【事件の表示】
　特許第３１５２７２４号「光学システム」の請求項１ないし３に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３１５２７２４号の請求項１ないし３に係る特許を取り消す。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許第３１５２７２４号の請求項１ないし３に係る発明についての特許出願は、平成４年２月２２日に出願され、平成１３年１月２６日に特許権の設定登録がされた後、平成１３年１０月３日に特許異議申立人・末岡 定より、その請求項１ないし３に係る特許に対して特許異議の申立てがなされものである。
　そして、平成１３年１２月１０日付け取消理由が通知され、それに対して平成１４年２月１９日付けで意見書及び訂正請求書が提出されたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
（１）訂正の要旨
　　本件訂正請求の内容は、特許第３１５２７２４号の明細書を平成１４年２月１９日付け訂正請求書に添付した訂正明細書のとおり、次のように訂正することを求めるものである。
　
（訂正事項１）
  特許請求の範囲の請求項１において、
 「固定集光ミラーの固定集光面」
     を、
 「固定集光ミラーの反射集光面」
 　　と訂正する。
　
（訂正事項２）
  特許請求の範囲の請求項３において、
 「請求項２もしくは３」
   　を、
 「請求項１もしくは２」
   　と訂正する。
　
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　
  　上記訂正事項１は、請求項１における固定集光ミラーの「固定集光面」を「反射集光面」と訂正するものであるが、固定集光ミラーには、「走査ミラーにより反射された光を集光して光センサへと反射する反射集光面」があるものの、「固定集光面」は存在していないので、この訂正は誤記の訂正を目的とするものであり、また、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　
　また、上記訂正事項２は、請求項３における引用請求項の番号「２もしくは３」を「１もしくは２」と訂正するものであるが、請求項３が自請求項を引用することはあり得ないことであり、「ＡもしくはＢ」という記載表現は、ＡとＢの二者を示す表現であるので、請求項３より前の２つの請求項を引用する意図で記載されたことは明らかであり、そして、請求項３以外の請求項は請求項１及び請求項２しか存在しておらず、その両方に「走査ミラー」と「ハウジング」が存在していて内容的にも請求項１または請求項２を引用したとしても矛盾は生じないので、「請求項２もしくは３」という記載は「請求項１もしくは２」の誤記と認めることができる。
　したがって、この訂正は、誤記の訂正を目的とするものであり、また、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　
 （３）むすび
  　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項ただし書に規定する事項を目的とするものであって、かつ、特許法第１２０条の４第３項において準用する、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律１１６号）付則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる特許法第１２６条第１項ただし書及び第２項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．取消理由についての判断
 （１）本件特許発明の認定
　
　上記のとおり、上記の訂正は認められるので、本件の請求項１ないし３に係る発明は、上記訂正請求書に添付された全文訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１ないし３に記載の次のとおりのものと認める。
　
  「【請求項１】　ハウジング内に実装され、走査用のレーザ光を射出するレーザ光源とレーザ光センサとを有し、光反射率が異なる部分を有する記号を読み取るように動作する光学走査装置で使用される光学システムにおいて、前記レーザ光源からのレーザ光を反射する平坦な反射面が対向するようにしてハウジング内に実装された固定平面ミラーと、前記反射面により反射されたレーザ光を回動しながら反射して、前記レーザ光により前記記号を走査させると共に、この記号からの反射光の少なくとも一部を反射させる平坦な反射面を有する、前記ハウジング内に回動可能に設けられた走査ミラーと、この走査ミラーにより反射された光を集光して前記光センサへと反射する反射集光面を有し、前記ハウジング内に固定された固定集光ミラーとを具備し、前記固定平面ミラーは、前記固定集光ミラーよりも小さく、この固定集光ミラーの反射集光面に固定されていることを特徴とする光学システム。
　
　【請求項２】　ハウジング内に実装され、走査用のレーザ光を射出するレーザ光源とレーザ光センサとを有し、光反射率が異なる部分を有する記号を読み取るように動作する光学走査装置で使用される光学システムにおいて、前記レーザ光源からのレーザ光を反射する平坦な反射面が対向するようにしてハウジング内に実装された固定平面ミラーと、前記反射面により反射されたレーザ光を回動しながら反射して、前記レーザ光により前記記号を走査させると共に、この記号からの反射光の少なくとも一部を反射させる平坦な反射面を有する、前記ハウジング内に回動可能に設けられた走査ミラーと、　この走査ミラーにより反射された光を集光して前記光センサへと反射する反射集光面を有し、前記ハウジング内に固定された固定集光ミラーとを具備し、前記固定平面ミラーは、ハウジング内の支持部材に実装されていることを特徴とする光学システム。
　
　【請求項３】　前記走査ミラーは、前記ハウジング内に、往復振動可能もしくは一方向に回転可能に設けられていることを特徴とする請求項１もしくは２の光学システム。」
　
（２）引用刊行物
   　当審が通知した取消理由に引用した刊行物１、２には、次の事項が記載されている。
　
 ［刊行物１（特開平２−１６１５７８号公報）］
  (A)「ここでは、レーザスキャンタイプのバーコードスキャナの従来の一例を第３図ないし第５図に基づいて説明する。このバーコードスキャナ１では、レーザ発光部２の光軸上に、４５度に傾斜した反射ミラー３が配設されている。ここで、この反射ミラー３は、ハウジング４内に梁状に設けられた支持部材５の中央に取付けられて、機器に固定されている。また、反射ミラー３と対向する位置には、駆動源（図示せず）が接続された、一定周期で揺動する光偏向器である走査ミラー６が設けられ、レーザ光７を、バーコードラベル８に向かって偏向走査するようになっている。」（第１頁右下欄第２〜１３行）
　
  (B)「レーザ発光部から照射されたレーザ光の反射光軸上に光偏向器が位置する反射ミラーを設け、バーコードを走査したレーザ光の反射集光位置に受光素子が位置する凸面に反射膜が形成された平凸レンズを設け、この平凸レンズの平面上に反射ミラーを一体的に設ける。」（第２頁左下欄第１８行〜同頁右下欄第３行）
　
  (C)「このバーコードスキャナ１１では、例えば、断面三角形のガラス材の一面にアルミ蒸着を行なって反射面を形成した反射ミラー１２が形成され、これが凸面にアルミ蒸着等で反射膜１３が形成された平凸レンズ１４の平面１５の中央に接着等により取付けられている。また、このバーコードスキャナ１１では、レーザ発光部２と受光素子１０とは装置上部に並設されており、これら部材の配置に対応して、前記平凸レンズ１４と反射ミラー１２とは所定角度に調節されている。なお、この他の構造は前述のバーコードスキャナ１と同様になっている。」（第２頁右下欄第２０行〜第３頁左上欄第１１行）
　
  (D)「なお、このバーコードスキャナ１１では、第２図に例示するように、平凸レンズ１４の受光面上には、ごく小型の反射ミラー１２のみが存在している」（第３頁左上欄第１５〜１８行）
　
  (E)「平凸レンズの反射膜により受光素子に至る光路が曲折されているので、集光のための光路長を確保しながらも容易に装置を小型化でき、高性能で小型のバーコードスキャナを安価に得ることができる等の効果を有するものである。」（第３頁左下欄第５行〜同欄第１０行）
　
　上記の刊行物１の記載事項(A)〜(E)、及び第１〜５図を勘案すると、刊行物１には、次の発明が記載されているものと認められる。
　
  バーコードを走査するレーザ光を発光するレーザ発光部２と、バーコードを走査したレーザ光を受光する受光素子１０とを備え、バーコードを読み取るためにレーザ光を走査するように構成したバーコードスキャナであって、前記レーザ発光部２からのレーザ光を反射する反射面を形成した反射ミラー１２と、前記反射面により反射されたレーザ光を、一定周期で揺動しながら反射して、前記レーザ光によりバーコードラベル８を走査させると共に、このバーコードラベル８からの反射光を反射する反射面を有する、駆動源に接続され揺動可能に設けられた走査ミラー６と、この走査ミラー６により反射された光を集光して前記受光素子１０へ反射する凸面に形成された反射膜１３を有する平凸レンズ１４とを備え、前記反射ミラー１２は、前記平凸レンズ１４よりも小さく、この平凸レンズ１４の平面１５に取付られているところのバーコードスキャナ。
 
［刊行物２（特開昭５２−２４５４０号公報）］
　(A)「光学的走査装置」（第１頁左下欄の発明の名称）
　
　(B)「光源１から発する光はレンズ系２で集光された回転ミラー３で反射し、走査光ビーム１１として走査面４に達する。回転ミラー３は正四角柱の各側面を平面鏡で構成され、その軸９を中心にして矢印方向に回転している。」（第２頁左下欄第１１〜１５行、及び第１図）
　
　(C)　「以上値札に記載したバーコード符号の走査、読取りについて説明したが、本発明はこれに限ることなく、単色光の走査光ビームで、符号、文字等を走査し、その反射光を受けて光電変換して電気信号とする光学的走査装置に一般に使用可能である。」（第３頁左上欄第１９行〜同頁右上欄第４行）
　
（３）対比・判断
［請求項１に係る発明について］
　本件の請求項１に係る発明と、刊行物１に記載された発明とを対比すると、刊行物１に記載された発明における「レーザ発光部」、「受光素子」、「バーコードスキャナ」、「反射ミラー」、「走査ミラー」、「平凸レンズ」 は、それぞれ、訂正明細書の請求項１に係る発明における 「レーザ光源」、「レーザ光センサ」、「光学システム」、「固定平面ミラー」、「走査ミラー」、「反射集光ミラー」に相当しているので、両者は、走査用のレーザ光を射出するレーザ光源とレーザ光センサとを有し、光反射率が異なる部分を有する記号を読み取るように動作する光学走査装置で使用される光学システムにおいて、前記レーザ光源からのレーザ光を反射する平坦な反射面が対向するようにされた固定平面ミラーと、前記反射面により反射されたレーザ光を回動しながら反射して、前記レーザ光により前記記号を走査させると共に、この記号からの反射光の少なくとも一部を反射させる平坦な反射面を有する、回動可能に設けられた走査ミラーと、この走査ミラーにより反射された光を集光して前記光センサへと反射する反射集光面を有する固定集光ミラーとを具備し、前記固定平面ミラーは、前記固定集光ミラーよりも小さく、この固定集光ミラーに固定されている光学システム、という点で一致しており、次の点で相違する。 
　
〔相違点１〕
　本件の請求項１に係る発明においては、レーザ光源、レーザ光センサ、固定平面ミラー、及び走査ミラーがハウジング内に実装され、固定集光ミラーがハウジング内に固定されているのに対して、刊行物１記載の発明においては、この点が明記されていない点
　
〔相違点２〕
　本件の請求項１に係る発明においては、固定平面ミラーは固定集光ミラーの反射集光面に固定されているのに対して、刊行物１記載の発明においては、反射ミラー１２は平凸レンズの平面１５上に固定されている点。
　
　そこで、上記相違点１、２について検討すると、、
　
〔相違点１〕について、
　上記刊行物１における、従来技術であるところの「バーコードスキャナ１ではハウジング４の開口部（図示せず）に、読取るバーコードラベル８を対向させるようになっている。」（第１頁右下欄第１８行〜第２頁左上欄第１行）という記載、及び「このバーコードスキャナ１１では、レーザ発光部２と受光素子１０とは装置上部に並設されており、これら部材の配置に対応して、前記平凸レンズ１４と反射ミラー１２とは所定角度に調節されている。なお、この他の構造は前述のバーコードスキャナ１と同様になっている。」（第３頁左上欄第６〜１１行、及び第１図を参照。）という記載からみて、刊行物１記載のバーコードスキャナは、ハウジングを備えていて、その内部にレーザの発光・受光に係わる光学系が存在していること、及びレーザ発光部２と受光素子１０に対応して、平凸レンズ１４と反射ミラー１２とは所定の角度を維持するように配置されていることが示唆されているものと認められる。　
　そして、バーコードスキャナ等の光学読み取り装置や光学走査装置において、その光学系がハウジングや筐体の内部に実装されること、及び光学系を構成する各部材が相互に所定の角度位置関係を維持するようにハウジングに固定されることは、周知（特開昭６１−２５１９８０号公報の第１〜３，１４図、実願昭６２−７７６１６号（実開昭６３−１８８７６３号）の願書に添付した明細書及び図面の内容を撮影したマイクロフィルム、を参照。）であるので、光学系を構成するレーザ光源、レーザ光センサ、固定平面ミラー、及び走査ミラーをハウジング内に実装し、固定集光ミラーをハウジング内に固定することは、当業者であれば容易に想到し得たことである。
　
〔相違点２〕について、
　刊行物１の第１図を参照すると、レーザ光を反射集光する平凸レンズ１４は、凸面に形成された反射膜１３のレンズ側の面を反射面とするものであり、この反射面は凹面を形成しており、この凹面によりレーザ光を反射集光しているものと認められる。そして、一般に、光学系において光を反射集光するために凹面反射鏡を使用することは周知であるので、凸面に反射膜を形成した平凸レンズに換えて凹面反射鏡を採用するとともにその凹面、つまり反射集光面に、反射ミラー１２を固定するように構成することは、当業者であれば容易に想到し得たことである。
　
　上記のごとく相違点１、２は格別のものとは認められないので、本件の請求項１に係る発明は、刊行物１に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものと認められる。
　
［請求項２に係る発明について］
　本件の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において固定平面ミラーが「固定集光ミラーの反射集光面に固定」されているのに換えて、固定平面ミラーが「ハウジング内の支持部材に実装」されるようにしたものであるが、刊行物１（第１頁右欄第６〜９行、及び第３〜５図を参照。）には従来技術として、反射ミラー３をハウジング４内に梁状に設けられた支持部材５に取付け機器に固定する点が記載されているので、固定平面ミラーがハウジング内の支持部材に実装されるように構成することは当業者であれば容易に想到し得たことである。
　したがって、本件の請求項２に係る発明も、刊行物１に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものと認められる。
　
［請求項３に係る発明について］
 　本件の請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明における「走査ミラー」が、ハウジング内に、往復振動可能もしくは一方向に回転可能に設けられているように限定したものであるが、上記刊行物１記載の発明における「走査ミラー６」は、一定周期で揺動するものであるので、本件請求項３に係る発明の、往復振動可能に設けられた走査ミラーに相当する。上記刊行物１には、走査ミラーを一方向に回転可能に設ける点については、明記されていないが、上記刊行物２に記載されているごとく、一方向に回転するミラーを用いて光学的走査を行うことは周知であるので、走査ミラーを一方向に回転可能に設けることは、当業者であれば容易に想到し得たことと認められる。
 　したがって、本件の請求項３に係る発明も、上記刊行物１記載の発明に基づき、周知技術を考慮にいれて、当業者が容易に発明をすることができたものと認められる。
　
　なお、審判請求人は、平成１４年２月１９日付けの特許異議意見書において、本件特許に係る集光ミラーは、製造上、構造上、機内光路長、並びに集光効率において、刊行物１の平凸レンズよりも優れている旨主張しているが、このような点は、当業者であれば当然に予測しうる事項の範囲内であり、格別なものとは認められない。
　
　（４）むすび
　以上のとおりであるから、本件の請求項１ないし３に係る発明は、上記刊行物１に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができない。
　したがって、本件の請求項１ないし３に係る発明についての特許は、いずれも拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してなされたものであるから、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第１４条の規定に基づく、特許法等の一部を改正する法律の施行に伴う経過措置を定める政令（平成７年政令第２０５号）第４条第２項の規定により、上記結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年３月１１日（２００２．３．１１）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
１．特許請求の範囲の請求項１における「固定集光ミラーの固定集光面」を「固定集光ミラーの反射集光面」と訂正する。
２．特許請求の範囲の請求項３における「請求項２もしくは３」を「請求項１もしくは２」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
光学システム
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】ハウジング内に実装され、走査用のレーザ光を射出するレーザ光源とレーザ光センサとを有し、光反射率が異なる部分を有する記号を読み取るように動作する光学走査装置で使用される光学システムにおいて、前記レーザ光源からのレーザ光を反射する平坦な反射面が対向するようにしてハウジング内に実装された固定平面ミラーと、前記反射面により反射されたレーザ光を回動しながら反射して、前記レーザ光により前記記号を走査させると共に、この記号からの反射光の少なくとも一部を反射させる平坦な反射面を有する、前記ハウジング内に回動可能に設けられた走査ミラーと、この走査ミラーにより反射された光を集光して前記光センサヘと反射する反射集光面を有し、前記ハウジング内に固定された固定集光ミラーとを具備し、前記固定平面ミラーは、前記固定集光ミラーよりも小さく、この固定集光ミラーの
反射
　【請求項２】ハウジング内に実装され、走査用のレーザ光を射出するレーザ光源とレーザ光センサとを有し、光反射率が異なる部分を有する記号を読み取るように動作する光学走査装置で使用される光学システムにおいて、前記レーザ光源からのレーザ光を反射する平坦な反射面が対向するようにしてハウジング内に実装された固定平面ミラーと、前記反射面により反射されたレーザ光を回動しながら反射して、前記レーザ光により前記記号を走査させると共に、この記号からの反射光の少なくとも一部を反射させる平坦な反射面を有する、前記ハウジング内に回動可能に設けられた走査ミラーと、この走査ミラーにより反射された光を集光して前記光センサヘと反射する反射集光面を有し、前記ハウジング内に固定された固定集光ミラーとを具備し、前記固定平面ミラーは、ハウジング内の支持部材に実装されていることを特徴とする光学システム。
　【請求項３】前記走査ミラーは、前記ハウジング内に、往復振動可能もしくは一方向に回転可能に設けられていることを特徴とする請求項
１もしくは２
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】この発明はバーコード記号のような記号を読み取るための光学的走査装置に関し、特にレーザ走査システムにおいて、ユーザーが保持可能で、読み取られるそれぞれの記号に照準を定めることができ、軽量で、多部品から成る携帯用レーザダイオード走査ヘッドに関する。更に詳細には、この発明は、ユーザーには視覚的に容易に認識できず、事実上は不可視である光を、ヘッドが発光または受光すると、読み取られる各記号を視覚的に探索し、場合によってはトラッキングするための光照準装置と、光照準装置を制御するトリガと、レーザダイオードの光学アセンブリと、照準光を反射するが、視覚的に容易に認識できない光は透過する光学素子と、走査・集光・集束ミラー・システムと、必要に応じて単一又は複数の部品をヘッドの単一のハンドル内に収容でき、又はヘッドに着脱自在な交換可能ハンドル内に収納できる形式の交換可能な部品設計と、ヘッドの選択された透明部を覆って、光がそこを透過することを防止するための遮光カバーとに関する。
　【０００２】
　【従来の技術】種々の光学式読み取り装置及び光学的走査システムは、対象物上の記号を光学的に読み取ることによって対象物を識別するために、対象物に付与されたバーコード記号を光学的に読み取るものである。バーコード記号自体は、幅が異なり、互いにスペースを隔てて異なる幅の境界をなし、バーとスペースとは光反射特性が異なるようにされた一連のバーから成るコード化されたパターンである。光学式読み取り装置及び光学的走査システムはコード化されたパターンを、対象物を記述した多重の英数字表現に復号（デコード）する。この一般型の走査システムは例えば米国特許第４，２５１，７９８号明細書、同４，３６０，７９８号明細書、同４，３６９，３６１号明細書、同４，３８７，２９７号明細書、同４，４０９，４７０号明細書、及び同４，４６０，１２０号明細書に開示されている。
　【０００３】これらに開示されているように、このような走査システムの特に有利な点はとりわけ、ユーザーが保持するハンディ型の携帯用レーザ走査ヘッドからレーザ光を射出し、読み出されるべき記号にヘッド、すなわちレーザ光を向け、記号を横切る一連の走査でレーザ光を反復的に走査し、走査されたレーザ光のうちで記号から反射したレーザ光を検出し、検出された反射光をデコードすることにあった。レーザ光は必ずしも常にではないが、通常は約６３２８オングストロームの波長で赤色レーザ光を発するヘリウム−ネオンガスレーザによって射出されている。この赤色レーザ光はユーザーに見えるため、ユーザーは容易にヘッドのねらいを定め、射出された赤色レーザ光を走査中に記号の上に、及び記号を横切って位置決めし、保持することができる。
　【０００４】しかし、レーザ光が例えば米国特許第４，３８７，２９７号明細書，同４，４０９，４８０号明細書及び同４，４６０，１２０号明細書のように、半導体レーザダイオードによって射出される技術では、レーザダイオードにより射出されたレーザ光がユーザーによって視覚的に容易に認識できないとき、記号に対するヘッドの照準合わせは、より困難なものになる。ある種のレーザダイオードでは、レーザ光は約７８００オングストロームの波長で射出され、これは赤外線と極めて近く、可視光と不可視光の境界線上にある。このレーザダイオード光は、暗い部屋ではユーザーに見えるが、周囲光がレーザダイオード光を遮ってしまう明るい環境では見えない光である。更に、レーザダイオード光が、例えば記号を横切って掃引されることによって移動するとき、特にレーザダイオード光が毎秒複数回で、例えば毎秒４０回の高速度で掃引された場合、レーザダイオード光は暗い部屋においてさえ、ユーザーには見えないものであった。従って、レーザ光の波長、レーザ光の強度、レーザ光が射出される環境での周囲光の強度、走査速度及びその他の要因のような要因の一つ、又はいくつかの要因により、レーザダイオードの光は事実上「不可視」であり、あるいは「視覚的に容易に認識できない」ものである。
　【０００５】しかし、このレーザダイオード光は視覚的に容易に認識できないので、ユーザーは、少なくともかなりの困難と実際的な努力なしに、レーザダイオード光を記号に対して容易に照準合わせすることができなかった。ユーザーは、試行錯誤によって照準を探し、走査するレーザダイオード光が、偶然、記号の上に、又、記号を横切って正しく位置決めされることを期待し、走査システムが、一般には指示ランプの点灯、あるいは音響信号（ブザー）が鳴ることによって、記号がうまくデコードされ、読み取られたことを知らせるまで待たなければならなかった。この探索方法は、特に多数の記号が毎時間、毎日読み取られる必要がある用途では、効率が悪く、時間がかかる記号読み取り手法であった。
　【０００６】しかしながら、できる限り軽量で、小型で、効率がよく、高価ではなく、使い易いように作られることが望ましいレーザ走査ヘッドという事情では、レーザダイオード光が、視覚的に容易に認識できないという性質をもつにもかかわらず、レーザダイオードは、ヘリウム−ネオンガスレーザよりも有利であった。なぜならば、レーザダイオードはこのようなガスレーザと比較すると小型で、軽量で、電力消費量が少なく（電圧供給量は直流１２Ｖ以下）、同期検出や、信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を大きくするために直接、変調できるからであった。
　【０００７】
　【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の利点にも係わらず、その見えにくさの他に、レーザダイオード光自体がもつ一定の光学的な性質によって、レーザダイオード光をヘッド外部の所定の基準面で、所望のスポットサイズ（例えば６〜１２ミルの円形スポット）に集束し、また、このスポットサイズを基準面の両側での所定の公差で所定の焦点深度、もしくは視野深度、すなわち視野内の位置にある記号をうまくデコードし、読み取ることができる有効距離内に保持することは容易にはできなかった。例えば、ヘリウム−ネオンガスのレーザの場合と比較して、レーザダイオード光の波長は長いので、同じスポットサイズの場合の有効距離は短くなる。レーザダイオード光は更に発散性が高く、異なる面では発散も異なり、半径方向で対称ではない。このように、ガスレーザ光が、光伝播の縦方向に垂直である全ての面で約１ミリラジアンの、同じ小さい発散角度を有しているのに対して、レーザダイオード光は、ダイオードのｐ‐ｎ接合面と平行な面では約２００ミリラジアンの大きい発散角度を有し、また、ｐ‐ｎ接合面と垂直な面では約６００ミリラジアンという、更に大きい発散角度を有している。単一の横方向モード（ＴＥＭＯＯ）では、ガスレーザ光は半径方向に対称の、ほぼ円形の横断面を有しているが、レーザダイオード光は半径方向に非対称で、ほぼ楕円形の横断面を有している。
　【０００８】例えば、前述の集束の問題を解決し、レーザダイオード光の半径方向に非対称である性質を克服するためのいわゆる幾何学的な方法において、ヘッドから約３１／２インチの距離に位置する基準面で、約９．５ミルのスポット直径を有するようにビームスポットを集束した場合、８０倍以上の光学的倍率が得られた。しかし、このような高い倍率の場合、単一の光学的集束素子を使用すると、（例えば米国特許第４，４０９，４７０号明細書を参照）極めて精密に製造され、位置決めされ、調整されなければならなくなる。米国特許第４，３８７，２９７号明細書で指摘されているように、発散性の高いレーザダイオード光を採用し、倍率を素子の間で分散させるために、大きい数値の口径、すなわち０．２５の口径を有するように設計されたレンズシステムにおいて、複数の光学的集束素子を使用した場合には、各々の素子の機械的公差はより緩やかなものとなり、位置決めと調整の手順は容易になる。しかし、複数の光学素子は、単一の素子と比較してヘッド内でより多くのスペースを占め、重量と価格が増大する。
　【０００９】更に、場合によっては、記号を横切る走査中に、記号内の空隙及び記号上のほこりを無視し、更に明暗の移行を一層急激にするには、楕円形のレーザダイオード光のスポットの方が、円形のガスレーザ光のスポットよりも望ましいこともあったが、このような利点は、より長い寸法の楕円形のスポットが記号の高さに沿って位置決めされた場合に得られるものであった。従って、このような望ましい特徴を得るためには、レーザダイオード光は記号に対して特定の方位に正しく位置決めされることが必要であった。記号がレーザダイオード光に対して無作為に配位されると、レーザダイオード光をヘッドに対して正しい方向に向けるために、ヘッドを頻繁に操作しなければならなくなる。このことによって、レーザダイオード光で記号を読み取る手順が、特に大量処理の場合、既に効率的ではなくなり、時間がかかる状態は一層悪化することになった。歪像コリメータを使用して楕円形のレーザダイオード光スポットを円形にすることは可能であるが、それは光学素子の数と、スペースと、重量と価格を更に増大することになった。
　【００１０】更に、従来のガスレーザ式及びレーザダイオード式のレーザ走査ヘッド、双方における他の問題は、異なる用途に適応しにくいことであった。様々なエンドユーザーによって異なる用途がある。検出された反射光を、記号を記述するデータにデコードし、このデコードを制御するための電子回路が、ヘッド内に実装されることを望むユーザーもいれば、この電子回路をヘッドから離れて配置されることを望むユーザーもいる。更にまた、再充電可能な電源又はデータ記憶装置をヘッド内に配置するか、あるいは、ヘッドから離して配置するかどうかについて、ユーザーの要求は、異なっている場合がある。従って、従来型のレーザ走査システムは、程度の差こそあれユーザー毎に注文品でなければならず、このことは製造、販売の双方にとって望ましいことではなかった。更に、ユーザーがシステムの基準を変更したい場合でも、ユーザーは変更を断念するか、別なシステムを入手しなければならなかった。
　【００１１】従来型のレーザ走査ヘッドの更に別の問題は、各々が個別の光透過窓を取り付けていることであった。個別の窓は所定の位置に接着しなければならない別個の部材であり、従って時間の経過と共に、特にヘッドが機械的衝撃を受けたり、乱用されたりした場合、窓の張り合わせ部分が剥がれることがあった。窓が一旦外れると、湿気、ほこり及びその他の汚染物がヘッド内部に侵入しやすくなり、それによって、内部の光学部品や電子部品が覆われ、目的の動作が妨害されることがあった。
　【００１２】この発明の基本的な目的は、従来型のレーザ走査システムにおける前述の問題を解決することである。
　【００１３】この発明の更に別の目的は、ユーザーがヘッドを容易に照準合わせできるようにすること、より詳細には、ヘッドから発する視覚的に容易に識別できないレーザ光を記号に向け、又は記号から反射する視覚的に容易に識別できない反射レーザ光を集光できるようにすることである。
　【００１４】この発明の更に別の目的は、記号の走査前及び走査中に、半導体レーザダイオードから発する視覚的に容易に識別できないレーザ光を、ユーザーが記号の上に、及び記号を横切って容易に照準合わせすることができるようにすることである。
　【００１５】この発明の更に別の目的は、半導体レーザダイオード光を記号に照準合わせする際に、特に有効距離が長い場合に、試行錯誤の探索操作を必要としないようにすることである。
　【００１６】この発明の更に別の目的は、半導体レーザダイオード光によって記号を光学的に読み取る際の効率を高め、時間を短縮することである。
　【００１７】この発明の更にその他の目的は、走査の前に半導体レーザダイオードを使用したスキャナで記号の位置を正確に突き止め、走査中に半導体レーザダイオードを使用したスキャナで記号を正確にトラッキングすることである。
　【００１８】この発明の別の目的は、単一の精密度が高く、倍率が高い光学的集束素子を製造し、又はダイオードに対して精密に位置合わせする必要なく、又、複数の光学的集束素子を使用してヘッド内に占めるスペースが増えることを必要とせずに、ほぼ楕円形の横断面を有していて、発散性が局く、半径方向に非対称で、波長が長い半導体レーザダイオード光を、ヘッド外部の所定の基準面で所望のスポットサイズに容易に集束し、又、所定の視野深度内の基準面の両側での所定の公差をもってスポットサイズ内に保持することである。
　【００１９】この発明の別の目的は、半導体レーザダイオード光を透過するための、固定式の凹面集光ミラー上に実装され、又はこれに固定された固定式の反射ミラーと、軽量のほぼ平坦な走査ミラーとを含む新規の光学素子を有する、効率がよく小型の光学式反射光路アセンブリをヘッド内に備えることである。
　【００２０】この発明の更に別の目的は、光照準機構の動作、及びレーザ走査システムの動作を制御するための多重切換え位置を有する、手動的に押すことのできるトリガスイッチを提供することである。
　【００２１】この発明の更に別の目的は、異なるユーザーの異なる要求に容易に適応するように、ヘッドに実装された単一のハンドル、又は容易に交換可能な複数のハンドル内に異なる部品を収納可能である形式の、ヘッド内の部品のモジュラ設計を提供することである。
　【００２２】この発明の更に別の目的は、記号、特に産業用の用途で使用される白黒記号及び汎用商品コード（ＵＰＣ）として知られる形式のバーコード記号を光学的に読み取っている間、ユーザーが完全に保持することができる極めて軽量で、流線型で、小型で、ハンディ型で、完全に携帯式で、操作し易く、疲れないレーザダイオード走査ヘッド及びそのシステムの双方又は一方を提供することである。
　【００２３】この発明のもう一つの目的は、ヘッド内部を汚染物から密封することである。
　【００２４】
　【課題を解決するための手段】前記課題を解決するために、本発明の一態様に係わる光学システムは、ハウジング内に実装され、走査用のレーザ光を射出するレーザ光源とレーザ光センサとを有し、光反射率が異なる部分を有する記号を読み取るように動作する光学走査装置で使用される光学システムにおいて、前記レーザ光源からのレーザ光を反射する平坦な反射面が対向するようにしてハウジング内に実装された固定平面ミラーと、前記反射面により反射されたレーザ光を回動しながら反射して、前記レーザ光により前記記号を走査させると共に、この記号からの反射光の少なくとも一部を反射させる平坦な反射面を有する、前記ハウジング内に回動可能に設けられた走査ミラーと、この走査ミラーにより反射された光を集光して前記光センサへと反射する反射集光面を有し、前記ハウジング内に固定された固定集光ミラーとを具備し、前記固定平面ミラーは、前記固定集光ミラーよりも小さく、この固定集光ミラーの固定集光面に固定されていることを特徴とする。また、本発明の他の態様に係わる光学システムは、ハウジング内に実装され、走査用のレーザ光を射出するレーザ光源とレーザ光センサとを有し、光反射率が異なる部分を有する記号を読み取るように動作する光学走査装置で使用される光学システムにおいて、前記レーザ光源からのレーザ光を反射する平坦な反射面が対向するようにしてハウジング内に実装された固定平面ミラーと、前記反射面により反射されたレーザ光を回動しながら反射して、前記レーザ光により前記記号を走査させると共に、この記号からの反射光の少なくとも一部を反射させる平坦な反射面を有する、前記ハウジング内に回動可能に設けられた走査ミラーと、この走査ミラーにより反射された光を集光して前記光センサヘと反射する反射集光面を有し、前記ハウジング内に固定された固定集光ミラーとを具備し、前記固定平面ミラーは、ハウジング内の支持部材に実装されていることを特徴とする。
　【００２５】レーザ光は記号から反射し、反射したレーザ光のうちの少なくとも戻り部分は記号から離れて第２の光路に沿って再びヘッドに進行する。例えば走査ミラーのような反射面上に実装された、往復振動可能な出力軸を有する走査モータが、記号を走査するためにヘッド内に実装され、走査の際に、好ましくは毎秒複数回の掃引で反復的に記号を横切って記号を走査するようにされている。反射レーザ光の戻り部分は走査中、記号を横切る可変的な光強度を有しているが、その理由はバーコード記号の場合、記号を形成するバーとスペースの光反射特性が異なるからである。
　【００２６】ヘッドは、更に例えば単数又は複数のフォトダイオードのようなセンサを備えており、このセンサは視野全体に渡って反射するレーザ光の戻り部分の変化する光強度を検出し、かつ、検出された変化する光強度を示すアナログ電気信号を発生する。ヘッド内にはアナログ電気信号を処理し、通常は、このアナログ電気信号を、走査される記号を記述するデータにデコードできるディジタル化されたディジタル電気信号へと処理する信号処理装置も備えられている。走査装置は入射レーザ光自体を記号又は、センサの視野、又はその両者を横切って操作するように動作する。
　【００２７】常にではないが、場合によってはヘッド内部に、又はヘッドから離れた位置にデコード／制御電子回路が備えられる。デコード／制御電子回路はディジタル化された信号を前述のデータにデコードし、記号がうまくデコードされたことを判定し、かつ、記号がうまくデコードされたことが確認されると記号の読み取りを終了する動作を実行する。読み取り手段はヘッド内に備えられ、レーザ光発生装置と、走査装置と、センサと、信号処理装置と、デコード／制御装置とに作動的に接続され、これらの装置を起動するように動作する手動式のトリガ装置の起動によって開始される。トリガ装置はそれぞれの順番で各記号毎に一度起動される。好ましい実施例では、トリガ装置の起動によって、デコード／制御装置が起動され、それによって今度はレーザ光発生装置と、走査装置と、センサと、信号処理装置とが起動されるようになっている。
　【００２８】通常の用途では、ユーザーの手に保持されたヘッドが読み取られるべき各記号に向けられ、記号の位置が突き止められると、ユーザーはトリガ装置を起動させて読み取りを開始する。デコード／制御装置は記号の読み取りが終了すると、自動的にユーザーにその旨を報知するので、ユーザーは関心を次の記号に向け、この手順を反復することができる。
　【００２９】前述のとおり、入射レーザ光又は反射レーザ光が視覚的に容易に認識できないことが、レーザ光の波長、レーザ光の強度、周囲光の強さ、走査速度等の要因や、その他の要因のうち一つの、あるいは複数の要因に起因して生ずることがあるが、その場合に問題点が生ずる。このような「不可視性」のためにユーザーはレーザ光を見ることができず、レーザ光が記号上に位置した場合でもそれを知ることができず、又、走査レーザ光が記号の長さ全体を走査しているかどうかを知ることができない。
　【００３０】従って、このような視覚的に容易に認識できないレーザ光が利用される場合、この発明による照準光機構を利用することによって、ユーザーがヘッドを各記号に対して視覚によって位置決めし、照準を合わせることが容易になる。照準光機構には、起動可能な照準光源、例えばヘッド内に実装され、トリガ装置に作動的に接続され、トリガ装置によって起動されると、ユーザーに容易に見えやすい照準光を発生する可視光発光ダイオードと、これもヘッド内に実装され、照準光を照準光の光路に沿って照準光源から基準面の方向、ひいては各記号に向け、それぞれの記号の少なくとも一部を見えるように照明し、それによってユーザーが記号の位置を探すための照準装置とが備えられている。照準光の光路はヘッドの外部にある前記光路の一部である第１の光路又は第２の光路の一方、又は双方の内部にあり、好ましくはこれらの光路と平行に延びている。そのため、読み取られるそれぞれの記号にユーザーがヘッドを正しく照準合わせすることが容易になる。
　【００３１】好ましい一実施例では、照準光機構は各記号に単一の照射光を向け、視野内に、好ましくは記号の中心近くに、ほぼ円形のスポット領域を照射するようにされている。この単一のスポット領域が記号の走査中に固定され、もしくは静止状態を保ち、走査前と走査中のいずれの時点でもユーザーがクローズ・イン記号とファー・アウト記号の双方を見ることができ、その位置を探すことができれば更に有利である。しかし、このような静止する単一の光による照準合わせに関連する欠点の一つは、ユーザーが走査中に記号を横切る走査光の直線走査を追跡できないことである。言い換えると、ユーザーはレーザ走査の終了位置を知り得ず、ひいては直線走査が記号の全長に渡って延びているのか、記号に対して傾斜しているのかを知りえない。
　【００３２】別の有利な実施例では、照準光機構は一対の照準光を各記号に向け、そこに視野内の、又視野に沿って互いに間隔を隔てた一対のほぼ円形のスポット領域を照射する。２つのスポット領域は好ましくは直線走査の終了位置、又はその近傍に位置し、かつ、記号の走査中は固定又は静止状態を保っているので、ユーザーは走査前と走査中のいずれの時点でもクローズ・イン記号とファー・アウト記号の双方を見ることができ、かつ探すことができるばかりではなく、走査中に記号を追跡することもできる。しかし、このような静止する一対の光による照準合わせに関連する欠点の一つは、２つの照準光源と、関連する光学装置が必要であり、それによってシステムの複雑さや、重量や、サイズやコストが増大することである。
　【００３３】更に別の有利な実施例では、照準光機構は照準光が各記号を掃引して視野に沿って延びる線領域を記号上に照射するように動作する往復振動する集束ミラーへと単一の照準光を向ける。このような動的な単一光による照準合わせは、クローズ・イン記号を見ることや、これを探し出すことや、追跡することが静的な照準合わせと比較して一層容易にできるという利点がある。しかし、このような動的な照準合わせの欠点の一つは、人間の眼により集光される光の強度は元々減少しているので、集束ミラーが毎秒４０走査のような高速の走査速度で掃引された場合、ファー・アウト記号を見たり、位置決めしたり、追跡することが容易にはできないことである。
　【００３４】更に別の有利な実施例では、照準光機構は静止状態と往復振動状態とを有する集束ミラーへと単一の照準光を向ける。最初は、照準光は静止する集束ミラーから各記号へと反射され、記号の走査の前に記号を探し出すために視野内に、好ましくは記号の中心近くにスポット領域を照射する。その後、集束ミラーは往復振動せしめられ、照準光を記号に反射し、照準光が記号を掃引して、視野に沿って延びる線領域を記号上に照射し、それによって記号を追跡するようにされている。このような静的と動的な照準の組合せが極めて望ましい理由は、それによってユーザーは走査中にクローズ・イン記号を追跡することができ（これは静的な単一の光による照準合わせだけでは容易ではない。）、更に、ユーザーは走査の前にファー・アウト記号を少なくとも探し出すことができるからである（これは動的な照準合わせだけでは容易ではない。）。ほとんどの場合、読み取られる記号はクローズ・イン記号であるので、静的と動的な照準合わせを組み合わせた実施例でファー・アウト記号を追跡できないことは重要ではない。
　【００３５】このような静的と動的な照準合わせの組み合わせを実現するために、トリガ装置が複数の切換え位置を備え、照準光源及び振動可能な集束ミラーに直接、又はデコード／制御装置を介して間接に作動的に接続されていることが有利である。第１の位置、すなわちトリガ装置のオフ状態では、ヘッド内の全ての部品は起動停止状態にされる。第２の位置、すなわち第１の動作状態では、照準光源が起動され、集束ミラーは所定時間だけ所定の固定位置、例えば中心位置に置かれて、照準光源が読み取られる記号の中心スポット領域を照射するようにされる。第３の位置、すなわち第２の動作状態では、集束ミラーを往復振動させるための部品を含め、ヘッド内の他の全ての部品が起動され、それによって、記号の読み取りと、視野に沿った線領域の照射が開始される。
　【００３６】上記の照準光機構の実施例の全ては、記号上に、又は記号から僅かな間隔を隔てて手動的に置かれ、その後で記号を横切って手動的に引きずられ、移動される形式の樹状の、又はペン形の読み取り器に備えられた照準光機構とは全く対照的である。後者の場合は、記号に対するペンの角度の操作、ペンの速度、ペン速度の均一性及びその他の要因を厳密にする必要があったので、熟練したユーザーが前述の運動を行うことが必要であった。いずれにせよ、手動読み取り器は手動動作一回についてたかだか一度の走査しかできず、最初の試みで記号がうまく読み取れなかった場合はユーザーは何度も手動による走査を繰り返さなければならなかった。
　【００３７】この発明の別の特徴は、ほぼ楕円形の光断面を有する、発散性が高く、半径方向に非対称なレーザダイオード光を集束するための新規の光学装置にある。光学装置は好適に集束レンズ、例えば平凸レンズと、集束レンズの近傍の第１の光路に位置する開口絞りとを備えている。この開口絞りは記号へと進行する途中で入射レーザダイオード光の一部が開口絞りを通過することができるように、開口絞りの位置での光の断面積よりも小さい円形、長方形又は楕円形の断面を有しているものでよい。開口絞りの境界を形成する壁は、記号へと進行する途中で入射レーザダイオード光の残りの部分が開口絞りを通過することを妨害し、阻止する。このような光の開口絞りは入射レーザダイオード光が記号へと進行する途中で妨害なく開口を通ることが意図的に許容されている、米国特許第４，４０９，４７０号明細書に開示されているような従来の設計とは全く対照的なものである。このような光の開口絞りによって、口径の数値が０．１５ないし０．４５と大きい数値から０．０５の値まで減少し、光学的な倍率が大幅に減少するので、前述の利点を達成するために単一の集束レンズを使用するだけでよい。このような光の開口絞りによってレーザダイオードの出力が弱まるが、達成される利点はこのような犠牲に充分匹敵するものであり、記号を読み取るために開口絞りを通過する入射レーザダイオード光の一部に充分な出力が残る。
　【００３８】開口絞りを利用することは光学システムにおいては公知であるが、このような光の開口絞りは新規であり、記号を読み取るためのレーザ走査システムでは自明なものではないことが確信される。前述のように、開口絞りによって記号に衝突する入射レーザダイオード光の一部のパワーは減少するが、一般的にレーザ走査システムの設計者は、光のパワー、特に記号に衝突し、これを走査する入射光部分のパワーを故意に捨てることを望むものではない。何故ならば、それによって記号から反射され、集光されるレーザ光に含まれるパワーが弱まるからである。
　【００３９】更に、入射レーザダイオード光の断面積、すなわちスポットサイズが所定のサイズである場合、開口絞りを有する光学システムの焦点深度は開口絞りを有さない光学システムの焦点深度よりも小さくなることはよく知られている。一般的に、レーザ走査システムの設計者は焦点深度をできるだけ大きくする（従って有効距離もこれに対応してできるだけ大きくする）ことを望むので、開口絞りを利用することは避けるべきものである。
　【００４０】また、開口絞りを有する光学システムで、理論上得られる最小のレーザ光のスポットサイズは、開口絞りを有さない光学システムの場合よりも大きいことも公知である。従って、極めて小さいスポットサイズが必要である用途では、開口絞りを使用しようとはしないであろう。
　【００４１】開口絞りを有していない光学レーザシステムでは、レーザ光スポットの横断面はガウス輝度分布特性を備えている。これと対照的に、開口絞りが使用される場合は、光の回折によってビームスポット内に光輪又は縞が生ずる。このような光輪や縞によってビームスポットのサイズは事実上拡大し、更にその他の不都合な作用が生ずる。ビームスポットのサイズが不都合に拡大することは、レーザ走査システムで開口絞りが使用されないもう一つの理由である。
　【００４２】この観点から、開口絞りを使用することは、光学システムを設計するために基本的な回折理論に従った複雑な数理を用いることを意味する。レーザ走査システムの設計者は回折数理よりも簡単であるガウス光の数理を用いる場合がほとんどなので、そのこともレーザ走査システムにおいて開口絞りを使用することが従来提案されなかった別の理由であると考えられる。
　【００４３】いわゆる「コールドミラー」を使用して可視的な照準光をセンサの集光ミラーに反射させ、しかし、記号から反射し、集光ミラーによって集光される反射レーザダイオード光は前記コールドミラーを透過するようにすると、特に小型の光学反射光路アセンブリが達成される。総合光学アセンブリの更に別の有用な側面は、反射レーザ光用の集光ミラーを入射レーザダイオード光用の前述の走査ミラー、及び照準光用の前述の集束ミラーと共に一体構造の多目的ミラーへと統合することである。
　【００４４】あるいは、光学アセンブリに固定式の反射ミラー／集光ミラーの組合せアセンブリと、簡単な、軽量の往復振動可能な走査ミラーとを備えてもよい。このような光学アセンブリによって走査ヘッド内に種々の部品を装着する際の柔軟性が得られ、又、走査ミラーは軽量であるので、レーザ光の走査パターン全体の制御が向上する。軽量の走査ミラーを使用することによって更に、走査ミラーに取り付けた走査モータの摩耗が軽減され、モータの寿命が延びる。
　【００４５】その他の極めて望ましい特徴はヘッドの部品が交換可能な設計になっていることであり、従ってメーカーはユーザー毎の特定の要求にヘッドを容易に適合させることができる。すなわち、異なる部品をヘッド用の単一のハンドル、又はヘッド用の複数個の交換可能なハンドル内に収納することができ、それによってヘッドをユーザーの要求に容易に適応させ、従来型の手間がかかる注文品のヘッドを製造しなくても済む。
　【００４６】更に別の有利な特徴は、ヘッドに離散型の窓を装着しなくてもよく、このような窓が取付部から外れて、ヘッド内部が湿気や、ほこりやその他の汚染物に晒され、一定の条件ではヘッドの動作に悪影響を及ぼす可能性が防止されることにある。この目的のため、ヘッドの少なくとも一部は一体の遮光材料構造から成り、遮光材料のカバーがヘッドの透明部の上に設けられてその部分を光が透過することを阻止し、しかも、ヘッドの別の透明部分はカバーしない状態に留めて、この別の透明部分が前述の窓の機能を果たすように構成されている。
　【００４７】更に、ヘッドの衝撃強さを得るためにカバーをゴムのような厚い、衝撃を和らげる緩衝用材料で形成することが好ましい。
　【００４８】
　【実施例】以下、この発明の実施例を添付の図面を参照して説明する。尚、本発明に係わる光学ステムを図１５並びに１６を参照して説明する前に、本発明の基礎となり、光学システムを除いては本発明に適用され得るレーザ走査ヘッドを図１ないし図１４を参照して参考例として最初に説明する。
　【００４９】図１〜図８を参照すると、符号１０は軽量で（１ポンド未満）、ボディが狭く、流線型で、尖端部が狭く、ハンディ型の、完全に携帯式の、操作し易い、腕や肘が疲れないレーザ走査ヘッドを総称しており、このヘッドは記号を読み取り、走査し、及び解析するレーザ走査システムで使用するために全体をユーザーが保持することができる。ユーザーは記号の読み取り前、及び読み取り中にこの走査ヘッドの折り返しで走査ヘッドを各記号に照準合わせすることができる。「記号」という用語は利用される光源、例えばレーザの波長で異なる光反射特性を有する異なる部分から成るマークを包含するものである。このマークは例えば前述の黒白の産業用記号、例えばコード３９や、コーダバーや、インターリブド２オブ５等でよい。あるいは偏在するＵＰＣバーコード記号でもよい。マークは、またアルファベット及び数字の双方又は一方でもよい。「記号」という用語は更に、背景の画面に配置されたマークをも包含し、その場合はマーク又は少なくともその一部は背景画面とは異なる光反射特性を有している。この後者の定義において、記号の「読み取り」はロボット及び物体認識の分野で特に有用である。
　【００５０】図１〜３に示すように、ヘッド１０は断面がほぼ長方形で、ハンドル軸に沿ってほぼ垂直に延びたハンドル部１２と、ほぼ水平に延びた狭いボディの筒、すなわちボディ部１４とを有するほぼガン形のハウジングを備えている。ハンドル部１２の断面の寸法及び全体のサイズは、ヘッド１０がユーザーの手に便利に適合し、保たれるようにされている。ボディ及びハンドル部は例えば合成プラスチック材料のような軽量の、弾力的な、衝撃に強い、自立形材料から成っている。プラスチック製のハウジングは射出成形されることが好ましいが、真空成形又は吹き込み形成でもよく、容積が約５０立方インチ未満で、場合によっては約２５立方インチ以下である内部スペースを境界付ける薄い、中空のシェルが形成される。このような特定の数値は限定的なものではなく、ヘッド１０の全体的な最大寸法を概算するための目安である。
　【００５１】図１〜３に示すような使用位置の場合、ボディ部１４は上部前壁１６と、互いの方向に前方に細まり、ヘッドの最前部に位置するノーズ部２０で合流する下部前壁１８とを有する主要部分を有している。ボディ部１４は更に前壁１６，１８の背後に間隔を隔てて後壁２２を有する後部領域を有している。ボディ部１４は更に上壁２４と、上壁２４の下の底壁２６と、上壁２４と底壁２６との間に互いに平行に位置する対向する側壁２８，３０を有している。
　【００５２】ハンドル部１２とボディ部１４が合流し、ユーザーが使用位置でハンドルを握ると通常はユーザーの４本の指が当たるヘッドの前向きの領域に、ピボット軸３４を中心にピボット運動を行うように手動操作式の、好ましくは押しボタン式のトリガスイッチ３２が取り付けられている。底壁２６は管状のネック部３６を有しており、このネック部３６はハンドル軸に沿って下方に延び、半径方向内側に延びるほぼ長方形のつば部３８で終端している。ネック部３６とつば部３８はトリガスイッチ３２がそこを貫いて突起し、移動する前向きのスロットを有している。
　【００５３】ハンドル部１２は径方向外側に延びるほぼ長方形の断面の上部フランジ部４０を有しており、このフランジ部４０もトリガスイッチ３２がそこを貫いて突起し、移動する前向きのスロットを有している。上部フランジ部４０は弾力的であり、径方向内側の方向に撓むことができる。上部フランジ部４０をネック部３６に挿入すると、上部フランジ部４０はつば部３８に担持され、上記フランジ部４０がつば部３８を越えるまで径方向内側に撓み、その時点で上部フランジ部４０は固有の弾性によって最初の撓まない位置までスナップ式に戻り、つば部３８の背後でスナップ式のロック作用と噛み合う。ハンドル部１２をボディ部１４から離脱させるため、ハンドル部１２の上部は上部フランジ部４０が再度つば部３８を越えるまで充分に撓み、そこでハンドル部１２はネック部３６から引き出すことができる。このようにして、ハンドル部１２はボディ部１４に嵌脱自在にスナップ式に着脱でき、後述するように、各々がレーザ走査システムの異なる部品を収納した交換可能なハンドル部の中から別のハンドル部をボディ部に装着し、ヘッド１０をユーザーの異なる要求に適応できるようにする。
　【００５４】ヘッド１０には複数個の部品が実装されており、後述するように、そのうちの少なくともいくつかは直接に、又は制御用マイクロプロセッサを用いて間接的にトリガスイッチ３２によって起動される。ヘッド部品の一つは起動可能なレーザ光源（図４を参照）であり、これは例えばトリガスイッチ３２によって起動されると入射レーザダイオード光を伝播し、発生するように動作する半導体レーザダイオード４２である。このレーザ光は前述したように、ユーザーには「不可視」であるか、視覚的に容易に認識できず、発散性が高く、半径方向に非対称であり、断面がほぼ楕円形であり、波長が約７０００、例えば７８００オングストロームである。有利なことに、ダイオード４２は多くのメーカーから市販されており、その一例はシヤープ株式会社のモデルＮＯ．ＬＴ０２０ＭＣである。ダイオードは連続波式のものでもパルス式のものでもよい。ダイオード４２には低電圧（例えば直流１２Ｖまたはそれ以下）を供給すればよく、ヘッド内に収納したバッテリー（直流）電源か、又はヘッド内に着脱自在に装着された交換可能なバッテリーパック付属品４４（図７を参照）か、又は、外部電源（例えば直流電源）からヘッドに接続されたケーブル４６（図２参照）内の電力導線を使用できる。
　【００５５】図４に最も詳細に示されているように、レーザダイオード４２はプリント配線基板４８上に実装されている。光学アセンブリはヘッド内に実装され、ダイオード４２に対して調整可能に配置されていて、入射レーザ光を光学的に修正し、かつ、第１光路に沿って、ヘッドの外部の、ノーズ部２０の前に配置され、かつ入射レーザ光がそれに沿って伝播する縦方向とほぼ垂直に位置する基準面の方向に入射レーザ光を向けるようにされている。読み取られる記号は基準面の近傍、すなわち基準面自体か、その片側か、反対側のいずれか、すなわち光学的に修正された入射レーザ光の焦点深度又は視野深度内のいずれかの位置にある。焦点深度又は視野深度は記号の読み取りが可能な有効距離とも呼ばれる。入射レーザ光は記号から多くの方向に反射し、記号から第２光路に沿って再びヘッドへと進行する反射レーザ光の部分は戻り部分と呼ばれ、これは勿論ユーザーには視覚的に容易に認識できない。
　【００５６】図４に最も明らかに示されているように、光学アセンブリには細長い円筒状の光学管５０が備えられ、この光学管５０の一端の領域にはレーザダイオード４２の環状のケーシング部をピッタリと受けて、レーザダイオード４２を固定位置に保持するシリンダ内径５２を設け、光学管５０の他端には縦移動できるように鏡胴５４を設けてある。鏡胴５４は開口絞り５６と、開口絞り５６を囲み、その境界を形成する遮断壁部５８と、内部スペースの境界を形成する円筒状側壁部６０とを備えている。
　【００５７】光学アセンブリは更に第１光路内の側壁部６０の内部スペース内に配置され、入射レーザ光を基準面で集束する動作を行う集束レンズ６２、例えば平凸レンズを備えている。開口絞り５６は集束レンズ６２のいずれの側に配置してもよいが、下流側であることが好ましい。光学管５０内にはバイアス装置、すなわち弾性コイルばね６４が配置され、このコイルばね６４の一端はレーザダイオード４２のケーシング部に担持され、他端は集束レンズ６２の平坦な側に担持さている。コイルばね６４は集束レンズ６２を常時遮断壁部５８へと押圧し、それによって集束レンズ６２を開口絞り５６に対して固定的に位置決めしている。集束レンズ６２と開口絞り５６は鏡胴５４が縦方向に移動すると連動して移動せしめられる。側壁部６０は最初は光学管５０の境界を形成する内周壁に対してねじ式又はスライド式に受けられ、一方では集束レンズ６２と開口絞り５６との間の、他方ではレーザダイオード４２との間の所望の縦方向間隔が調整されると、例えば接着またはねじ締めによって光学管５０の内周壁に固定される。光学管５０の側壁部６０と内周壁との縦方向運動は集束レンズ６２と開口絞り５６との調整可能に位置決めする手段であり、集束レンズ６２と開口絞り５６とをレーザダイオード４２に対して固定することは、集束レンズ６２と開口絞り５６をレーザダイオード４２から所定距離を隔てて固定的に位置決めする手段である。
　【００５８】開口絞り５６の断面積は開口絞り５６の部位での入射レーザ光の断面積よりも小さいので、記号へと進行する途中に第１光路に沿って下流で入射レーザ光の一部だけが開口絞り５６を通過することができる。遮断壁部５８は入射レーザ光の残りの部分を遮断し、この残りの部分が開口絞り５６を通過することを阻止する。開口絞り５６の断面は製造を簡単にするために円形であることが好ましいが、長方形又は楕円形でもよく、この場合は記号により多くのエネルギーを伝達するために、長方形又は楕円形の長尺が入射レーザ光のより大きい発散角度と位置合わせされる。
　【００５９】回折光学の法則に従って、基準面における必要な入射光の断面積のサイズは、特に開口絞り５６のサイズと、入射光の波長と、集束レンズ６２と基準面との間の縦間隔によって定められる。従って、波長と縦間隔が同一状態に留まっているものと想定すると、基準面での光の断面積は開口絞り５６の断面積を制御することによって容易に制御することができる。更に開口絞り５６を集束レンズ６２の上流ではなく下流に配置することによって、基準面における光の断面積を決定する際に集束レンズ６２の公差を考慮する必要がなくなる。
　【００６０】開口絞り５６はレーザダイオード光の中心に配置されるので、光の強度はレーザダイオード４２のｐ‐ｎ接合部、すなわちエミッタと垂直な面と水平な面の双方でほぼ均一である。レーザダイオード光は半径方向に対称ではないので、ｐ‐ｎ接合部に垂直な面での光の輝度は光の中心で最も強く、そこから径方向外側方向に向かって低下していくことに留意されたい。ｐ‐ｎ接合部に平行な面でも同様であるが、輝度の低下率は異なる。従って、好ましくは円形の小さい開口を楕円形の、断面積がより大きいレーザダイオード光の中心に配置することによって、光の楕円形の断面は開口の部分でほぼ円形に修正され、ｐ‐ｎ接合部に垂直な面と水平な面の双方での光の強度はほぼ一定になる。開口絞り５６によって光学アセンブリの開口の数値は好適に０．０５以下まで減少し、単一の集束レンズ６２がレーザ光を基準面で集束することが可能になる。
　【００６１】好ましい実施例では、レーザダイオード４２のエミッタと、開口絞り５６との概算距離は約９．７ｍｍないし約９．９ｍｍの範囲である。集束レンズ６２の焦点距離は約９．５ｍｍないし９．７ｍｍの範囲である。開口絞り５６が長方形である場合は、その寸法は約１ｍｍ×２ｍｍである。光の断面は光が開口絞り５６を通過する直前で約３．０ｍｍ×約９．３ｍｍである。これらの距離と寸法は一例に過ぎないが、それによって光学アセンブリはレーザダイオード光を修正でき、ノーズ部２０から約３インチないし約４インチ離れた基準面で約６ミルないし約１２ミルの断面を有するように光を集束することが可能である。有効距離は前述のクローズイン記号を、ノーズ部２０から約１インチ離れた位置から基準面までのどの位置にも置くことができ、前述のファー・アウト記号を基準面から約２０インチ離れた位置から基準面までのどの位置にも置くことができるようにされる。
　【００６２】開口絞り５６を通過する入射レーザ光の部分は光学アセンブリによってヘッド１０内の光軸１０２に沿って後方にほぼ平坦な走査ミラー６６へと向けられ、そこから反射される。走査ミラー６６はそこに衝突したレーザ光を光軸１０４に沿って前方に、上部前壁６８上に実装された前向きの、レーザ光を透過する窓６８を通して記号へと反射する。図９に明らかに示されているように、基準面の近傍に代表的な記号１００が図示され、これがバーコード記号である場合は、長手方向に沿って互いに間隔を隔てた一連の垂直バーから成っている。参照符号１０６は記号に対するほぼ円形の、不可視のレーザスポットを示している。図９のレーザスポット１０６は瞬間的な位置である。何故ならば後述するように、走査ミラー６６はトリガスイッチ３２によって起動されると、反復的に横方向に往復する振動運動を行い、直線走査において記号の全てのバーを横切って長手方向に入射レーザ光を掃引するからである。図９のレーザスポット１０６ａ及び１０６ｂは直線走査の瞬間的終端位置を示している。直線走査は全てのバーが掃引されるならば、バーの高さに沿ったどの位置でも行うことができる。直線走査領域の長さは読み取られると予測される最も長い記号の長さよりも長く、好ましい例では、直線走査の領域は基準面において５インチの長さである。
　【００６３】走査ミラー６６は走査装置上に実装され、これは好ましくは、その内容全体が本出願において参照され、その一部を構成している米国特許第４，３８７，３９７号明細書に図示され、説明されている形式の高速走査モータ７０である。本出願の目的に鑑み、走査モータ７０は支持ブラケット７４が固定的に取り付けられた出力軸７２を有していることを指摘すれば充分であろう。走査ミラー６６は支持ブラケット７４上に固定的に取り付けられている。高速走査モータ７０は所望の任意のサイズのアーク長、代表的には３６０度だけ、出力軸７２を毎秒複数回の振動速度で円周方向を交互に、往復的、かつ反復的に振動せしめにように駆動される。好ましい実施例では、走査ミラー６６と出力軸７２は連動して振動し、走査ミラー６６は基準面での約３２度の角間隔、すなわちアーク長に渡って、又、毎秒２０走査、もしくは４０振動の速度で、走査ミラー６６に衝突する入射レーザダイオード光を反復的に掃引する。
　【００６４】再度図２を参照すると、反射レーザ光の戻り部分の光強度は、記号１００を構成する種々の部分の光反射特性が異なっているので、走査中、記号上で可変である。反射レーザ光の戻り部分はほぼ凹面の、球面集光ミラー７６によって集光され、図２に示されているように上部及び下部境界線１０８，１１０によって、又図３に示されているように反対側の境界線１１２，１１４によって境界が定められた円錐形の集光容積内の円錐形の光流である。集光ミラー７６は集光された円錐形の光を第２光路に沿って、レーザ光透過素子７８を経てセンサ、例えばフォトセンサ８０へと光軸に沿ってヘッド内に反射する。フォトセンサ８０に向けられる集光された円錐形のレーザ光は上部及び下部境界線１１８，１２０（図２を参照）、及び反対側の境界線１２２，１２４（図３を参照）によって境界が定められる。好ましくはフォトダイオードであるフォトセンサ８０は、直線走査領域に沿って、好ましくはその領域を越えて延びる視野に渡って、集光されたレーザ光の可変輝度を検出し、検出された可変光強度を示すアナログ電気信号を発生する。
　【００６５】再度図９を参照すると、参照符号１２６は記号１００に対する瞬間的な集光ゾーンを示し、そこから瞬間的なレーザスポット１０６が反射する。言い換えると、フォトセンサ８０は、レーザスポット１０６が記号１００に衝突すると集光ゾーン１２６を見る。集光ミラー７６が支持ブラケット７４上に実装され、走査ミラー７０がトリガスイッチ３２によって起動されると、集光ミラー７６は往復的、かつ反復的に横方向に振動し、直線走査領域内の記号を横切ってフォトダイオードの長手方向の視野を掃引する。集光ゾーン１２６ａ，１２６ｂは視野の直線走査の瞬間的終端位置を示す。
　【００６６】走査ミラー６６と集光ミラー７６は、好ましい実施例では一体構造であり、図８に示すように光透過性の材料、好ましくはガラス製の平凸レンズ８２に光反射層もしくは被覆を施したものである。平凸レンズ８２は第１光反射層が被覆された部分に第１のほぼ平坦な外表面を有していて、これが平坦な走査ミラー６６を形成し、又第２光反射層が被覆された部分に第２のほぼ球形の第２外表面を有していて、これがいわゆる「第２表面球面鏡」のような凹面集光ミラー７６を形成している。
　【００６７】走査ミラー６６は離散型の、正面が表の、銀めっきされた凹面鏡に適切な位置と角度で所定位置に接着、又は成形された離散型の、小型平面鏡でもよい。以下に説明するように、凹面集光ミラー７６はレーザ光の戻り部分を集光し、これをフォトダイオード８０上で集束する機能を果たすだけではなく、照準光をヘッド外部に向け、そこで集束する機能も果たす。
　【００６８】ヘッド内には一対の、又はそれ以上のプリント配線基板８４，８６が実装され、その上に種々の副次的電気回路が実装されている。例えば基板８４上に部品８１，８２，８３を有する信号処理装置はセンサ８０によって発生されたアナログ電気信号を処理し、ディジタル化されたビデオ信号を生成するように動作する。記号を記述するデータはビデオ信号から導出することができる。この目的のための適当な信号処理装置は米国特許第４，２５１，７９８号明細書に記載されている。基板８６上の部品８７，８９は走査モータ７０用の駆動回路を構成し、この目的のための適当なモータ駆動回路は米国特許第４，３８７，２９７号明細書に記載されている。レーザダイオード４２とセンサ８０とが実装されている基板４８上の部品９３は入力電圧をレーザダイオード４２を付勢するのに適した電圧へと変換するための電圧変換器である。この電圧変換器の詳細については、例えば米国特許第４，２５１，７９８号明細書及び同４，３８７，２９７号明細書を参照されたい。
　【００６９】ディジタル化されたビデオ信号はボディ部１４上に設けられたソケット８８と、ハンドル部１２上に設けられた適合プラグ９０とから成る電気的結合により接続される。プラグ９０はハンドル部１２がボディ部１４に装着されると自動的に電気機械的にソケット８８と適合する。ハンドル部１２には更に一対の回路基板９２，９４（図１を参照）が取り付けられ、その上に種々の部品が実装されている。例えば、部品９５，９７から成るデコード／制御装置は、ディジタル化されたビデオ信号をディジタル化された復号信号へとデコードする機能を果たし、この復号信号からソフトウェア制御プログラムに従って記号を記述する所望のデータが得られる。デコード／制御装置は制御プログラムを保持するＰＲＯＭと、一時的にデータを記憶するＲＡＭと、ＰＲＯＭ及びＲＡＭを制御する制御用マイクロプロセッサとを備えている。デコード／制御装置は記号の復号が良好に達成されるとその旨を判定し、更に記号が良好に復号されると記号の読み取りを終了する。読み取りの開始はトリガスイッチ３２を押すことによって行われる。デコード／制御装置は更に、トリガスイッチ３２によって始動されるヘッド内の起動部品を制御し、同様に例えば制御信号をパイロットランプ９６に送ってランプを点灯させることによってユーザーに対して読み取りが自動的に終了したことを報知するための制御回路も備えている。
　【００７０】デコードされた信号は一実施例では、ケーブル４６内の信号導体を介して遠隔地のホストコンピュータ２５８へと伝送され、このホストコンピュータ２５８は基本的に大規模データベースとして機能し、復号された信号を記憶し、場合によっては復号された信号に関する情報を提供する。例えば、ホストコンピュータ２５８は復号された記号によって識別される物体に対応する小売り価格情報を提供することができる。
　【００７１】別の実施例では、例えば部品９５のようなローカルデータ記憶装置がハンドル１２部に実装され、読み取られた複数の復号された信号を記憶する。記憶された復号信号は遠隔地のホストコンピュータへとアンロードされることができる。ローカルデータ記憶装置を備えることによって、記号の読み取り中にケーブル４６を使用する必要がなくなり、このことはヘッド１０をできるだけ自由に操作する上で極めて望ましい。
　【００７２】前述したように、ハンドル部１２はボディ部１４に交換可能に装着できる複数のハンドルのセットの一つでよい。一実施例では、ハンドル部１２は空のままにされ、この場合はビデオ信号は遠隔地のデコード／制御装置でデコードされるためにケーブル４６を介して伝送される。別の実施例では、デコード／制御装置だけをハンドル部１２に実装してもよく、この場合はデコードされた信号は遠隔地のホストコンピュータに記憶するためにケーブル４６を介して伝送される。更に別の実施例では、デコード／制御装置とローカルデータ記憶装置をハンドル部１２内に収納することができ、この場合は複数の読み取りによって復号された、記憶された信号は遠隔地のホストコンピュータにアンロードすることができ、ケーブル４６は記憶された信号をアンロードするためだけに接続されている。
　【００７３】あるいは、着脱可能なハンドルのセットを備えるのではなく、単一のハンドルを着脱不能にヘッドに固定することも可能であり、この場合は、取り外し可能なハンドル端１２８を取り外し、交換することによって、単一のハンドル内に必要に応じて備えられる取り外し可能な回路基板９２，９４上に異なる部品が実装される。
　【００７４】レーザダイオード４２及び電力を必要とするヘッド１０内の種々の部品に給電するために、電圧信号がケーブル４６内の電力導線を介して伝送され、入力電圧信号を必要な電圧値へと変換するために部品９３のような変換器を使用することができる。記号の読み取り中にケーブル４６が使用されない実施例では、再充電可能なバッテリーパックアセンブリ４４（図７を参照）がハンドル部１２の底部に着脱自在にスナップ式に装着される。
　【００７５】更に本発明に従って、ヘッド内には照準光機構が実装され、特に記号に入射し、記号から反射するレーザ光がユーザーに視覚的に容易に認識できないような前述の状況では、交代で読み取られる各記号をユーザーが目視して探索し、そこにヘッドの照準を合わせることを援助するようにされている。照準光機構はヘッド内に実装され、トリガスイッチ３２に作動的に接続された起動可能な照準光源１３０、例えば可視光発光ダイオード（ＬＥＤ）、白熱白色光源、キセノンせん光管等を備えている。トリガスイッチ３２によって直接的に、又はデコード／制御装置によって間接的に起動されると、照準光源１３０は発散する照準光を伝播し、発生する。この光はユーザーに見えやすく、その波長は約６６００オングストロームであるので、照準光の色はほぼ赤であり、記号が位置している環境の周囲の白色光と対比される。
　【００７６】照準機構は更に照準光を照準光経路に沿って照準光源から基準面及び各記号へと向け、それぞれの記号の少なくとも一部を可視的に照射するためにもヘッド１０内に実装されている。更に詳細に説明すると、図２及び図３に最も明解に図示されているように、照準灯（ＬＥＤ）１３０はほぼ円錐形の照準光を光学素子７８へと向けるために傾斜付きの支持部１３２上に取り付けられている。円錐形の照準光は光学素子７８へと至る途中で、上部及び下部の境界線１３４，１３６（図２を参照）及び反対側の境界線１３８，１４０（図３を参照）によって境界付けされている。前述したように、光学素子７８によって集光されたレーザ光がフォトセンサ８０を通過することを可能にし、周囲光のノイズがフォトセンサ８０に達することをフィルタリングして防止する。光学素子７８は更に光学素子に衝突する照準光を反射する。光学素子７８は実際にはいわゆるコールドミラーであり、これは照準光の波長範囲の光は反射するが、レーザ光の範囲の波長の光は透過せしめる。照準光は集光ミラー（凹面鏡）７６とフォトセンサ８０との間に集光されたレーザ光の光軸１１６とほぼ同一直線上の光軸に沿ってコールドミラー７８から反射され、凹面鏡７６に衝突する。この凹面鏡７６は照準光を集光し、凹面鏡７６と記号１００との間に集光されたレーザ光の同じ光軸とほぼ同一直線上の光軸に沿って照準光を反射する機能を果たす。照準光の集束ミラーとして機能する凹面鏡７６はヘッド１０のノーズ部２０から約８インチないし１０インチの間隔を隔てた位置で、照準光を約１／２インチの円形スポットサイズまで集束する。ヘッド１０の外部に位置する照準光の光路部分はヘッド外部に位置する集光されたレーザ光の光路部分と一致するので、照準光によって照射された、すなわち目視できるようにされた記号の部分から反射する、視覚的に容易に認識できないレーザ光をフォトセンサ８０が見るということができる。別の変更例では、コールドミラーを第１光路に配置し、照準光をコールドミラーに向け、照準光の光軸が、出力される入射レーザ光の光軸と一致するようにすることによって、照準光を出力される入射レーザ光と一致するように記号に向けるようにしてもよい。
　【００７７】図１０に示すように、照準用のＬＥＤ１３０は第１の静的な単一光による照準の実施例では、ヘッド内の照準光光路に固定的に配置された固定的な光学素子（例えば集束レンズ）１４２に対して相対的に配置することができる。集束レンズ１４２は照準光をそれぞれの記号１００に集束し、そこに光を向けて、視野内で記号上にスポット領域１５０（図１１を参照）を照明する機能を果たす。スポット領域１５０は記号の中心近くに位置して円形であり、走査前の記号の探索中、及び記号読み取りの走査中の双方に照明されることが好ましい。図１０に示す静的な単一光による照準の実施例によって、クローズ・イン記号と、ファー・アウト記号の双方を探索し、目視することができ、ファー・アウト記号はヘッドからの距離が遠いので、より低い輝度でしか照明されないが、それでもユーザーは目視することができる。しかし、前述したように、固定的なスポット領域１５０は記号を横切って走査を追跡するという点ではさしたる助けにならない。
　【００７８】次に、図１２に示すように、第２の静的な一対の光照準の実施例をみると、照準用ＬＥＤ１３０と同一である一対の照準用ＬＥＤ１３０ａ，１３０ｂが固定された集束レンズ１４２に対して角度をもって配置されており、集束レンズ１４２はＬＥＤ１３０ａ，１３０ｂの双方の照準光を同じ各々の記号へと向け、これらの記号上に視野内にあり、視野に沿って互いに直線的な間隔を隔てた一対のスポット領域１５２，１５４を目視できるように照明する機能を果たす。スポット領域１５２，１５４と走査領域の終端近くの円形であり、各々の記号の走査前及び走査中に、記号の読み取りの前と読み取り中の双方で記号を探索し、かつ追跡できるように照射されることが好ましい。図１２に示す静的な一対の光による照準の実施例によって、クローズ・イン記号と、ファー・アウト記号の双方を探索し、目視することができ、ファー・アウト記号はヘッドからの距離が遠いので、より低い輝度でしか照明されないが、それでもユーザーは目視することができる。前述したように、一対の固定的なスポット１５２，１５４は記号を横切って走査を追跡するという点で有効な援助になる。
　【００７９】次に図１１を参照しつつ、第３の動的な単一の光による照準の実施例を説明する。この場合は、レンズ１４２をヘッド内に固定的に実装するのではなく、レンズ１４２を走査／集光／集束部品に関して前述した方法で振動させて、各々の記号を横切って照準光を掃引し、記号上に視野に沿って延びる線領域１５６（図１３を参照のこと）を照射する。線領域１５６は各々の記号の読み取り中に記号を追跡するために走査中に照射される。クローズ・イン記号は走査が毎秒４０走査以上の速度で行われる場合でも良好に照明される。しかし、ファー・アウト記号の場合は、ヘッドからの間隔が大きく、走査速度がより速いので線領域１５６は見えにくい。
　【００８０】図１〜図６に戻ると、トリガスイッチ３２によって種々の位置、もしくは状態で起動される静的／動的な組合せの照準機構が図示されている。図２では、トリガスイッチ３２はオフ状態にあり、この場合はヘッド１０内の全ての起動可能な部品が一対の電気スイッチ５８，１６０が回路基板８４の下側に実装されている。電気スイッチ５８，１６０は各々ばね付勢された接点もしくはボタン１６２，１６４を有しており、これはオフ状態ではスイッチの外側に延び、レバー１６６の対向端の領域に担持されている。前記レバー１６６はトリガスイッチ３２の後延長部１７０上のピボット軸１６８の中心とは逸れた位置でピボット運動するようにされている。
　【００８１】トリガスイッチ３２が図５に示すように最初に第１の初期範囲まで押されると、レバー１６６はボタン１６２だけを押下し、押されたスイッチ１５８は第１動作状態になり、そこでトリガスイッチ３２は照準灯１３０を起動し、その照準光はコールドミラー７８から後方に反射し、集束ミラー７６から記号へと前方に反射せしめられる。第１の動作状態で、トリガスイッチ３２は集光ミラー７６を所定の固定位置に置いている。固定的な集光ミラー７６はユーザーが記号の読み取り前に記号を探索することを援助するため、走査の前に照準光を記号に向け、図１１の中心スポット領域１５０と同一の視野内のスポット領域を目視できるように記号上に照射する。集光ミラー７６の固定的な位置決めは走査モータ７０の直流巻線を付勢して、その上に実装された出力軸と集光ミラー７６とが中心の基準位置に角回転されるようにすることによって好適に達成される。
　【００８２】その後、トリガスイッチ３２が図６に示す第２のより大きい範囲まで押されると、レバー１６６はボタン１６２だけではなくボタン１６４をも押圧するので、第２の動作状態になる。第２の動作状態では、トリガスイッチ３２はヘッド１０内の残りの起動可能な部品の全てを、例えばレーザダイオード４２、集光ミラー７６を振動せしめる走査モータ７０、フォトダイオード８０、信号処理回路及びヘッド内のその他の回路を起動して、記号の読み取りを開始する。集光ミラー７６は固定的ではなく振動せしめられるので、照準光は記号を横切って動的に掃引され、図１３の線領域１５６と同一の、視野に沿って延びる線領域を目視できるように照明する。従って、走査中にユーザーが記号の読み取り中に記号を追跡することが援助される。このような記号のトラッキングによってクローズ・イン記号の場合は極めて明瞭に目視できるが、ファー・アウト記号の場合はそれほどでもない。
　【００８３】ヘッド１０内の部品の前述の連続的な起動は組込み式の連続接点を有する単一の２極スイッチによっても行うことができる。
　【００８４】図１に戻ると、ヘッド内の種々の部品の多くは正面の衝撃遮断部材１７２によって緩衝されるように実装されていることが分かる。この遮断部材の上に回路基板４８と、その上の全ての部品が支持され、又、後部衝撃遮断部材１７４も設けられ、この遮断部材の上には走査モータ７０と照準灯１３０とが支持された支持板１７６が担持されている。光そらせ板１７８はボディ部の内部を仕切り、漂遊周囲光がフォトセンサ８０に達することを防止するコールドミラー７８の機能を援助する。
　【００８５】図２のレーザ走査ヘッドは出力される入射レーザ光と、センサの視野とが走査される戻り反射形の走査ヘッドである。なお、本実施例は、これに限定されるものではなく、他の変形例も適用できることは言うまでもない。例えば、視野が走査されない間に、出力される入射レーザ光がヘッド内の一つの窓を通して記号に向けられ、記号を横切って掃引され、戻りレーザ光はヘッド内の別の窓を通して集光される形式や、更に、出力される入射光を視野の走査中に記号に向けるが、記号を横切る掃引はなされない形式も可能である。
　【００８６】図面に示したハウジングの代わりに、美観、使用環境、サイズ、電子及び機械部品の選定と配置、ハウジング内外の必要な緩衝等を考慮して多様なハウジングの形式を用いることができる。
　【００８７】本発明のレーザ走査ヘッドは携帯用である必要はなく、デスクトップ型の自立型ワークステーションでもよく、この場合は記号は好ましくは出てゆく入射レーザ光がそこを通して向けられる頭上窓、もしくはポートの下のワークステーションを通過する。ワークステーション自体は固定されているが、少なくとも記号の走査中は、記号はワークステーションに対して相対的に移動可能であり、出力光と位置合わせされなければならず、この目的のため本実施例の照準光機構は特に有利である。
　【００８８】本発明のレーザ走査ヘッドは１インチないし６インチ、１インチないし１２インチ及び１インチないし２０インチのそれぞれの範囲の概略の有効距離範囲内で高密度、中程度の密度及び低密度のバーコード記号をそれぞれ読み取ることが可能である。ここで述べる高密度、中程度の密度及び低密度のバーコード記号とはそれぞれの最小幅が７．５ミル、１５〜２０ミル及び３０〜４０ミルであるバー及びスペースを有する記号のことである。好ましい実施例では、周知の密度の記号について、基準面の位置はその記号の最大有効距離に合わせて最適化することができる。ユーザーがヘッドを記号に照準合わせすることを援助するため、前述した実施例の照準光機構に加えて、その他の手段を備えてもよい。例えば、ハウジングの上部に形成され、第１又は第２光路に沿って延びる突起した覗き装置をユーザーが覗く構成が可能である。覗き窓を有する観察ポートをヘッド上に設け、ユーザーが覗き窓を覗くことによって窓の中で記号を探索できるようにしてもよい。記号を発見するために音響測距装置を用いることもできる。この測距装置は音響信号を発し、反響信号を検出して、この検出に応答して音響表示器を起動する。音響表示器は音を発し、又は一連の音もしくは音響信号の速度を変えることによって、記号が発見されたことをユーザーに報知する。
　【００８９】本発明の別の側面では、前述の記号上の照準光スポットを、例えばスポットを見やすくするため、又は照準光源が消費する平均電力を節減するために点滅させることが望ましい場合がある。このような点滅灯のスポットは電気的、機械的装置の双方又は一方で実施することができる。
　【００９０】図１４は図２と同タイプのレーザ走査ヘッドの好ましい実施例を示している。簡略にするため、図１４の同一の部品には図２の対応する部品と同一の参照番号に’（カンマ）符号を付してある。
　【００９１】図２と図１４との相違に関しては、図１４のヘッド１０’の一つの重要な相違点は、ボディ部１４’が２つのハウジング部分、すなわち上部ハウジング１８０と下部ハウジング１８２とから成り、これらは好ましくはスナップはめ込み式で互いに組立てられていることである。下部ハウジング１８２は着色された合成プラスチック材料のような遮光の不透明材料から成っているが、上部ハウジング１８０は光透過性の透明な合成プラスチック製である。出力光と入力光はいずれも透明な上部ハウジング１８０を通過できるので、窓領域１８６と表示領域１８８を除いて、遮光材料のカバー１８４が透明な上部ハウジング１８０の外表面全体を覆っている。カバー１８４は射出成形された熱硬化性のゴム状材料から成り、その内表面は上部ハウジング１８０の外表面と密接に適合していて、上部ハウジングの外表面全体と密着し、外表面に摩擦式に保持されている。ピッタリと適合するカバーは実際に窓領域１８６と表示領域１８８を除いて透明な上部ハウジング１８８の全ての部分を遮蔽し、出力光と入力光がそこを通過することを防止している。
　【００９２】このように、従来型のヘッドのようにヘッドの所定位置に離散型の窓を別個に接着したり、装着したりする必要がなくなる。カバーされない窓領域１８６は出力光と入力光の双方のための窓として機能する。カバーされない窓領域１８６は勿論上部ハウジング１８０の残りの部分と一体構造であり、従って従来型のように窓が取付部から外れ、ほこりや湿気やその他の汚染物によって覆われて、ヘッド内の光学及び電気部品の適切な動作が妨害される危険は無くなる。
　【００９３】更に、表示領域１８８はカバー１８４で覆われていないので、表示ランプ９６’からの光は上記の領域を通して輝くことができる。更に従来型のように表示ランプ９６’の領域に別個の窓を取り付ける必要がなくなったので、ヘッド内部を極めて有効に密封することにも役立つ。
　【００９４】ゴム状のカバーは厚く、緩衝作用があり、弾力的で、ヘッドの緩衝手段となることが好ましい。更に図１４から、カバーは上部と下部のハウジング１８０，１８２の間の接合部に下部曲がりフランジを有しており、これが極めて有効なガスケット状密封手段になっていることが分かる。
　【００９５】図２と図１４の実施例の更に別の相違点は、トリガスイッチ３２’の部分に密封用隔壁１９０を設けたことである。密封用隔壁１９０は中心にアクチュエータ１９２を有しており、その一つの表面はスイッチ１６０’のボタン１６４’と接触している。アクチュエータ１９２の反対側の表面はトリガスイッチ３２’の表示ランプ部１９４と接触している。動作に際して、トリガスイッチ３２’が手動的に押されると、表示ランプ部１９４はアクチュエータ１９２を強制的にボタン１６４’と接触させ、スイッチ１６０’を起動せしめる。この動作中、絞り１９０はトリガスイッチの領域のヘッド内部を外部から遮蔽し、それによって従来型の場合ならば自由に侵入してくることがあったほこりや湿気などの汚染物の別の侵入口が閉鎖される。
　【００９６】図２と図１４の実施例の更に別の相違点は、レーザダイオード、光学アセンブリ、照準光源及び走査モータのモータ部が全て光学架台２００とよばれる共通の担持部分内に実装されていることである。架台２００は上部２０２と下部２０４とを有し、これらは次のように組立てられている。架台の正面端では上部２０２の突起部２０６が下部２０４に設けられた管路内に形成された溝２０８を通り、かつ溝の背後でスナップ式に係合している。架台２００の背部では、ねじ付きの留め金具２１０が下部２０４の隙間穴を通り、上部２０２に形成されたねじ山付きの穴とねじ式に係合する。正面の緩衝部材１７２’はハウジングの正面と架台２００の正面の間に配置され、背部の緩衝部材１７４’は架台２００の背部とヘッド背部に設けられた内側に延びる仕切り部１７５，１７７との間に配置されている。
　【００９７】更に別の相違点はプリント配線基板８６’をプリント配線基板８４’の上方に実装せず、前記の仕切り部１７５，１７７とボディ部１４’の後壁との間に形成された後方に延びる仕切り部２１２内に実装していることである。
　【００９８】その他の相違点はハンドルはめ込み部１２８’の内端部に形成された環状溝内に実装された０−リングの密封部材を設けたことである。前述の部材の各々、及びそのうちの２つ又はそれ以上の組合せによって前述の構造とは異なる形式の用途に有用に応用できることは言うまでもない。
　【００９９】図１５は、本発明の光学システムの一実施例を示している。この光学システムは、図２及び図１４の形式の走査ヘッド、又は図１６に示した形式の走査ヘッドに組み込むことができる。
　【０１００】図１５の光学システムはレーザ光源２１６を備えている。レーザ光源２１６は前述のように可視的な、又は視覚的に容易に認識できない光を発するヘリウム−ネオンレーザ管又はレーザダイオードを備えている。レーザ光源２１６には更に、前述のようにレーザ光を形成する照準光学素子を備えることができる。
　【０１０１】図１５の光学システムは更に反射ミラー２１８を備えている。図１５に示すように、反射ミラー２１８は凹面集光ミラー２２０に固定することができる。あるいは、反射ミラー２１８は凹面集光ミラー２２０と静止的関係に固定されていれば、走査ヘッド内の支持部材に実装してもよい。いずれにせよ、反射ミラー２１８は入射レーザ光を以下に述べるように走査ミラー２３２へと向けるように適当な角度をもって実装されている。
　【０１０２】凹面集光ミラー２２０は支持ブラケット２２２に取り付けられている。レーザ光源２１６は第１光路２２４に沿ってコヒーレントな照準レーザ光を反射ミラー２１８に向けて発光する。前述のように、入射レーザ光はレーザ光源２１６から第１光路に沿ってマーク２２６へと進行する。この第１光路は図１５では矢印付きの実線で示されている。入射レーザ光はマーク２２６で反射し、そこでレーザ光は図１５で点線のセットで示した第２光路２３０に沿って光検出器のような検出器２２８へと戻る。
　【０１０３】軽量の、可動走査ミラー２３２は第１光路で入射レーザ光を受け、このレーザ光をマーク２２６へと反射する。走査ミラー２３２は更にマーク２２６から反射した第２光路に沿った反射レーザ光を受け、この反射レーザ光を凹面集光ミラー２２０へと反射する。凹面集光ミラー２２０は球面の凹面鏡であることが好ましい。凹面集光ミラー２２０は走査ミラー２３２からの反射レーザ光を受け、この反射レーザ光を検出器２２８上で集束する。
　【０１０４】走査ミラー２３２は走査モータ（図示せず）の軸２３４上に実装されている。走査ミラー２３２は矢印２３６で示すように軸２３８を中心に、毎秒複数回、代表的には毎秒４０走査の速度で往復振動することが好ましい。走査ミラー２３２のこのような往復振動によって、レーザ光がマーク２２６上を双方向に走査することができる。軸２３４は走査ミラー２３２を単に回転させ、レーザ光がマーク２２６上を一方向で走査するようにしてもよい。
　【０１０５】図１６は一つの形式の走査ヘッドに実装される前述の種々の部品を示している。レーザ光源２１６は第１光路２２４に沿ってコヒーレントな照準光を発する。この光は反射ミラー２１８に当たり、これが光を走査ミラー２３２に反射する。走査ミラー２３２は走査光を発し、この走査光をマーク２２６へと向ける（図１５）。マーク２２６は、輝度が変化している前記光を再度走査ミラー２３２へと反射する。走査ミラー２３０は光を凹面集光ミラー２２０へと反射し、この集光ミラーが光を光検出器２２８へと反射する。光検出器２２８は光の変化する輝度を検出してアナログ電気信号を発生し、走査ヘッドは通常の方法でこの信号を処理する。
　【０１０６】図１６に示すように、走査ヘッドは電源コードもしくは信号コードと完全に独立して動作することができる。このように、バッテリーパック（図示せず）が走査ヘッド内の種々の部品の全てに電力を供給する。走査ヘッドは更に、ホストコンピュータに伝送して更に処理される無線周波数（ＲＦ）信号も発生する。走査ヘッドは更に走査ヘッドの種々の機構を制御するためホストコンピュータからの伝送を受信する受信器を備えることもできる。
　【０１０７】上記実施例では、携帯用のレーザダイオード走査ヘッドに適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えばデスクトップ型のワークステーション等の自立形装置に適合させて適用できることは言うまでもない。
　【０１０８】
　【発明の効果】以上説明したように、光学アセンブリに固定式の反射ミラー／集光ミラーの組み合わせアセンブリと、簡単な構造で、軽量の走査ミラーを備えることによって、レーザー光の走査パターン全体の制御性が向上する。また、走査ミラーに取り付けた走査モーターの消費電流が軽減され、バッテリーの消耗が防げるとともに、走査モーターの摩耗も軽減され、寿命が延びる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】本発明の光学システムが適用され得る走査ヘッドを参考例として示した正面図である。
　【図２】図１の２−２線に沿った拡大断面図である。
　【図３】図２の３−３線に沿った断面図である。
　【図４】図２の４−４線に沿った拡大断面図である。
　【図５】トリガスイッチアセンブリの第１の動作状態を示す拡大詳細図である。
　【図６】トリガスイッチアセンブリの第２の動作状態を示す拡大詳細図である。
　【図７】図１のヘッドの、着脱自在のバッテリーパック付属品の構成図である。
　【図８】図１の８−８線に沿った一体の走査／集光／集束ミラー部品の拡大断面図である。
　【図９】レーザ光がそこに衝突し、又、そこから反射する記号及びその一部の拡大図である。
　【図１０】静的な単一の照準光機構の略示図である。
　【図１１】静的な単一の、又は一対の照準光機構によって照射された記号及びその一部の拡大図である。
　【図１２】静的な一対の照準光機構の略示図である。
　【図１３】動的な単一の照準光機構によって照射された記号及びその一部の拡大図である。
　【図１４】本発明の光学システムが適用され得る走査ヘッドを示す図である。
　【図１５】本発明の一実施例に係わる光学システムを概略的に示す図である。
　【図１６】図１５の光学アセンブリの配置を示すレーザ走査ヘッドの略示図である。
　【符号の説明】
１０　レーザ走査ヘッド
１２　ハンドル部
１４　ボディ部
２０　ノーズ部
３２　トリガスイッチ
３６　ネック部
４２　レーザダイオード
５６　開口絞り
５８，１６０　電気スイッチ
６２　集束レンズ
６４　コイルばね
６６　走査ミラー
７４　支持ブラケット
７６　集光ミラー
８０　フォトセンサ
１００　記号
１３０　照準光源
２１６　レーザ光源
２１８　反射ミラー
２２０　凹面集光ミラー
２２４　第１光路
２２６　マーク
２２８　光検出器
２３０　第２光路
２３２　走査ミラー
２３４　軸
２５８　ホストコンピュータ