(57)【要約】複数のバーコードエレメントを有する標的バーコードを読み取るための携帯電気光学スキャナ。該携帯スキャナは、走査モジュールおよび光学系をサポートする筐体を含む。該走査モジュールは、走査ビームで該標的バーコードを電気光学的に走査し、該バーコードから戻る反射光を収集する。該走査モジュールは、ビーム源と、走査ビームを該標的バーコードと交差する走査平面に沿って、繰り返し走査させるようにするビーム誘導装置と、該標的バーコードから光を受ける光検出器回路網とを含む。該光学系は、射出窓と、集光レンズと、反射表面とを含む。該走査ビームは、該筺体を出るとき、該射出窓を通る。該集光レンズは、該標的バーコードから反射光を受け、該焦点に該反射光を導く。該焦点は、該走査ビームの該走査平面上に存在する。該反射表面は、該集光レンズを通る該反射光を再配向し、該光検出器回路網に導くために、該集光レンズと該焦点との間に配置される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバーコードエレメントを有する標的バーコードを読み取るための携帯電気光学スキャナであって、該携帯スキャナは、
ａ）走査モジュールおよび光学系をサポートする筐体を備え、
ｂ）該走査モジュールは、走査ビームで該標的バーコードを電気光学的に走査し、該バーコードから戻る反射光を収集し、該走査モジュールは、走査ビームを発するビーム源と、該走査ビームを該標的バーコードと交差する走査平面に沿って、繰り返し走査させるビーム誘導装置と、該標的バーコードから光を受ける光検出器回路網とを含み、
ｃ）該光学系は、
１）該走査ビームが、該筺体を出るときに通る射出窓と、
２）該標的バーコードから反射光を受け、該レンズの焦点に該反射光を配向する集光レンズであって、該焦点が、該走査平面上に位置する、集光レンズと、
３）該集光レンズを通る該反射光を、該光検出器回路網に再配向するために、該集光レンズと該集光レンズ焦点との間に配置された反射表面と
を含む、
携帯電気光学スキャナ。
【請求項２】
前記射出窓と前記集光レンズとは、一体型である、請求項１に記載の携帯電気光学スキャナ。
【請求項３】
前記射出窓と前記集光レンズとは、単一の成形品から製造される、請求項１に記載の携帯電気光学スキャナ。
【請求項４】
前記反射表面は、該反射表面の法線に対して測定された臨界角より大きい角度で該反射表面上に入射する反射光の光線の全反射によって、該反射光を再配向する、請求項１に記載の携帯電気光学スキャナ。
【請求項５】
前記反射表面は、該反射表面に塗布された反射コーティングを含む、請求項１に記載の携帯電気光学スキャナ。
【請求項６】
前記ビーム誘導装置は、回転ミラーである、請求項１に記載の携帯電気光学スキャナ。
【請求項７】
複数のバーコードエレメントを有する標的バーコードを読み取るように適合されている携帯電気光学スキャナ用光学アセンブリであって、該携帯スキャナは、走査モジュールおよび該光学アセンブリをサポートする筐体を含み、該走査モジュールは、走査ビームで該標的バーコードを走査し、該バーコードから戻る反射光を収集し、該走査モジュールは、走査ビームを発するビーム源と、該走査ビームを該標的バーコードと交差する走査平面に沿って、繰り返し走査させるビーム誘導装置と、該標的バーコードから光を受ける光検出器回路網とを含み、該光学アセンブリは、
１）該走査ビームが、該筺体を出るときに通る射出窓と、
２）該標的バーコードから反射光を受け、該レンズの焦点に該反射光を配向する集光レンズであって、該レンズの該焦点は、該走査平面上に位置する、集光レンズと、
３）該集光レンズを通る該反射光を、該光検出器回路網に再配向するために、該集光レンズと該集光レンズ焦点との間に配置された反射表面と
を備える、光学アセンブリ。
【請求項８】
前記射出窓と前記集光レンズとは、一体型である、請求項７に記載の光学アセンブリ。
【請求項９】
前記射出窓と前記集光レンズとは、単一の成形品から製造される、請求項７に記載の光学アセンブリ。
【請求項１０】
前記反射表面は、該反射表面の法線に対して測定された臨界角より大きい角度で該反射表面上に入射する反射光の光線の全反射によって、該反射光を再配向する、請求項７に記載の光学アセンブリ。
【請求項１１】
前記反射表面は、該反射表面に塗布された反射コーティングを含む、請求項７に記載の光学アセンブリ。
【請求項１２】
複数のバーコードエレメントを有する標的バーコードを走査ビームで走査して、該バーコードから戻る反射光を収集することによって、該標的バーコードを読み取るように適合されている携帯電気光学スキャナ用走査モジュールであって、該走査モジュールは、
ａ）走査ビームを発するビーム源と、
ｂ）該走査ビームを該標的バーコードと交差する走査平面に沿って、繰り返し走査させるビーム誘導装置と、
ｃ）該標的バーコードから光を受ける光検出器回路網と、
ｄ）光学系であって、
１）該走査ビームが該標的バーコードに向かって移動するとき、該ビームが通る射出窓と、
２）該標的バーコードから反射光を受け、該走査ビームの該走査平面と交差する焦点に該反射光を配向する集光レンズと、
３）該集光レンズを通る該反射光を、該光検出器回路網に再配向するために、該集光レンズと該集光レンズ焦点との間に配置された反射表面と
を含む、光学系と
を備える、走査モジュール。
【請求項１３】
前記射出窓と前記集光レンズとは、一体型である、請求項１２に記載の走査モジュール。
【請求項１４】
前記射出窓と前記集光レンズとは、単一の成形品から製造される、請求項１２に記載の走査モジュール。
【請求項１５】
前記反射表面は、該反射表面の法線に対して測定された臨界角より大きい角度で該反射表面上に入射する反射光の光線の全反射によって、該反射光を再配向する、請求項１２に記載の走査モジュール。
【請求項１６】
前記反射表面は、該反射表面に塗布された反射コーティングを含む、請求項１２に記載の走査モジュール。
【請求項１７】
複数のバーコードエレメントを有する標的バーコードを読み取るための携帯電気光学スキャナであって、該携帯スキャナは、
ａ）走査モジュールおよび光学系をサポートする筐体を備え、
ｂ）該走査モジュールは、走査ビームで該標的バーコードを電気光学的に走査し、該バーコードから戻る反射光を収集し、該走査モジュールは、走査ビームを発するビーム源と、該走査ビームを該標的バーコード全体にわたる走査平面に沿って、繰り返し走査させるビーム誘導装置と、該標的バーコードから光を受ける光検出器回路網とを含み、
ｃ）該光学系は、
１）該走査ビームが、該筺体を出るときに通る射出窓と、
２）該標的バーコードから反射光を受け、該レンズの光軸が該走査ビームの該走査平面と交差する焦点に該反射光を配向する集光レンズと、
３）該集光レンズを通る該反射光を、該光検出器回路網に再配向するために、該集光レンズと該集光レンズ焦点との間に配置された反射表面と
を含む、
携帯電気光学スキャナ。
【請求項１８】
前記射出窓と前記集光レンズとは、一体型である、請求項１７に記載の携帯電気光学スキャナ。
【請求項１９】
前記射出窓と前記集光レンズとは、単一の成形品から製造される、請求項１７に記載の携帯電気光学スキャナ。
【請求項２０】
前記反射表面は、該反射表面の法線に対して測定された臨界角より大きい角度で該反射表面上に入射する反射光の光線の全反射によって、前記反射光を再配向する、請求項１７に記載の携帯電気光学スキャナ。
【請求項２１】
前記反射表面は、該反射表面に塗布された反射コーティングを含む、請求項１７に記載の携帯電気光学スキャナ。
【請求項２２】
前記ビーム誘導装置は、回転ミラーである、請求項１７に記載の携帯電気光学スキャナ。
【請求項２３】
複数のバーコードエレメントを有する標的バーコードを読み取るように適合されている携帯電気光学スキャナ用光学アセンブリであって、該携帯スキャナは、走査モジュールおよび該光学アセンブリをサポートする筐体を含み、該走査モジュールは、走査ビームで該標的バーコードを走査し、該バーコードから戻る反射光を収集し、該走査モジュールは、走査ビームを発するビーム源と、該走査ビームを該標的バーコード全体にわたる走査平面に沿って、繰り返し走査させるビーム誘導装置と、該標的バーコードから光を受ける光検出器回路網とを含み、該光学アセンブリは、
１）該走査ビームが、該筺体を出るときに通る射出窓と、
２）該標的バーコードから反射光を受け、該レンズの光軸が該走査平面と交差する焦点に該反射光を配向する集光レンズと、
３）該集光レンズを通る該反射光を、該光検出器回路網に再配向するために、該集光レンズと該焦点との間に配置された反射表面と
を備える、光学アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、バーコードを読み取る電気光学スキャナに関し、より具体的には、全反射表面を組み込む集光システムを有する射出窓を含む非再帰性反射スキャナに関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
電気光学スキャナは、一次元バーコードおよび二次元バーコードを含むバーコードを読み取るために、幅広く使用される。スキャナは、典型的に、走査モジュールを含み、該走査モジュールは、走査ビームを生成し、該ビームをバーコードのような標的対象物全体に、繰り返し配向および走査し、該標的対象物から反射光を受け、該反射光をデジタル化して、デコードして、該バーコード内にコード化されている情報をデコードする。走査モジュールは、ハンドヘルドで携帯可能なスキャナの筺体の中にサポートされ、該スキャナもまた、該スキャナの電源および他の電子機器をサポートする。
【０００３】
走査モジュールの走査ビーム（典型的には、レーザダイオードによって発せられたレーザビーム）は、振動（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ）走査ミラーに導かれる。次いで、振動走査ミラーは、スキャナの射出窓を通って外向きにビームを導く。スキャナの射出窓は、外部環境から、スキャナ筺体の内部にサポートされたスキャナの内部コンポーネントを保護する機能を果たす。振動反射板が振動すると、走査ビームが、読み出されるべきバーコードのような標的対象物全体を振動させる。本質的には、ビームは、バーコード全体にわたって繰り返し移動するか、あるいは走査するビームスポットを生成する。
【０００４】
バーコードの淡色またはスペースのエレメントは、レーザビーム照明を反射し、バーコードの暗色または黒色のバーエレメントは、レーザビームを吸収する。標的バーコードからの反射光は、集光ミラーおよび／またはレンズのような反射表面によって受けられ、フォトダイオードのような光検出器回路網に導かれる。走査モジュールのフォトダイオードによって受けられるような反射光のパターンは、バーコードのパターンの表現である。すなわち、フォトダイオードが、反射光を受けているときのシーケンスは、バーコードのスペース全体にわたって移動するレーザビームスポットを表し、その一方で、フォトダイオードが、反射光を受けていないときのシーケンスは、暗色のバー全体にわたって移動するレーザを表す。レーザの往復運動の走査スピードまたは速度は既知であるので、フォトダイオードが反射光を受けている経過時間は、スペースに対応するバーコードエレメントの幅に変換され得、一方、フォトダイオードが反射光を受けていない経過時間は、バーに対応するバーコードエレメントの幅に変換され得る。
【０００５】
フォトダイオードは、反射光をアナログ信号に変換する光検出器回路網の一部である。走査モジュールは、フォトダイオードによって生成されたアナログ信号をデジタル化するために、Ａ／Ｄ変換器またはデジタイザを含む。デジタイザは、バーコードパターンを表すデジタルバーコードパターン（ＤＢＰ）信号を出力する。走査モジュールのデコーダは、ＤＰＢ信号を入力し、バーコードをデコードする。デコードされたバーコードは、典型的には、そのバーコードに添えられている製品に関するペイロード情報を含む。走査されたバーコードのデコードに成功すると、スキャナは、スキャナのオペレータに、バーコードの読み取りおよびデコードに成功したことを示すオーディオおよび／またはビジュアル信号を提供し得る。スキャナは、典型的には、オペレータにペイロード情報を表示するディスプレイと、バーコードからデコードされた情報を格納するメモリとを含む。
【０００６】
一つのタイプの電気光学スキャナは、再帰性反射スキャナと称され、再帰性の光の収集を用いる。再帰性反射スキャナにおいて、走査モジュールは、１）走査ビームを標的バーコードまたは別のミラーに導くことと、２）標的バーコードから反射光を受けて、その反射光を光センサ回路網に導くこととの双方を行うミラーを含む。別のタイプの電気光学スキャナは、非再帰性反射スキャナと称される。このような非再帰性反射スキャナにおいて、反射された照明を受け、その照明を光検出器回路網に導くミラーは、標的バーコードにレーザビームを導くミラーから物理的に分離する。
【０００７】
従来技術の携帯電気光学非再帰性反射スキャナは、図１に２００で示される。スキャナ２００は、走査モジュール２２０をサポートする筺体２１２を含み、走査モジュール２２０は、走査ビームを発するレーザダイオード光アセンブリ２３０を含む。走査ビーム（ＳＢ１でラベル付け）は、ミラー２５０に導かれ、ミラー２５０は、走査角βの間で垂直軸Ｙ−Ｙの周りを繰り返して振動する。再配向された走査ビーム（ＳＢ２でラベル付け）は、射出窓２１８を通って筺体２１２を出る。ミラー２５０の振動のために、走査ビームＳＢ２は、水平方向に繰り返し走査され、線形走査線ＳＬを形成する。
【０００８】
ビーム線ＳＢ２は水平に走査されるので、ビームは、水平走査線ＳＬ（図１）を形成し、水平走査線ＳＬは、バーコード１００全体にわたって伸びる。したがって、パイ形状の（ｐｉｅ  ｓｈａｐｅｄ）走査平面ＳＰは、振動ミラー２５０から放射して、形成される。標的バーコード１００を走査して、読み取るために、走査線ＳＬは、図１に示されるような標的バーコードと交差するように配置される。標的バーコード１００から反射された走査線ＳＬからの照明または光（図１でＲＳＢとラベル付け）は、集光レンズ２６０を通って、光検出器回路網２４０上に集束される。
【０００９】
非再帰性反射スキャナにおいて、集光レンズ２６０（またはレンズ系）は、典型的に、標的バーコード１００から反射された光を収集するために用いられ、反射された光線ＲＳＢを光検出器回路網２４０上に集束する。図１に示され得るように、集光レンズ２６０は、走査ビームＳＢ２から間隔を空けて置かれ、すなわち、走査ビームＳＢ２は、集光レンズを通らない。非再帰性反射スキャナの集光レンズ２６０における一つの問題は、視差効果から生じる。集光レンズ２６０が、ビーム線ＳＢ２から間隔を空けて置かれるので、レンズの光軸は、走査ビームＳＢ２と同じ軸上に存在せず、それゆえ、視差効果が存在する。レンズの光軸は、レンズ表面の湾曲部の中心を通る直線で規定される。走査平面ＳＰを通る中央の光線は、走査ビーム線の軸Ａ−Ａとして規定される。
【００１０】
例えば、図１に示されるように、集光レンズ２６０が、走査ビーム線の軸Ａ−Ａの上に垂直に配置される場合、視差効果のために、集光レンズは、「見る（ｓｅｅ）」ことが可能なビーム軸Ａ−Ａに直交する方向（すなわち、垂直な方向）に、追加の視野（図１でＦＯＶとラベル付け）を提供されなければならない。つまり、集光レンズは、走査線ＳＬからの反射光がバーコードを横切るとき、またはバーコード１００と交差するとき、その光を受けて、集束しなければならない。これは、走査線ＳＬは、垂直レベルで、レンズ２６０のレベルより低いバーコード１００と交差するからである。したがって、集光レンズ２６０は、標的バーコード１００上に衝突する走査線ＳＬからの反射光を「見る」ために、下方を向かなければならない。別の言い方をすれば、スキャナの前方ノーズＮに極めて近いバーコードと、より遠くにあるバーコードとを走査するとき、集光レンズ２６０は、走査線ＳＬからの反射光を「見る」ための垂直視野を有しなくてはならない。残念なことに、集光レンズ２６０の垂直視野を増やすことによって、より多くの周辺光（すなわち、走査線ＳＬからの反射でない光）が、光検出器回路網上に集束され、信号対ノイズ比を低下させ、一般に、標的バーコード１００のデコードに成功することが、より困難になるという不幸な結果を招く。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
望まれているのは、非再帰性反射スキャナにおいて、視差効果を実質的に排除する集光レンズ系である。また、必要とされているのは、走査ビーム軸に直交する方向における追加のＦＯＶに対する必要性を排除または低減する集光レンズ系である。また、必要とされているのは、光検出器回路網上に集束される周辺光の量を減らす集光レンズ系である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（発明の概要）
本発明は、複数のバーコードエレメントを有する標的バーコードを読み取るための携帯電気光学スキャナに向けられる。該携帯スキャナは、走査モジュールをサポートする筐体を含み、該走査モジュールは、走査ビームを用いて該バーコードによって該標的バーコードを電気光学的に読み取り、該バーコードから戻る反射光を収集するための走査モジュールであり、該走査ビームおよび該反射光は、該筺体によってサポートされた光学系を通る。該走査モジュールは、ビーム源と、ビーム誘導装置と、光検出器回路網とを含む。該ビーム源は、走査ビームを発し、該走査ビームは、該ビーム誘導装置によって、該標的バーコード全体にわたって、繰り返し走査される。該走査ビームの繰り返しの走査は、該ビーム誘導装置から発生するパイ形状の走査平面を規定する。
【００１３】
上記光学系は、一体型射出窓と、集光レンズと、反射表面とを含む。上記走査ビームは、該射出窓を通って上記筺体から出て、上記標的バーコードからの反射光は、該集光レンズによって受けられる。該集光レンズは、該走査ビームの該走査平面に位置する焦点に、該反射光を導くように構成される。換言すれば、該集光光学素子の光軸は、該走査平面と一致する。該反射表面は、該集光レンズによって集束された該反射光を上記光検出器回路網に導くために、該集光レンズと該集光レンズ焦点との間に配置される。
【００１４】
集光レンズの焦点を走査ビームの平面に存在させることによって、視差効果は実質的に排除される。したがって、集光レンズは、走査ビーム軸に直交する方向に、追加の視野を必要としない。さらに、集光レンズは、走査ビーム軸に直交する方向に、追加の視野を必要としないので、光検出器回路網上に衝突する周辺光の量を減らし、これによって、光検出器回路網によって出力される信号の信号対ノイズ比と、品質とを改善する。
【００１５】
一つの局面において、本発明は、複数のバーコードエレメントを有する標的バーコードを読み取るための携帯電気光学スキャナを特徴とする。該携帯スキャナは、
ａ）走査モジュールおよび光学系をサポートする筐体を含み、
ｂ）該走査モジュールは、走査ビームを用いて該標的バーコードを電気光学的に読み取り、該バーコードから戻る反射光を収集し、該走査モジュールは、走査ビームを発するビーム源と、該走査ビームを該標的バーコード全体にわたる走査平面に沿って、繰り返し走査させるビーム誘導装置と、該標的バーコードから光を受ける光検出器回路網とを含み、
ｃ）該光学系は、
１）該走査ビームが、該筺体を出るときに通る射出窓と、
２）該標的バーコードから反射光を受け、該走査ビームの該走査平面上に位置する焦点に該反射光を配向する集光レンズと、
３）該集光レンズを通る該反射光を、該光検出器回路網に再配向するために、該集光レンズと該集光レンズ焦点との間に配置された反射表面と
を含む。
【００１６】
本発明の例示的な実施形態のこれらおよび他の目的、利点、および特徴は、添付図面とともに、詳細に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（詳細な説明）
本発明の携帯電気光学スキャナが、図２に、１０で概略的に示される。スキャナ１０は、一次元バーコードおよび二次元バーコードと、郵便コードとのようなバーコードを走査して、デコードするために使用され得る。本明細書で使用される際、用語「バーコード」は、交互になっているバーとスペースとから構成されるバーコードシンボルパターンのみならず、ドットまたはマトリックスアレイパターンのような他のグラフィックパターンも、より一般的には、情報をコード化するために使用され得、スキャナ１０で走査され得、デコードされ得る対照的な検出された信号特性を結果としてもたらす異なる光反射率または表面特性の部分を有するインディシアも包含し、幅広く解釈されることを意図される。図１および図２は、製品１０２に添えられた標的一次元バーコード１００を示す。
【００１８】
本発明の一つの好ましい実施形態において、スキャナ１０は、ハンドヘルドで携帯可能なバーコードリーダである。スキャナ１０は、筺体１２の中にサポートされ、筺体１２は、ストックおよび在庫管理目的でバーコードを読み取るために、店舗、倉庫、またはプラントを歩き回る、あるいは車両で回るユーザによって持ち運びされ得、使用され得る。
【００１９】
しかしながら、本発明のスキャナ１０は、定置スキャナにおいても具現化され得るものと認識されるべきである。このようなスキャナ全てを含むことが、本発明の意図である。
【００２０】
スキャナ１０は、動作トリガ１３と、一式のユーザ入力キー１４と、デコードされた情報および／または他の情報を表示するためのビジュアルディスプレイ１５とを含む。標的バーコード１００の走査およびデコードに成功すると、音声出力をスキャナ１０のユーザに提供するスピーカ（図示せず）もまた、提供され得る。データ通信ポート（図示せず）および／または情報をリモートコンピュータシステムにアップロードおよびダウンロードするための無線トランシーバ（図示せず）もまた、提供される。動作トリガ１３、入力キー１４、ディスプレイ１５、および他の入力／出力コンポーネントは、筺体１２内にサポートされる回路網１６に結合される。
【００２１】
１つ以上のマイクロプロセッサの制御下で動作するスキャナ回路網１６は、非再帰性反射走査モジュール２０を含む。走査モジュール２０は、筺体２２によってサポートされ、筺体２２は、プリント回路基板ベース２４と、ベース２４からある角度で上向きに延び、角度を付けられた延びる回路基板２５とを含む。走査モジュール２０は、走査ビームＳＢ１を生成するためのレーザダイオードアセンブリ３０と、標的バーコード１００から反射された光を受けて、その光を該バーコード１００の暗いバーおよび明るいスペースのパターンが表すアナログ信号に変換するためのフォトダイオード４０ａを含む光検出器回路網４０とを含む。光検出器回路網４０によって出力されたアナログ信号は、スキャナ回路網１６の一部であるＡ／Ｄ変換器と、デコード回路網とによって、デジタル化され、デコードされる。
【００２２】
走査モジュール２０はまた、軸Ｙ−Ｙ（図２）の周りを弧を介して、または走査回転の角βの間で駆動メカニズムによって振動されるミラー５０を含む。ミラー５０は、レーザダイオードアセンブリ３０によって生成された走査ビーム線ＳＢ１と交差する。
【００２３】
レーザダイオードアセンブリ３０およびミラー５０は、プリント回路基板２４に取り付けられる。ダイオードアセンブリ３０は、走査ビームＳＢ１を生成するレーザダイオードおよび集束光学素子を含み、走査ビームＳＢ１は、ビーム反射ミラー５０に導かれ、ビーム線ＳＢ１は、振動ミラー５０によって、水平方向に反射され、再配向され、そして、走査される。再配向されたビーム線ＳＢ２は、標的バーコード１００を射出し、標的バーコード１００と交差する。ビーム線ＳＢ２は、水平に走査されるので、ビームは、バーコード１００全体にわたって拡がる水平な走査線ＳＬ（図２）を形成する。したがって、図２に破線で概略的に示されるように、パイ形状の走査平面ＳＰが、振動ミラー５０から放射して形成される。走査平面ＳＰの中央の光線は、図２のＡ−Ａでラベル付けされた走査ビーム線の軸を規定する。走査線ＳＬからの光は、標的バーコード１００から反射して離れ、光検出器回路網４０のフォトダイオード４０ａによって受けられ、デコード回路網によって、デコードされる。
【００２４】
（光学アセンブリ８０）
スキャナ１０は、新たな光学アセンブリまたは光学系８０を利用し、光学アセンブリまたは光学系８０は、一体型射出窓８２および集光レンズ８４を含む。集光レンズ８４の下部の平坦な表面は、光反射表面８６を含む。射出窓８２および集光レンズ８４は、成形されて（ｍｏｌｄｅｄ）、プラスチックからなる単一の一体型光学素子となり得ることが、有利である。光学素子８０は、アクリル、ポリカーボネート、またはＺＥＯＮＥＸ（登録商標）ポリマ樹脂（Ｚｅｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｌ．Ｐ．製、Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ，ＫＹ  ４０２１１）から製造され得る。当業者には、認識されるように、他の成形可能なプラスチックが使用され得る。代替として、射出窓８２と集光レンズとは、個別のコンポーネントであり得る。このような実施形態の双方を包含することが、本発明の意図である。
【００２５】
走査ビームＳＢ２は、射出窓８２を通って筺体を出る。射出窓８２は、走査ビーム線の軸Ａ−Ａに対してフラットであり得る。代替として、図２に示されるように、射出窓８２は、走査ビーム線の軸Ａ−Ａに対してわずかに傾斜されるか、あるいは上向きに角度を付けられ、レーザダイオード３０からの内部光散乱を最小化し得る。射出窓は、光学パワーがゼロであるフラットな光学部品である。しかしながら、ビーム成形の目的で必要に応じて、射出窓８２は、水平方向（すなわち、走査線ＳＬに沿った方向）または垂直方向（走査線ＳＬに直交する方向）のいずれかに、ゼロでない光学パワーを有するように構成され得る。
【００２６】
標的バーコード１００からの反射光は、図２で、一式の平行な光線ＲＳＢとして示される。典型的な走査距離（スキャナ１０のノーズＮからバーコード１００までの距離）で、反射光の光線ＲＳＢは、平行であるものと仮定され得る。集光レンズ８４は、走査ビーム軸Ａ−Ａと交差するレンズ８４の光軸に沿って、反射光の光線ＲＳＢが焦点Ｆに導かれるように、構成される。換言すると、レンズ８４の凸表面８８は、走査平面ＳＰ上に存在する焦点Ｆで、反射光の光線ＲＳＢを収斂／収集する。焦点Ｆが走査平面ＳＰ上にあると言われるとき、それは、視差効果が最小化またはかなり低減されるように、レンズ８４の焦点が、走査平面ＳＰ上、あるいはその非常に近くに位置することを意味する。
【００２７】
残念なことに、フォトダイオード４０ａは、焦点Ｆに、物理的に位置し得ない。なぜなら、レーザダイオードアセンブリ３０が、Ｆに、あるいはＦの近くに、物理的に位置してるからである。したがって、光反射表面８６は、集光レンズ８４とレンズの焦点Ｆとの間に配置される。表面８６上に浅い角度で、すなわち、表面８６の法線に対して測定されるときの臨界角（θＣ）より大きい角度で、反射光の光線が入射する場合、（屈折よりもむしろ）、これらの反射光の光線の全反射（ＴＩＲ）が起こり、反射光の光線は、反射表面８６によって、ＰＣ基板２５上に位置するフォトダイオード４０ａに導かれる。
【００２８】
臨界角（θＣ）は、
θＣ＝ｓｉｎ−１（ｎ２／ｎ１）
で定義され、ここで、θＣは、第一の媒体と第二の媒体との境界の法線からの角度であり、ｎ１およびｎ２は、それぞれ第一の媒体および第二の媒体の屈折率である。ｎ２＜ｎ１に対して、θＣより大きい角度で入射する光線は、全反射（ＴＩＲ）を受ける。ここでは、境界、すなわち、反射表面８６で、ｎ１は、レンズ８４の屈折率であり、その一方で、ｎ２は、空気の屈折率である。単なる例として、レンズ８４の屈折率が、ｎ１＝１．５であり、空気の屈折率が、ｎ２＝１．０であると仮定すると、
θＣ＝ｓｉｎ−１（ｎ２／ｎ１）
θＣ＝ｓｉｎ−１（１．０／１．５）
θＣ＝ｓｉｎ−１（０．６６７）
θＣ＝ｓｉｎ−１（０．６６７）
θＣ＝４１．８°
である。臨界角θＣ（約４２°）は、境界の法線、すなわち、反射表面８６の法線に対して測定されるので、法線から４２°より大きい角度で表面上に入射する反射光の任意の光線は、光線のＴＩＲを有する。換言すれば、反射表面８６と一致する水平軸から測定される、４８°より浅い角度で表面８６に入射する任意の反射光は、ＴＩＲを有する。例えば、図３において、反射光の光線ＲＳＢ２は、法線Ｎから破線で描かれた臨界角θＣを有する。光線ＲＳＢ２は、法線Ｎから測定される場合、臨界角より大きい入射角を有するので、光線ＲＳＢ２のＴＩＲが起こる。
【００２９】
追加として、光反射表面８６は、臨界角より大きな角度で、表面８６上に入射するこれらの反射光の光線を反射するために、銀のように光反射性の高いコーティングで、コーティングされ得る。しかしながら、集光レンズ８４の構成を適切に選択することによって、反射表面８６でのＴＩＲは、コーティングを必要とすることなく、達成され得ることが、認識されるべきである。すなわち、全ての光線が、臨界角より大きい角度で、表面８６上に入射する場合である。
【００３０】
図３に最適に示され得るように、光反射表面８６は、反射光の光線ＲＳＢの全反射（ＴＩＲ）を提供し、その光線を再配向して、レンズ８４を通って、ＰＣ基板２５上に位置するフォトダイオード４０ａに導く。
【００３１】
図４は、光学アセンブリ８０の概略的な上面図を提供する。図示され得るように、集光レンズ８４は、円筒状である。円筒状表面は、上から見られるとき、真っ直ぐに見える。しかしながら、集光レンズに対して、他の形状も使用され得る。例えば、図５において、光学アセンブリ８０’は、環状である射出窓８２’および集光レンズ８４’を含む。環状表面は、上から見られるとき、曲率半径Ｒを有する。光学アセンブリ８０’は、反射光の光線ＲＳＢを再配向して、フォトダイオード４０ａに導くために、ＴＩＲのための反射表面８４のような反射表面８４’を含む。代替として、集光レンズ８４の凸表面８８はまた、フレネルレンズであり得る。
【００３２】
本発明は、ある程度の詳細とともに記載されたが、本発明は、添付される請求項の精神または範囲に含まれる開示された設計からの改変および変更を全て含むことが、意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、従来技術の電気光学非再帰性反射スキャナの概略図であり、一部が断面図で、一部が正面立面図である。
【図２】図２は、一体型集光システムを有する本発明の射出窓を含む電気光学非再帰性反射スキャナの一部分の概略図であり、一部が断面図で、一部が正面立面図である。
【図３】図３は、図２の射出窓の概略的な側面立面図である。
【図４】図４は、図２の射出窓の概略的な上面平面図である。
【図５】図５は、本発明の射出窓の第二の実施形態の概略的な上面平面図である。
【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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