターンが正確な解読を可能にするために十分である範囲として定義される。二次元走査パターンは、第一方向（Ｘ）に有限の数の線を有する。スキャナが走査される面に近付くと、走査パターンは小さくなり、線は互いに近付く（高線密度）。しかし、オペレータがスキャナを遠く離して動かすと、走査パターンは拡大され、線は遠く離れる（線密度の低下）。したがってスキャナと記号の間の距離が、典型的には数インチの長さにすぎないスキャナの作業読取範囲から外れた場合、二次元パターンにおける走査線の密度は、二次元バーコードの正確な読取りを妨げるほど低く低下する。したがってこの二次元走査システムは、記号の適当な読取りのため、記号からの距離の比較的狭い範囲内に配置しなければならず、このことは、操作を不便にし、困難にする可能性がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、走査コンポーネントを可動に支持するため光学走査システムに使用する可とう支持構造の垂れ下がりを減少することにある。
本発明の別の目的は、光学スキャナを保持するオペレータの手の動きにより生じるような低周波雑音振動の影響を受けにくい低周波走査振動を可能にする可とう支持構造を提供することにある。
【００１４】
本発明のその他の目的は、特に光学的に符号化された情報の２つ又はそれ以上の線を含むマークを読み取るため、２つの異なった方向に走査パターンを形成するように配置されたスキャナの性能を改善することにある。
比較的高い周波数で第一の方向に走査運動を生じる手段、及び比較的低い周波数で第二の方向に走査運動を生じる手段を有するスキャナにおいて、本発明の１つの特定の目的は、第二方向に走査を行なう手段の動作を崩壊させる低周波振動を除去することにある。
【００１５】
本発明の別の目的は、二次元光学スキャナの作業読取範囲を拡大することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の光学走査装置は、異なった光反射率の部分を有する光学的に符号化されたマークを読み取るための光学走査装置において、光ビームを放射し、前記光ビームを光学的に符号化されたマークに光学的に向ける放射・光学手段と、
光学的に符号化されたマークから反射されて戻った光を受信し、光学的に符号化されたマークの異なった光反射率に対応する電気信号を発生する手段と、
一方の端部が固定され、第一可とうストリップがたわむときに動くように他方の端部が自由になった第一可とうストリップと、
前記第一可とうストリップの自由端が往復運動するように、前記第一可とうストリップの往復たわみ運動を生成する手段と、
前記光ビームが前記第一可とうストリップの往復たわみ運動の間に、光学的に符号化されたマークを横切って走査するように、前記第一可とうストリップの自由端と共に往復運動するように前記放射・光学手段の部品を取り付けるための手段と、
固定端部と自由端部を有する第二可とうストリップ、および、
前記第一可とうストリップの往復たわみ運動の間に、少なくとも前記第二可とうストリップの自由端又はその近くに、前記第二可とうストリップの一部に嵌合して、前記第二可とうストリップが、前記第一可とうストリップの支持を行なうこと、又は前記第一可とうストリップの往復たわみ運動を制動するようにした嵌合手段とからなることに特徴がある。
【００１７】
また、前記本発明の光学走査装置において、前記第一可とうストリップの往復たわみ運動を生成する手段が、第一および第二の磁石を有し、これら磁石のうち一方が永久磁石であり、他方が交流駆動信号が加えられる電磁石であり、
前記第一磁石が、第一可とうストリップの自由端に対して固定的関係で取り付けられおり、これと共に往復運動するようにし、
前記第二磁石が、前記第一磁石に近接して配置されており、電磁石への交流駆動信号の印加が、永久磁石に作用する磁界を形成し、前記第一可とうストリップの自由端及び放射・光学手段の部品の往復運動を生成するようにしたことにも特徴がある。
【００１８】
さらに、前記本発明の光学走査装置において、前記第二可とうストリップが、第一可とうストリップの固定端に隣接した点に固定された一方の端部を有しており、前記嵌合手段が、前記第二可とうストリップの面と摩擦接触した第一可とうストリップの面からなることに特徴がある。
【００１９】
【作用】
本発明においては、実際に走査コンポーネントを支持する第一の可とうストリップ又は平らなバネに隣接した１つ又は複数の付加的な可とうストリップを提供する。これらストリップは、走査コンポーネントの重量による第一可とうストリップによる垂れ下がりを防止する支持を提供し、オペレータによるスキャナの運動から誘起される振動により引き起こされることがある走査との干渉を防止するため、第一可とうストリップの低周波運動を制動する。本発明による二次元スキャナも、ビームの非点収差がスキャナから遠く離れた点における早い方向の走査線密度の減少を保障するように配向されたゲインガイドされた可視光レーザダイオードを使用する。
【００２０】
１つの観点において、本発明は、光反射率の異なる点を有する光学的に符号化されたマークを読み取る光学走査システムを含む。システムは、光ビームを放射し、光ビームを光学的に符号化されたマークに光学的に向けるコンポーネント、及び光学的に符号化されたマークから反射されて戻った光を受信し、マークの光反射率の相違に対応する電気信号を発生する検出器を含む。しばしば「平ばね」と称する第一の可とうストリップは、一方の固定端部、及び平ばねのたわみの際に自由に動く反対側の端部を有する。永久磁石及び電磁石のような手段は、平ばねの自由端が振動するようにこの平ばねの往復のたわみを行なうために設けられている。放射を行なう光学部品の１つは、平ばねの自由端と共に往復運動する。その結果、光ビームは、平ばねタイプの第一の可とうストリップの往復たわみ運動の間に、光学的に符号化されたマークを横切って走査する。システムは、固定端と自由端を有する第二の可とうストリップ、及び平ばねのたわみの間に自由端又はその近くにおいて第二の可とうストリップの一部にはまる嵌合手段をも含む。第二可とうストリップは、第一可とうストリップのため支持を行ない、及び／又は第一可とうストリップの往復たわみ運動の制動を行なう。
【００２１】
別の観点において、上記のようなシステムは、二次元走査に適合する。この第二のシステムは、光学部品のため取り付けを行ない、第一の方向に第一の振動周波数で、第二の方向に第一の振動周波数より低い第二の周波数で、光ビームの振動運動を行なわせる。第一の可とうストリップ又は「平ばね」は、第二方向にビームの運動を行なわせるために必要なコンポーネントの可とう支持を行なう。典型的には平ばねは、第一方向の走査を行なうため、振動用のコンポーネントを取り付ける手段も支持する。その結果、平ばねによって支持される質量は大きくなり、その振動周波数はかなり低い。したがって第二可とうストリップによって提供される付加的な支持と制動は、このような二次元スキャナの特性と耐久性を顕著に改善する。
【００２２】
典型的には本発明は、２つの付加的な可とうストリップを使用する。可とうプラスチック材料、例えばマイラー（登録商標）又はカプトン（登録商標）によって、第一及び第二の可とうストリップを形成することができる。本発明は、付加的な可とうストリップの嵌合のいくつかの異なった形も含んでいる。例えば第二可とうストリップの平らな面は、平ばねの面に摩擦によって嵌合してもよい。その代わりに第一に平ばねの自由端と共に動くように取り付けられた延長部は、その自由端の又はその近くの点においてそれぞれ付加的な可とうストリップの表面の部分に嵌合される。延長部は、対応する付加的な可とうストリップの表面に直接嵌合する研磨した端面に向かって曲がっていてもよく、又は延長部の端部は、可とうストリップに接触するためプラスチックシリンダを支持してもよい。
【００２３】
その他の観点において、本発明は、特別に配向したレーザビームを使用して二次元マークを走査する方法及びシステムを提供する。典型的には本発明のこの観点は、ゲインガイドした可視光レーザダイオードを使用する。このような装置からのビームは、非点収差を有する。ダイオードチップに比較的近い点において、ダイオードチップの平面に対して平行な次元におけるビームの横断面の幅は、ダイオードチップの平面に対して垂直な次元におけるビームの横断面の高さよりも小さい。しかしながらダイオードチップから遠い点においては、ビームの横断面の幅は、ビームの横断面の高さよりも大きい。二次元走査において、レーザビームは振動させられ、ビームの横断面幅が、マークの線の方向に実質的に対応する第一の方向に、マークを横切って動くようにする。典型的にはこの方向は第一走査方向でもある。ゲインガイドされたレーザダイオードのこの配向は、スキャナが符号化されたマークからさらに遠くに離れたとき、走査線のさらに低い密度を補償する。その結果、二次元スキャナの有効作業読取範囲は、スキャナの先端部からさらに遠い点まで拡大される。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を、図面により詳細に説明する。本実施例では、「indicia（マーク）」という用語は、一般にバーコード記号と称する種々の幅の交互のバーとスペースから構成された記号パターンだけでなく、広くその他の一次元及び二次元のグラフィックパターン、及び英数字を含むものとする。一般に「indicia（マーク）」という用語は、光ビームによって走査し、反射又は散乱した光を検出することによってパターン又は情報の種々の点の光反射率の相違を表すものとして認識又は識別できるあらゆるタイプのパターン又は情報に適用してもよい。バーコード記号は、本発明が走査できる「indicia（マーク）」の一例である。
【００２５】
まず、二次元スキャナについて一般的に説明する。図２は、二次元又は二軸走査パターンを実現する代表的な走査装置２００を示している。図示したように、ホルダ２０２は、一対のアーム２０６及び２０８を有するＵ字型ばね２０４を含んでいる。走査部品、例えば光反射器又はミラー２１０は、アーム２０８の自由端に固定的に取り付けられている。永久磁石２１２は、ホルダ２０２の反対側端部、すなわちアーム２０６の端部に取り付けられている。基部２１８に取り付けられた直立部材２１６は、永久磁石２１２にきわめて隣接して電磁石２１４を支持している。電気入力リード線２２０は、電磁石２１４のコイルに付勢電流又は駆動信号を供給する。
【００２６】
アーム２０６と永久磁石２１２は、全体的に平らなばね部材２２２の一方の端部２２２ａに取り付けられている。平らなばね部材２２２の他方の端部は、適当な固定装置により基部２１８に取り付けられている。ミラー２１０の質量は、Ｕ字型ばね２０４の等価質量よりもずっと大きくてもよい。
平らなバネ２２２は、板ばね、可とう金属箔又は平らな棒のようなあらゆる適当な可とう材料から作ることができる。以下に述べる好適な実施例は、平らなばねを形成するため、マイラー（登録商標）又はカプトン（登録商標）のようなプラスチック材料からなるフラットストリップを使用する。Ｕ字型ばね構造２０４、２０６、２０８を含むホルダは、ベリリウム銅合金のようなあらゆる適当な弾性又は可とう性金属材料から構成できる。
【００２７】
図８に１０７０で示すように、二次元のバーコードは、光学的に符号化された情報の一連の行又は線を有する。行が実質的に水平に示されたＸ方向に配向されていれば、行は互いにＹ方向（垂直）に配置されている。情報のそれぞれの行又は線は一連の符号化された記号を有し、それぞれの記号は、典型的には長方形の形の一連の明るい領域及び暗い領域から構成されている。暗い領域、すなわちバーの幅、及び／又はバーの間の明るいスペースの幅は、行又は線における符号化された情報を表す。符号１０７０のような二次元マークを読み取るため、ラスタタイプの走査パターン等によりマークを走査することは望ましい。このような走査パターンにおいて、一連の実質的に水平かつ実質的に平行な走査線が、上部水平走査線から多数の中間水平走査線によって下方へ進行し下部水平走査線へとマークを横切って、マークを含む所望の走査範囲を均一にカバーする。
【００２８】
走査装置２００（図２）を使用するラスタタイプの走査パターンを達成するため、Ｕ字型バネ２０４及び平ばね２２２は、互いに直交する平面内で振動するように配置できる。図面に示すように、Ｕ字型ばね２０４のアームは、Ｘ−Ｚ面内で振動し、平ばね２２２はＸ−Ｙ面内で振動する。ホルダ構造２０２のこの配置を介して、ミラー又はスキャナコンポーネント２１０は、第一及び第二の対の走査端部位置の間において、第一及び第二の交互の円周方向に角振動運動を行なうように取り付けられている。
Ｕ字型ばね２０４は比較的硬く作るため、形、寸法及び材料が選択される。Ｕ字型ばね２０４がそのＸ−Ｚ面内の振動の間に支持しなければならない質量は、比較的小さい（実質的にミラー２１０の質量だけに等しい）。それに対して平ばね２２２の形、寸法及び材料は、バネ２２２を比較的たわみ易くするように選択される。平ばね２２２がそのＸ−Ｙ面内の振動の間に支持しなければならない質量も、比較的大きい（実質的にミラー２１０の質量、磁石２１２の質量及びＵ字型ばね２０４の質量を加算したものに等しい）。その結果、Ｕ字型ばね２０４は、Ｘ−Ｚ面内で高い周波数範囲、典型的には２００〜８００Ｈｚの範囲で振動し、一方、平ばね２２２は、Ｘ−Ｙ面内で低い周波数範囲、典型的にはほぼ５〜２００Ｈｚで振動する。
【００２９】
電磁石２１４は、典型的にはコアとコイルが完全に同心的になって、寸法と重量を最小にするように、回りにコイルを巻いたコア又はボビンを有する。コアは、どのような適当な計量材料から構成してもよい。コイルを通って電流が流れていないとき、Ｕ字型ばね２０４及び平ばね２２２の弾性特性は、ミラー２１０をその停止位置に引き戻す（基本的に図２に示す位置）。コイルを通って電流が導入されると、コイルと永久磁石２１２の磁界の間の相互作用によって、力のモーメントが生じ、磁石２１２（取り付けられたＵ字型ばね２０４、平ばね２２２及びミラー２１０と共に）は、平衡位置から動かされる。この力のモーメントは、永久磁石２１２を、ボビン及びコイルの方向へ又はここから離れる方向へ動かす。このような運動の結果、Ｕ字型ばね２０４及び平ばね２２２によってばね力が生成され、これは、永久磁石２１２及びミラー２１０をその停止位置へ戻す傾向を有する。加える電流の極性を逆にすれば、磁力の方向及びそれに反するばね力の方向は逆になる。したがって、電磁石２１４に加えられる電流は、正弦波、パルス信号、のこぎり波等のような周期的なＡＣ信号の形をしていれば、合成磁力は、前後の（図面においては左右の）永久磁石２１２の振動運動を引き起こす。
【００３０】
電磁石２１４により単一永久磁石２１２に加えられる振動力は、電磁石２１４のコイルを駆動するために端子２２０に加えられる駆動信号を注意深く選択することによって、両方のばね２０４及び２２２に所望の振動を開始させることができる。特に電磁石に加えられる駆動信号は、異なった周波数の２つの周期信号の重畳したものからなる。第一の信号成分は、Ｕ字型ばね２０４の振動周波数に相当する高い周波数範囲内の周波数を有する。第二の信号成分は、平ばね２２２の振動周波数に相当する低い周波数範囲内の周波数を有する。したがって、永久磁石２１２に加えられる振動磁力は、駆動信号内の２つの成分信号に相当する２つの異なった周波数成分を含んでいる。２つのばね２０４と２２２の異なった周波数振動特性のため、それぞれのばねは、その固有振動周波数だけで振動する。したがって、電磁石２１４がこのような重畳信号で駆動された場合、Ｕ字型ばね２０４は、高い周波数範囲内の周波数で振動し、平ばね２２２は、低い周波数範囲内の周波数で振動する。
【００３１】
記号の走査のために必要な振動の角度振幅は、記号の寸法に依存し、典型的には少なくとも光学的に１０度〜３０度である。ホルダ装置２０２により形成される走査線による角度振幅の増大は、所定の用途にとって望ましく、非対称寸法を有する、すなわち異なった長さのアームを有するＵ字型ばね２０４を構成することによって容易に達成できる。このようなばね構造は、共振非対称走査素子を提供する。したがって特定の実施例において、アーム２０８は、少なくとも２：１の比だけアーム２０６よりも短い。したがって非対称寸法のＵ字型ばねは、結果としてラスタタイプパターンにおいてさらに長いＸ方向走査線を生じる。
【００３２】
対称寸法のＵ字型ばねよりも１００％程度の増加とすることができる角度振幅の増加に加えて、非対称寸法のＵ字型ばねは、もはやばねの曲線部分に節点が位置決めされないので、金属疲労及びクラッキングに対するさらに高い耐久性を提供する。このタイプの構造は、基部に伝達される振動が少ないという利得も提供する。なぜならＵ字型ばねは、磁石端部において保持されているだけであり、磁石の角運動は、走査コンポーネント又はミラー２１０のものより複数倍低くすることができるからである。
【００３３】
次に、二次元スキャナの好適な実施例を説明する。本発明の好適な実施例は、図４〜図８に示されている。この実施例において走査コンポーネントは、ミラー５０２である。Ｕ字型ばねは、ミラーを通る垂直軸の回りで回転振動を行なうようにミラー５０２を支持し、Ｘ方向ビーム走査運動を行ない、平ばね５２２は、水平軸の回りで振動を可能にするようにたわみ、Ｙ方向ビーム走査運動を行なう。
【００３４】
サブアセンブリ５００は、低い周波数のたわみを行なうために幅広い平ばね５２２を使用する。ばね５２２は、典型的にはマイラー（登録商標）又はカプトン（登録商標）のような可とう性プラスチック材料の平らなシートから構成される。平ばね５２２の低い方の端部は、２つ又はそれ以上の穴を有し、ここをファスナ（ボルト、リベット、ピン等）が通り、サブアセンブリ５００を走査モジュール７００内に組み込む場合（図７参照）、低い方の端部が、ばね５２２の“固定”端部になるようにする。
【００３５】
平ばね５２２の上側自由端は、永久磁石５１４、Ｕ字型ばね５０４及びミラー５０２を支持している。さらに特定すれば、平ばね５２２の上端部は、前側延長板５１７とＬ字型ブラケットの下端部の間にはさまれている。前側延長板５１７とＬ字型ブラケットの下端部は、２つのファスナ（リベット又はピン等）によって共に保持されている。それから支持板５０６の側部が、同様なファスナによってＬ字型ブラケットの垂直部分に取り付けられる。第二延長部５１８は、Ｌ字型ブラケットの下部に取り付けられ、又は平ばねとブラケットの間にはさまれている。この実施例において延長部５１７及び５１８は、典型的にはベリリウム銅合金のような可とう材料から形成されている。延長部は、下方へ、平ばね５２２の自由端から離れる方へ曲がっている。延長部５１７及び５１８の端部は、研磨した端面を有する。延長部５１７及び５１８の機能については、後で詳細に説明する。
【００３６】
図４に示すように、板５０６は、この板の後面右側近くに取り付けられた永久磁石５１４を支持している。Ｕ字型ばね５０４のアーム５０８の端部は、磁石５１４の位置の反対側（図３と図４を比較）の前面の点において板５０６に取り付けられている（図６）。
サブアセンブリ５００は、支持板５０６及びここに取り付けられたコンポーネントと共に動くように取り付けられたバランス部材５２０も有する。図示した例においてバランス部材５２０は、Ｌ字型ブラケットの下側水平アームの後に取り付けられており、ここをファスナが通り、ブラケットと支持板５０６を、板ばね５２２の上端部に取り付ける。また、支持板５０６、Ｌ字型ブラケット及びバランス部材は、単一の統合コンポーネントとして形成してもよい。
【００３７】
バランス部材５２０は、ほぼ板５０６の下端部から突出しており、平ばね５２２の下を通っている。部材５２０は、その質量が、平ばね５２２がたわむ水平ピボット軸に関して、ミラー５０２、ばね５０４、板５０６及び磁石５１４の質量と実質的にバランスがとれるように構成されている。バランス部材も、平ばねがたわむ間に動くコンポーネントの総合質量を増加することによって、板ばね５２２が振動する共振周波数を低下させる。バランス部材５２０の端部は、後で説明するように、ストッパとして作用するために後方へ曲がっている。
【００３８】
バランス部材５２０、ミラー５０２、ばね５０４、延長板５１７、板５０６及び磁石５１４は、すべてばね５２２がたわむとき、板ばね５２２の自由端と共に運動する。したがってばね５２２が振動するとき振動する質量は、比較的大きい。ばね５２２の材料も、比較的たわみ易いものであり、例えばマイラー（登録商標）又はカプトン（登録商標）である。したがって平ばね５２２は、ほぼ５〜１５Ｈｚの範囲内のような比較的低い周波数範囲内の特性周波数で振動する。
【００３９】
それに対してＵ字型ばねは、ミラー５０２の質量だけを支持し、比較的硬く、比較的高い周波数で振動する。この実施例においてＵ字型ばね５０４は、平ばね５２２の延長部又は軸長さに対して、ほぼ９０°だけ回転され又は角度を付けられている。Ｕ字型ばねは、図２におけるばね２０４に関連して前述したように、ベリリウム銅又は同様な材料であってもよい。図３及び図５に示すように、ミラー５０２は、その一端において短くなった横断幅を有し、全体として長方形ネック部分を形成している（図５の左側）。Ｕ字型ばね５０４の反対側エッジに形成された内側に折り返したクリップ状部材又はグリップアーム５１２は、ミラー５０２の長方形ネック部分をクランプしている。ネック部分の右側において（図５）、ミラー５０２は、側方及び垂直両方にかなり広くなっており、走査の間に反射のために大きな面を提供するようになっている。したがってミラー５０２とばね５０４は、ばね５０４の振動に関するミラーの回転軸がミラー５０２の拡大された部分を垂直に通るような寸法に構成されている。
【００４０】
図７に示すように、平ばね５２２を形成するマイラー（登録商標）又はカプトン（登録商標）材料のシートの下端部は、適当なファスナ５２６によって取り付けられており、それにより第一支持フレーム５２８と第二支持フレーム５３０の間にクランプされている。支持フレーム５２８と５３０は、典型的にはベリリウム銅合金のような非磁性材料から形成されている。第二支持フレーム５３０は、永久磁石５１４にきわめて隣接した位置に電磁石５１６を支持している。第一支持フレームは、レーザダイオードとフォーカスモジュール６００を支持している。
【００４１】
米国特許第４９２３２８１号明細書では、本実施例におけるモジュール６００として使用するに適したレーザダイオードと光学モジュールの一例を開示している。この構成を使用する場合、モジュール６００は、東芝により製造されたＴＯＬＤ９２０１．１３８のようなゲインガイドされたタイプの可視光レーザダイオード（ＶＬＤ）６３３を有する。レンズ６３５は、ミラー５０２へ転送するビームを準備するために必要ならば、レーザダイオード６３３からのビームを収束させる。モジュールは、２つのテレスコピック保持部材６１１及び６１５、及びレーザダイオード６３３とレンズ６３５の間に配置されたバイアスばね６１３を有する。一方の保持部材６１１は、レーザダイオード６３３に取り付けられており、他方の保持部材６１５は、レンズ６３５を保持している。第二保持部材６１５は、レンズ６３５を通過する光のため開口絞り６１７を有する。
【００４２】
典型的にはモジュール６００は、支持フレーム５２８に取り付ける前に組み立てられ、焦点を調整される。実際のフォーカスの間に、レーザダイオードとフォーカスモジュールアセンブリ６００は、２つの保持部材６１１及び６１５を徐々に伸縮するとき、レーザビーム、レンズ及び開口絞りの配向を決定するノッチ又はキー溝を嵌合するため、キー又はチャック要素を有するジグに保持される。所望のフォーカスが達成されるとすぐに、２つの保持部材は、にかわ又はエポキシのような接着剤を使用して、又はステーキング、スポット溶接、超音波溶接等のような取り付けによって、互いに永久的に固定される。
【００４３】
ダイオード６３３のようなゲインガイドされたレーザダイオードは、ハウジングの底部に長方形ノッチ６２１を有するように製造されている。ノッチ６２１は、ダイオードハウジング内におけるレーザダイオードノーチップの配向を決定している。特にノッチがハウジングの後面垂直軸に対応する（図７（ａ）に示すように底部又は頂部）ように位置決めされたハウジングによって、３つのリード線のうち２つは水平軸に沿っている。このような位置において、ハウジング内のレーザダイオードチップは、水平軸に沿っても整列されている。レーザダイオード保持部材６１１は、ノッチ又はキー溝を有し、これは、レーザダイオードハウジングの底部にあるノッチ６２１と同じ配向を有してもよく、又はこれからダイオードの円周の周り９０°のところに位置決めしてもよい。
【００４４】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、レーザダイオードハウジングを通る垂直軸が、モジュール６００を取り付けた支持部材５２８の面に対して実質的に垂直であると仮定してドラフトしたものである。この配向の結果、ゲインガイドされたＶＬＤ６３３は、レーザダイオードチップがＸ方向ビーム走査運動を行なうためにＵ字型ばね５０４に振動により提供される振動の軸に対して実質的に垂直な平面内にあるように取り付けられる。その結果生じる走査パターンにおいて、ダイオードチップに対して平行に測定したビームの幅は、Ｘ方向走査運動の方向に相当する。ダイオードのこの配向は、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に関連して後で詳細に述べるように、スキャナの先端部からさらに遠い点において減少する線の密度を補償するため、このタイプのダイオードにより発生されるビームの非点収差を使用して、二次元スキャナの作業読取範囲を拡大する。二次元走査モジュールにおいて、平ばね５２２は、実質的に水平な軸の回りで振動するように種々のコンポーネントを支持する第一の可とうストリップである。ばね５２２により支持されたコンポーネントは、比較的しっかりした傾向を有する。比較的低い周波数の振動を生じるため、ばね５２２の材料は、比較的たわみ易いように選定する。図７（Ｃ）に拡大した詳細図で示すように、平ばね５２２の反対側にある付加的な可とうストリップ５４２及び５４４は、付加的な支持及び制動を行なう。
【００４５】
付加的な可とうストリップ５４２、５４４は、それぞればね５２２と同様であるが、それより短いマイラー（登録商標）又はカプトン（登録商標）材料のシートから構成される。可とうストリップ５４４は、第一支持フレーム５２８と平ばね６２２の間にはさまれた固定下端部を有し、可とうストリップ５４２は、平ばね５２２と第二支持フレーム５３０の間にはさまれた固定下端部を有する。
【００４６】
平ばね５２２によって支持された延長板５１７のエッジは、ストリップ５４４の上側自由端の近くにおいて可とうストリップ５４４の平らな面に嵌合している。同様に延長部５１８のエッジは、可とうストリップ５４２の上側自由端の近くにおいてこのストリップの平らな面に嵌合している。図７（Ｃ）を参照すれば明らかなように、右側へのばね５２２の自由端のどのような動きによっても、延長部５１８は、可とうストリップ５４２の上側自由端を右側へ押し、ストリップ５４２は、その弛緩した位置からさらに曲げられる。可とうストリップはばねのように作用する。ストリップ５４２がさらに曲がると、これを曲げる運動とは反対に大きなばね力を生成する。このように可とうストリップ５４２は、延長部５１８を介して戻し力を及ぼし、右側への平ばね５２２の自由端の動きに反する傾向を有する。同様に左側への平ばねの動きによって、可とうストリップ５４４は、延長部５１７を介して戻し力を及ぼし、左側への平ばね５２２の自由端の動きに反する傾向を有する。
【００４７】
可とうストリップ５４２、５４４により与えられるばね力は、平ばね５２２に対して物理的支持を加え、延長部と可とうストリップの間の摩擦は、ばね５２２の振動を制動する傾向を有する。この構造は、これらコンポーネントの重量によってばねがたるむ又は垂れ下がることを防止し、スキャナを保持するオペレータの手の動きによって生じることがあるようなスキャナハウジングの振動により生じるジッタを除去する。これら利点は、Ｙ方向走査運動の必要な振幅を形成するためにさらに大きな駆動信号電流のコストが必要になる点に勝るものである。
【００４８】
延長部５１７及び５１８は、平ばね５２２から離れるように張り出している。延長部が対応する可とうストリップ５４２又は５４４に接触する（図７（Ｃ））それぞれの延長部の端面は、可とうストリップの表面の損傷を防止するために研磨されている。
それぞれの延長部５１７及び５１８の曲率半径は、支持フレームが可とうストリップと平ばねをクランプしている（図７（Ｃ）参照）範囲の真上の支持フレーム５２８及び５３０の角の上面の曲率半径と同じである。スキャナが、スキャナの落下により生じるような垂直方向のショックを受けると、平ばね５２２により支持されたコンポーネントの重量は、ばね５２２に強い下向きの力を及ぼし、ばねをＳ字型に変形させる。例えば衝撃が、ばね５２２を図７（Ｃ）において下方右側へ強制的に圧縮すると、ばね５２２は、延長部５１７と支持フレーム５３０上側曲面の回りで、Ｓ字型を形成する。また、衝撃が、ばね５２２を図７（Ｃ）において下方左側へ強制的に圧縮すると、ばね５２２は、延長部５１８と支持フレーム５２８上側曲面の回りで、Ｓ字型を形成する。延長部５１７、５１８の半径と支持フレーム５２８及び５３０の角の上面の半径は、オペレータがスキャナを誤って落下した結果生じることがあるばね５２２のこのようなＳ字型の曲率を制限する。所定の材料及び厚さのあらゆる平ばねにとって、ばねがばねの損傷を生じることなく曲がることができない最小の曲率半径が存在する。したがって平ばね５２２がこの最小半径より小さな半径の曲がった形に曲げられると、平ばねの材料は、永久的に変形する。このような損傷を避けるため、延長部５１７、５１８の半径及び支持フレーム５２８及び５３０の角の上面の半径は、マイラー（登録商標）又はカプトン（登録商標）タイプの平ばね５２２に対する最小半径よりも大きくなっている。
【００４９】
サブアセンブリ５００が、図７（Ａ）に示すようにスキャナモジュール７００内に組み込まれる場合、バランス部材５２０は、板５０６を支持するＬ字型ブラケットの後から、第二支持フレーム５３０の水平部分にある通路を通って下方に延びている。それからバランス部材５２０は、図において左に曲がり、第一及び第二の支持フレーム５２８、５３０の垂直部分にある開口を通過する。バランス部材５２０の下端部は、後へ曲がって、第一ストッパを形成する。図において極端に左にミラーが旋回するように、平ばねがたわむと、バランス部材５２０の下端部にある曲がったストッパは、第二支持フレーム５３０の下部に衝突する。それ故にバランス部材５２０と第二支持フレーム５３０は、図７（Ａ）における左の方向におけるミラーの移動に対する最大値制限を確立する。板５０６と電磁石５１６は、逆方向における運動を制限する第二ストッパとして使われる。ミラーが図において極端に右に動くように、平ばね５２２がたわむと、板５０６の後面は、電磁石５１６の前面に衝突する。２つのストッパは、平ばね５２２のたわみを制限し、スキャナを落下したとき、ばね５２２が、その材料を損傷するほど、又は平ばね５２２の自由端に支持されたスキャナのいずれかのコンポーネントを損傷するほど、極端にたわまないようにする。
【００５０】
図７（Ａ）に示したユニット７００は、種々のスキャナのハウジング内にモジュラー状に設置でき、その一例を図８に示す。図８に示されたバーコードリーダ１０００は、ガン型の装置として構成されている。図１に示されたコンポーネントに対応するこれらコンポーネントは、同じ参照番号を付けて示されている。
装置１０００は、ピストルグリップタイプのハンドル５３を有する軽量プラスチックハウジング５５を含む。ハウジング５５は、直接窓５６を通って反射光５２を受信するように配向された光検出器５８、信号処理回路及びＣＰＵ４０、及び電源又はバッテリー６２を収容している。ハウジング５５の前端部にある光透過窓５６により、出射光ビーム５１は、二次元バーコード１０７０を横断して走査するために出ることができる。図１に示した装置のような装置１０００は、リーダ１０００が記号１０７０から離れた位置から、すなわち記号に触れることなく又は記号を横断して動かして、ユーザによってバーコード記号をねらうように構成されている。
【００５１】
その他に図８に示したように、レーザダイオード及びフォーカスモジュール６００は、振動ミラー５０２によって反射される光ビームを発生する。ミラー５０２は、磁石５１４とコイル５１６によって駆動され、トリガ５４の起動に応答してコイルが付勢されたとき、２つの直交する方向に振動するようになっている。二次元バーコード１０７０は、光学的に符号化された情報の一連の線を有する。図示したように、線は、実質的に水平に示すＸ方向に配向されており、Ｙ方向（垂直）に重ねて配置されている。暗い領域、すなわちバーの幅及び／又はバー間の明るいスペースの幅は、それぞれの線上の符号化された情報を表わしている。二次元マーク１０７０を読み取るため、リーダ１０００は、ミラー５０２の二次元運動により形成されるラスタタイプ走査パターン等によってマークを走査する。
【００５２】
図２の実施例におけるように、図７（Ａ）の実施例における電磁石５１６は、典型的にはコア又はボビンを有し、その回りにコイルが巻かれている。コイルを通して電流が流れていないとき、Ｕ字型ばね５０４と平ばね５２２の弾性特性により、ミラー５０２は、その停止位置に戻っている。コイルを通して電流が導入されると、コイルと永久磁石５１４の磁界の相互作用は、力のモーメントを形成し、磁石５１４をその平衡位置から動かす。この力のモーメントは、永久磁石５１４を、電磁石５１６のボビン及びコイルの方へ又はここから離れる方へ動かす。このような運動の結果、平ばね５２２によってばね力が形成され、これは、永久磁石５１４を停止位置へ戻す傾向を有する。加える電流の極性を逆転すると、磁力及びそれに反するばね力の方向は逆転する。それ故に電磁石５１６のコイルに加えられる電流が、正弦波、パルス信号、のこぎり波等のような周期的ＡＣ信号の形をしていれば、誘起される磁力は、永久磁石５１４の振動運動又は振動を引き起こす。
【００５３】
前記のように、Ｕ字型ばね５０４及び平ばね５２２は、２つの異なった周波数領域で振動するように構成されている。電磁石５１６のコイルに加えられる駆動信号は、異なった周波数の２つの異なった周期信号成分を含んでいる。第一信号成分は、Ｕ字型ばね５０４の振動周波数に対応する高い周波数領域内の周波数を有する。第二信号成分は、平ばね５２２の振動周波数に対応する低い周波数領域内の周波数を有する。したがって永久磁石５１４に加えられる振動磁力は、駆動信号内の２つの成分の信号に対応する２つの異なった周波数成分を含んでいる。２つのばね５０４と５２２の異なった周波数振動特性のため、それぞれのばねは、その固有振動周波数だけで振動する。したがって電磁石５１６が、このような重畳信号で駆動されると、Ｕ字型ばね５０４は、高い周波数領域内の周波数で振動し、平ばね５２２は、低い周波数領域内の周波数で振動する。
【００５４】
再び図８によれば、２つの異なった周波数で２つの直交する方向におけるミラー５０２の振動によって、反射されたビーム５１は、Ｘ方向に前後に、Ｙ方向に上下に、二次元バーコード１０７０が現われる面を横切ってラスタパターンで走査する。記号７０によって反射されて戻った光５２は、窓５６を通って戻り、検出器５８に加えられる。検出器５８は、反射された光５２の強度に比例したアナログ信号を発生する。この信号は、ボード６１に取り付けられた回路によって処理され、ディジタル変換され、マイクロプロセッサ４０によって解読される。記号１０７０を走査するため、ユーザは、バーコードリーダユニット１０００を目標に向け、可動のトリガスイッチ５４を操作し、光ビーム５１、コイル５１６及び検出器回路を起動する。
【００５５】
次に、付加的な可とうストリップを使用した他のスキャナの実施例について説明する。図９は、本発明により光学部品の運動を制動する手段の第二の実施例を組み込んだ一次元スキャナモジュール８００を示している。たわみ板８０６は、ミラー８０２と永久磁石８１４を支持している。ミラー８０２は、拡張部分と長方形ネック部分を有し、基本的に前の実施例におけるミラー５０２と同じである（例えば図５参照）。内側に折り曲げられたクリップ状の部材又は板８０６の反対側エッジに形成されたグリップアーム８１２は、ミラー８０２の長方形ネック部分をクランプしている。リベット又はピン又は同様なファスナが、磁石８１４、支持板８０６、平ばね８２２及び前板８０６’を通っている。その結果、磁石８１４は、板８０６の後面に取り付けられ、平ばね８２２の上側自由端は、板８０６と８０６’の間にクランプされる。
【００５６】
第二の可とうストリップ８４２及び８４４は、平ばね８２２の反対側に設けられている。平ばね８２２を形成するマイラー（登録商標）及びカプトン（登録商標）材料のシートの下側固定端部と可とうストリップ８４２、８４４は、適当なファスナ８２６により取り付けられており、第一支持フレーム８２８と第二支持フレーム８３０の間にクランプされるようになっている。第二支持フレーム８３０は、電磁石８１６のボビン及びコイルを支持している。第一及び第二支持フレームは、図の下部に実線として示しただけの基部に取り付けられている。スキャナ８００が、垂直ビーム走査運動を行なう場合、基部は、図面に示すように水平になっている。スキャナ８００が、水平ビーム走査運動を行なう場合、基部は、垂直に保持される（図９が平面図であるかのように）。
【００５７】
板８０６及び８０６’の下端部は、平ばね８２２から離れるように曲がっており、一対の延長部８１７及び８１８を形成している。それぞれの延長部８１７、８１８の端部は、プラスチックシリンダ８１７’及び８１８’を支持している。典型的にはシリンダ８１７’及び８２８’は、基本的に可とうストリップ８２２、８４２及び８４４の材料と同様なマイラー（登録商標）又はカプトン（登録商標）のようなプラスチック材料から形成されている。
【００５８】
延長板８１７の端部のシリンダ８１７’は、可とうストリップ８４４の平らな面にその上側自由端の近くで噛み合っている。同様に延長部８１８の端部のシリンダ８１８’は、可とうストリップ８４２の平らな面にその上側自由端の近くで噛み合っている。シリンダ８１７’及び８１８’は、延長部のエッジによりストリップ８４２、８４４の平らな面に場合によっては生じ、延長部と可とうストリップの間の摩擦を増大させる損傷形成を防止する。
【００５９】
永久磁石８１４は、電磁石８１６の中心にある開口内に突出している。電磁石８１６のコイルへの周期的駆動信号の印加は、永久磁石８１４及びこれに取り付けられたコンポーネントへの交番磁力を形成する。その結果生じるプッシュプル力は、永久磁石及び取り付けられたコンポーネントを、平ばね８２２によって形成されたピボット軸の回りで前後に往復させる。ばね８２２と可とうストリップ８４２、８４４は、磁石８１４、ミラー８０２及びばね８２２を図９に示すその停止位置へ戻す傾向を有するばね力を生成する。支持フレーム８２８及び８３０は、その上部がばね８２２及び可とうストリップ８４２、８４４のたわみ運動を制限するように曲がっている。
【００６０】
右側へのばね８２２の自由端の動きによって、延長部８１８及びシリンダ８１８’は、可とうストリップ８４２の上側自由端を右へ押し、ストリップ８４２をその弛緩状態から遠くへ曲げる。可とうストリップは、ばねのように作用する。ストリップ８４２がさらに曲がると、曲げを引き起こす運動に反するさらに強いばね力を形成する。このように可とうストリップ８４２は、延長部８１８を介して戻す力を及ぼし、これは、右側への平ばね８２２の自由端の動きに反する傾向を有する。同様に左側への平ばねの動きにより、可とうストリップ８４４は、延長部８１７を介して戻す力を及ぼし、これは、左側への平ばね８２２の自由端の動きに反する傾向を有する。
【００６１】
レーザダイオードとフォーカスモジュール６００が、光ビームを放射すると、移動ミラー５０２は、マークが現われる目標面に向けてビームを反射する。ミラー５０２の往復振動により、ビームは、図示したモジュール８００の左にある線を走査する。モジュール８００が、図示したように垂直に配向されている場合、その結果生じる走査線は、垂直であり、基本的に図面と同じ面内にある。マークにより反射されて戻った光は、周囲光遮断フィルタ８５６を通って戻り、検出器５８に加えられる。検出器５８は、反射光の強度に比例したアナログ信号を発生し、これは、通常のように処理され、ディジタル化され、解読される。
【００６２】
可とうストリップ８４２、８４４によって提供されるばね力は、平ばね８２２に対して物理的支持力を加え、シリンダと可とうストリップ８４２、８４４の間の摩擦は、前述の実施例のものと同様に、ばね８２２の振動を制動する傾向を有する。この構造は、ミラーの重量がばね８２２をたるませ又は垂れ下がらせることを防止し、スキャナを保持するオペレータの手の運動により生じることがあるようなスキャナハウジングの振動により生じるジッタを除去する。
【００６３】
図１０は、本発明による光学部品の運動を制動する手段の第三の実施例を組み込んだ別の一次元スキャナ９００の可とう支持構造、ミラー及び磁石を示している。ミラー９０２と永久磁石９１４は、例えばばねの上端部の近くでばねにミラー９０２と磁石９１４を接着することによって、平ばね９２２の相対する面に直接、取り付けられている。
【００６４】
第二の可とうストリップ９４２及び９４４は、平ばね９２２の相対する側に設けられている。平ばね９２２と可とうストリップ９４２、９４４を形成するマイラー（登録商標）又はカプトン（登録商標）材料のシートの固定下端部は、１つ又は複数のファスナにより支持フレーム９２８と端板９３０の間にクランプされている。支持フレーム９２８は、永久磁石９１４にきわめて隣接して電磁石９１６のボビンとコイルを支持している。
【００６５】
ミラー９０２を取り付けた側の平ばね９２２の平らな面は、可とうストリップ９４２の隣接する平らな面に摩擦接触している。同様に磁石９１４を取り付けた平ばね９２２の平らな面は、可とうストリップ９４４の平らな面に摩擦接触している。
電磁石９１６のコイルに周期的駆動信号を加えることによって、永久磁石９１４及びここに取り付けられたコンポーネントに交番磁力が発生される。その結果生じたプッシュプル力は、永久磁石及び取り付けコンポーネントを、平ばね９２２によって形成されたピボット軸の回りで前後に往復運動させる。ばね９２２と可とうストリップ９４２、９４４は、磁石９１４、ミラー９０２及びばね９２２を図１０に示すその停止位置へ戻す傾向を有するばね力を生成する。
【００６６】
右側へのばね９２２の自由端の運動は、ばね９２２の上側自由端と可とうストリップ９４２を、右側へ変形させる。ばね９２２と可とうストリップは、このような運動に反する組み合わせばね力を生成し、このばね力は、右側の遠い点において増加する。同様に左側への平ばね９２２の運動は、ばね９２２と可とうストリップ９４４を左側へ変形させる。ばね９２２と可とうストリップは、このような運動に反する組み合わせばね力を生成し、このばね力は、左側の遠い点において増大する。
【００６７】
レーザダイオード及びフォーカスモジュール（図示せず）からの光のビームが、ミラー５０２に当たると、ミラーは、マークが現われる目標面に向けてビームを反射する。ミラー５０２の往復振動により、ビームは、図示したモジュール９００の右にある線を走査する。例えばモジュール９００が図示したように垂直に配向されている場合、その結果生じる走査線は、垂直であり、基本的に図面と同じ面内にある。検出器（図示せず）は、マークにより反射されて戻った光を検出し、検出器からの信号は、通常のように処理され、ディジタル変換され、解読される。
【００６８】
可とうストリップ９４２、９４４により提供されるばね力は、平ばね９２２に対して物理的支持力を加え、可とうストリップ９４２、９４４とばね９２２の表面との間の摩擦力は、ばね９２２の振動を制動する傾向を有する。この構造は、ばねにより支持されたコンポーネントの重量がばねをたるませ又は垂れ下がらせることを防止し、スキャナを保持するオペレータの手の運動により生じることがあるようなスキャナハウジングの振動により生じるジッタを除去する。
【００６９】
次に、二次元スキャナの作業読取範囲の拡大について説明する。ゲインガイドされたＶＬＤは、光学スキャナに使用されるもっとも簡単なかつもっとも普通のレーザダイオードである。しかしながらゲインガイドされたレーザダイオードは、大きな非点収差を有するビームを放出する。さらに詳細には、ビーム断面は、スキャナから異なった距離のところで寸法と配向が変化する。
【００７０】
第一次元のビーム断面が、レーザダイオードチップの面に対して平行なＸ’と定義すれば、第二次元Ｙ’は、レーザダイオードチップの面に対して垂直と定義される。図１１（Ａ）のグラフによって示すように、Ｘ’次元におけるビームの幅は、スキャナに近い点においては、Ｙ’方向におけるビームの高さより小さい。その結果ビーム断面は、細長い楕円形をしており、このような点で垂直に配向される傾向を有する。ビームのウエスト点（ビームのもっとも狭い点）においては、２つの次元における幅と高さは、実質的に等しく、ビーム断面は円になる。ビームウエストを越えてさらに遠い点では、Ｘ’次元におけるビームの幅は、Ｙ’方向のビームの高さより大きい。その結果、ビーム断面は、細長い楕円形をしており、このような遠い点では水平に配向される傾向を有する。
【００７１】
図７（Ｂ）の説明で前述したように、レーサーダイオード６３３のハウジング内においてレーザダイオードチップの配向のため、ノッチ６２１が配置されており、レーザダイオードチップは、Ｘ方向ビーム走査運動を生じるＵ字型ばね５０４の振動により提供される振動の軸に対して実質的に垂直な面内にあるようになる。その結果、Ｘ’次元のビームは、Ｕ字型ばね５０４のたわみにより生成されるＸ走査運動に対応している。したがってレーザビームは、ビームの断面の幅が、実質的にマークの線の方向に対応する方向に動くように振動する。
【００７２】
二次元システムにとって最適な走査装置は、走査ヘッドからある程度の距離において最善のフォーカスを（さらに小さいスポット寸法）提供する。このときこのような装置の作業読取範囲は、スキャナと最善のフォーカス点の間の点から最善のフォーカス点を越える距離の点まで広がる。前記非点収差を有するビームに関して、スキャナとフォーカス位置の間の範囲において、ビームの楕円長軸は垂直であるが、一方それより長い距離の点において、これは水平である。高速走査は水平方向に行なわれる。スキャナからさらに遠い点において減少する走査線の密度をこれがどのように正確に補償するかについては、後で説明する。遠い点において、レーザ出力は大きな走査パターンにわたって分散するので、さらに楕円長軸の方向における走査は、ビームをさらに見易くし、オペレータがスキャナをマークに向けることをさらに容易にする。
【００７３】
次の解析は、議論のため、スキャナ１０００が、Ｙに沿って均一な（線形の）Ｘ線分布で７５０Ｘ走査／秒を行ない、スキャナが０．５秒の復号時間を有するものと仮定する。マークの行又は線の間の走査線の最大こぼれ信号は、１０％とする。０．５秒の設計限界内における強力な復号のためには、１行あたり４つの良好な試みが必要である。議論のため、スキャナ１０００の走査角パラメータは、θＸ＝±１４°及びθＹ＝±７．５°であると仮定する。
【００７４】
この例に関して、二次元マークは、Ｙ方向において高さ１インチ（２５．４ｍｍ）、Ｘ方向において幅１．５インチ（３８．１ｍｍ）であることを仮定する。コードがミラーから４インチ（１０１．６ｍｍ）のところに配置された場合（スキャナの先端部から２インチ（５０．８ｍｍ）、走査パターンの高さも１インチである。その結果、走査パターンのすべての走査線は、マークに交差する（図１１（Ｃ））。所定の高さのビーム断面を有するいずれかの走査パターンにおいて、いくつかの走査線は、二次元マークの隣接する行に重なる。このような走査線により発生された検出器信号は、マークのどの実際の行の種々の光反射率も正確に表わしていない。しかしスキャナに近い点において、マークに交差する数が多いため、十分な線が、マークのそれぞれの行だけに交差し、割り当てられた時間内にマークの有効な読み取りを行なう。
【００７５】
コードが、ミラーから８インチ（２０３．２ｍｍ）のところに配置されると（スキャナの先端部から６インチ（１５２．４ｍｍ））、走査パターンは、マークよりも高く、さらに少数の走査線しかマークに交差しない。しかしビームの非点収差のため、ビームの高さは短くなる（図１１（Ａ））。その結果、わずかな走査線しかマークの隣接する行に重ならない。したがってわずかな走査線は、低い密度のためマークに交差するが、これら線のうち大部分は、マークの単一の行だけの有効な読み取りを可能にする。
【００７６】
図１１（Ｃ）は、１インチ×１．５インチのマークのＹ走査を示している。コードが、ミラーから４インチのところに配置されている場合、走査パターンの幅は、わずかだけコードの幅よりも大きい。コードが、ミラーから８インチのところに配置されている場合、走査パターンが広がり、それぞれの走査線の端部における重要な部分は、マークの境界の外側になる。
【００７７】
スキャナが、１．５インチＸ’スポット幅を使用してＸ次元のバー及びスペース記号を解読できるものと仮定すれば、１０ミルコードに対する作業読取範囲（ＷＲ）は、ミラーから３インチ〜８インチの距離である（図１１（Ａ））。しかしながら作業読取範囲の近端部において、パターンの寸法は制限要因である。したがってミラーから４インチ離れただけで（先端部から２インチ）、ここでは１．５インチ×１インチ二次元バーコードに対して十分大きな２インチ×１インチのパターンが得られる（図１１（Ｂ））。
【００７８】
図１２（Ｃ）は、スポットが二次元バーコードの一部を横切る場合に種々の走査線に沿って通過するレーザビームスポットの関係を示している。図におけるバーコードは、本例においては３０ミル（０．７６ｍｍ）である行高さＨを有する。スポットは、ｄの高さ（Ｙ走査方向に）を有する。図１２（Ｃ）に示したスポットは、バーコード列の正確な読取りを可能にする、すなわちコードの上又は下の次の行におけるスポットの１０％のこぼれ信号を可能にする最大位置における線に対応している（図中、スポットのオーバーラップ部分を明暗を付けて示す）。このような最大位置におけるスポットの中心間の距離は、変数ｍで示されている。
【００７９】
図１２（Ｃ）に示したスポットの形は、本発明により配向された非点収差ビームによるマークの走査に対応しており、ここではコードは、スキャナの作業読取範囲の近端部に配置されている（ミラーから４インチ）。スポットは楕円形の形をしており、楕円長軸がＹ走査方向に整列するように配向されている。上記の例におけるように、マークが３０ミルバーコードであるなら、図示した最大位置におけるスポット中心間の距離ｍは、１９．６ミル（０．５ｍｍ）である。
【００８０】
４インチにおいて、特性は実質的に低下しない。０．５秒の間に、３７５の走査、Ｙ＝１３ミル（０．３３ｍｍ）、３０ミルの行高さである。１０％のこぼれ信号が許容されるので、良好な走査のため、（２．６＋（３０−１３））／３０＝６５％の確率が得られる（図１２（Ｃ）参照）。したがって３３行により２４４の良好な走査が得られ、又は７．４走査／行が得られる（０．５秒の間に統合されたＹに沿ったＸ走査線の線形分布を仮定した）。
【００８１】
作業読取範囲の遠端部において、走査線の密度は制限要因である。図１２（Ｂ）は、本発明によって配向された非点収差ビームによるマークの走査スポットを示しており、ここではコードは、スキャナの作業読取範囲の遠端部に配置されている（ミラーから８インチ）。特にスポットは楕円形をしており、楕円の短軸がＹ走査方向に整列するように配向されている。前記の例のように、マークが３０ミルバーコードであると、図１２（Ｂ）に図示した位置におけるスポット中心間の距離ｍは、２１．２ミル（０．５４ｍｍ）である。８インチのところにおいて、Ｙ次元のｄは１１ミル（０．２８ｍｍ）であり、したがって良好な走査に関する確率は、（２．２＋（３０−１１））／３０＝７０％である（図１２（Ｂ）参照）。パターンは２インチの高さを有し、１インチの高さのバーコードについては、３３行に対して０．５秒間に１８７．５の走査が行なわれる。その結果、４つの良好な試み／行が得られる。したがって前記の例においてＹ’スポット寸法は、さらに小さく、８インチの場合でさえ、このラベルは読み取り可能である。
【００８２】
比較のため、全体的に円形スポット寸法を有するビームを考慮し、すなわちここではＹスポット挙動は、Ｘに関するものと同じである。図１２（Ａ）は、コードがスキャナの作業読取範囲の遠端部に配置された場合、円形ビームによりマークを走査するスポットを示している。マークが３０ミルバーコードである場合、図１２（Ａ）に図示した位置におけるスポット中心間の距離ｍは、１９．６ミル（０．５０ｍｍ）である。作業読取範囲の遠端部は、この点におけるＸ’スポット幅が１３ミル（０．３３ｍｍ）なので、７．５インチ（１９０．５ｍｍ）である。したがって良好な走査に対して、（２．６＋（３０−１３））／３０＝６５％の確率が得られる。しかしパターン寸法は、この場所において１．９インチであり、コードの３３行を通して１９７の走査しかない。それにより３．９の良好な試み／行が得られる（図１２（ａ）参照）。
【００８３】
前記の議論から、本発明により説明したように配向したゲインガイド型レーザダイオードを使用したスキャナに対する作業読取範囲を述べた例について、作業読取範囲が４インチであることは明らかである（スキャナのミラーから４インチと８インチの間、又はスキャナの先端部から２インチと６インチの間）。それに対して、非点収差を含まない円形スポットビームを使用した場合、３．５インチの作業読取範囲しか得られない（スキャナのミラーから４インチと７．５インチの間、又はスキャナの先端部から２インチと５．５インチの間）。したがって開示したダイオード配向は、作業読取範囲を３．５インチ（円形スポット）から４インチへ増大する。配向が悪いゲインガイド型レーザは、さらに短い作業読取範囲を生じる。本発明は、非点収差スポット寸法を使用して作業読取範囲の拡大を達成する。なぜなら、
ａ）遠端部においては、密度が制限要因であるからである。本発明は、この端部における密度を変更するのではなく、さらに小さいスポット寸法を使用して、この端部における良好な走査の確率を増大した。
【００８４】
ｂ）近端部においては、非点収差は、３．５インチ〜４インチの範囲においてさらに大きなスポット寸法を引き起こすが、スポット寸法ではなく、パターン寸法が制限要因であるからである。したがって、作業読取範囲の近端部の制限は、そのまま変化しない。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、可動スキャナコンポーネントを支持するために可とう平ばねを使用するスキャナに関して、改善された支持と振動制動を提供することができる。また、精密に配向されたゲインガイド型レーザダイオードを使用して、二次元スキャナの作業読取範囲をも拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガン形の装置として構成された従来技術のバーコードリーダユニットの断面図である。
【図２】本発明に使用する二次元走査装置の簡略した断面図である。
【図３】本発明による二次元スキャナの実施例のサブアセンブリを示す前側の斜視図である。
【図４】本発明による二次元スキャナの実施例のサブアセンブリを示す後側の斜視図である。
【図５】図３及び図４に示したサブアセンブリから取り出したミラー、Ｕ字型ばね及び支持板の正面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿ったミラー、Ｕ字型ばね及び支持板の断面図である。
【図７】（Ａ）は、レーザダイオードとフォーカスモジュールを組み込んだ、図３及び図４に示したサブアセンブリを含む二次元ビーム走査モジュールを示す図である。（Ｂ）は、ゲインガイドされたレーザダイオードの配向を示すため、図７の走査モジュール内に組み込まれたレーザダイオードとフォーカスモジュールを示す後面図である。（Ｃ）は、付加的な可とうストリップによるＹ次元運動を考慮した支持体と制動部分をさらに拡大して示した、図７（Ａ）の破線の円７Ｃにより示された走査モジュールの詳細図である。
【図８】図７の二次元走査モジュールを含むガン形の装置として構成されたバーコードリーダユニットの断面図である。
【図９】本発明による光学部品の運動の種々の制動部分を組み込んだ一次元スキャナ構造を示す図である。
【図１０】本発明による光学部品の運動の種々の制動部分を組み込んだ一次元スキャナ構造を示す図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、ゲインガイドされた可視光レーザダイオードの非点収差とマークの二次元走査の効果を示す一連のグラフである。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、二次元バーコード列の走査を示す図である。
【符号の説明】
５００  サブアセンブリ
５０２  振動ミラー
５０４  Ｕ字型ばね
５０６  板
５１４  磁石
５１６  コイル
５１７、５１８  延長部
５２０  バランス部材
５２２  平ばね
５２６  ファスナ
５２８  第一支持フレーム
５３０  第二支持フレーム
５４２、５４４  可とうストリップ
６００  フォーカスモジュールアセンブリ
６１１  保持部材
６１３  ばね
６１５  保持部材
６１７  開口
６２１  ノッチ
６３３  レーザダイオード
６３５  レンズ
７００  スキャナモジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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