(57)【要約】本発明は、例えばバーコードスキャナなどのデータ収集装置用のレンズモジュールにおいて、ビーム成形アセンブリ構造を単純化する。レンズモジュール内のビーム成形アセンブリの１つ以上の素子を結合することで、例えば、アセンブリの構造内の機械公差を低減する。例示的なレンズモジュールは、アライメント機能、円筒面、集束面、および開口を有するモールド法によるプラスチックレンズを備える。開口は、全反射の角度よりも大きな角度でレンズモジュールに配置される面によって形成される。
2009503616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集束レンズと、
該集束レンズの一部である開口であって、該開口は、全反射の臨界角よりも大きな角度で配置される少なくとも１つの面によって形成される、開口と、
を備える、レンズモジュール。
【請求項２】
前記集束レンズは、光が集束レンズに入射する面と、光が集束レンズを出射する面とを備え、該入射面と該出射面とのうちの少なくとも１つにおいて光の集束が生じる、請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項３】
前記開口は、前記出射面に形成される、請求項２に記載のレンズモジュール。
【請求項４】
前記入射面と前記出射面とのうち１つは、回転対称形状と非回転対称形状とのうちの１つを有する、請求項２に記載のレンズモジュール。
【請求項５】
前記回転対称形状は球形である、請求項４に記載のレンズモジュール。
【請求項６】
前記回転対称形状は円柱形である、請求項４に記載のレンズモジュール。
【請求項７】
アライメント機能をさらに備える、請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項８】
前記アライメント機能は、外側領域の突出部分である、請求項７に記載のレンズモジュール。
【請求項９】
前記アライメント機能は、外側領域の陥凹部分である、請求項７に記載のレンズモジュール。
【請求項１０】
外側領域に対称的に配置された第二のアライメント機能をさらに備える、請求項７に記載のレンズモジュール。
【請求項１１】
前記開口は、レーザービームの水平幅と鉛直高さとのうちの少なくとも１つを画定する、請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項１２】
前記開口は、半楕円形、楕円形、長方形、円形および自由形状のうちの１つを有する、請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項１３】
円筒形のレンズホルダをさらに備える、請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項１４】
レンズホルダをさらに備える、請求項１に記載のレンズモジュールであって、該レンズホルダは第一の端部と第二の端部とを備え、該第一の端部と該第二の端部とのうちの１つは開口を備える、レンズモジュール。
【請求項１５】
前記レンズ開口はレーザービームの幅を画定し、前記レンズホルダ開口はレーザービームの高さを画定する、請求項１４に記載のレンズモジュール。
【請求項１６】
前記レンズ開口はレーザービームの高さを画定し、前記レンズホルダ開口はレーザービームの幅を画定する、請求項１４に記載のレンズモジュール。
【請求項１７】
集束レンズと、
該集束レンズの一部である開口であって、該開口は、全反射の臨界角よりも大きな角度で配置される少なくとも１つの面によって形成される、開口と、
レンズホルダと、
を備える、レンズモジュール。
【請求項１８】
光を受光する第一の面を備える集束レンズであって、該第一の面は、回転対称形状と非回転対称形状とのうちの１つを有し、該集束レンズは、該集束レンズを出射する光を集束する第二の面を備える、集束レンズと、
アライメント機能と、
を備える、レンズモジュール。
【請求項１９】
全反射の臨界角よりも大きな角度で、前記第二の面の一部として配置される、少なくとも１つの面によって形成される開口をさらに備える、請求項１８に記載のレンズモジュール。
【請求項２０】
レンズホルダをさらに備える、請求項１９に記載のレンズモジュールであって、該レンズホルダは第一の端部と第二の端部とを備え、該第一の端部と該第二の端部とのうちの１つは開口を備える、レンズモジュール。
【請求項２１】
レーザーと、
集束レンズと該集束レンズの一部である開口とを備えるレンズモジュールであって、該開口は、全反射の臨界角よりも大きな角度で配置される少なくとも１つの面によって形成される、レンズモジュールと、
センサと、
を備える、スキャンモジュール。
【請求項２２】
前記スキャンモジュールは、スキャン装置の一部である、請求項２１に記載のスキャンモジュール。
【請求項２３】
前記集束レンズは、光が集束レンズに入射する面と光が集束レンズを出射する面とを備え、該入射面と該出射面とのうちの少なくとも１つにおいて光の集束が生じる、請求項２１に記載のスキャンモジュール。
【請求項２４】
前記開口は、前記出射面に形成される、請求項２３に記載のスキャンモジュール。
【請求項２５】
前記入射面と前記出射面とのうちの１つは、回転対称形状と非回転対称形状とのうちの１つを有する、請求項２３に記載のスキャンモジュール。
【請求項２６】
前記レンズモジュールはレンズホルダをさらに備え、該レンズホルダは第一の端部と第二の端部とを備え、該第一の端部と該第二の端部とのうちの１つは開口を備える、請求項２１に記載のスキャンモジュール。
【請求項２７】
前記レンズ開口はレーザービームの幅を画定し、前記レンズホルダ開口はレーザービームの高さを画定する、請求項２６に記載のスキャンモジュール。
【請求項２８】
前記レンズ開口はレーザービームの高さを画定し、前記レンズホルダ開口はレーザービームの幅を画定する、請求項２６に記載のスキャンモジュール。
【請求項２９】
レーザービームを成形する方法であって、該方法は、
レンズモジュールに光を向けるステップを包含し、
該レンズモジュールは、
集束レンズと、
該集束レンズの一部である開口であって、該開口は全反射の臨界角よりも大きな角度で配置される少なくとも１つの面によって形成される、開口と、
を備える、方法。
【請求項３０】
前記レンズモジュールはレンズホルダをさらに備え、該レンズホルダは第一の端部と第二の端部とを備え、該第一の端部と該第二の端部とのうちの１つは開口を備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記集束レンズはガラスから製造される、請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項３２】
前記集束レンズはプラスチックから製造される、請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項３３】
前記集束レンズの入射面と出射面とのうちの少なくとも１つは、その面上に配置された回折パターンを有する、請求項３２に記載のレンズモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品に関し、より詳細には、例えばデータ収集装置用の、集積部品（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）を備えるレンズモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
統一商品コード（ＵＰＣ）および／または欧州統一商品番号（ＥＡＮ）などの、数値情報および他の情報を視覚形態に符号化するための、多数の基準がある。これらの数値コードによって、企業は、製品および製造者を特定し、膨大な在庫を維持し、同様のシステムなどの下で他種多様の対象物を管理することが可能となる。製品のＵＰＣおよび／またはＥＡＮはデータフォームとして製品に印刷され、ラベル表示され、エッチングされ、または他の方法で貼付される。
【０００３】
データフォームは、数値および他の情報を視覚形態に符号化する、任意の印である。例えば、データフォームは、バーコード、二次元コード、対象物上の記号、ラベル、署名、標示などであり得る。バーコードは、幅の異なる一連の濃淡矩形領域からなる。濃淡領域は、ＵＰＣの数を表すように配列され得る。さらに、データフォームは、製品に限定されない。データフォームは重要な対象物、場所などを特定するために使用され得る。また、データフォームは、商標画像、人物の顔などの他の対象物でもあり得る。
【０００４】
例えば、レーザー型バーコードスキャナなどの装置を使用して、データフォームを復号化し、そこから自動的に製品情報を取得することができる。公知のレーザースキャナは、ビーム成形光学素子を備え、レーザービームを形成する。例えば、低コントラストかつ印刷品質の粗悪なバーコードにおいてスキャナ性能を向上させるためには、楕円形のレーザースポットが好ましい。楕円形のレーザースポットは、例えば非点収差を有する光学部品をビーム成形光学素子に追加することによって、レーザースポットの鉛直高さを伸張することによって形成され得る。非点収差を有する光学部品は、例えば、円柱形のレンズまたは鏡であり得る。スキャナ内の円柱形の部品の正確な配向が、一定したスキャナ性能には重要となる。例えば、レンズが９０度ずれる場合には、レーザースポットは水平方向に伸張され、性能は向上しない。
【０００５】
図２は、レーザー２０５、集束レンズ２１５、円柱レンズ２２０、レンズホルダ２１０、および開口２２５を備える例示的なビーム成形アセンブリ２００を示す。レーザー光は、集束レンズ２１５によって集束され、円柱レンズ２２０によって伸張され、さらに開口２２５によって成形される。開口２２５は、例えば、長方形、楕円形等の非回転対称形状を有し得る。開口を生成する例示的方法は、レンズホルダ等の不透明材料の中に孔をダイカスティングすることである。一般に、大量生産の環境においては、開口のサイズおよびエッジの品質を制御することが困難な場合がある。これは、例えば、開口のエッジ部分における閃光および仕様を外れたサイズ等の、開口の欠陥を生じさせる。
【０００６】
図示されてはいないが、レンズホルダ２１０は、スキャナ内のレンズモジュールの適切な配向を支援するアライメント機能を備える。アセンブリ２００を構成するときには、円柱レンズ２２０を開口２２５および／またはレンズホルダのアライメント機能に対して適切に配向することが非常に重要であり、適切に配向されない場合には、レンズモジュールをスキャナ内に配置した際にレーザービームが不適切に成形されることになる。
【０００７】
従って、スキャナのビーム成形アセンブリ構造を単純化することが望ましい。また、大量生産による開口の品質を向上させることが望ましい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書において記載され、特許請求される本発明は、この、およびその他のニーズを満たすものであり、そのことは本明細書の教示から明らかとなる。
【０００９】
本発明に従って実装されるレンズモジュールは、集束レンズ、および集束レンズの一部である開口を備える。開口は、全反射の臨界角よりも大きな角度でレンズ上に配置される、少なくとも一つの面によって形成される。開口の形状は、集束レンズ上に臨界角をなす面を配置することによって形成され得る。角度をなす面によって被覆された集束レンズの表面領域は光を反射し、一方では、角度をなす面によって被覆されていない集束レンズの表面領域は開口を形成して、光を通過させる。
【００１０】
開口は、半楕円形、楕円形、長方形、円形、自由形状等を有し得、開口はレーザービームの水平幅または鉛直高さを画定し得る。
【００１１】
集束レンズは、光が集束レンズに入射する面と光が集束レンズを出射する面とを備える。いずれの面も、レンズに入射する光を集束するように形成され得る。一部の実施形態において、反対面が、例えば、円柱形の面などの非回転対称形状を有し、ビームスポットの鉛直高さを伸張し、スキャナ性能を向上させ得る。開口を形成する角度をなす面は、レンズの既存の面に形成される。
【００１２】
非回転対称面を備える本発明の実施形態において、レンズの不適切な設置はビームスポットの不適切な伸張を生じさせ、スキャナ性能を低減し得るために、スキャン装置に対する面の配向／アライメントは重要である。従って、一部の本発明の実施形態は、レンズモジュールにアライメント機能を備える。アライメント機能は、突出部材、陥凹部等であり得る。
【００１３】
本発明の一部の実施形態において、レンズモジュールは、円筒形のレンズホルダをさらに備える。一体型の集束レンズ／円柱面／開口は、配向を気にせずに円筒形のレンズホルダに挿入され得る。
【００１４】
本発明の代替案の実施形態において、レンズホルダは、それ自身の回転対称開口を有し得る。従って、レンズ開口は、レーザービームの幅またはレーザービームの高さのいずれかを画定し、レンズホルダ開口は、レーザービームの他の寸法を画定する。一部のレンズホルダ開口は非回転対称であり得るが、それらのレンズホルダの中では、レンズおよび開口の配向が重要となる。
【００１５】
本発明の実施形態に従って実装される代替案のレンズモジュールは、集束レンズ、開口、およびレンズホルダを備える。集束レンズの一部である開口は、全反射の臨界角よりも大きな角度で配置された集束レンズ上の少なくとも一つの面によって形成される。
【００１６】
本発明の実施形態に従って実装される別のレンズモジュールは、集束レンズおよびアライメント機能を備える。集束レンズは、光を受光するための第一の面、および集束レンズを出射する光を集束するための第二の面を備える。第一の面は、例えば球形などの回転対称形状、または例えば円柱形などの非回転対称形状である。この例示的なレンズはまた、開口および／またはレンズホルダを備え得る。
【００１７】
本発明の他の目的および特長は、添付の図面に関連して考慮される、後述の詳細な説明から明白となる。しかしながら、図面は、単に例示の目的のために描かれており、本発明の範囲を定義するために描かれたものではないことが、理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図面は尺度に従っておらず、単なる例示であり、同じ参照番号はいくつかの図にわたり同じ構成要素を示す。
【００１９】
添付の図面を参照して、レンズモジュールのいくつかの例示的な実施形態を図示および説明する。
【００２０】
例えば楕円形などの鉛直に伸張された形状のレーザースポットは、データフォームを伸張方向から垂直の方向にスキャンする場合に望ましい。従って、少なくとも本理由により、スキャン装置は、レーザービームを好適な形状に形成するビーム成形アセンブリを備える。例えば、円柱形の光学部品および開口が、レーザービームを適切に成形するために使用され得る。しかしながら、円柱形のレンズおよび多くの開口は非回転対称であるために、レーザースポットが確実に鉛直に伸張されるために、スキャン装置に対するレンズおよび開口の配向が重要となる。
【００２１】
多くのスキャン装置は、ビーム成形アセンブリがスキャン装置に正確に挿入されることを確実にするために、開口およびアライメント機能を有するレンズホルダを使用する。これは、レンズをレンズホルダに適切に挿入し、開口を正確かつ一貫して再現しなければならないために、ビーム成形アセンブリの構造に追加のステップを付加し、それ故に連鎖的な機械公差を生じる。円柱レンズおよびアライメント機能の適切なアライメント／配向における任意の偏差は、スキャン装置の配向に対して不適切なビーム成形をもたらし、従ってスキャン性能の低減をもたらす。さらに、開口の欠陥もまた、不適切なビーム成形およびスキャナ性能低下の原因となり得る。
【００２２】
本発明に従って実装される例示的なレンズモジュールは、結合されたレンズ部品内で集束レンズと開口とを結合することによって、機械公差の数を減少させる。開口は、全反射の臨界角よりも大きな角度でレンズ上に配置される、集束レンズの一部である面によって形成される。臨界角となる角度をなす面によって覆われた集束レンズの領域は光を反射し、角度をなす面によって覆われない領域は、光を通過させる開口を形成する。ある実施形態において、レンズは、プラスチックから成形および製造され得、開口は、容易かつ正確に再現され得る。
【００２３】
本発明の一部の実施形態において、開口は、レーザービームの高さおよび幅の両方を画定する。他の実施形態において、機械加工、モールド法または他の方法で形成された、開口を有するレンズホルダは、レーザービームの１つ以上の寸法を成形するために使用され得る。さらに他の実施形態において、レーザー光源の形状が、レンズ開口およびレンズホルダ開口の一方または両方と組み合わせて、レーザービームを成形するために使用され得る。
【００２４】
一部の実施形態において、機械公差は、例えば円柱形の鏡またはレンズなどの非回転対称光学面をレンズモジュールに含むことによって、さらに低減され得る。他の実施形態において、例示的なレンズモジュールは、スキャンモジュール内でレンズモジュールを適切に配向するように支援するための、アライメント機能を備え得る。アライメント機能および開口は、両方ともに直接レンズモジュール上に配置されるため、レンズホルダが使用される実施形態では、単純な円筒形のレンズホルダのみが必要となる。レンズは、レンズホルダに対して配向される必要はない。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態に従って実装される例示的な装置１００を示す。装置１００は、例示的な実施形態において、携帯用スキャナ、モバイルコンピュータ、端末機などであり得る。装置１００は、処理モジュール１０５、スキャンモジュール１１５、およびバス１２５によって互いに連結されたメモリ１２０を備える。装置１００のモジュールは、ソフトウェア、ハードウェア、ソフトウェアをエミュレートするハードウェア、およびプログラム書き換え可能なハードウェアの任意の組み合わせとして実装され得る。バス１２５は、装置１００の異なるモジュールの相互運用性を示すための例示的なバスである。種々の実施形態においては、１つをこえるバスが存在し得、一部の実施形態においては、特定のモジュールは、バス１２５に連結せずに直接連結され得る。さらに、一部のモジュールは他のモジュールと結合され得る。
【００２６】
処理モジュール１０５は、例示的な実施形態において、１つ以上の中央演算処理モジュール（ＣＰＵ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などとして実装され得る。ある実施形態において、処理モジュール１０５は、汎用ＣＰＵを備え得る。他の実施形態において、処理モジュール１０５のモジュールは、処理モジュール１０５のメモリ内で、特定の機能を果たすように事前プログラムされ、または配線接続され得る。代替案の実施形態において、処理モジュール１０５の１つ以上のモジュールは、例えばメモリ１２０から異なる処理をロードされ、複数の機能を果たすことが可能なＦＰＧＡとして実装され得る。処理モジュール１０５は上述のプロセッサの任意の組み合わせを備え得る。
【００２７】
メモリ１２０は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、および例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）および／またはフラッシュメモリなどの書き換え可能メモリとして実装され得る。メモリ１２０は、図１において単一モジュールとして図示されているが、一部の実施形態において、メモリ１２０は１つをこえるメモリモジュールを備え得、一部のメモリ１２０は、例えば処理モジュール１０５などの装置１００の他のモジュールの一部であり得る。
【００２８】
例えば携帯用スキャナなどの例示的な装置１００は、データ収集方法１４５、信号処理方法１５０、電力管理方法１５５およびインターフェース方法１６０をメモリ内に保存し得る。
【００２９】
電力管理方法１５５は、装置１００によって消費される電力を管理する。一部の実施形態において、装置１００は、所与の時間に動作が検知されないときには、節電モードに切り替えることができる。節電モードは、装置１００の電源を完全に切ることもできるし、あるいは装置の操作速度を低下させたり、他の節電方法を起動することもできる。
【００３０】
装置１００は、スキャンモジュール１１５およびデータ収集方法１４５を使用して、目標データフォームからの情報を取得し得る。スキャンモジュール１１５は、レーザー１１０、レンズモジュール１３０およびセンサ１７０を備える。データフォームは、レンズモジュール１３０によって集束および成形され、レーザー１１０によって放出される光を使用して、装置１００によってスキャンされる。センサ１７０は、装置１００に戻ってくる光を受光し、装置１００は、例えば信号処理方法１５０を使用して戻り光を読み取る。非逆反射型スキャンモジュールでは、レーザーは、小型のスキャン鏡を用いてデータフォームをスキャンし、戻り光は大型のセンサによって読み取られる。逆反射型スキャンモジュールでは、同じスキャン鏡がスキャンパターンを生成し、戻り光を読み取りのためにセンサに向けて反射する。
【００３１】
装置１００は、端末機に連結された携帯用スキャナ、またはスキャンエンジンを備えた携帯用コンピュータであり得る。これらの装置は、複数の異なる通信プロトコルを有し得る。また、単一の装置は、いくつかの異なる種別の他の装置と連結され得る。かくして、装置はインターフェース方法１６０を使用して、復号化されたデータフォームを異なる通信プロトコルに変換し得る。
【００３２】
図１の例示的な実施形態は、個別の構成要素として、データ収集方法１４５、信号処理方法１５０、電力管理方法１５５およびインターフェース方法１６０を示すが、これらの方法は、本構成に限定されるものではない。本明細書に記載の各方法およびデータベースは、全体的または部分的に個別の構成要素であり得、あるいは相互運用または共有操作を行い得る。さらに、その方法はメモリ１２０内に記述されているが、代替案の実施形態においては、その方法は、例えば処理モジュール１０５などの他の装置モジュールのメモリ内に、恒久的にまたは動的に組込まれ得る。
【００３３】
図３〜図５は、本発明の実施形態に従って実装される例示的なレンズモジュール３００を示す。例えば、レンズモジュール３００は、装置１００のレンズモシュール１３０として実装され得る。レンズモジュール３００は、壁で囲まれた外側領域３１０、第一の側部３５０および第二の側部３６０を備える円柱形のレンズである。また、例示的なレンズモジュール３００は、特定のモールドプロセスによって必然的に生じる、平坦な側部３５５を備える。本発明の代替案の実施形態において、レンズモジュール３００は、別のモルールドプロセスまたはレンズモジュール３００を形成する一部の他の方法を使用して、平側部を有せずに作られ得る。
【００３４】
アライメント機能３２０および３２１が、第一の側部３５０上の外側領域３１０から延在する。例示的なレンズモジュール３００において、アライメント機能は、外側領域３１０から延在する半円形である。代替案の実施形態において、アライメント機能は、レンズモジュール３００、平坦な側部３５５などの上の陥凹領域、マークであり得る。レンズモジュール３００上のアライメント機能がどのような形態であっても、スキャンモジュールは相補的なアライメント機能を備え、それは、レンズモジュール３００のスキャンモジュールへの適切な挿入を確実にする。例えば、レンズモジュール３００を受容するスキャンモジュールは、一組の相補的な陥凹領域を備え、延在する半円形を受容する。
【００３５】
本発明の代替案の実施形態において、レンズモジュール３００は、外側領域を有さずに形成され得る。本実施形態においては、アライメント機能は、集束レンズの表面上に置かれ得る。
【００３６】
レンズモジュール３００がスキャンモジュール内に配置されるときには、第一の側部３５０は、レーザー光源に直面し、光を受光する。面３２５は、回転対称または非回転対称に作られ得る。円筒面などの非回転対称面を使用することによって、楕円形の光線スポットが生成され、スキャナ性能が向上する。
【００３７】
レーザー光は、第二の側部３６０からレンズモジュール３００を出射する。第二の側部３６０は、集束面３０６および開口３０５を備える。開口３０５は、平面３１５〜３１８によって形成される。面３１５〜３１８は、レンズモジュール３００の全反射の臨界角よりも大きい角度に置かれる。臨界角（Ｃ）は、Ｃ＝ｓｉｎ−１（ｎ２／ｎｌ）として定義され、ここでＣは第一および第二の媒質の境界に対して直交する線からの角度であり、ｎｌおよびｎ２はそれぞれ第一および第二の媒質の屈折率である。ｎ２＜ｎｌの場合には、Ｃより大きい角度で入射する光線は、全反射（ＴＩＲ）される。
【００３８】
面３１５〜３１８に衝突する光は反射されるために、面によって覆われていない領域が開口３０５を形成し、光を通過させる。図６および図７は、レンズモジュール３００に入射および出射する光の挙動を示す。図示されるように、光はレンズモジュール３００の第一の側部３５０に入射する。その後、角度をなす面３１５〜３１８に衝突する光は反射され、一方では、光は開口３０５を通過し、面３０６によって集束される。本発明の代替案の実施形態においては、面３０６は非回転対称形状を有し、面３２５がレンズモジュール３００に入射する光を集束し得る。
【００３９】
一実施形態において、レンズモジュール１３０は耐熱材料（例えば、ガラス）から製造され得る。この場合には、装置１００が異なる温度の環境下で使用される場合にも、レンズモジュール１３０の特性および／または寸法が大幅に変更されることはない。例えば、耐熱材料によって、装置１００が暑い環境と寒い環境との間を移動するときにも、形状が変化することはない。従って、レンズモジュール１３０を通過する光は、異なる環境下で歪曲されることはない。別の実施形態において、レンズモジュール１３０は、非耐熱材料（例えば、プラスチック）から製造され得る。非耐熱材料は耐熱材料よりも安価であるが、暑い環境や寒い環境下で特性および／または寸法を変化させ得る。従って、非耐熱材料を通過する光は歪曲され得る。レンズモジュール１３０に非耐熱材料を使用するときには、第一および／または第二の側部３５０、３６０に所定のパターンが適用され、通過する光の歪曲を低減し熱的に安定させ得る。一実施形態において、所定のパターンは、例えば格子または一連の同心円などの回折パターンである。別の実施形態において、温度補償型レンズが、所定のパターンをその側部に適用することによって、非耐熱材料から生成され得る。
【００４０】
本発明の一部の実施形態において、レンズモジュール３００は、レンズホルダをも備え得る。図８は、円筒形のレンズホルダ８００内に挿入された集束レンズ部品３００’を示す。レンズホルダはアライメント機能または開口を含まない。従って、レンズホルダ８００は簡単に製造される。また、レンズ部品３００’は、レンズ部品３００’とレンズホルダ８００との間の配向を監視せずに、円筒形のレンズホルダ８００に挿入され得る。
【００４１】
レンズ部品３００’の開口３０５は、ビームの全体形状を決定するように形成され得る。例えば、本発明の異なる実施形態において、開口は、伸張された半楕円形、長方形、円形、自由形状などを有し得る。他の実施形態において、開口３０５は、例えば高さまたは幅などのレーザービームの一寸法を画定し、別の部品がレーザービームの他の寸法を画定する。
【００４２】
本発明の実施形態において、高さよりも大きな幅を有する長方形に成形された光源が使用され得る。かくして、レーザービームの高さは光源によって決定され、レーザービームの幅は開口によって決定される。
【００４３】
本発明の別の実施形態において、レンズ部品は開口を備えるレンズホルダに挿入され得る。図９および図１０は、レンズ部品３００’を備えるレンズモジュール、および円形の開口９０５を備えるレンズホルダ９００を示す。本実施形態において、レンズホルダ開口９０５は回転対称形であるために、レンズ部品３００’およびレンズホルダ９００の配向を監視せずに、レンズ部品３００’はレンズホルダに挿入され得る。また、円形の開口を有するレンズホルダは、容易かつ正確に製造され得る。例えば、レンズホルダ９００は機械加工され得る。代替案の実施形態において、レンズホルダ９００は非回転対称開口を有し得る。開口９０５はレンズホルダの一部として作られ得、あるいは本発明の他の実施形態においては、開口はレンズホルダの端部に嵌合するプレート上に置かれ得る。
【００４４】
図９および図１０において、レーザービームの高さはレンズホルダ開口９０５によって画定され、レーザービームの幅はレンズ開口３０５によって画定される。図９に図示されるように、臨界角で傾斜して光を反射する面３１５および３１７は、レンズホルダ開口９０５を通して見えるが、光を通過させない。代替案の実施形態において、レーザービームの高さはレンズ開口３０５によって画定され、レーザービームの幅はレンズホルダ開口９０５によって画定される。レーザービームの高さおよびレーザービームの幅の両方ともが独立に調整され得、所望のスキャナ性能に対して最適化される。
【００４５】
上述の実施形態は、データフォームスキャン環境における本発明について記載しているが、本発明の結合レンズモジュールは、任意のビーム成形用途において使用可能である。例えば、レーザーポインタ、レーザープロジェクタ、光学ディスク読み取り用レーザー、レーザー誘導装置などがあるが、これらに限定されない。
【００４６】
本発明の基本的な新規特性が、好適な実施形態に適用されたものとして、図示され、記述され、指摘されたが、本発明の精神から逸脱することなく、開示された発明の形態および詳細における種々の省略、代用、変更が当業者によってなされ得ることが、理解されるべきである。従って、本明細書に添付される請求項の範囲によって示される範囲のみに限定されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に従って実装される例示的な装置を示す。
【図２】図２は、公知の光学アセンブリを示す。
【図３】図３〜図５は、本発明の実施形態に従って実装されるレンズモジュールのいくつかの図を示す。
【図４】図３〜図５は、本発明の実施形態に従って実装されるレンズモジュールのいくつかの図を示す。
【図５】図３〜図５は、本発明の実施形態に従って実装されるレンズモジュールのいくつかの図を示す。
【図６】図６は、本発明の実施形態に従って実装される全反射を使用して形成される例示的な開口を示す。
【図７】図７は、本発明の実施形態に従って実装される全反射を使用して形成される例示的な開口を示す。
【図８】図８は、本発明の実施形態に従って実装される、２つの開口端を有する円筒形レンズホルダを備える、例示的なレンズモジュールを示す。
【図９】図９は、本発明の実施形態に従って実装される、不透明な開口を有するレンズホルダを備える、例示的なレンズモジュールを示す。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態に従って実装される、不透明な開口を有するレンズホルダを備える、例示的なレンズモジュールを示す。
【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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【国際調査報告】
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