(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる光反射率の部分を有するしるしを読み取るための電気光学システムの走査モジュールにおいて、出口ポートを備えた走査ヘッドと、前記出口ポートを通り外向きの光路に沿って前記しるしに向けて光を放射する手段と、前記しるしから反射される可変強度の光の少なくとも一部を視野で検出する光検出手段と、前記しるし上の光の少なくとも一部および前記視野を走査する走査手段とが平坦な支持壁上に取り付けられてレーザ／光学部品サブアッセンブリを構成しており、前記サブアッセンブリの前記支持壁は、該支持壁にほぼ直交する軸線まわりに異なる２位置のいずれか一方に固定可能なように前記走査モジュールのハウジング対して取り付けられたことを特徴とする走査モジュール。
【請求項２】
請求項１記載の走査モジュールにおいて、前記走査ヘッドに光反射部材が取り付けられることを特徴とする走査モジュール。
【請求項３】
請求項１記載の走査モジュールにおいて、前記走査手段は前記走査ヘッドに取り付けられることを特徴とする走査モジュール。
【請求項４】
請求項３記載の走査モジュールにおいて、前記放射手段は前記走査ヘッドに取り付けられる光源を含み、前記走査手段は電荷結合素子アレイおよび反射光を前記アレイに集束させるための手段とから成ることを特徴とする走査モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は一般的にバーコード記号等の異なる光反射率を有するしるしを読む電気光学システムに関し、より詳細には光源から放射される走査光線及び／あるいは光検出器の視野を互いに直交する３本の軸のまわりで調整可能に変位させることに関する。
【０００２】
【従来技術】
米国特許出願第１４８，６６９  号明細書、同第１４７，７０８  号明細書とともに、米国特許第４，２５１，７９８  号明細書、同第４，３６０，７９８  号明細書、同第４，３６９，３６１  号明細書、同第４，３８７，２９７  号明細書、同第４，５９３，１８６  号明細書、同第４，４９６，８３１  号明細書、同第４，４０９，４７０  号明細書、同第４，４６０，１２０  号明細書、同第４，６０７，１５６  号明細書、同第４，６７３，８０３  号明細書、同第４，７３６，０９５  号明細書、同第４，７５８，７１７  号明細書、同第４，８１６，６６０  号明細書、同第４，８０８，８０４  号明細書、同第４，８１６，６６１  号明細書、同第４，７６０，２４８  号明細書、同第４，８７１，９０４  号明細書、同第４，８０６，７４２  号明細書、同第４，８４５，３５０  号明細書により例示されるタイプの光学走査システムおよびその構成部材については、公知であり参考のため挿入したが、異なる光反射率の部分を有するしるし、例えばバーコード記号、特に万国製品コード（ＵＰＣ）タイプの記号を一定の作業距離あるいは読取り距離をおいて、手持ちスキャナあるいは固定スキャナによって読み取るために設計されている。
【０００３】
一般的に光源は、ハウジングに対し作業距離をおいたところでレーザのスポットを形成するために、各種光学構成部材により光学的に修正され焦点を合わせられ、光路に沿ってハウジングの出口ポートを通り、作業距離近傍に配置されたバーコード記号に向けられるレーザを出射させる。記号に対し横切って延び、わずかに記号の範囲を越える視野を有する光検出器が、記号から反射される可変強度の光を検出し、検出された光に対応する電気信号を発生させる。これらの電気信号は記号を説明するデータとして解読される。走査構成部材はハウジングに配置されてもよく、その走査構成部材は記号を横切る走査パターンの中のビームスポットを掃引するか、あるいは光検出器の視野を走査するため機能的に作用するか、あるいはその両方を同時に行う。走査構成部材は更に電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイであってもよい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
いずれの場合にも、こうした公知のスキャナの欠点は走査窓としても知られる出口ポートが、ハウジング上に固着されて一方向だけに向いていることである。この方向を変えるためには、ハウジングを動かさなければならない。ある応用において、限られたスペースしかないワークステーションの場合にとってこれは制限要素であることが見出だされた。また手持ちスキャナにおいて、固定された走査窓を持つスキャナを右利きおよび左利きのどちらのオペレータにも適用させることは困難であった。
【０００５】
手持ち式バーコードスキャナの技術において、例えば特開平２−２３１６８９号公報においては、ハウジング上の固定された出口ポートを通して、一本の軸のまわりで反射ミラーを旋回させて、一平面に対し調整可能にレーザを向けさせることが知られている。しかしながら、その調整範囲はかぎられており、また右利きおよび左利きのオペレータに適用することは容易でなかった。
【０００６】
またスキャナ・ワークステーションの技術において、例えば米国特許第５，１０５，０７０  号明細書において、デスクトップ上に取り付けられたアダプターを一本の軸のまわりで回転させて一平面に対し調整可能にレーザを向けさせることが知られているが、やはり上記と同様に一平面上でのレーザの動きは限られてしまい、カウンタスペースを広げるには不十分であった。
【０００７】
本発明の目的は異なる光反射率を有するしるしを読むための電気光学システム、特にバーコード記号を読むための光学走査システムの技術状態を前進させることである。
本発明の他の目的は、手持ち式バーコードスキャナを右利きおよび左利きのどちらのオペレータにも容易に適用することができるようにする。
【０００８】
更に本発明の他の目的は、スキャナワークステーションにおいてカウンタの有効スペースを増やすことである。
更に本発明の他の目的は、輪郭の異なるハウジングに、調整可能な走査ヘッドを備える走査モジュールを交換可能に取り付けることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために
１．異なる光反射率の部分を有するしるしを読み取るための電気光学システムの走査モジュールにおいて、出口ポートを備えた走査ヘッドと、前記出口ポートを通り外向きの光路に沿って前記しるしに向けて光を放射する手段と、前記しるしから反射される可変強度の光の少なくとも一部を視野で検出する光検出手段と、前記しるし上の光の少なくとも一部および前記視野を走査する走査手段と、前記走査モジュール上に前記走査ヘッドを互いに直交する２本の軸のまわりで調整可能に取り付ける手段とを有した。
【００１０】
２．前記第１項記載の走査モジュールにおいて、前記走査ヘッドは球形状の輪郭をしており、前記取り付け手段は前記走査ヘッドを受け入れるソケットであって、前記走査ヘッドを互いに直交する３本の軸のまわりで変位させる。
３．前記第１項記載の走査モジュールにおいて、前記走査ヘッドに方向付け手段である光反射部材が取り付けられる。
【００１１】
４．前記第３項記載の走査モジュールにおいて、前記放射手段は前記走査手段から離れた場所に位置する光源である。
５．前記第４項記載の走査モジュールにおいて、前記放射手段は前記走査ヘッドから離れた場所に位置する光源と、前記光源からの光を前記走査ヘッドに伝送する第１の光ファイバーとから成る。
【００１２】
６．前記第５項記載の走査モジュールにおいて、前記光検出手段は前記走査ヘッドから離れた場所に位置する光検出器と、前記走査ヘッドからの反射光を前記光検出器に伝送する第２の光ファイバーとから成る。
７．前記第１項記載の走査モジュールにおいて、前記走査手段は前記走査ヘッドに取り付けられる。
【００１３】
８．前記第７項記載の走査モジュールにおいて、前記放射手段は前記走査ヘッドに取り付けられる光源を有し、前記走査手段は電荷結合素子アレイと反射光を前記アレイに集束させるための手段とから成る。
９．異なる光反射率の部分を有するしるしを読み取るための光走査システムにおける装置において、固定部分と前記出口ポートで形成される可動部分とを有するハウジングと、前記出口ポートを通り、前記しるしに向けて光を放射する放射手段と、前記しるしから反射される可変強度を有する光の少なくとも一部を前記視野で検出し検出された光強度を表示する電気信号を発生させるために作用する光検出手段と、前記光の少なくとも一部および前記視野を走査する走査手段と、前記可動部分を前記固定部分に対し互いに直交する２本の軸のまわりで可動に取り付ける取り付け手段と、前記光の少なくとも一部および前記視野を調整可能にその方向を向ける方向付け手段とから成る。
【００１４】
１０．前記第９項記載の装置において、前記可動部分は球形状であって、前記取り付け手段は前記可動部分を受け入れるソケットであって、前記可動部分を互いに直交する３本の軸のまわりで変位させ調整可能とする。
１１．前記第９項記載の装置において、前記可動部分は光反射部材を有する。
１２．前記第１１項記載の装置において、前記方向付け手段は前記可動部分を有する。
【００１５】
１３．前記第１２項記載の装置において、前記放射手段は前記可動部分から離れた場所に位置する光源と、前記光源からの光を前記可動部分に伝送する第３の光ファイバーから成る。
１４．前記第１２項記載の装置において、前記光検出手段は前記可動部分から離れた場所に位置する光検出器と、前記可動部分からの反射光を前記光検出器に伝送する第４の光ファイバーとから成る。
【００１６】
１５．前記第９項記載の装置において、前記走査手段は前記可動部分に取り付けられる。
１６．前記第１５項記載の装置において、前記放射手段は可動部分に取り付けられる光源を含み、前記走査手段は電気結合素子アレイと反射光を前記アレイに集束させる手段とから成る。
【００１７】
１７．前記第９項記載の装置において、前記ハウジングはその固定部分にキーボードおよびディスプレイを備えた手持ち式の端末である。
１８．バーコード記号等を読むためのシステムであって、光を前記バーコード記号に照射し前記バーコード記号からの反射光を受光し前記バーコード記号が有する情報に対応する電気信号を発生させる記号検出手段と、前記記号検出手段を起動させ前記バーコード記号の読取りを開始させる読取り制御手段を備える手持ち式走査ユニットである。
【００１８】
１９．前記第１８項記載のシステムにおいて、前記記号検出手段からの光を受ける光反射部材および光方向付けユニットと共に可動な出口ポートを有し、互いに直交する３本の軸のまわりで変位し調整可能に光を向けさせる光方向付け手段を前記走査ユニットに備える。
２０．前記第１９項記載のシステムにおいて、前記記号検出手段は前記バーコード記号の少なくとも一部に対し光を繰り返し走査する走査手段を有する。
【００１９】
２１．前記第２０項記載のシステムにおいて、前記記号検出手段は前記バーコード記号から反射される可変強度の光の少なくとも一部を検出する光検出手段を有する。
２２．バーコード記号を読み取るシステムであって、光を視野内のバーコード記号に照射し前記バーコード記号からの反射光を受光し前記バーコード記号が有する情報に対応する電気信号を発生させる記号検出手段と、前記記号検出手段を起動させ前記バーコード記号の読取りを開始させる読取り制御手段を備える手持ち式走査ユニットである。
【００２０】
２３．前記第２２項記載のシステムにおいて、前記バーコード記号からの反射光を集束する手段と視野方向付けユニットと共に可動な出口ポートとを有し、視野方向付けユニット内で互いに直交する３本の軸のまわりで変位し、視野を調整可能にする視野方向付け手段を前記走査ユニットに取り付けることを特徴とするシステム。
【００２１】
２４．ハウジングの可動部分に位置する出口ポートからバーコード記号に向けて光が放射されるバーコード読取り装置において、互いに直交する３本の軸のまわりで前記可動部分を変位させることにより、前記ハウジングに対して少なくとも一部の光の方向および視野を変位させる手段を備えた。
２５．光走査システムにおける、異なる光反射率の部分を有するしるしを読み取る読取り方法であって、固定部分と出口ポートを有する可動部分とを具備するハウジングを形成し、光を発生させ出口ポートを通り光路に沿って前記しるしに向けさせ、前記しるしから反射される可変強度の光の少なくとも一部を検出し検出された光強度に対応する信号を発生させ、前記光の少なくとも一部および視野を走査し、固定部分に対して一組の互いに直交する軸のまわりに前記出口ポートを動かし、前記出口ポートをハウジング上の所望の位置に設置する。
【００２２】
２６．前記第２５項記載の読取り方法において、互いに直交する３本の軸のまわりで前記出口ポートを変位させることにより移動ステップを達成する。
２７．前記第２６項記載の読取り方法において、前記可動部分を球形の走査ヘッドとして形成し、前記固定部分を前記走査ヘッドを支持するソケットとして形成することにより、形成ステップを達成する。
【００２３】
２８．前記第２６項記載の読取り方法において、前記可動部分をそれぞれの軸のまわりで３６０゜回転させることにより、位置決めステップを達成する。
２９．前記第２６項記載の読取り方法において、前記ハウジング上に情報を表示するディスプレイと、前記ハウジング上に情報を入力するキーボードとを設ける。
【００２４】
【作用】
請求項１および２記載の発明によれば、走査ヘッドを３本の軸のまわりでその位置を調整可能とし、光源から光を望む方向に設定できる。
また請求項１および７記載の発明によれば、光源からの光および光検出器の視野を走査する走査手段を走査ヘッドに取り付け、その走査ヘッドを走査モジュール上に調整可能に取り付けることで、光および視野を望む方向に設定できる。
請求項９記載の発明によれば、その方向付け手段によって光の少なくとも一部および視野を方向を望む方向に設定できる。
【００２５】
請求項９および１０記載の発明によれば、取り付け手段は可動部分を互いに直交する３本の軸のまわりで調整可能とするので、望む方向に光を放射できる。
請求項９および１５記載の発明によれば、光の少なくとも一部および視野を走査する走査手段を可動部分に取り付けたので、望む方向に光および視野を走査できる。
【００２６】
請求項１８および１９記載の発明によれば、光を互いに直交する３本の軸のまわりで向けさせることが可能な光方向付け手段を手持ち式走査ユニットに取り付けたので、望む方向に光および視野を走査できる。
請求項２２および２３記載の発明によれば、互いに直交する３本の軸のまわりで可動な視野方向付け手段を手持ち式走査ユニットに取り付けることで、望む方向に視野を走査できる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の第１実施例を図１乃至図４面を参照して詳細に説明する。
図１に前述の米国特許および米国特許出願に記載されているタイプのものであって、記号、詳細にはＵＰＣバーコード記号を読み取る光走査システムにおけるスキャナ１０を示す。本実施例において使用する「記号」という用語は幅広く解釈されるものとし、英数字の他、交互に配置されたバーとスペースから成る記号パターンばかりでなく他のパターンも、手短に言えば、異なる光反射率の部分を有するすべての表示を含むものとする。
【００２８】
スキャナ１０は手持ち式ハウジング１２から成っていて、そのハウジング１２の内部を上半分１６と下半分１８に分けるベース１４を具備する。ベース１４上には、米国特許第４，４９６，８３１  号明細書に記載されているものと同様の小型軽量の高速走査モータ２０が設置されている。モータ２０は出力軸２２を有し、この出力軸２２のまわりに両円周方向に交互に反復して３６０゜以下の円弧長さに渡って出力軸２２を駆動する。モータ２０とその制御回路網２４の構造上、機能上、および動作上の特徴は、米国特許第４，４９６，８３１  号明細書に詳細に記載されているので、ここではその説明を省略する。
【００２９】
本発明のモータ２０と米国特許第４，４９６，８３１  号明細書記載のモータとの相違点の１つは、出力軸２２に取り付けられた上部構造である。本発明は、上記米国特許明細書に記載されている平面ミラーの代わりに、図１（Ａ）に示すように出力軸２２の端にＵ字形支持体２６を取り付け、その支持体２６にレーザ／光学部品のサブアセンブリ２８を取り付けることを提案している。サブアセンブリ２８とＵ字形支持体２６は、出力軸２２によって一緒に揺動され回転される。
【００３０】
サブアセンブリ２８は中空の細長いチューブ３０、チューブ３０の一端に固定して取り付けられたレーザダイオード３２、チューブ３０の他端に取り付けられた鏡筒３４、および鏡筒３４内に保持された焦点合わせレンズ３６（図３参照）を有する。焦点合わせレンズ３６は平凸レンズであることが好ましいが、球形レンズ、凸レンズ、あるいは円柱レンズであっても良い。鏡筒３４は端壁を貫通する開口絞り３８と共に形成される端壁を設けている。鏡筒３４はチューブ３０内で縦方向に動くように入れ子式に取り付けられる。焦点合わせレンズ３６は鏡筒３４の端壁近傍に位置し、鏡筒と一体に動くように取り付けられている。鏡筒の位置およびダイオードに対するレンズの位置は、一方で焦点合わせレンズ３６と開口絞り３８間の公知の距離が、また他方で焦点合わせレンズ３６、開口絞り３８およびレーザダイオード３２間の公知の距離が得られるように、アセンブリサイトで接着また締付けによって固定される。コイルばね３７（図３参照）は鏡筒３４内に配置され、鏡筒３４とチューブ３０に沿って伸びており、一端をレーザダイオード３２に、他端を焦点合わせレンズ３６の平面側に接している。コイルばね３７は焦点合わせレンズ３６を開口絞り３８を備えた端壁に対して押圧することにより、焦点合わせレンズ３６を開口絞り３８に対ししっかり固定する。
【００３１】
サブアセンブリ２８自体は本発明の一部を構成するものではなく、サブアセンブリの構造上、機能上および動作上の特徴の詳細は、米国特許第４，８１６，６６０  号明細書を参照されたい。本発明に関しては、サブアセンブリ２８が非可視光もしくは可視光の範囲の入射レーザビームを伝播し発生する働きをする固体レーザダイオード３２と、ハウジング１２に対する作業距離の範囲内で特定サイズのビーム断面もしくはビームスポットを生成するためにレーザビームを集束させための焦点合わせレンズ３６および開口絞り３８の組み合わせを有していることを理解してもらえれば十分である。焦点に集束されたレーザビームは開口絞り３８を通り、光路に沿って作業距離の範囲内であって、ハウジング１２の外部に位置する基準面の近くにあるハウジング上の走査窓４０を通過して出ていく。
【００３２】
出力軸２２の交互に反復振動している間、Ｕ字形支持体２６とサブアセンブリ２８も同様にこの振動動作に携わるので、ビームスポットは円弧（円弧の中心はレーザダイオード３２）内で掃引され、基準面に設けられた記号を横切って湾曲した走査線を描く。このように記号を横切るビームスポットの掃引を行うために、レーザダイオード３２と光学構成部材は基準面に平行な軸線まわりの一体構造物として一緒に回転される。
【００３３】
記号から反射される光の一部は、反射されたレーザビームの可変強度を検出するため、また検出されたレーザビームの可変強度を示す電気アナログ信号を発生させるため、ハウジング上の第２の窓を通る復路に沿って、図中矢印Ｂの方向に光検出器４４に向かって進む。図１（Ａ）において、光検出器４４はプリント回路基板４６上に固定して取り付けられる。プリント回路基板４６の両側に位置するプリント回路基板４８および５０は、アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換し、被読取り信号を説明するデータにデジタル電気信号を処理するために信号処理回路網５２およびマイクロプロセッサ制御回路網５３を具備する。信号処理回路網５２およびマイクロプロセッサ制御回路網５３の詳細については、前に挙げた米国特許および米国特許出願を参照されたい。二部品から成るマルチワイヤー・プラグイン・コネクタ５４の一方の部品は信号処理回路網５２およびマイクロプロセッサ制御回路網５３に電気的に接続され、他方の部品はディスプレイ５５およびキーボード５６に接続されるフレキシブル・マルチワイヤー・ケーブル５４´に電気的に接続される。再充電可能なバッテリパック５８は、ハウジング１２内のレーザダイオード３２と電気回路網に電力を供給する。レーザダイオード３２と光学構成部材のみを光検出器４４に対し動かすので、バッテリパックの消費電力が少ない。
【００３４】
読取りを開始させる手段としては、ハウジング１２に設けた引き金６０を有していることが好ましい。引き金６０の一部分は、ハウジング１２を手に保持した使用者が手動で起動させるように、ハウジング１２の外向きに延びている。引き金６０は引き金スイッチ６２に機能的に接続され、記号の読取りを開始するためにレーザダイオード３２、モータ２０、光検出器４４、信号処理回路網５２および制御回路網５３を起動させる。引き金６０は読み取る各記号毎に一回づつ操作される。制御回路網５３は、記号が解読されたと一旦判断すると、その記号の読取りを止め、ハウジング１２内の起動させた構成部材の操作を止め、次の記号を読み取る準備をする。
【００３５】
図２は図１におけるハウジング１２の上半分１６に取り付ける前にモジュールユニットとして組み立てられた各種の電気的、機械的および光学的構成部材を示す。プリント回路基板４６，４８，５０上の電気回路網はベース１４と共に、見易いように図２では省略されている。
次に図３について説明する。図１の部品に類似する部品は同じ参照番号で識別してある。揺動モータ２０は、同様にＵ字形支持体２６が取り付けられた出力軸２２を有するレーザ／光学サブアセンブリ２８はＵ字形支持体２６の一方の脚６４に取り付けられる。光検出器４４はＵ字形支持体２６の他方の脚６６に取り付けられる。コイル状引っ張りワイヤ（電線）群６８，７０はレーザダイオード３２および光検出器４４をプリント回路基板４８上の図示していない電気回路網５２に接続している。コイル状のワイヤを例示したが、他のタイプの電気コネクタ、例えば平形ケーブルを使用してもよい。集光レンズ７２は脚６４に取り付けられ、同軸上のサブアセンブリ２８を取り囲んでいる。集光レンズ７２、サブアセンブリ２８、および光検出器４４はすべて共通のボアサイトあるいは光学軸７４（光路および復路は光学軸７４に沿って同一直線上にある）を具備し、出力軸２２の軸まわりに交互に円周方向にすべてがユニットとして揺動できる。
【００３６】
図４は上述のように、ディスプレイ２１２とキーボード２１４を具備した手持ち式のハウジング２１０に設置された、モータ２０に取り付けられるコンパクトなレーザ／光学サブアセンブリ２８を示す。ハウジング２１０は矩形の横断面をしており、その上面にはハウジングの右側で、また別の操作モードでは左側で、走査を行えるようにする可動式上部構造物が具備される。
【００３７】
ハウジング２１０は上壁の角に４個のネジ２１８によって固定される上部方形壁２１６を具備する。
上壁２１６の片側にフード２２０が取り付けられている。反射ミラー２２２は上壁２１６上のフード２２０の中に配置される。出口ポートあるいは走査窓２２４はフード２２０の開口部を塞いでいる。ミラー２２２はレーザ／光学サブアセンブリ２８から放射するレーザビームの光路中に配置され、レーザビームを１方向、例えばハウジング２１０の右方向に向け直す。読み取られる記号から反射されるレーザビームは同じ走査窓２２４を通り、光検出器４４に集束される。
【００３８】
４個のネジ２１８を取り外し、可動式上部構造物を１８０゜回転させ、ネジ２１８をもとの場所に付けることにより、走査装置はミラー２２２がレーザビームを別の方向、例えばハウジング２１０の左方向に向け直す。このような方法で右利きおよび左利きのオペレーターに適用することができる。
図５に本発明の第２実施例を示す。本実施例においても上記と同様に右利きおよび左利きのオペレーターに適用することができ、放射されたレーザビームを左右に向けることができる。円形の横断面をしているハウジング２２６は円形の上壁２２８を持ち、その上にフード２３０が支持される。ミラー２２２はフード２３０の中に取り付けられる。走査窓２３２がフード２３０の開口部を塞いでいる。Ｌ字型のツマミ２３４は上壁２２８から垂れ下がり、図示した位置でハウジング２２６の環状の側壁に設けられたフック２３６と係合する。図４に示したものと同様のレーザ／光学サブアセンブリはハウジング２２６の内部に組み込まれる。図５においてレーザビームは右側に向かって伝播する。
【００３９】
オペレーターに適合させるため、上壁２２８およびフード２３０はツマミ２３４がフック２３６から１８０゜離れた図示していない別のフックと係合するまでつまり一点鎖線で示す位置まで回転できる。図５での一点鎖線で示す位置、即ちロック位置ではレーザビームは左に向かって伝播する。２個のフックのいずれかと係合するツマミの回転は、図４に示す実施例におけるネジの取り外しおよび締付ける動作よりは幾分容易に実施できる。
【００４０】
様々な態様のすべてにおいて、走査装置はその大きさがたいへん小型である。これは多くの異なるタイプのレーザ走査システムに設置できる走査モジュールとして組み付けることを可能にする。モジュールは光検出器と共に往復走査構成部材などのＵ字形支持体に取り付けられるレーザ／光学サブアセンブリから成り、それらすべてはモジュールを他の電気構成部材に電気的に接続できるように、電気コネクタに接続される。
【００４１】
次に本発明の第３実施例を図６を参照して説明する。図６も右利きおよび左利きのオペレーターに適用できる走査システムの断面図である。
レーザ／光学サブアセンブリ２８は前述したように走査時には矢印３７４の方向に振動する。好ましくは光透過性材料で作られた光指示エレメント３７６がアセンブリ２８から放射されるレーザビームの光路中に配置される。エレメント３７６はハウジング３７８の外側に延在するハンドルによって、実線あるいは点線の位置に配置される。実線の位置ではエレメント３７６は左利きのオペレーターに適合するように、アセンブリ２８から放射されるレーザビームに対し右におよそ１０゜乃至１５゜逸れるようにレーザビームを向けさせている。点線の位置ではエレメント３７６は右利きのオペレーターに適合するように、アセンブリ２８から放射されるレーザビームに対し左におよそ１０゜乃至１５゜逸れるようにレーザビームを向けさせている。
【００４２】
次に本発明の第４実施例を図７を参照して説明する。
図７において、スキャニング・アパーチャ１０２あるいは光透過性出口ポートを具備した球形状あるいはボール状の走査ヘッド１００は、走査ヘッド１００の中でその幾何学上の中心で交差する少なくとも２本、好ましくは３本の互いに直交する軸Ｘ、Ｙ、Ｚの回りで自由自在に動けるように、ソケット１０４に取り付けられる。軸Ｘは水平方向であり、軸Ｙは垂直方向であり、軸Ｚは図７において紙面に垂直方向にそれぞれ延在する。
【００４３】
ソケット１０４は走査モジュール１０６に固定して取り付けられ、走査モジュール１０６は前述したように、様々な輪郭のハウジング、例えばキーボードおよびディスプレイ機能を備えた手持ち式の端末、手持ち式スキャナー、ワークステーションスキャナー、固定スキャナー等のハウジングをもつ種々のタイプの電気光学システムに設置することができる。走査モジュール１０６は別個のハウジングにそれぞれ設置される１つの走査モジュールを必要としない応用のために、前述のハウジング自体を特定することができる。
【００４４】
レーザダイオード３２は焦点レンズ３６を具備する、しないに関わらず、モジュールまたはハウジング１０６のの内部に取り付けられ、そこから放射されるレーザビームは走査ヘッド１００の中に、フレキシブル可撓で細長い単一モードの光ファイバー１０８に沿って、光反射材１１２の近傍に位置する出射端１１０まで送られる。光反射材１１２は台１１４に取り付けられ、前述したように、また参照のため言及した米国特許第４，４９６，８３１  号明細書に詳細に記載されているように、モータ２０および駆動制御回路網２４によって、それぞれの方向に３６０゜より小さい円弧長さで軸Ａのまわりで交互に円周方向に繰り返し駆動される。
【００４５】
反射材１１２の交互の振動は、反射材１１２にて反射するレーザビームを出口ポート１０２を通過して外向きの光路１１６に沿って、走査パターンが横切る範囲の基準面Ｐ上でのなるべくヘッド１００の外側に位置する記号に向けさせる。記号から反射されるレーザビームの一部は同じ出口ポート１０２を通り復路１１８に沿って反射材１１２に戻り、反射材１１２はレーザビームを別のフレキシブルで細長いマルチモードの光ファイバー１２１の入射端１２０に入射させ、光ファイバー１２１は反射光をヘッド１００から光検出器４４に送る。光検出器はその視野上の反射光の可変強度を検出し、検出された可変光強度を表示するアナログ信号を生じさせる。アナログ信号は計数化され、上述したようにデコーダ５２およびマイクロプロセッサ制御回路網５３において解読させる。読み取られる記号を説明するデータを含む出力解読された記号は、システムの構成に応じて、マルチワイヤー・プラグイン・ケーブルコネクタ５４によりディスプレイまたはホストコンピュータに出力される。
【００４６】
ヘッド１００のためのボールとソケットの接合は、モジュールあるいはハウジング１０６に対して３本の軸のまわりで出口ポートの３６０゜の調整を可能にする。調整は無限に可変であって、つまり連続しており、摩擦によりヘッド１００をいかなる調整済みの位置にも留まらせることができる。光路１１６に沿った外向きのレーザビーム移動および／あるいは光路１１８に沿った反射光の戻りがこうして操作される。この可転性が右利きおよび左利きのオペレータのいずれにも適合させることができ、デスクトップ・ワークステーションでの使用できる範囲を広げることができる。
【００４７】
次に本発明の第５実施例を図８を参照して説明する。図８において、図７記されている部品と同様の部品には同じ符号を付してある。
本実施例が第４実施例と異なる点は光源がレーザダイオードではなく、走査ヘッド１１０に取り付けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）発光体１２２である。発光体１２２はモジュールあるいはハウジング１０６にヘッド１００から離れた場所に位置するドライバー１２４によって駆動される。発光体１２２は出口ポート１０２を通して光を外向きの光路１１６に沿って放射し、基準面Ｐにおける記号全体を均一に照射する。
【００４８】
出口ポート１０２を通り復路１１８に沿ってヘッド１００に戻る反射光は、発光体の中の中央アパーチャ１２６を通り、反射光を電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイ１３０に集束させる作用をする焦点レンズ１２８に達する。アレイ１３０は、モジュールあるいはハウジング１０６に取り付けられ離れた場所にある従来のＣＣＤ走査自動制御装置１３２に電気的に接続される。自動制御装置はアレイ・エレメントを逐次活性化させ、それによって視野上の記号を走査する。アレイ１３０走査された記号を表示するアナログ信号を発生させる。これらのアナログ信号は計数化され、マイクロプロセッサ５３制御下で信号処理デコーダ５２において解読される。デコーダ５２はコネクタ５４から出力データ信号を発生させる。
【００４９】
ここで図７の態様においては、レーザダイオード３２により放射されるレーザビームおよび光検出器４４の視野は共に空間において選択された位置に向けられる。図８の態様では、発光体１２２からの光とアレイ１３０の視野は空間において所望の方位に向けられる。
様々な構成において、上記のすべての構成部材、例えば光源、走査構成部材およびセンサはすべて走査ヘッドに取り付けることができ、それによって特にコンパクトで可転性のあるシステムを提供できる。
【００５０】
前記要素のそれぞれ、もしくは２つかそれ以上を一緒にして、上述したタイプとは異なる構造の他のタイプでの応用にも有用であることが理解されるであろう。
本発明は３本の互いに直交する軸のまわりで調整可能な走査ビームおよび／あるいは視野を持つバーコードスキャナにおいて具体化されたものとして説明してきたが、本発明の思想から逸脱することなく、多くの修正および構造上の変更が可能であることはいうまでもない。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下に述べる効果を奏する。
１．互いに直交する３本の軸のまわりで少なくとも光源およびからの光または光検出器の視野を調整可能に走査できるので、スキャナワークステーションにおけるカウンタの有効スペースを増やすことができる。
【００５２】
２．出口ポートを備えた走査ヘッドを走査モジュール上にその出口ポートの走査窓方向を調整可能になるように取り付けたので、右利きおよび左利きのオペーレータに対して適用できる。
３．出口ポートを備えた可動部分を固定部分上にその出口ポートの走査窓方向を調整可能になるように取り付ける取り付け手段を光走査システムにおける装置に設けたので、右利きおよび左利きのオペーレータに対して適用できる。
【００５３】
４．出口ポートを備え、その出口ポートを互いに直交する３本の軸のまわりで可動にし、光の方向を調整可能とする光方向付け手段を手持ち走査ユニットに備えたので、右利きおよび左利きのオペーレータに対して適用できる。
５．視野を互いに直交する３本の軸のまわりで調整可能とする視野方向付け手段を手持ち式走査ユニットに取り付けたので、右利きおよび左利きのオペーレータに対して適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）はしるしを読むための手持ち式光走査装置の一部断面の側面図であり、図１（Ｂ）は（Ａ）の正面図である。
【図２】図２は図１の手持ち式光走査装置の前方透過斜視図である。
【図３】図３は別の光走査装置の一部側断面図である。
【図４】図４は本発明の第１実施例の手持ち式光走査装置の一部表面を取り除いた斜視図である。
【図５】図５は本発明の第２実施例の手持ち旋回式光走査装置の斜視図である。
【図６】図６は本発明の第３実施例の光走査装置の断面平面図である。
【図７】図７は本発明の第４実施例の光走査装置の概念図である。
【図８】図８は本発明の第５実施例の光走査装置の概念図である。
【符号の説明】
１０    スキャナ
１２    手持ち式ハウジング
１４    ベース
１６    ハウジングの上半分
１８    ハウジングの下半分
２０    走査モータ
２２    出力軸
２４    制御回路網
２６    Ｕ字形支持体
２８    サブアセンブリ
３０    チューブ
３２    レーザダイオード
３４    鏡筒
３６    焦点合わせレンズ
３７    コイルばね
３８    開口絞り
４０    走査窓
４４    光検出器
４６，４８，５０    プリント回路基板
５２    信号処理回路網
５３    マイクロプロセッサ制御回路網
５４    マルチワイヤー・プラグイン・コネクタ
５５    ディスプレイ
５６    キーボード
５８    バッテリパック
６０    引き金
６２    引き金スイッチ
６４    Ｕ字形支持体の一方の脚
６６    Ｕ字形支持体の他方の脚
６８，７０    コイル状引っ張りワイヤ群
７２    集光レンズ
７４    光学軸
１００    走査ヘッド
１０２    出口ポート
１０４    ソケット
１０６    走査モジュール
１０８    光ファイバー
１１０    出射端
１１２    光反射部材
１１４    台
１１６    光路
１２０    入射端
１２１    光ファイバー
１２２    発光ダイオード（ＬＥＤ）発光体
１２６    中央アパーチャ
１２８    焦点レンズ
１３０    電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイ
１３２    ＣＣＤ走査自動制御装置
２１０    ハウジング
２１２    ディスプレイ
２１４    キーボード
２１６    壁
２１８    ネジ
２２０    フード
２２２    反射ミラー
２２４    走査窓
２２６    ハウジング
２２８    上壁
２３０    フード
２３２    走査窓
２３４    ツマミ
２３６    フック
３７６光指示エレメント
【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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