(57)【要約】【課題】被写域のギャップが狭く、すべての方向でアイテムの被写域が改善された光学式スキャナを提供する。【解決手段】走査ウィンドウと、レーザ光源と、反射光検出装置と、ミラー付き多角形スピナーとを含むスキャナ・ハウジングを含む光学式スキャナ。スピナーは、ほぼ半球形の走査空間を形成するために、第１の回転軸および第２の回転軸両方を中心にして回転するように配置されている。【選択図】図７
2006154738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学式スキャナであって、走査ウィンドウと、レーザ光源と、反射光検出装置と、第１の回転軸および第２の回転軸両方を中心にして回転するように配置されているミラー付き多角形スピナーとを含むスキャナ・ハウジングを備える光学式スキャナ。
【請求項２】
走査ウィンドウと、レーザ光源と、反射光検出装置と、第１の回転軸および第２の回転軸両方を中心にして回転するように配置されているミラー付き多角形スピナーとを含むスキャナ・ハウジングを備える光学式スキャナであって、該スキャナが、走査線を形成するために、前記走査ウィンドウを通して前記多角形スピナーからの光をある方向に向けるように配置されているパターン・ミラーの配置をさらに備え、前記外部にミラーを備える多角形スピナーが、前記第１の回転軸を中心にして回転するように配置され、またパターン・ミラーの前記配置内に実質的に位置する光学式スキャナ。
【請求項３】
光学式スキャナと一緒に使用するためのミラー付き多角形スピナー・アセンブリであって、前記アセンブリが、スピナーおよび前記スピナーを回転するための手段を備え、前記スピナーが第１の回転軸および第２の回転軸の両方を中心にして回転するように配置されているミラー付き多角形スピナー・アセンブリ。
【請求項４】
前記走査ウィンドウの外側で走査空間を形成するために、走査ウィンドウと、レーザ光源と、反射光検出装置と、第１の回転軸および第２の回転軸両方を中心にして回転するように配置されているミラー付き多角形スピナーとを含むスキャナ・ハウジングを備える光学式スキャナを使用してバーコードを走査するための方法であって、前記走査ウィンドウに対して任意の向きで前記走査空間内にバーコードを位置決めするステップを含む方法。
【請求項５】
光学式バーコード・スキャナであって、スキャナ・ハウジング・アセンブリと、ウィンドウ・アセンブリと、レーザ光源と、集光光学系と、検出装置アセンブリと、復号化電子回路と、二軸走査エンジンとを備える光学式バーコード・スキャナ。
【請求項６】
走査エンジンであって、前記スピナー回転軸および前記ジンバル回転軸の両方を中心にして回転するように配置されているミラー付き多角形スピナーを備える走査エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式スキャナに関し、特に走査空間の広い光学式スキャナに関する。
【背景技術】
【０００２】
走査空間を広くし、スキャナに対して種々の方向を向いているバーコードを読み取る機能を改善する問題は、すべてのバーコード・スキャナ（単一および二重アパーチャ・スキャナ）にとって共通の問題である。二重アパーチャ・スキャナを使用すれば、これらの問題を最もうまく解決することができるが、これらのスキャナでもアイテム被写域内にギャップがある走査パターンができる。これらのギャップは、一般的に、アイテムが走査空間の中心内の理想的な位置から遠ざかるにつれて広くなる。
【０００３】
同一出願人による米国特許第５，２２９，５８８号、５，６８４，２８９号、および５，８８６，３３６号は、典型的な二重アパーチャ光学式スキャナを開示している。レーザ・ダイオードからの走査光ビームは、単一アパーチャ・スキャナよりもアイテム被写域を広くするために、ほぼ水平および垂直なアパーチャを通る。
【０００４】
さらに、アイテム被写域を広くするために、光学系設計者は、スキャナのレーザおよびパターン・ミラーの数を増やすことにより、走査線の数、線長および走査角度を増大し続けている。これらの構成要素を追加すると、当然コストが高くなる。
【０００５】
それ故、スキャナに直角に向いているアイテムの６つの直交面のうちの任意の１つの面上のバーコード・ラベルを読むことができるばかりでなく、これら直交面の間の任意の中間面にバーコード・ラベルが位置している場合でも、バーコード・ラベルを読むことができる光学式スキャナを提供することが望ましい。
【０００６】
簡単でそのためスキャナの組立てが容易な本発明のもう１つの利点を説明するために、二重アパーチャ・スキャナがどんなに複雑なものであるかを説明する。
【０００７】
図１〜図６を参照しながら以下にさらに詳細に説明するように、現在のスキャナは、レーザ・アセンブリと、スピナー・アセンブリと、集光光学系と、パターン・ミラーと、検出装置アセンブリと、電子回路と、ウィンドウと、これらすべての個々のアセンブリを収容しているスキャナ・ハウジングとを備える。動作中、レーザ・ビームは、１本の軸を中心にして回転する多角形スピナーと交差し、その後でウィンドウからバーコードに個々の走査線を反射する一組のパターン・ミラーの方へ１つの平面内を走査する。次に、レーザ・エネルギーは、バーコードから反射され、一部が集光光学系により集光され、電子回路により復号される信号を生成する検出装置上に焦点を結ぶ。ウィンドウから走査線が出る位置は一定していて、ウィンドウの外側でウィンドウに隣接している使用できる半球形空間の比較的小さな部分に含まれている（図６）。それ故、バーコードの読取り機能は、この小さな走査空間内のいくつかの方向に限定される。
【特許文献１】米国特許第５，２２９，５８８号
【特許文献２】米国特許第５，６８４，２８９号
【特許文献３】米国特許第５，８８６，３３６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
被写域のギャップが狭く、すべての方向でアイテムの被写域が改善された光学式スキャナを提供することが望ましい。また、製造を容易にしコストを安くするために、光学的にもっと簡単なバーコード・スキャナ（スキャナのアパーチャの数がいくつであっても）で使用することができる走査エンジンを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の態様によれば、本発明は、走査ウィンドウと、レーザ光源と、反射光検出装置と、第１の回転軸および第２の回転軸両方を中心にして回転するように配置されているミラー付き多角形スピナーとを含むスキャナ・ハウジングを備える光学式スキャナを提供する。
【００１０】
好適には、第１および第２の回転軸はほぼ直交していて、第１の回転軸が走査ウィンドウの方を向いていることが好ましい。一実施形態の場合には、第１の回転軸は走査ウィンドウにほぼ平行であってもよい。
【００１１】
最も好適には、多角形スピナーは外部にミラーを備えていることが好ましい。
【００１２】
一実施形態の場合には、スキャナは、さらに走査線を形成するために、多角形スピナーからの光を、走査ウィンドウを通してある方向に向けるように配置されているパターン・ミラーを備える。
【００１３】
好適には、スピナーは、ミラーにより回転する回転ジンバル上に装着することが好ましい。
【００１４】
別の方法としては、スピナーは、磁気力、圧縮空気、スリップ・リングを介してモータにより回転するか、またはスピナーは、モータおよびスピナーを囲む固定シリンダ上に、摩擦ギヤまたは他の適当な手段により回転するシャフト上に装着される。
【００１５】
好適には、スキャナは、さらに走査線を形成するために、多角形スピナーからの光を走査ウィンドウを通してある方向に向けるように配置されているパターン・ミラーの配置、またはミラーのバスケットを備えることが好ましい。
【００１６】
最も好適には、外部にミラーを有する多角形スピナーを、上記第１の回転軸を中心にして回転し、上記第２の回転軸を回転するように配置されている上記パターン・ミラー内に実質的に位置することが好ましい。
【００１７】
好適には、光学式スキャナは、さらに、スキャナ・ハウジング内に、反射光検出装置からの電気信号からバーコード情報を入手するための制御回路を備えることが好ましい。
【００１８】
第２の態様によれば、本発明は、走査ウィンドウと、レーザ光源と、反射光検出装置と、第１の回転軸および第２の回転軸の両方を中心にして回転するように配置されているミラー付き多角形スピナーとを含むスキャナ・ハウジングを備える光学式スキャナを提供する。スキャナは、さらに、走査線を形成するために、多角形スピナーからの光を、走査ウィンドウを通してある方向に向けるように配置されているパターン・ミラーの配置を備える。この場合、外部にミラーを有する多角形スピナーは、上記第１の回転軸を中心にして回転するように配置されていて、パターン・ミラーの上記配置内に本質的に位置する。
【００１９】
一実施形態の場合には、パターン・ミラーの配置は、上記第２の回転軸を中心にして回転するように配置されている一対のミラーを備える。他の実施形態の場合には、パターン・ミラーの配置は、内部にミラーを備える多角形またはミラーのバスケットを備える。
【００２０】
第３の態様によれば、本発明は、光学式スキャナと一緒に使用するためのミラー付き多角形スピナー・アセンブリを提供する。上記アセンブリは、スピナーおよびスピナーを回転するための手段を備え、スピナーは、第１の回転軸および第２の回転軸両方を中心にして回転するように配置されている。
【００２１】
第４の態様によれば、本発明は、走査ウィンドウの外側に走査空間を形成するために、走査ウィンドウと、レーザ光源と、反射光検出装置と、第１の回転軸および第２の回転軸両方を中心にして回転するように配置されているミラー付き多角形スピナーとを含むスキャナ・ハウジングを備える光学式スキャナを使用するバーコードを走査するための方法を提供する。この方法は、走査ウィンドウに対して任意の向きで走査空間内にバーコードを位置決めするステップを含む。
【００２２】
好適には、形成された走査空間は、ほぼ半球形であることが好ましい。別の方法の場合、形成された走査空間は、ほぼ円錐形をしている。
【００２３】
第５の態様によれば、本発明は、スキャナ・ハウジング・アセンブリと、ウィンドウ・アセンブリと、レーザ光源と、集光光学系と、検出装置アセンブリと、復号化電子回路と、二軸走査エンジンとを備える光学式バーコード・スキャナを提供する。走査エンジンは、スピナー回転軸およびジンバル回転軸の両方を中心にして回転するように配置されているミラー付き多角形スピナーを備える。スピナー回転軸およびジンバル回転軸は、好適には、集光光学系および出口ウィンドウの方を向いているジンバル軸と直交していることが好ましい。多角形スピナーは、ヨークと、モータと、ベアリングと、車軸と、スピナーとを含むことができるジンバル・アセンブリ内に装着される。ジンバル・アセンブリは、ジンバル軸を中心にして回転するが、この回転は好適にはモータにより行うことが好ましい。多角形スピナーは、また、１つまたは複数の電気モータまたは摩擦ギヤのような接触方法で、または電磁界、永久磁界またはガス／空気圧のような非接触方法で、そのスピナー軸を中心にして回転する。
【００２４】
二軸走査エンジンの好ましい実施形態の場合には、多角形スピナーは、スキャナ・ウィンドウ・アパーチャから直接レーザ光を反射する。この実施形態の場合には、パターン・ミラーは必要ない。
【００２５】
二軸走査エンジンの他の実施形態の場合には、スピナーは、スキャナ・ウィンドウ・アパーチャからのレーザ光の一部を直接反射し、レーザ光の残りの部分は、スキャナ・ウィンドウ・アパーチャから出る前にパターン・ミラーから反射する。パターン・ミラーは固定されていてもよいし、第２の軸を中心にして回転するように装着することもできる。
【００２６】
本発明による走査エンジンは、新しい光学式バーコード・スキャナで使用することができるばかりでなく、従来技術の走査エンジンの代わりに、図１〜図６を参照しながら説明するように現在のスキャナに改装することができる。さらに、本発明による走査エンジンは、任意のまたは少なくとも大部分のバーコード・スキャナ用の共通のモジュール走査エンジンとして使用することができるように十分小形にすることができる。
【００２７】
添付の図面を参照しながら従来技術の二重アパーチャ・スキャナの実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１を参照すると、従来技術の二重アパーチャ光学式スキャナ１０は、水平光学系アセンブリ１２Ｈおよび垂直光学系アセンブリ１２Ｖと、水平および垂直光学系アセンブリ１２Ｈおよび１２Ｖを制御するための制御回路３６とを含む。光学系アセンブリ１２Ｈおよび１２Ｖのうちの一方が故障しても、スキャナ１０は部分的動作を保持する。
【００２９】
水平光学系アセンブリ１２Ｈは、アイテム４０の底部、前の側面、後の側面、およびチェッカー側面上に位置するバーコード４２を走査するために、ほぼ水平なアパーチャ３４Ｈを通して走査パターンを投影する。水平光学系アセンブリは、また、底部と消費者側の側面との間の面を含む中間面上のバーコード４２も走査する。
【００３０】
水平光学系アセンブリ１２Ｈは、レーザ１６Ｈと、照準ミラー１８Ｈと、多角形ミラー付きスピナー２０Ｈと、パターン・ミラー２２Ｈと、ルーティング・ミラー２６Ｈと、集光光学系２４Ｈと、検出装置アセンブリ２８Ｈと、検出回路３０Ｈと、モータ３２Ｈとを含む。
【００３１】
レーザ１６Ｈは、１つまたは複数のレーザ・ダイオードまたは他の適当なレーザ源を含む。レーザ１６Ｈは、６５０ｎｍの波長を有するレーザを含むことができる。
【００３２】
照準ミラー１８Ｈは、レーザ１６Ｈからのレーザ・ビームを多角形ミラー付きスピナー２０Ｈの方向に向ける。レーザ・ビームは、集光光学系２４Ｈの孔部２５Ｈを通る（図４）。
【００３３】
多角形ミラー付きスピナー２０Ｈは、レーザ・ビームをパターン・ミラー２２Ｈの方に向ける。多角形ミラー付きスピナー２０Ｈは、また、集光した光を集光光学系２４Ｈに経路指定する。多角形ミラー付きスピナー２０Ｈは、好適には、４つのファセットを含んでいることが好ましいが、他の数のファセットを含むこともできる。ファセットは二組にグループ分けされる。２つの対向するファセットは、スピナーの基部から７４度および７６度の角度を有する。他の一対の対向するファセットは、８６．５度および８８．５度の角度を有する。モータ３２Ｈは多角形ミラー付きスピナー２０Ｈを回転する。
【００３４】
パターン・ミラー２２Ｈは、アイテム４０上のバーコード４２を読み取るための水平走査パターンを形成するために、ほぼ水平なアパーチャ３４Ｈから出る走査光ビームを生成する。パターン・ミラー２２Ｈは、また、アイテム４０からの反射光を集光し、それを多角形ミラー付きスピナー２０Ｈの方向に向ける。
【００３５】
集光光学系２４Ｈは、集光した光を多角形ミラー付きスピナー２０Ｈからルーティング・ミラー２６Ｈに経路指定する。
【００３６】
ルーティング・ミラー２６Ｈは、集光した光を検出装置アセンブリ２８Ｈに経路指定する。
【００３７】
検出装置アセンブリ２８Ｈは、光フィルタの焦点を結び、集光した光を電気信号に変換する。
【００３８】
検出回路３０Ｈは、電気信号からバーコード情報を入手する。検出回路３０Ｈは、バーコード情報をデジタル化するための回路を含む。
【００３９】
垂直光学系アセンブリ１２Ｖは、ほぼ垂直なアパーチャ３４Ｖから走査パターンを投影し、主としてアイテムの消費者側および頂面上に位置するバーコードを走査する。水平光学系アセンブリ１２Ｈのように、垂直光学系アセンブリ１２Ｖは、前の側面および後の側面および底部と消費者側の面の間の面を含む中間面を走査する。しかし、図面を簡単にするために、ほぼ垂直なアセンブリについては、ここでは詳細に説明しない。
【００４０】
制御回路３６は、バーコード情報を入手するために、検出装置アセンブリ２８Ｈおよびアセンブリ２８Ｖからの電気信号を処理する。制御回路３６は、バーコード情報をＰＯＳ端末１４に送る。
【００４１】
制御回路３６は、レーザ１６Ｈおよび１６Ｖおよびモータ３２Ｈおよび３２Ｖの動作を制御する。制御回路３６は、寿命を延ばすために、レーザ１６Ｈおよび１６Ｖおよびモータ３２Ｈおよび３２Ｖへの電力をオフにすることができる。
【００４２】
ＰＯＳ端末１４は、例えば、スキャナ１０からのＳＫＵ番号の形で取引データを受信し、価格参照データ・ファイル内のＳＫＵ番号に対する価格データを発生することにより取引を完了する。
【００４３】
ここで図２を参照すると、この図はスキャナ１０の斜視図である。
【００４４】
図のスキャナ１０は、内蔵秤６０を含む。秤６０は、ほぼ水平な面５０およびほぼ水平なアパーチャ３４Ｈを含む計量プレート６２を含む。水平ウィンドウ６４Ｈは水平アパーチャ３４Ｈ内に位置する。
【００４５】
ほぼ垂直なアパーチャ３４Ｖは、ほぼ垂直な面５４内に位置する。ほぼ垂直なウィンドウ６４Ｖは、ほぼ垂直なアパーチャ３４Ｖ内に位置する。
【００４６】
スキャナ１０はハウジング５２を含む。好適には、ハウジング５２は、典型的なチェックアウト・カウンタ５６内に容易に取り付けることができるものであることが好ましい。ほぼ水平な面５０は、カウンタ５６の頂面５８とほぼ同一平面にすることができる。スキャナ１０は、ほぼ垂直なアパーチャ３４Ｖが店員または他のオペレータの方を向くように、チェックアウト・カウンタ５６内に設置される。
【００４７】
図の基準Ｘ−Ｙ−Ｚ座標システムが、本発明のスキャナ１０内のパターン・ミラー２２Ｈおよび２２Ｖの向きを判断する。原点Ｏは下記のように定義される。
【００４８】
Ｘ＝０は、スキャナのセンターライン上に位置する。
【００４９】
Ｚ＝０は、スキャナのセンターライン上に位置する。
【００５０】
Ｙ＝０は、ほぼ水平な面５０上に位置する。
【００５１】
図３および図４を参照すると、水平光学系アセンブリ１２Ｈおよび垂直光学系アセンブリ１２Ｖは、ハウジング５２内のその正しい位置に位置する。
【００５２】
水平光学系アセンブリ１２Ｈおよび垂直光学系アセンブリ１２Ｖは、それぞれ、機能的バーコード・スキャナのほとんどすべての光学構成要素を有する。水平光学系アセンブリ１２Ｈおよび垂直光学系アセンブリ１２Ｖは、それぞれ、それ自身のハウジング６６Ｈおよび６６Ｖおよびプリント回路基板６８Ｈおよび６８Ｖを有する。図の例の場合には、制御回路３６は、水平光学系アセンブリ１２Ｈおよび垂直光学系アセンブリ１２Ｖ内に位置していて、信号がケーブル６９を介して制御回路３６に送られる。
【００５３】
水平光学系アセンブリ１２Ｈは、水平アパーチャ３５Ｈおよびウィンドウ６５Ｈを含む。水平アパーチャ３４Ｈおよびウィンドウ６４Ｈを含む秤計量プレート６２は、ウィンドウ６５Ｈの上に位置する。
【００５４】
水平光学系アセンブリ１２Ｈは、アイテム４０の底部およびチェッカー側面上のすべてのラベルの向きおよび前の側面および後の側面上のいくつかの向きを走査する。
【００５５】
レーザ１６Ｈと多角形ミラー付きスピナー２０Ｈとの間の光路は、経路に沿ったパターン・ミラー２２Ｈと接触していない。レーザ１６Ｈは、水平光学系アセンブリ１２Ｈのチェッカー側面上に位置していて、多角形ミラー付きスピナー２０Ｈは対向側面上に位置している。集光光学系２４Ｈはレーザ１６Ｈに隣接して位置する。レーザ１６Ｈからのレーザ・ビームは集光光学系２４Ｈの孔部２５Ｈを通過する。検出装置アセンブリ２８Ｈは、集光光学系２４Ｈと多角形ミラー付きスピナー２０Ｈとの間に位置する。
【００５６】
スピナー２０Ｈおよび２０Ｖは、適当な走査線を発生するような位置に位置する。光学系アセンブリ１２Ｈにおいては、前の垂直線を生成するには、光学的空洞の背面上のスピナー２０Ｈから反射した光の円弧が必要である。
【００５７】
ほぼ垂直なアパーチャ３４Ｖは、ほぼ水平なアパーチャ３４Ｈから約８６度の鋭角Ｔの方を向いている。本発明においては、他の鋭角および鈍角の角度構成も使用することができる。
【００５８】
動作することができるように、レーザ１６Ｈおよび１６Ｖは、照準ミラー１８Ｈおよび１８Ｖ上にレーザ・ビームを放射し、これら照準ミラーは、集光光学系２４Ｈおよび２４Ｖ内の孔部２５Ｈおよび２５Ｖ、および次に、ミラー付き多角形スピナー２０Ｈおよび２０Ｖを通してレーザ・ビームを反射する。多角形ファセットは、さらに、当たったファセットにより、レーザ・ビームを上下に反射し（水平アセンブリ１２Ｈに対して）、または前後にレーザ・ビームを反射する（垂直アセンブリ１２Ｖに対して）。ファセットが回転すると、レーザ・ビームは、浅い円弧内を走査し、パターン・ミラー２２Ｈおよび２２Ｖ上に反射する。ある場合には、一次パターン・ミラーは、アパーチャ３４Ｈおよび３４Ｖを通して、アイテム４０の表面上にレーザ・ビームを反射する。他の場合には、一次パターン・ミラーは、アパーチャ３４Ｈおよび３４Ｖを通してアイテム４０の表面にレーザ・ビームを反射する二次ミラー上にレーザ・ビームを反射する。
【００５９】
アイテム４０は、走査ゾーン（水平アパーチャ３４Ｈの上および垂直アパーチャ３４Ｖの前の）を通って移動し、水平および垂直アパーチャ３４Ｈおよび３４Ｖからのレーザ・ビームにより発生した走査線は、それがアイテム４２上の何処に位置していようともバーコード・ラベル４２を照射する。走査線は、バーコード・ラベル４０の全部または一部を通過する。
【００６０】
アイテム４２は、入射レーザ光の経路に沿って元の方向に光を散乱する。散乱光は、水平および垂直アパーチャ３４Ｈおよび３４Ｖを通過し、二次ミラー（存在する場合には）に達し、一次ミラーおよび多角形ファセットに達する。回転ファセットは、散乱光を集光光学系２４Ｈおよび２４Ｖ上に反射する。集光光学系２４Ｈおよび２４Ｖは、ルーティング・ミラー２６Ｈおよび２６Ｖにより、散乱光の焦点を検出装置アセンブリ２８Ｈおよび２８Ｖ上に結ぶ。検出装置アセンブリ２８Ｈおよび２８Ｖは、プレビデオ回路３０Ｈおよび３０Ｖによりアナログ処理するために、および制御回路３６によりデジタル処理するために散乱光を電気信号に変換する。
【００６１】
図５を参照すると、この図はパターン・ミラー２２Ｈの詳細図である。水平パターン・ミラー２２Ｈは、一次パターン・ミラーおよび二次パターン・ミラーを含む。一次パターン・ミラーは、スピナー２０Ｈからレーザ・ビームを直接受光する。二次ミラーは、一次パターン・ミラーのうちのいくつかからレーザ・ビームを受光する。
【００６２】
ミラーの場合には、「前部」という用語は、オペレータまたはチェッカー側を意味する。ミラーの場合には、「後部」という用語は、オペレータまたはチェッカー側に対向する側を意味する。図に示すように、水平パターン・ミラー２２Ｈは、水平光学系アセンブリ１２Ｈの前の側面と後の側面との間でほぼ左右対称になっている。
【００６３】
一次パターン・ミラーは、左後部対角線ミラー８６と、右後部対角線ミラー８８と、左前部垂直ミラー７８と、右前部垂直ミラー８０と、左水平ミラー８２と、右水平ミラー８４と、左前部ピケット・ミラー７０と、右前部ピケット・ミラー７２と、左前部対角線ミラー１０２と、右前部対角線ミラー１０４と、左前部底部ピケット・ミラー７４と、右前部底部ピケット・ミラー７６とを含む。
【００６４】
二次パターン・ミラーは、左後部対角線ミラー９４と、右後部対角線ミラー９６と、左前部垂直ミラー９０と、右前部垂直ミラー９２と、左水平ミラー９８と、右水平ミラー１００とを含む。
【００６５】
図７〜図１３を参照すると、本発明によるスキャナ２００は、スキャナ２００の走査空間を増大する動的な第２の走査軸２０２を有する二軸走査エンジンを使用する（図１２）。
【００６６】
一実施形態の場合には、この第２の軸２０２は、本質的にこの軸を中心にして走査空間を回転するために（図７〜図１０および図１２）、スピナー２００の回転軸２０４（図７）にほぼ直角に回転する。
【００６７】
図８および図９は、回転軸２０２上に位置していながら、スピナー軸２０４を回転するための２つの異なる方法を説明するための２つのアプローチを示す。
【００６８】
図８の実施形態の場合には、モータ２０６は、ジンバル２０８を回転し、スピナー２２６はスピナー・シャフト２１２を介してジンバル上に装着されている。スピナー・シャフト２１２は、固定シリンダ２１４の表面と接触する（直接または間接的に）ように配置されている。シリンダ２１４とスピナー・シャフト２１２との間の摩擦により、またはギヤ等の配置により、ジンバル２０８の回転はシャフト２１２を回転させ、それによりスピナー２２６が回転する。スピナー・シャフト２１２の円周とシリンダ２１４の円周の違いにより、スピナー２２６はジンバル２０８より何倍も速く回転するようになっている。
【００６９】
図９の実施形態の場合には、第１のモータ２０６が、図８に示すようにジンバル２０８を回転させる。しかし、第２のモータ２０７は、スピナー・シャフト２１２、それ故、スピナー２２６を回転するように配置されている。第１のモータ（最高１，０００ＲＰＭ）は、低速高トルク・モータである。第２のモータ２０７は、高速（最高２０，０００ＲＰＭ）低トルク・モータである。
【００７０】
より詳細に説明すると、光学式スキャナ２００は、走査ウィンドウ２２０を含むスキャナ・ハウジング２１８を備える。スキャナ２００は、また、レーザ光源２２２およびバーコードから反射した光を検出するための検出装置２２４も含む。スキャナ２００は、さらに、また最も重要なことであるが、第１の回転軸２０４および第２の回転軸２０２の両方を中心にして回転するように配置されているスピナー２２６を含む。一実施形態の場合には、回転軸２０２、２０４はほぼ直交していて、第１の回転軸２０４は走査ウィンドウ２２０を含む平面にほぼ平行している。
【００７１】
多角形スピナー２２６は、バーコード・スキャナ用の標準スピナーの場合のように、外部にミラーを備えている。さらに、スキャナ・ハウジング２１８は、図１〜図６のところで説明したように、走査線を形成するために、走査ウィンドウ２２０を通る多角形スピナー２２６からの光をある方向に向けるように配置されているパターン・ミラーを含むことができる。
【００７２】
図７のところですでに説明したように、一実施形態の場合には、スピナー２２６は、回転ジンバル２０８上に装着されていて、この回転ジンバルは、モータ２０６によりジンバル軸２０２を中心にして回転する。スピナー２２６は、当業者であれば理解できると思うが、磁気力または圧縮空気を含むがこれらに限定されない多くの異なる手段により、スピナー軸２０４を中心にして回転することができる。
【００７３】
図１０は、本発明によるスキャナのある実施形態である。この実施形態においては、パターン・ミラー２２８が、走査線を形成するために、（そうでない場合には、スピナーからおよび走査ウィンドウから直接来る）多角形スピナー２２６からこぼれた光を走査ウィンドウ２２０を通してある方向に向けるように配置されている。第１の実施形態の場合には、パターン・ミラー２２８は、ジンバルと一緒に回転する、それ故、実際には各走査線のこぼれまたは余りを回転する一対のミラーである。第２の実施形態の場合には、パターン・ミラー２２８は、スピナー２２６をほぼ囲んでいる内部にミラーを有する多角形として配置されている。多角形２２８は固定されていて、ジンバル２０８と一緒に回転しないで、走査ウィンドウから光をある方向に向ける同じ機能を行う。
【００７４】
スキャナは、図１０〜図１２に示すように、ほぼ半球形の走査空間を形成する。
【００７５】
図１０を見れば分かるように、外部にミラーを有する多角形スピナー２２６は、上記第１の回転軸（ページから突き出る）を中心にして回転するように配置されていて、ページの面内で上記第２の回転軸２０２を中心にして回転するように配置されているパターン・ミラー２２８内に実質的に位置する。
【００７６】
図１１は、本発明によるスキャナの好ましい実施形態である。この好ましい実施形態の場合には、光学式バーコード・スキャナ２４０は、スキャナ・ハウジング・アセンブリ２４２と、ウィンドウ・アセンブリ２４４と、二軸走査エンジン２４６とを備える。スキャナは、また、レーザ光源（図示せず）、集光光学系（図示せず）、検出装置アセンブリ（図示せず）、および復号化電子回路（図示せず）を含む。しかし、当業者であれば、これらの構成要素のスキャナ・ハウジング・アセンブリ２４２内での最善の位置に気が付くだろう。走査エンジンは、すでに説明したように、スピナー回転軸２０４およびジンバル回転軸２０２の両方を中心にして回転するように配置されているミラー付き多角形スピナーを備える。
【００７７】
多角形スピナー２２６は、一実施形態により、ヨークと、モータと、ベアリングと、車軸と、スピナーとを含むことができるジンバル・アセンブリ内に装着されている。ジンバル・アセンブリは、ジンバル軸を中心にしてモータにより回転する。多角形スピナーは、また、すでに説明したように、接触手段または非接触手段により、そのスピナー軸を中心にして回転する。
【００７８】
二軸走査エンジンのこの好ましい実施形態の場合には、多角形スピナーは、走査ウィンドウ・アパーチャ２４５からレーザ光を直接反射することが分かる。それ故、この実施形態の場合には、パターン・ミラーは必要ない。
【００７９】
二軸走査エンジンの他の実施形態の場合には、スピナーは、走査ウィンドウ・アパーチャ２４５からレーザ光の一部を直接反射し、レーザ光の残りの部分は、走査ウィンドウ・アパーチャから出る前にパターン・ミラーから反射する。パターン・ミラーは固定されていてもよいし、または図１０のところで説明したように、第２の軸２０２を中心にして回転するように装着することもできる。
【００８０】
最後に、光学式スキャナ２００は、さらに、図１〜図６のところで説明したスキャナの場合のように、反射光検出装置２２４からの電気信号からバーコード情報を入手するためのスキャナ・ハウジング２１８内に制御回路３６を備える。
【００８１】
本発明の実施形態によるスキャナは、多数の利点を有する。特に、走査空間は、従来の単一軸スキャナの走査空間より何倍も広く（図６と図１２との比較）、読み取ることができるバーコードの向きも多い。また、スキャナが形成する走査パターンは、図１３を見れば分かるように、従来のスキャナよりも密集している走査線の数が非常に多いという点で、従来技術のスキャナよりかなり密集している。また、このアプローチは、必ずしもパターン・ミラーを必要としないために（図１０参照）、スキャナをかなり簡単にすることができ、製造コストを有意に低減することができる。スキャナの生産性も有意に増大する。
【００８２】
本発明の好ましい実施形態の上記説明は、説明および記述のためだけのものである。上記説明はすべてを網羅してもいないし、正確な開示の形に本発明を限定するためのものでもない。上記説明を読めば、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに多くの修正および変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】二重アパーチャ光学式スキャナのブロック図である。
【図２】スキャナ内のパターン・ミラーのグループに対する基準座標システムを含む図１のスキャナの外部斜視図である。
【図３】水平および垂直スキャナ部分を示す図１のスキャナの内部斜視図である。
【図４】図３の４−４線に沿って切断した図１のスキャナの断面図である。
【図５】水平光学系アセンブリ内の水平ミラー・バスケットの平面図である。
【図６】従来技術の走査エンジンを使用する図１のスキャナの水平ウィンドウから見た走査空間の略図である。  しかし、上記図面を参照しながら説明するパターン・ミラーの配置は、スキャナが同様に本発明の一態様によるスピナーを使用している限り、本発明によるスキャナで使用することができることに留意されたい。この後、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
【図７】２つの異なる回転軸を中心にして回転するように配置されている、本発明による光学式スキャナで使用するためのスピナーの略図である。
【図８】図７のスピナーが、上記２つの異なる回転軸を中心にして回転するように電力を供給することができる１つの方法を示す本発明の第１の実施形態の略図である。
【図９】図７のスピナーが、上記２つの異なる回転軸を中心にして回転するように電力を供給することができる他の方法を示す本発明の第２の実施形態の略図である。
【図１０】本発明の他の実施形態によるスピナーの略図である。
【図１１】本発明によるスキャナの好ましい実施形態の略図である。
【図１２】本発明のある実施形態により形成したほぼ半球形の走査空間の略図である。
【図１３】本発明による走査エンジンが形成した走査パターンの図面である。
【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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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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