(57)【要約】レーザ制御装置は、予め確立された規制標準に適合しないオーバーパワー条件を検出すると、電気光学読み取り機において用いられているレーザへのパワーを遮断する。一実施形態において、動作モードの間の２つの動作ポイントにおけるレーザ駆動電流の間の差は、較正モードの間の同じ２つの動作ポイントにおけるレーザ駆動電流の間の差と比較される。オーバーパワー条件は、動作モードの間の差が所定の量だけ較正モードの間の差を超過したときに、認識される。別の実施形態において、レーザは、モータ駆動部が故障した場合でさえも凝視するために、規制標準をかなり下回る低減された出力パワーのビームを放出するためにのみ活性化される。
2009513001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学読み取り機におけるレーザによって放出されたレーザビームの出力パワーを調整するためのレーザパワー制御装置であって、
ａ）レーザ駆動回路であって、該レーザ駆動回路は、異なる第１および第２の較正駆動電流にそれぞれ対応する異なる第１および第２の出力パワーを有するレーザビームを放出するための較正モードにおいて、該レーザを活性化し、異なる第１および第２の動作駆動電流にそれぞれ対応する同じ第１および第２の出力パワーを有するレーザビームを放出するための動作モードにおいて、該レーザを活性化する、レーザ駆動回路と、
ｂ）コントローラであって、該動作モードにおいて、該第１および第２の動作駆動電流の間の動作中の差と、該第１および第２の較正駆動電流の間の較正の差とを比較し、該動作中の差が所定の量だけ該較正の差を超過するときに、該レーザを不活性化するように動作可能である、コントローラと
を備えている、装置。
【請求項２】
前記レーザ駆動回路は、デジタルポテンショメータを含んでおり、該デジタルポテンショメータは、前記コントローラによって、前記第１および第２の出力パワーに対応するポテンショメータ設定を設定するように制御される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記較正の差、前記動作中の差、および前記ポテンショメータ設定を格納するためのメモリを含んでいる、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記コントローラは、前記レーザに接続された制御スイッチを含んでおり、該制御スイッチは、前記動作駆動電流が前記レーザに到達することを妨げるように、該コントローラによって開かれる、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記レーザ駆動回路は、モニタフォトダイオードを含んでおり、該モニタフォトダイオードは、前記レーザによって放出されたレーザビームを検出し、該レーザビームの該出力パワーを調整するフィードバック信号を生成する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
温度センサをさらに含んでおり、該温度センサは、前記動作モードにおいて温度を測定し、該測定された温度を前記コントローラに伝える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
電気光学読み取り機におけるレーザによって放出されたレーザビームの出力パワーを調整するためのレーザパワー制御方法であって、
ａ）異なる第１および第２の較正駆動電流にそれぞれ対応する異なる第１および第２の出力パワーを有するレーザビームを放出するための較正モードにおいて、該レーザを活性化し、異なる第１および第２の動作駆動電流にそれぞれ対応する同じ第１および第２の出力パワーを有するレーザビームを放出するための動作モードにおいて、該レーザを活性化するステップと、
ｂ）該動作モードの間に、該第１および第２の動作駆動電流の間の動作中の差と、該第１および第２の較正駆動電流の間の較正の差とを比較し、該動作中の差が所定の量だけ該較正の差を超過するときに、該レーザを不活性化するステップと
を包含する、方法。
【請求項８】
前記第１および第２の出力パワーに対応するデジタルポテンショメータ設定を確立するステップをさらに含んでいる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記較正の差、前記動作中の差、および前記ポテンショメータ設定を格納するステップをさらに含んでいる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記レーザに接続された制御スイッチを開き、前記動作駆動電流が該レーザに到達することを妨げるステップをさらに含んでいる、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記レーザによって放出されたレーザビームを検出し、該レーザビームの該出力パワーを調整するフィードバック信号を生成するステップをさらに含んでいる、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記動作モードにおいて温度を測定するステップをさらに含んでおり、前記比較するステップは、該測定された温度の関数として実行される、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
レーザビームの出力パワーを調整するためのレーザパワー制御装置であって、該レーザビームは、レーザによって放出され、該レーザビームは、電気光学読み取り機におけるモータ駆動部によって掃引され、
ａ）該モータ駆動部の故障を検出するためのモータフェール回路と、
ｂ）コントローラであって、該モータ駆動部が故障し、該放出されたビームが静的である場合でさえも、低減されたレベルの出力パワーを有するレーザビームを放出するために該レーザを活性化し、該モータ駆動部が故障してはおらず、該放出されたビームが掃引されるときに、増大されたレベルの出力パワーを有するレーザビームを放出するために該レーザを活性化し、該低減されたレベルは、該増大されたレベルよりも出力パワーが低い、コントローラと
を備えている、装置。
【請求項１４】
前記モータフェール回路は、前記放出されたレーザビームが所定の時間にわたって掃引されない場合に、モータ駆動部の故障を検出すると、前記レーザを不活性化するように動作可能である、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
レーザビームの出力パワーを調整するための方法であって、該レーザビームは、レーザによって放出され、該レーザビームは、電気光学読み取り機におけるモータ駆動部によって掃引され、
ａ）該モータ駆動部の故障を検出するステップと、
ｂ）該モータ駆動部が故障し、該放出されたビームが静的である場合でさえも、低減されたレベルの出力パワーを有するレーザビームを放出するために該レーザを活性化し、該モータ駆動部が故障してはおらず、該放出されたビームが掃引されるときに、増大されたレベルの出力パワーを有するレーザビームを放出するために該レーザを活性化するステップであって、該低減されたレベルは、該増大されたレベルよりも出力パワーが低い、ステップと
を包含する、方法。
【請求項１６】
前記放出されたビームが所定の時間にわたって掃引されない場合に、モータ駆動部の故障を検出すると、前記レーザを不活性化するステップをさらに含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
電気光学読み取り機におけるレーザによって放出されたレーザビームの出力パワーを調整するためのレーザパワー制御装置であって、
ａ）レーザ駆動回路であって、該レーザ駆動回路は、較正駆動電流に対応する出力パワーを有するレーザビームを放出するための較正モードにおいて、該レーザを活性化し、動作駆動電流に対応する同じ出力パワーを有するレーザビームを放出するための動作モードにおいて、該レーザを活性化する、レーザ駆動回路と、
ｂ）温度を測定するための温度センサと、
ｃ）コントローラであって、該動作モードにおいて、該測定された温度の関数として該駆動電流を比較し、該動作駆動電流が所定の量だけ該較正駆動電流を超過するときに、該レーザを不活性化させるように動作可能である、コントローラと
を備えている、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、電気光学読み取り機、例えば、インディシア（例えばバーコードシンボル）を読み取るためのレーザスキャナに関し、より具体的には、行政の規制標準を満たすためのレーザパワー制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な電気光学システムまたは読み取り機が、物品のラベル上または表面上に現れるバーコードシンボルのようなインディシアを読み取るために開発されてきた。バーコードシンボルそのものは、様々な幅の一連のバーから構成されたグラフィックインディシアの符号化されたパターンであり、これら一連のバーは、互いに対して間隔が空けられており、様々な幅のスペースの境界を定めている。これらのバーおよびスペースは、異なる光反射特性を有している。読み取り機は、グラフィックインディシアのパターンを時間によって変動する電気信号へと電気光学的に変換することによって機能し、これらの変換された電気信号は、読み取られるシンボルに関連するデータへとデジタル化および復号化される。
【０００３】
典型的に、レーザからのレーザビームは、標的（標的表面上のバーコードシンボルを含む）に向けた光路に沿って配向される。移動ビームスキャナは、スキャニングコンポーネントの移動手段（例えば、レーザそのもの、またはレーザビームの経路に沿って配置されたスキャンミラー）によって、シンボルにわたって一本のスキャンラインまたは一連のスキャンラインでレーザビームを繰り返し掃引することによって動作する。光学素子が、標的表面上のビームスポットにレーザビームを焦点合わせし、スキャニングコンポーネントの移動によって、シンボルにわたってビームスポットを掃引し、シンボルにわたってスキャンラインをトレースする。スキャニングコンポーネントの移動は、典型的には、電気駆動モータによってもたらされる。
【０００４】
読み取り機はまた、センサまたは光検出器をも含んでおり、これらセンサまたは光検出器が、シンボルから反射または散乱されたスキャンラインに沿った光を検出する。光検出器またはセンサは、これら光検出器またはセンサが反射または散乱された光のキャプチャを確実にできる視野を有し、かつキャプチャした光を電気的アナログ信号に変換することができるように配置される。
【０００５】
逆反射光収集においては、例えば、特許文献１または特許文献２（これら両者は、参照により本明細書中に援用される）に記載されている往復振動ミラーのような単一の光学的コンポーネントが、標的表面にわたってビームを掃引し、収集光をセンサに配向する。非逆反射光収集においては、反射されたレーザ光は、スキャニングのために用いられるのと同じ光学的コンポーネントによっては収集されない。その代わりに、センサは、ビームのスキャニングとは独立しており、大きな視野を有している。反射されたレーザ光は、センサにわたってトレースし得る。
【０００６】
電子制御回路およびソフトウェアは、センサからの電気的アナログ信号を、スキャンされているシンボルによって表現されるデータのデジタル表現に変換する。例えば、光検出器によって生成されたアナログ電気信号は、デジタイザによって、パルス幅変調された、バーおよびスペースの物理的な幅に対応する幅を有するデジタル信号に、変換され得る。代替的に、アナログ電気信号は、ソフトウェア復号器によって直接的に処理され得る。例えば、特許文献３を参照されたい。
【０００７】
復号化処理は、通常、ソフトウェアアルゴリズムを実行して信号を復号化しようと試みるマイクロプロセッサに、デジタル化された信号を適用することによって機能する。シンボルが正しく完全に復号化されると、復号化が終了し、正しい読取りの指標（例えば、緑色光および／または可聴ビープ音）が、ユーザに提供される。あるいは、マイクロプロセッサは次のスキャンを受信して、シンボルにおける符号化されたデータのバイナリ表現への、およびそのように表現される英数字への、別の復号化を実行する。正しい読取りが得られると、バイナリデータは、さらなる処理（例えば、ルックアップテーブルからの情報抽出）のためにホストコンピュータに通信される。
【０００８】
読取り性能は、レーザの出力パワーが増大すると向上されるが、人間の安全のために、行政の規制官庁の安全規格が、レーザの最大出力を規定している。これらの規格のうちの一部は、レーザの出力パワーを通常調整する制御回路が故障したときでさえも、レーザの出力パワーが規制制限を超過しないことを要求する。
【０００９】
例えば、レーザのハウジング内部のモニタフォトダイオードは、通常、ロー（ｒａｗ）レーザの出力パワーをモニタするように動作可能である。モニタフォトダイオードは、動作中にレーザの出力パワーを一定に維持するためのフィードバック回路の一部分である。モニタフォトダイオードの感度が落ちた場合、故障した場合、またはフィードバック回路からの電気的な接続が切断された場合には、フィードバック信号が増加または損失し得、フィードバック回路は、規制制限を超過し得るレベルにまで、レーザの出力パワーを増大させ得る。
【００１０】
別の実施例は、レーザに直列的に電気接続され、レーザを活性化させるための駆動電流を生成するように通常動作可能な、駆動トランジスタを含む。駆動トランジスタが故障した場合に、レーザの出力パワーは、規制制限を超過するレベルまで増加し得る。
【００１１】
レーザ読み取り機は、典型的には、モータ駆動部を用いてレーザビームを掃引し、モータフェール回路（ｍｏｔｏｒ  ｆａｉｌ  ｃｉｒｃｕｉｔ）が、モータ駆動部が動作可能ではない場合に、レーザを不活性化させるために提供される。モータフェール回路がレーザを不活性化させた後、読み取り機のどこが故障しているかを疑問に思うオペレータは、「レーザビームを覗かないでください」と述べている印刷された警告ラベルにも関わらずに、トリガを引きながら読み取り機の窓の内部を覗き得る。モータ駆動部が再始動した場合、移動ビームを覗くことに関する問題はなくなる。しかしながら、モータ駆動部が再始動しない場合、このとき読み取り機から放出された静止レーザビームの出力パワーは、規制標準を満たさないことがあり得る。
【特許文献１】米国特許第４，８１６，６６１号明細書
【特許文献２】米国特許第４，４０９，４７０号明細書
【特許文献３】米国特許第５，５０４，３１８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明の一般的な目的は、規制標準を満たすように、レーザのパワー出力を制御することである。
【００１３】
本発明の追加的な目的は、レーザの出力パワーが予め確立された規制標準を超過したことの検出に基づいて、レーザを不活性化させることである。
【００１４】
本発明の別の目的は、規制標準を満たしながらも、読み取り機の性能を最大化することである。
【００１５】
本発明のなおも別の目的は、モータ駆動部が故障した場合にさえも、低減された出力パワーレベルで、レーザビームを放出することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述の目的および以後明らかになるその他の目的を踏まえると、本発明の１つの特徴は、簡単に述べると、読み取られるべきインディシアへとレーザによって放出されたレーザビームの出力パワーを制御することによって、インディシア（例えば、バーコード）を読み取るための電気光学読み取り機におけるレーザパワー制御装置にある。
【００１７】
この装置は、較正モードおよびその後の動作モードにおいて、レーザを活性化させるためのレーザ駆動回路を含んでいる。較正モードの間に、例えばパワーメータによって、放出されたレーザビームの出力パワーが測定され、マイクロコントローラは、測定された出力パワーが調整制限内にあることが公知な第１の出力パワーになるように、デジタルポテンショメータを第１の設定に調整するように動作可能である。マイクロコントローラは次に、測定された出力パワーが調整制限内にあることが公知な異なる第２の出力パワーになるように、ポテンショメータをここでは第２の設定に調整するように動作可能である。第１および第２の出力パワーにおいてレーザを流れ、本明細書中では第１および第２の較正電流と称される駆動電流は、典型的にはマイクロコントローラに関連付けられたメモリに記録され、それらの差が格納される。ポテンショメータの第１および第２の設定もまた、格納される。これまでに記載されてきたように、レーザビームの第１および第２の出力パワーに対応する較正駆動電流の間の較正の差、ならびにポテンショメータ設定は、以後に用いるために格納される。
【００１８】
動作モードの間、例えば、レーザの始動時に、マイクロコントローラは、ポテンショメータを第１の設定に調整し、第１の出力パワーに対応する第１の動作駆動電流をメモリに格納するように動作可能である。マイクロコントローラは次に、ポテンショメータを第２の設定に調整し、第２の出力パワーに対応する第２の動作駆動電流をメモリに格納するように動作可能である。同じ第１および第２のパワーにおいてレーザを流れ、本明細書中では第１および第２の動作駆動電流と称される駆動電流の間の差は、動作中の差として、メモリに記録および格納される。
【００１９】
動作モードの間、マイクロコントローラは、動作中の差と較正の差とを比較する。動作中の差が所定の量だけ較正の差を超過すると、この超過はレーザビームの出力パワーが規制標準を超過していることを示しているので、マイクロコントローラはさらに、レーザを不活性化するように動作可能である。
【００２０】
レーザビームのロー出力パワーは、レーザの動作領域においてレーザを流れている駆動電流に正比例する。特に、レーザビームの出力パワーは、レーザの駆動領域におけるレーザ駆動電流のほぼ線形な関数である。この線形の伝達関数は、ほぼ一定であるが、温度の変動およびレーザの経年にわたって、わずかに変動する。伝達関数のスロープは、較正モードおよび動作モードの間に実質的に同じであると仮定され得るが、好適には、温度を測定するために温度センサが用いられ、マイクロコントローラが温度の変動を考慮する。
【００２１】
較正モードおよび動作モードの両方における２つの駆動電流の測定は、温度およびその他の変数の影響に抵抗するために用いられる。しかしながら、例えば、温度は第１の動作駆動電流に影響を与えるが、第２の動作駆動電流は同様に影響を受ける。駆動電流の差を用いることにより、温度およびその他の変数の影響は除去され得る。
【００２２】
さらに別の特徴は、モータ駆動部によって掃引されるレーザビームの出力パワーを調整する。モータフェール回路は、モータ駆動部の故障を検出するように動作可能であり、コントローラは、モータフェール回路がモータ駆動部を検出し、放出されたビームが静的である場合でさえも、低減されたレベルの出力パワーを有するレーザビームを放出するように、レーザを活性化するように動作可能である。したがって、警告ラベルにも関わらず、読み取り機によって放出されたレーザビームをオペレータが覗いている場合でさえも、静止レーザビームの出力パワーは、規制標準に適合する低減されたレベルに設定される。コントローラが、モータ駆動部が通常に動作しており、放出されたビームが掃引されていることを確認するとすぐに、コントローラは、読み取り機の性能を向上させるために、より高いレベルの出力パワーを有するレーザビームを放出するようにレーザを活性化する。モータ駆動部が通常に動作しているという確認が、所定の時間内に受信されなかった場合には、モータフェール回路はさらに、レーザを不活性化するように動作可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本明細書において用いられているように、用語「シンボル」は、一般にバーコードシンボルと称される様々な幅の交互のバーおよびスペースから構成されるシンボルパターンに限らず、その他の１次元または２次元のグラフィックパターンならびに英数字をも広く含んでいる。一般的に、用語「シンボル」は、光ビームをスキャンし、パターンまたはインディシアの様々な点における光の反射率における変動の表現として反射または散乱された光を検出することによって、認識または識別のいずれかがなされ得る任意のタイプのパターンまたはインディシアに当てはまり得る。図１は、読み取られる「シンボル」の一実施例としての特徴（ｉｎｄｉｃｉｕｍ）１５を示している。
【００２４】
図１は、シンボルを読み取るためのハンドヘルドのレーザスキャナデバイス１０を示している。レーザスキャナデバイス１０は、バレル部分１１およびハンドル１２を有するハウジングを含んでいる。図面は、ハンドヘルドのピストル型のハウジングを示しているが、本発明はまた、例えばデスクトップワークステーションまたは静止スキャナのような、その他のタイプのハウジングにおいても実装され得る。示されている実施形態において、ハウジングのバレル部分１１は、出口ポートまたは窓１３を含んでおり、出て行くレーザビーム１４は、これを通って、ハウジングから一定の距離に配置されたバーコードシンボル１５上に衝突し、このバーコードシンボル全体にわたってスキャンする。
【００２５】
レーザビーム１４は、シンボル１５を移動することによって、スキャンパターンを形成する。典型的に、スキャニングパターンは、ライン１６によって示されているように、１次元または線形である。レーザビーム１４のこの線形のスキャニング移動は、振動モータ１８によって駆動される振動スキャンミラー１７によって生成される。必要に応じて、２次元の光学的に符号化されたシンボルの読み取りを可能にするために、２次元のスキャニングパターンを介してビーム１４をスキャンするための手段が提供され得る。手動によって作動されるトリガ１９または同様の手段は、オペレータがデバイス１０を保持し、かつこのデバイスをシンボル１５に照準合わせするときに、オペレータがスキャニング動作を開始することを可能にする。
【００２６】
スキャナデバイス１０は、ハウジング内部に搭載された、活性化可能レーザ源２０を含んでいる。レーザ源２０は、レーザビーム１４を生成する。光検出器２１は、バーコードシンボル１５から反射および散乱された光の少なくとも一部分を収集するように、ハウジング内部に配置されている。光検出器２１は、示されているように、窓１３に向かって対面しており、上述の非逆反射（ｎｏｎ−ｒｅｔｒｏ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）読取り機の静的な広視野特性を有している。代替的に、逆反射（ｒｅｔｒｏ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）読取り機において、スキャンミラー１７の凸部分は、収集された光を光検出器２１に焦点合わせし得る。この場合に、光検出器は、スキャンミラーに向けて対面する。ビーム１４が、シンボル１５を掃引すると、光検出器２１は、シンボル１５から反射および散乱された光を検出し、収集された光の強度に比例するアナログ電気信号を生成する。
【００２７】
デジタイザ（図示されず）は、典型的には、スキャンされるシンボル１５のバーおよびスペースの物理的な幅に対応するパルス幅および／または間隔を有する、パルス幅変調されたデジタル信号へとアナログ信号を変換する。復号器（図示されず）は、典型的には、関連のあるＲＡＭおよびＲＯＭを有するプログラムされたマイクロプロセッサを含んでおり、特定のシンボル規則にしたがって、パルス幅変調されたデジタル信号を復号化し、シンボルにおける符号化されたデータのバイナリ表現、およびシンボルによって表現される英数字を導出する。
【００２８】
レーザ源２０は、焦点レンズ２２および開口絞り２３を含む光学的アセンブリを介してレーザビームを配向し、レーザビームを改変し、それをスキャンミラー１７上に配向する。垂直軸に搭載されて垂直軸のまわりでモータ駆動部１８によって振動させられるミラー１７は、ビームを反射し、出口ポート１３を介して、それをシンボル１５に配向する。
【００２９】
スキャナデバイス１０を動作させるために、オペレータは、レーザ源２０およびモータ１８を活性化するトリガ１９を押す。レーザ源２０は、要素２２および開口絞り２３の組み合わせを通るレーザビームを生成する。要素２２および開口絞り２３は、ビームを改変して、所与のサイズの強いビームスポットを形成する。これは、連続的に広がり、実質的に作動距離範囲２４にわたって変動しない。要素および開口絞りの組み合わせは、回転ミラー１７上にビームを配向する。この回転ミラーは、掃引パターンで（すなわち、スキャンライン１６に沿って）、改変されたレーザビームをスキャナのハウジング１１から離れるように、バーコードシンボル１５に向けて、配向する。作動距離２４内の任意の地点に配置され、レーザビーム１４に対して実質的に垂直なバーコードシンボル１５は、レーザ光の一部を反射および散乱する。非逆反射位置においてスキャナのハウジング１１に搭載されて示されている光検出器２１は、反射および散乱された光を検出し、受信した光をアナログ電気信号に変換する。光検出器はまた、スキャンミラー１７と対面する逆反射位置にも搭載され得る。そしてシステムの回路は、アナログ信号をパルス幅変調されたデジタル信号に変換し、マイクロプロセッサベースの復号器は、これをバーコードの記号規則の特性にしたがって復号化する。
【００３０】
図２に示されているように、レーザ源２０は、レーザ源内に、レーザダイオード２５およびフォトダイオード２６を含んでいる。モニタフォトダイオード２６は、ダイオード２５のロー出力パワーをモニタするように動作可能である。フォトダイオード２６は、レーザ出力パワーを一定に維持するように動作可能なフィードバック回路の一部分である。フィードバック回路は、電流電圧変換器２７を含んでおり、これは、モニタフォトダイオード２６を流れるモニタ駆動電流ＩＭをモニタ駆動電圧ＶＭに変換し、そしてこれは、エラー増幅器２８の負の端子に接続される。マイクロコントローラ３０は、好適には、シンボルを復号化するために用いられるマイクロコントローラと同じものであり、以下に記載されているように、それぞれのポテンショメータ設定にデジタルポテンショメータ３２を設定するために、それぞれのデジタル制御電圧ＶＣを生成する。ポテンショメータからの出力信号ＶＰは、エラー増幅器２８の正の端子に伝導され、エラー増幅器の出力は、補正ネットワーク３４に伝導され、この補正ネットワークの出力電圧は、電圧電流変換器３６によって電流に変換され、そしてこれは、電流センサ３８に接続される。
【００３１】
電流センサ３８を流れる電流は、通常は閉じているパワースイッチ４０を介してレーザダイオード２５に伝導され、ある出力パワーでレーザビームを放出するように、駆動電流ＩＬＤを用いて、このレーザダイオードを活性化させる。電流センサ３８を流れる電流はまた、分割器を流れることによって振幅が低減され、電流電圧変換器４２により、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）４６を介してマイクロプロセッサ３０にフィードバックされる電圧に変換されることが好適である。
【００３２】
マイクロコントローラに温度を伝える温度センサ４４もまた、ＡＤＣ４６に接続されている。また、マイクロプロセッサは、データが格納されるメモリ４８に関連付けられている。
【００３３】
これまでに記載されてきたように、内部のモニタフォトダイオード２６は、レーザダイオード２５によって放出されたレーザビームのロー出力パワーにおける変化を検出し、エラー増幅器２８にフィードバック信号を送信し、駆動電流が多かれ少なかれレーザダイオード２５を流れることを可能にする。図３〜図４に関連して以下で説明されるように、この駆動電流が大きくなると、レーザの出力パワーも大きくなり、また逆も言える。
【００３４】
モニタフォトダイオード２６が、その感度が低下したり、故障したり、電気的に切断されたり、フィードバック回路において何らかの変化があった場合に、レーザ出力パワーは増大し得る。規制の安全制限は、本発明にしたがうレーザパワー制御装置によってもなお取得され得、このレーザパワー制御装置は、レーザダイオード２５の出力パワーをモニタし、オーバーパワー条件が検出されたときに、このレーザダイオードを不活性化し得る。
【００３５】
放出されたレーザビームのロー出力パワーが、レーザを流れる駆動電流に対してプロットされているレーザの伝達関数は、図３〜図４に示されている。図３は、較正モードの間に直面し得る電力および電流の数値的な実施例を示している一方で、図４は、動作モードの間に直面し得る電力および電流の数値的な実施例を示している。レーザが光を放出するためには、駆動電流は、レーザを介して、一般に伝達関数の「膝（ｋｎｅｅ）」と称される動作閾値に励起されなければならない。一旦この閾値が超過されると、追加的な駆動電流は、駆動電流に正比例またはほぼ線形的に比例する出力パワーを生成する。本発明のレーザは、伝達関数のこの線形領域において動作される。「スロープ効率（ｓｌｏｐｅ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）」とも称されるこの線形領域のスロープは、実質的に一定なものとして仮定されるが、温度の変動または経年と共に、わずかに変動する。例えば、この線形領域は、温度が極値にわたって（例えば、−３０℃〜＋６５℃まで）変動するに伴って、約２０％変化し得る。
【００３６】
温度の関数としてのスロープにおける変化は、マイクロコントローラのメモリに格納され得る。したがって、動作モードにおいて、温度センサ４４は、マイクロコントローラに現在の温度について伝え、そしてマイクロコントローラは、検出された温度の関数として伝達関数を補正する。
【００３７】
較正モードの間に、すなわち、読み取り機の製造後、読み取り機の最初の電力投入の間に、好適にはビーム形成光学素子１７、２３の下流にあるパワーメータ５０によって、放出されたレーザビームの出力パワーが測定およびモニタされ、マイクロコントローラ４０は、レーザビームの出力パワーが第１の出力パワー（これはまた、例えば１ミリワットの規制制限内にあることが公知である）の大きさとなるように、ポテンショメータ３２を調整する。電流センサ３８は、対応する駆動電流（例えば、４０ミリアンプ）を測定し、１ミリワットの出力パワーを生成する。この測定された駆動電流は、１ミリワットの出力パワーを生成するために必要なポテンショメータ設定Ｐ１と同様に、メモリ４８に格納される。
【００３８】
同じ較正モードの間、マイクロコントローラ４０は、ここでもまた、レーザビームの出力パワーが第２の出力パワー（これはまた、例えば５ミリワットの規制制限内にあることが公知である）の大きさとなるように、ポテンショメータを調整する。上述のように、電流センサ３８は、対応する駆動電流（例えば、４８ｍＡ）を測定し、この測定された駆動電流は、新しいポテンショメータ設定Ｐ２と共に、メモリ４８に格納される。
【００３９】
そして、マイクロコントローラ３０は、較正駆動電流の間の差（４８−４０ｍＡ＝８ｍＡ）を計算し、この較正の差をメモリに格納する。ここで、マイクロコントローラは、４ｍＷ（５ｍＷ−１ｍＷ）によって出力パワーを変化させるために８ｍＡが必要であることを認識する。この線形領域のスロープは、０．５ｍＷ／ｍＡである。
【００４０】
次の動作モードの間、例えば、インディシアの読み取りの間に、マイクロコントローラ３０は、同様のルーチンを実行する。マイクロコントローラは、ポテンショメータ３２を第１のポテンショメータ設定Ｐ１に設定し、電流センサは、対応する駆動電流を測定する。そして、マイクロコントローラは、ポテンショメータ３２を第２のポテンショメータ設定Ｐ２に設定し、電流センサは、対応する駆動電流を測定する。
【００４１】
説明のために、モニタフォトダイオード２６の感度は、半分にカットされており、そして、レーザビームに対して対応する出力パワーは２倍になっていると仮定する。したがって、第１のポテンショメータ設定Ｐ１における出力パワーは２ｍＷであり得、第２のポテンショメータ設定Ｐ２における出力パワーは１０ｍＷであり得る。伝達関数の線形領域のスロープが一定になるようにするためには、対応する動作中の駆動電流は、第１および第２のポテンショメータ設定に対して、それぞれ４２ｍＡおよび５８ｍＡである。
【００４２】
そして、マイクロコントローラは、動作駆動電流の間の差（５８ｍＡ−４２ｍＡ＝１６ｍＡ）を計算し、この動作中の差をメモリに格納する。そして、マイクロコントローラは、動作中の差（１６ｍＡ）と較正の差（８ｍＡ）とを比較する。動作中の差は、較正の差の２倍の大きさなので、ここで、マイクロコントローラは、出力パワーが２倍になっていることを認識する。マイクロコントローラは、通常は閉じているパワースイッチ４０を開くように動作可能なスイッチ信号Ｖｓを生成し、これにより、レーザを不活性化し、好適には、レーザが故障中であるか故障したことを遠隔のホストに知らせる。
【００４３】
駆動電流の差を比較することにより、温度の変動またはその他の変数によって引き起こされる任意の影響は、排除されなかったとしても、実質的に低減される。特定の温度が、ポテンショメータ設定においてパワーおよび駆動電流に影響を与える場合、これは、その他のポテンショメータ設定において対応するようにパワーおよび駆動電流に影響を与え得る。駆動電流の差を差し引くことにより、そのような変動は除去され得る。
【００４４】
ここで図５を参照すると、レーザソース２０によって放出され、モータ駆動部１８によりスキャンミラー１７によって掃引される、レーザビーム１４の出力パワーを調整するための、レーザ制御装置の別の実施形態が開示されている。モータフェール回路５２は、モータ駆動部１８の故障を検出し、従来技術にしたがうと、モータ駆動部１８が実行していない場合に、レーザ源２０を不活性化する。しかしながら、レーザ源２０がレーザビームを放出しないのは何故かを疑問に思う一部のオペレータは、何が原因であるかを確認するために読み取り機の窓の内部を覗き得る。この間、オペレータは、トリガ１９を１回以上押し得る。モータ駆動部１８が再始動した場合、移動レーザビームを覗くことに関する問題はなくなる。しかしながら、モータ駆動部１８が再始動しない場合、レーザは、出力パワーレベルが規制標準を超過する静止レーザビームを放出し得る。このシナリオは、当然ながら、レーザビームを直接的に覗かないようにオペレータに忠告している読み取り機上の警告ラベルを、オペレータが無視していることを仮定している。
【００４５】
本発明にしたがうと、スキャンミラー１７が振動されていない場合でさえも覗くことができるように、トリガ１９を押すことにより、レーザビーム２０を活性化し、規制制限をかなり下回る低減された出力パワーを有するレーザビームを放出することが提案されている。スキャンミラー１７が振動しているという確認がマイクロコントローラ３０によって受信されるとすぐに、レーザソース２０は、読み取り性能を最大化するために、より高いレベルの出力パワーのレーザビームを放出するように活性化される。スキャンミラーが振動しているというこの確認が、一部の所定の時間内には受信されない場合に、その後モータフェール回路５２は、レーザ源を完全に不活性化するように動作可能である。
【００４６】
スキャンミラー１７が振動しているという確認は、様々な光学的または電気的な技術によって決定され得る。典型的には、永久磁石が、スキャンミラー１７上に連結するように搭載され、フィードバックコイルが、永久磁石の近くに配置され、永久磁石の振動の間に周期信号を生成するように動作可能である。ゼロ交差検出器が、周期信号がゼロを通るときを検出するために用いられ、結果としての信号が、多くの目的（そのうちの１つは、スキャンミラー１７が正しく振動していることを確認することである）のために、マイクロコントローラによって用いられる。
【００４７】
バリエーションにおいて、レーザパワー制御装置は、必ずしも、較正モードおよび動作モードの各々において、２つの駆動電流の間の差を比較することによって動作しない。特に温度センサが用いられる場合、本発明はまた、動作モードにおける単一の動作駆動電流と較正モードにおける単一の較正駆動電流とを比較することをも含み得る。
【００４８】
移動レーザビームの読み取り機に関連して記載されてきたが、本発明のレーザ制御装置は、標的の照明および照準合わせのために光源が用いられる任意のシステムに対し、同様に適用され得る。
【００４９】
新規であって特許証によって保護されることが所望される事柄は、添付の請求の範囲に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、従来技術にしたがう、電気光学読み取り機の斜視図である。
【図２】図２は、図１の読み取り機において特に有用な、本発明にしたがう、レーザ出力制御装置の一実施形態を示す部分回路図である。
【図３】図３は、較正モードの間における、図２の回路のローレーザパワー動作を示すグラフである。
【図４】図４は、動作モードの間における、図３と同様のグラフである。
【図５】図５は、図１の読み取り機においても有用な、本発明にしたがう、レーザパワー制御装置の別の実施形態を示す部分回路図である。
【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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