(57)【要約】  光透過性窓（２６）が、画像キャプチャによりターゲットを読み取るための撮像モジュールのシャーシ（７０）と直接密封接触するように配置される。シャーシ（７０）は、各々が開口部を有する複数の内部区画を有する。イメージャ（１０）、照準光源及び照明光源が、共通のプリント基板上に取り付けられ、区画内に個別に収容される。窓（２６）は、各開口部を覆い、内部区画を環境的に密封し、光学的に分離し、該内部区画内に照準光及び／又は照明光源からの光が入るのを阻止する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像キャプチャによりターゲットを読み取るための撮像モジュールであって、前記撮像モジュールは、
第１の開口部を有する第１の内部区画を境界付けるシャーシ壁を有するシャーシであって、前記シャーシ壁は前記開口部におけるシャーシの外壁表面で終端する、シャーシと、
前記シャーシの内及び前記第１の内部区画の外に支持される、光を放射するための光源と、
視野にわたって前記第１の開口部を通して画像をキャプチャするための、前記第１の内部区画内に収容されるイメージャと、
前記シャーシの前記外壁表面と直接接触して配置され、前記第１の開口部を覆う、前記第１の内部区画を環境的に密封し、光学的に分離し、該第１の内部区画内に前記放射光が入るのを阻止する、光透過性窓と、
を備えることを特徴とする、モジュール。
【請求項２】
第２の開口部を有する第２の内部区画を境界付ける第２のシャーシ壁をさらに備え、
前記光源は、前記第２の内部区画内に収容され、プリント基板（ＰＣＢ）上に取り付けられた照準光源であり、前記照準光源は、前記第２の開口部を通して照準光のような光を放射するためのものであり、
前記第１及び第２のシャーシ壁は、前記ＰＣＢに対して略垂直な方向に前記ＰＣＢから離れるように延びることを特徴とする、請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
第２の開口部を有する第２の内部区画を境界付ける第２のシャーシ壁をさらに備え、
前記光源は、前記第２の内部区画内に収容され、プリント基板（ＰＣＢ）上に取り付けられた照明光源であり、前記照明光源は、前記第２の開口部を通して照明光のような光を放射するためのものであり、
前記第１及び第２のシャーシ壁は、前記ＰＣＢに対して略垂直な方向に前記ＰＣＢから離れるように延びることを特徴とする、請求項１に記載のモジュール。
【請求項４】
前記光源は、前記ターゲットが成功裏に読み取られたとき、可視の表示光のような光を放射するための表示光源であることを特徴とする、請求項１に記載のモジュール。
【請求項５】
前記光源は、照準光を生成するための照準光源、及び照明光を生成するための照明光源の少なくとも一方であり、
前記イメージャ並びに前記照準光源及び前記照明光源の前記少なくとも一方は、プリント基板上に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載のモジュール。
【請求項６】
前記窓は、前記シャーシ上に固定して取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載のモジュール。
【請求項７】
第２の開口部を有する第２の内部区画を境界付ける第２のシャーシ壁であって、前記光源は、前記第２の内部区画内に収容され、略平坦なプリント基板（ＰＣＢ）上に取り付けられた第１の光源である、第２のシャーシ壁と、
第３の開口部を有する第３の内部区画を境界付ける第３のシャーシ壁と、
前記第３の内部区画内に収容され、前記ＰＣＢ上に取り付けられた第２の光源と、
をさらに備え、前記窓は、前記第１、第２及び第３のシャーシ壁表面の縁部と直接密封接触することを特徴とする、請求項１に記載のモジュール。
【請求項８】
画像キャプチャによりターゲットを読み取るための撮像読取装置であって、前記読取装置は、
内部を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記内部内に取り付けられた撮像モジュールと、
を備え、前記モジュールは、
第１の開口部を有する第１の内部区画を境界付ける第１のシャーシ壁を有するシャーシであって、前記シャーシ壁は外壁表面で終端する、シャーシと、
前記シャーシの内及び前記第１の内部区画の外に支持される、光を放射するための光源と、
視野にわたって前記第１の開口部を通して画像をキャプチャするための、前記第１の内部区画内に収容されるイメージャと、
前記シャーシの前記外壁表面と直接接触して配置され、前記第１の開口部を覆う、前記第１の内部区画を環境的に密封し、光学的に分離し、該第１の内部区画内に前記放射光が入るのを阻止する、光透過性窓と、
を含むことを特徴とする、撮像読取装置。
【請求項９】
第２の開口部を有する第２の内部区画を境界付ける第２のシャーシ壁をさらに備え、
前記光源は、前記第２の内部区画内に収容され、プリント基板（ＰＣＢ）上に取り付けられた照準光源であり、前記照準光源は、前記第２の開口部を通して照準光のような光を放射するためのものであり、
前記第１及び第２のシャーシ壁は、前記ＰＣＢに対して略垂直な方向に前記ＰＣＢから離れるように延びることを特徴とする、請求項８に記載の読取装置。
【請求項１０】
第２の開口部を有する第２の内部区画を境界付ける第２のシャーシ壁をさらに備え、
前記光源は、前記第２の内部区画内に収容され、プリント基板（ＰＣＢ）上に取り付けられた照明光源であり、前記照明光源は、前記第２の開口部を通して照明光のような光を放射するためのものであり、
前記第１及び第２のシャーシ壁は、前記ＰＣＢに対して略垂直な方向に前記ＰＣＢから離れるように延びることを特徴とする、請求項８に記載の読取装置。
【請求項１１】
前記光源は、前記ターゲットが成功裏に読み取られたとき、可視の表示光のような光を放射するための表示光源であることを特徴とする、請求項８に記載の読取装置。
【請求項１２】
前記光源は、照準光を生成するための照準光源、及び照明光を生成するための照明光源の少なくとも一方であり、
前記イメージャ及び前記照準光源及び前記照明光源の前記少なくとも一方は、プリント基板上に取り付けられることを特徴とする、請求項８に記載の読取装置。
【請求項１３】
前記窓は、前記シャーシ上に固定して取り付けられ、前記ハウジングと環境的に密封されることを特徴とする、請求項８に記載の読取装置。
【請求項１４】
第２の開口部を有する第２の内部区画を境界付ける第２のシャーシ壁であって、前記光源は、前記第２の内部区画内に収容され、略平坦なプリント基板（ＰＣＢ）上に取り付けられた第１の光源である、第２のシャーシ壁と、
第３の開口部を有する第３の内部区画を境界付ける第３のシャーシ壁と、
前記第３の内部区画内に収容され、前記ＰＣＢ上に取り付けられた第２の光源と、
をさらに備え、前記窓は、前記第１、第２及び第３のシャーシ壁表面の縁部と直接密封接触することを特徴とする、請求項８に記載の読取装置。
【請求項１５】
第１の開口部を有する第１の内部区画を境界付ける第１のシャーシ壁を有するシャーシを構成するステップと、
前記第１の開口部における前記外壁表面で終端するように、前記シャーシ壁を構成するステップと、
前記第１の内部区画の外に、光を放射するための光源を取り付けるステップと、
前記第１の内部区画内にイメージャを取り付け、前記イメージャが視野にわたって前記第１の開口部を通して画像をキャプチャするようにするステップと、
前記外壁表面と直接接触するように、前記第１の開口部に対して覆う関係で光透過性窓を配置することによって、前記第１の内部区画を環境的に密封し、光学的に分離し、該第１の内部区画内に前記放射光が入るのを阻止するステップと、
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１６】
第２の開口部を有する第２の内部区画を境界付ける第２のシャーシ壁を有するように前記シャーシを構成するステップをさらに含み、前記光源を取り付けるステップは、前記第２の内部区画内に前記光源を取り付け、前記光源が前記第２の開口部を通して光を放射するようにするステップと、プリント基板から離れるように延びるように、前記第１及び第２のシャーシ壁を構成するステップとを含むことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ターゲットが成功裏に読み取られたとき、可視表示光のような前記放射光を指向させるための表示光源として前記光源を構成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
照準光のような前記放射光を指向させるための照準光源及び照明光を指向させるための照明光源の少なくとも一方として前記光源を構成するステップと、
前記イメージャ並びに前記光源の前記少なくとも一方をプリント基板上に取り付けるステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記外壁表面と直接接触するように前記窓を配置するステップは、前記窓を前記シャーシ上に固定して取り付けるステップを含むことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、モジュールと直接密封接触して配置された窓を通して視野にわたって画像キャプチャにより電気光学的に読み取られる、バーコード記号のようなターゲットを読み取るための撮像モジュール、撮像読取装置、及びその方法に関し、より具体的には、搭載される照準システム及び／又は照明システム及び／又は表示システム及び／又は物体感知システムからの光が、ターゲットを成功裏に読み取るのを妨げないようにすることに関する。
【背景技術】
【０００２】
ソリッド・ステート撮像読取装置は、小売店、製造、倉庫業務、配送、郵便、輸送、物流等のような多くの産業において、デコードされるべき一次元又は二次元バーコード記号のようなターゲットを電気光学的に読み取るために、手持ち式及びハンズフリーの両動作モードにおいて長い間使用されている。周知の撮像読取装置は、一般に、窓を有するハウジングと、窓から離間してハウジング内に取り付けられた、走査エンジンとしても知られている撮像モジュールとを含む。モジュールは、複数の内部区画を備えたシャーシを有する。区画の１つ内に照準光源が収容される照準光システムは、窓を通して１又はそれ以上の可視の照準光をターゲットに指向させてターゲットを視覚的に特定し、従って、操作者に、読み取り前に、読取装置をどの方向に向けて、照準光をターゲット上に位置決めするかを助言する。特に薄暗い環境において、別の区画内に照準光源が収容された照明システムが、窓を通して１又はそれ以上の照明光をターゲットに向けて放射してターゲットを照らす。さらに別の区画内にソリッド・ステート・イメージャが収容される撮像システムが、視野にわたって窓を通してターゲットの画像をキャプチャする。シャーシ上に表示光源を支持する表示システムは、ターゲットがいつ成功裏に読み取られたかを視覚的に示す表示光を放射する。シャーシ上にウェイクアップ光源を支持する物体感知システムが、ターゲットにおいて物体感知光を放射し、ターゲットが視野内に入るのを検知する。これらのシステムは、一般に、特に特定の読取装置のために小さいサイズのシャーシが望まれる場合、シャーシ上に互いに近接して配置される。
【０００３】
意図した目的には概ね十分であるが、これらのシステムが互いに近接していることにより、照準光及び／又は照明光及び／又は表示光及び／又は物体感知光が、イメージャを収容している区画内に迷入し、漏れることがあり、こうしたクロス・トークは、ターゲットの成功裏の撮像及び読み取りを妨げる。この漏れは、離間配置された窓によって悪化し、そのことにより、例えば、照準光及び／又は照明光を、またシャーシ内の撮像システムへ後方反射させることがある。さらに、照準及び／又は照明及び／又は物体感知光の迷光が、表示システムに迷入し、漏れ、ターゲットが成功裏に読み取られたと誤って表示することがある。さらに、埃、水分、汚れ等の汚染物質がシステム間で移動し、その性能を妨げるだけでなく、離間配置された窓上に堆積することもある。そうした窓上の汚染物質からの照準光及び／又は照明光及び／又は物体感知光の反射により、キャプチャされた画像内に輝点が生じ、読み取り性能がさらに低下することがある。
【０００４】
従って、迷光の内面反射を軽減させ、読み取り性能全体を改善するために、イメージャを収容する区画を環境的に密封し、光学的に分離し、該区画内に照準光及び／又は照明光及び／又は表示光及び／又は物体感知光の迷光が入るのを阻止することが望ましいことがある。
【発明の概要】
【０００５】
別個の図面全体にわたって同様の参照番号が同一の又は機能的に類似の要素を示す添付図面は、以下の詳細な説明と共に本明細書に組み入れられ且つその一部を形成し、また、特許請求される本発明を含む概念の実施形態をさらに示し、これらの実施形態の種々の原理及び利点を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示による読取装置内の撮像モジュールと直接密封接触して配置された窓を通して画像キャプチャによりターゲットを読み取るための電気光学的手持ち式読取装置の例示的な実施形態の斜視図である。
【図２】図１の読取装置内の撮像モジュールに搭載された撮像システム及び照準システムの構成要素の線図である。
【図３】撮像モジュールにより支持されるプリント基板上の撮像システム、照準システム及び照明システムの構成要素の拡大前面図である。
【図４】図３のプリント基板上に配置されたシャーシの拡大前面図である。
【図５】図３の線５−５で取られた断面図である。
【図６】図３の線６−６で取られた断面図である。
【図７】図１の読取装置内に取り付けられた撮像モジュールを示す切り欠いた断面図である。
【図８】図１の読取装置内に取り付けられた撮像モジュールを示す切り欠いた上部断面図である。
【図９】１つの実施形態による分離した窓の前部斜視図である。
【図１０】分離した窓の別の実施形態の後部斜視図である。
【図１１】図１の読取装置の撮像システム及び照明システムの構成要素の上部断面図である。
【図１２】図７の読取装置の撮像システム及び照明システムの構成要素の側部断面図である。
【図１３】図１の読取装置の、窓を出る照準光及び照明光、並びに窓に入るイメージャの視野を示す、切り欠いた拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
当業者であれば、図面内の要素は簡素化及び明瞭化を目的として例示されており、必ずしも縮尺通り描かれていないことを認識するであろう。例えば、図面内の要素の一部の寸法及び位置は、本発明の実施形態の理解を深めるのに役立つように他の要素に対して誇張されている場合がある。
【０００８】
撮像モジュール、撮像読取装置及び方法の構成要素は、適切な場合には図面内に従来の記号で表されており、本明細書の説明の利益を有する当業者であれば容易に理解するであろう詳細によって本開示を不明瞭にしないように、本発明の実施形態の理解に関連する特定の詳細のみを示している。
【０００９】
本開示の１つの特徴によると、撮像モジュールが、画像キャプチャにより、例えばバーコード記号のようなターゲットを読み取るように動作する。モジュールは、開口部を有する内部区画を境界付けるシャーシ壁を有するシャーシを含む。光を放射するための光源が、モジュールにより支持される。撮像システムは、視野にわたって開口部を通してターゲットの画像をキャプチャするための、内部区画内に収容された、例えばセル若しくはセンサの電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイ又は相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）アレイなどのイメージャを有する。光透過性窓が、シャーシと直接接触して配置され、開口部を覆う。窓は、内部区画を環境的に密封し、光学的に分離し、内部区画内に放射光が入るのを阻止する。
【００１０】
有利なことに、光源は、照準光のような放射光をターゲットに指向させるための照準光源とすることができ、又は照明光をターゲットに指向させるための照明光源とすることができ、又はターゲットが成功裏に読み取られたとき、可視の表示光のような放射光を指向させるための表示光源とすることができ、又はターゲットが視野に入るのを検知するために、物体感知光のような放射光をターゲットに指向させるための物体感知光源とすることができる。照準光源及び照明光源は、それぞれ、シャーシの他の内部区画内に取り付けられ、イメージャと共に、共通の略平坦なプリント基板（ＰＣＢ）上に取り付けられることが好ましい。全ての内部区画のシャーシ壁は、ＰＣＢに対して略平行の方向にＰＣＢから離れるように延び、外壁表面で終端する。窓は、外壁表面と直接密封接触している。窓は、略平坦であり、シャーシ上に固定して取り付けられ、ＰＣＢに対して略平行に配置される。
【００１１】
本開示の別の特徴によると、上述の撮像モジュールが、撮像読取装置のハウジングの内部に取り付けられる。ハウジングは、携帯型、取引点、銃形状、手持ち式のハウジングとして具体化されることが好ましいが、箱形状の手持ち式ハウジングとして、又はハンズフリー構成を含む他のいずれかの構成として具体化することができる。窓は、上述のようにモジュールの内部区画を環境的に密封するだけでなく、例えば、汚れ、水分、埃等の汚染物質に対して、ハウジングの内部を環境的に密封もする。
【００１２】
本開示のさらに別の特徴によると、画像キャプチャによりターゲットを読み取る方法が、開口部を有する内部区画を境界付けるシャーシ壁を有するシャーシを構成することによって、シャーシにより支持される光源から光を放射することによって、視野にわたって開口部を通してターゲットの画像をキャプチャすること及びシャーシに直接接触し、開口部に対して覆っている関係の光透過性窓を配置することで内部区画を環境的に密封し、光学的に分離し、内部区画内に放射光が入るのを阻止することによって、実行される。
【００１３】
窓をシャーシの外壁表面と直接密封接触した状態で配置することによって、照準光及び／又は照明光及び／又は表示光及び／又は物体感知光の迷光が、イメージャを収容する区画内に漏れるのが防止され、照準光及び／又は照明光及び／又は表示光及び／又は物体感知光の迷光が、表示システムに漏れることが防止される。さらに、埃、水分、汚れ等の汚染物質がシステムの間で移動すること及び窓上に付着することが防止される。読み取り性能が向上する。
【００１４】
ここで図面を参照すると、図１の参照番号３０は、視野（ＦＯＶ）角２０にわたって、バーコード記号又は同様の印のようなターゲット２４を電気光学的に読み取るための手持ち式撮像読取装置を全体的に特定する。読取装置３０は、図２〜図８に関連して以下に詳細に説明されるような、撮像若しくは走査エンジン又は撮像モジュール４０が取り付けられるハウジング３２を含む。ハウジング３２は、概ね細長いハンドル又は下部把持部分２８と、光透過性の窓２６が配置される前端部を有するバレル又は上部本体部分とを含む。ハンドル２８の断面寸法及び全体サイズは、読取装置３０を都合良く操作者の手で保持できるようになっている。本体及びハンドル部分は、合成プラスチック材料のような、軽量で弾力のある耐衝撃性の自己支持材料で構成することができる。プラスチック製ハウジング３２は、射出成形することができるが、真空成形又はブロー成形して、容積がこの読取装置３０の種々の構成要素を収容するのに十分な内部空間を境界付ける薄い中空シェルを形成することもできる。手動で起動可能なトリガ３４は、読取装置３０の前方に面する領域においてハンドル２８上で移動できる関係で取り付けられる。トリガ３４を押し込むことにより、読取装置３０を起動して読み取りを開始させるために、操作者の人差し指が使用される。ハウジング３２は、携帯型、取引点、銃形状、手持ち式のハウジングとして示されているが、ハウジングは、箱形状の手持ち式ハウジングとして、又はハンズフリー構成を含むいずれかの他の構成を有するようにも具体化できるので、これは単なる例示に過ぎない。
【００１５】
図２に図示されるように、撮像モジュール４０は、ソリッド・ステート・イメージャ１０を有する撮像システムと、円形アパーチャ１６を有する管状ホルダ１４内に取り付けられた撮像レンズ・アセンブリ１２とを含む。イメージャ１０は、グローバル・シャッター又はローリング・シャッターのいずれかを有するセル又はセンサの二次元の電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイ又は相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）アレイである。低コストであるため、ＣＭＯＳイメージャは、ローリング・シャッターと共に有利に使用することができる。イメージャ１０及び撮像レンズ１２は、ハウジング３２の上部本体部分内の概ね中心に位置する中心線又は撮像光軸１８に沿って位置合わせされることが好ましい。
【００１６】
動作において、撮像システムは、窓２６から離れる作動距離の範囲内に位置するターゲット２４から、撮像レンズ・アセンブリ１２の撮像視野２０の中心にある撮像軸１８に沿って、窓２６の上部中央ゾーン５４を通る戻り光をキャプチャする。イメージャ１０は、読取装置３０に近い作動距離の近接範囲における撮像視野２０を拡大するために、ハウジング３２の前部よりも上部本体部分の後壁の近くに配置されることが有利である。撮像レンズ・アセンブリ１２は、ターゲット２４が最もよく合焦し、イメージャ１０に撮像される撮像面を有する、１つ又はそれ以上の固定焦点レンズ、好ましくはクック・トリプレットを含むことが好ましい。視野２０は概ね矩形であり、どちらも撮像軸１８に対して略垂直である、示される互いに直交する水平Ｘ軸及び垂直Ｙ軸（図１参照）に沿って延びる。センサは、ターゲット２４の画像に対する二次元アレイのピクセル情報に対応する電気信号を生成する。電気信号は、コントローラ又はプログラムされたマイクロプロセッサ２２により、読み取られるターゲット２４を示すデータへ処理される。コントローラ２２は、データの取り出し及び格納のためにメモリ３６に接続される。後述のように、コントローラ２２及びメモリ３６は、モジュール４０により支持されるプリント回路基板（ＰＣＢ）３８上に取り付けることができる。
【００１７】
撮像システムは、種々の照明条件下でターゲット２４の全画像を取得することができる。後述のように、照明システムをモジュール４０上に取り付けて、ターゲットを照らすための照明光を与えることもできる。露光時間は、コントローラ２２により制御される。アレイの解像度は、種々のサイズのものとすることができるが、コストを最小にするために、６４０×４８０ピクセルのＶＧＡ解像度を用いることができる。
【００１８】
１つ又はそれ以上の照準光アセンブリを含む照準システムは、モジュール４０上に支持され、撮像システムからオフセットしている。照準システムは、ターゲット２４上に照準マーク６０（図２参照）を投射するように動作可能である。照準光アセンブリは、撮像センサ１０の両側に水平Ｘ軸に沿って離間配置される。各照準光アセンブリは、ＰＣＢ３８上に取り付けられた、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）４２などの照準光源又はエミッタと、それぞれのＬＥＤ４２の前方の水平Ｘ軸に沿って延びる略線形の照準アパーチャ４６と、それぞれのＬＥＤ４２から離れるように取り付けられ、以下により完全に説明されるように、窓２６と統合されたドーナツ形照準レンズ４４とを含む。照準ＬＥＤ４２、照準レンズ４４及び照準アパーチャ４６の各々は、中央にあり、それぞれの照準軸４８に沿って位置する。照準軸４８は、概ね共通の面内にあり、互いに略平行である。示されるように、照準ＬＥＤ４２及びセンサ１０は、共通の水平軸に沿って取り付けられるが、照準ＬＥＤ４２は、イメージャ１０の上方又は下方のいずれにも取り付けることができるので、必ずしもそうしなくてもよい。有利なことに、撮像軸１８は、同じ面内にあり、照準軸４８に対して略平行である。
【００１９】
照準光アセンブリは、各照準ＬＥＤ４２から放射された照準光を、ターゲット２４においてそれぞれの照準軸４８の中央にある照準野角５２にわたって、それぞれのアパーチャ４６及びそれぞれの照準レンズ４４を通して、それぞれの照準軸４８に沿って指向させる。ターゲット２４において、これらの照準視野５２は、各々が所定の輝度を有する一対の照準光線５０を説明する。照準光線５０は、水平Ｘ軸に沿って同一線上にある。照準光線５０は、撮像軸１８を超えて延び、ターゲット２４上に重なり合う内側線形端部領域５０Ａを有し、作動距離の範囲にわたる視野２０の中心領域を視覚的に示すための内側線形端部領域５０Ａへの重なりのために、所定の輝度を上回る輝度を有する明るく線形の照準マーク６０を形成する。従って、操作者は、ターゲット２４上に照準マーク６０を位置決めすることができ、ターゲット２４は、実質的に撮像視野２０の中心にくる。照準光線５０はまた、作動距離の範囲にわたる視野２０のおおよその境界ゾーン又は端部限界を視覚的に示す外側線形端部領域５０Ｂも有する。従って、操作者は、ターゲット２４上に外側線形端部領域５０Ｂを配置するように案内され、ターゲット２４は実質的に、撮像視野２０内に完全に含まれることになる。
【００２０】
図５〜図９に最もよく見られるように、照準レンズ４４は、ターゲット２４の画像がキャプチャされる中央ゾーン５４の両側の及び中央ゾーン５４から離れる窓２６を有する一体構造で形成することができる。窓２６は、ガラス及び／又は成形プラスチック材料で構成することができ、統合された光学系は、同様にガラス及び／又は成形プラスチック材料で構成することができる、照準レンズ４４のような１つ又はそれ以上の光学素子を含む。従って、窓２６はガラス製とすることができ、各照準レンズ４４も同じガラス製とすることができる。代替的に、窓２６はプラスチック製とすることができ、各照準レンズ４４も同じプラスチック製とすることができる。他の変形においては、窓２６をガラス製とし、各照準レンズ４４は、オーバーモールド又は複製として知られるプロセスでガラスの上に堆積又は成形されるプラスチック製とすることができ、又は逆もまた同様であり、そこで、窓２６はプラスチック製とし、各照準レンズ４４は、プラスチックに成形されるガラス製とすることができる。照準レンズ４４は、窓２６の外面上に示されるが、これらは、窓２６の内面上に形成することもできる。従って、照準レンズ４４は、窓２６と一体であり、それにより、個々に製造され、取り付けられ、位置合わせされる構成要素の総数が低減する。
【００２１】
図３〜図４、図６及び図１１〜図１２に示されるように、読取装置３０はまた、ＰＣＢ３８上に取り付けられた、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）６２のような１つ又はそれ以上の照明光源又はエミッタなどの照明光システムを含むこともできる。図３に最もよく示されるように、照準光源４２、照明光源６２及びイメージャ１０は、全て同じＰＣＢ３８上に表面実装することができる。変形の構成において、照明光源６２は、好ましくはＰＣＢ３８と同一平面上にある別個のＰＣＢ上に取り付けることができる。各照明ＬＥＤ６２は、そこからの反射及び散乱のために、照明軸６４を中心とする照明角にわたって、照明光をターゲット２４に向けて放射することによって、ターゲット２４を照らするように動作する。各照明ＬＥＤ６２には、照明光パターンによりターゲット２４を均一かつ効率的に照らすための、複合放物線型集光器（ＣＰＲ）６６のような光学素子が有利に設けられる。各ＣＰＲ６６は、好ましくは窓２６と統合され、各照明ＬＥＤ６２から放射された照明光を受け取り、光学的に修正して、図１に示されるＸ軸及びＹ軸の両方に沿って、好ましくは略矩形形状である視野２０と一致し、これと実質的に重なる、好ましくは略矩形形状の概ね均一で効率的な照明光パターンを生成する。各ＣＰＲ６６は、Ｘ軸に沿って第１の照明角にわたって放射された照明光を反射するための、照明軸６４の両側に配置された第１の対の放物線型セグメントと、Ｙ軸に沿って第２の照明角にわたって放射された照明光を反射するための、同じく照明軸６４の両側に配置された第２の対の放物線型セグメントとを有する。各ＣＰＲ６６は、有利なことに、その内面が、全反射により各照明ＬＥＤ６２から離れる照明光を反射し案内する、例えば成形プラスチックなどの中実の要素である。各ＣＰＲ６６は、中空の要素とすることもできる。
【００２２】
図１０に最もよく見られるように、ＣＰＲ６６は、ターゲット２４の画像がキャプチャされる上部中央ゾーン５４の両側及びその下方に窓２６を有する一体構造で形成される。窓２６は、ガラス及び／又は成形プラスチック材料で構成することができ、統合された光学系は、同様にガラス及び／又は成形プラスチック材料で構成することができる、例えばＣＰＲ６６などの１つ又はそれ以上の光学素子を含む。従って、窓２６はガラス製とすることができ、各ＣＰＲ６６も同じガラス製とすることができる。代替的に、窓２６はプラスチック製とすることができ、各ＣＰＲ６６も同じプラスチック製とすることができる。他の変形においては、窓２６をガラス製とし、各ＣＰＲ６６は、オーバーモールド又は複製として知られるプロセスでガラスの上に堆積又は成形されるプラスチック製とすることができ、又は逆もまた同様であり、そこで、窓２６はプラスチック製とし、各ＣＰＲ６６は、プラスチックに成形されるガラス製とすることができる。ＣＰＲ６６は、窓２６の内面上に示されるが、これらは、窓２６の外面上に形成することもできる。従って、ＣＰＲ６６は、窓２６と一体であり、それにより、個々に製造され、取り付けられ、位置合わせされる構成要素の総数が低減する。
【００２３】
図７〜図８に最もよく見られるように、窓２６は、例えば、汚れ、水分、埃等の汚染物質に対して、ハウジング３２の内部を環境的に密封する。ゴムガスケット又はシール５６は、読取装置３０の前部において窓２６をその適切な位置に密封するのを助ける。図９〜図１０に最もよく見られるように、窓２６をその密封位置に取り付けるのを支援し、窓２６の回転を防止するために、位置決めピン５８が、窓２６を有した状態で一体形成される。１つのこうしたピン５８は、窓２６の一方の側に提供され、一対のこうしたピン５８が、窓２６の反対側に提供される。位置決めピン５８は、照準、撮像及び照明システムに対して窓２６を正確に位置決めするのを支援する。より具体的には、窓２６上の光学素子が、照準レンズ４４、照準アパーチャ４６、照準ＬＥＤ４２、ＣＰＲ６６及び照明ＬＥＤ６２に対して正確に位置決めされる。図１３は、正確に位置決めされた窓２６を出る照準光及び照射光、並びに正確に配置された窓２６を出るイメージャ１０の視野を示す。
【００２４】
図４〜図８に最もよく見られるように、モジュール４０は、各々が開口部を有する複数の内部区画７２、７４及び７６を境界付けるシャーシ壁を有するシャーシ７０を含む。イメージャ１０及び撮像レンズ・アセンブリ１２は、区画７２内に収容される。照準光源４２及び照準光アパーチャ４６は、それぞれ区画７４の対内に収容される。照明光源６２は、それぞれ区画７６の対内に収容される。イメージャ１０、照準光源４２及び照明光源６２は、全て同じＰＣＢ３８上に取り付けられ、ＰＣＢ３８は、概ね直立位置でシャーシの後壁に支持される。全ての内部区画７２、７４及び７６のシャーシ壁は、ＰＣＢ３８に対して略垂直の方向に、ＰＣＢ３８から離れるように前方に延び、各開口部における外壁表面で終端する。
【００２５】
本開示によると、窓２６は、シャーシ７０から離れるように離間配置されないが、代わりに、シャーシ７０と直接密封接触状態で配置され、より具体的には、窓２６は、シャーシ７０の外壁表面に直接係合し、各区画７２、７４及び７６の各開口部を覆う。シャーシ壁は、十分に前方に延びて、区画７２、７４及び７６の間に物理的バリアを生成し、これらの区画を互いに分離し、従って、覆っている窓２６は、イメージャ１０が収容される内部区画７２を環境的に密封し、光学的に分離し、該内部区画７２内にいずれかの照準光及び／又は照明光の迷光が入るのを阻止する。
【００２６】
表示光源７８（図７参照）も、モジュール４０上に、好ましくはシャーシ７０の後方に支持され、別のＰＣＢ８２上に取り付けられる。変形の構成において、表示光源７８は、シャーシ７０内のそれぞれの内部区画内に取り付けることができる。表示光源７８は、ターゲット２４が成功裏に読み取られるたびに、可視の表示光をハウジング３２の光散乱セクション８０に放射する。窓２６は、あらゆる照準及び／又は照明の迷光が光散乱セクション８０に漏れ、ターゲットが成功裏に読み取られたことを誤って示すのを防止するだけでなく、可視の表示光が、内部区画に、主としてイメージャ１０が収容される区画７２内に漏れるのも防止する。
【００２７】
読取装置３０には、ターゲット２４が視野２０に入るのを検知するための物体感知システムを設けることもできる。物体感知システムは、物体感知光のような放射光をターゲットに指向させるための物体感知又はウェイクアップ光源と、ターゲット２４から放射された光の戻りを検知するための物体感知又はウェイクアップ受信機とを含む。窓２６はまた、いずれかの物体感知光の迷光が、内部区画のいずれかに、主としてイメージャ１０が収容される区画７２に漏れるのも防止する。
【００２８】
窓２６は、シャーシ７０に対して取り外し可能に保持されるか、又は、例えば接着剤若しくは他のファスナにより、シャーシ７０に固定して恒久的に取り付けられる。従って、窓２６が固定して取り付けられると、モジュール４０は、環境汚染物質による汚染の心配なしに、完全に密封すること、製造設備の周りに移動することができ、又は別の設備に出荷することさえ可能である。有利なことに、窓２６は、略平坦であり、ＰＣＢ３８に対して略平行になるように配置される。窓２６は、湾曲していてもよく、又は他の何らかの形状を有するように形成することもでき、その場合、シャーシ外面は、補完的輪郭を有するように構成され、その結果、窓２６がシャーシ７０に接触したときに緊密なシールが作られる。窓２６は、シャーシ外面においてシャーシ７０に接触するように示されるが、シャーシ７０は、窓２６が取り付けられるキャビティを有するように陥凹していてもよいことが理解されるであろう。陥凹した窓は、引っ掻き傷及び汚染に対してより耐性がある。
【００２９】
上記の明細書において、具体的な実施形態を説明した。しかしながら、当業者であれば、以下の特許請求の範囲に記載する本発明の範囲から逸脱することなく、種々の修正及び変更をなし得ることを理解する。従って、本明細書及び図面は、限定的な意味ではなく、例証的な意味とみなされるべきであり、また、全てのそのような修正は、本教示の範囲内に含まれることが意図される。
【００３０】
何らかの利益、利点、又は解決法をもたらし、又はより顕著にすることができる利益、利点、問題に対する解決法、及び任意の要素は、何れかの又は全ての特許請求の範囲の不可欠な、必要な又は本質的な特徴又は要素とみなすべきではない。本発明は、本出願の係属中に行われる何らかの補正を含む添付の特許請求の範囲、及び発行された特許請求の範囲の全ての均等物によってのみ定められる。
【００３１】
さらに、本文書において、第１及び第２、上部及び底部、並びに同様のもののような関係を示す用語は、１つのエンティティ又は動作を別のエンティティ又は動作と区別するためのみに用いることができ、このようなエンティティ又は動作の間の何らかの実際のこのような関係又は順序を必ずしも必要とせず、又は意味するものではない。用語「備える」、「備えている」、「有する」、「有している」、「含む」、「含んでいる」、「収容する」、「収容している」、又はこれらの何れかの他の変形は、非排他的な包含をカバーすることが意図されており、要素のリストを備える、有する、含む、又は包含するプロセス、方法、物品、又は装置は、これらの要素のみを含むだけでなく、明白に列挙されていない他の要素、又はこのようなプロセス、方法、物品、又は構成に特有の他の要素を含むこともできる。「〜を備える」、「〜を有する」、「〜を含む」、「〜を包含する」の前にある要素は、それ以上の制約なしに、その要素を備える、有する、含む、又は包含するプロセス、方法、物品、又は装置における付加的な同一要素の存在を除外するものではない。用語「１つ（ａ）」及び「１つ（ａｎ）」は、本明細書において特に明示的に指定のない限り、１又はそれ以上のものとして定義される。用語「実質的に」、「本質的に」、「およそ」、「約」、又は他のこれらの何らかの変形は、当業者によって理解されるように近接したものとして定義され、限定されない実施形態では、これらの用語は、１０％以内と定められ、別の実施形態では５％以内、別の実施形態では１％以内、更に別の実施形態では０．５％以内と定義される。本明細書で使用される用語「結合される」は、接続されるとして定義されるが、必ずしも直接的な接続及び機械的な接続ではない。特定の方法で「構成される」デバイス又は構造は、少なくともその方法で構成されるが、列挙されていない方法で構成することもできる。
【００３２】
一部の実施形態は、特定の非プロセッサ回路と協働して、本明細書で説明される方法及び／又は構成の一部、大部分、又は全ての機能を実施するように１又はそれ以上のプロセッサを制御する、マイクロプロセッサ、デジタル・シグナル・プロセッサ、カスタマイズされたプロセッサ、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及び固有の格納プログラム命令（ソフトウェア及びファームウェアの両方を含む）のような１又はそれ以上の汎用又は専用プロセッサ（又は「処理デバイス」）から構成できることが理解されるであろう。或いは、一部又は全ての機能は、格納プログラム命令を有していない状態機械によって、又は１又はそれ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）において実装することができ、各機能又は特定の機能の一部の組み合わせは、カスタム論理として実装される。当然ながら、２つの手法の組み合わせを使用することもできる。
【００３３】
さらに、一実施形態は、本明細書で説明される方法及び特許請求される方法を実行するようにコンピュータ（例えば、プロセッサを備える）をプログラムするために格納されるコンピュータ可読コードを有するコンピュータ可読記憶媒体として実装することができる。このようなコンピュータ可読記憶媒体の例として、これらに限定されるものではないが、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光記憶デバイス、磁気記憶デバイス、ＲＯＭ（読み取り専用メモリ）、ＰＲＯＭ（プログラム可能な読み取り専用メモリ）、及びＥＰＲＯＭ（消去可能でプログラム可能な読み取り専用メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気的に消去可能でプログラム可能な読み取り専用メモリ）、及びフラッシュメモリが挙げられる。さらに、当業者には、例えば、利用可能な時間、現在の技術及び経済的な考慮事項によって動機付けられる可能な多大な労力及び多くの設計上の選択肢にもかかわらず、本明細書で開示される概念及び原理により導かれたとき、最小限の試みでこのようなソフトウェア命令、プログラム、及びＩＣを容易に生成できることが予期される。
【００３４】
本開示の要約書は、読み手が技術開示の性質を迅速に確認できるようにするために提供される。要約書は、特許請求の範囲の範囲又は意味を解釈又は限定するために使用されるものではないという理解の下に提示される。さらに、上記の詳細な説明では、本開示を簡素化するために、種々の実施形態において種々の特徴がグループ化されていることが分かる。本開示の方法は、特許請求される実施形態が、各請求項において明示的に記載されるよりも多くの特徴を必要とするという意図を示すものと解釈すべきではない。むしろ、以下の特許請求の範囲が示すように、本発明の主題は、開示される単一の実施形態の全ての特徴に存在するわけではない。従って、以下の特許請求の範囲は、詳細な説明に組み込まれており、各請求項は、別個に特許請求される主題として独立している。
【符号の説明】
【００３５】
１０：イメージャ
１２：撮像レンズ・アセンブリ
１８：撮像軸
２４：ターゲット
２０：視野（ＦＯＶ）
２２：コントローラ
２６：窓
２８：ハンドル
３０：読取装置
３２：ハウジング
３６：メモリ
３８：プリント基板（ＰＣＢ）
４０：撮像モジュール
４２：照準発光ダイオード（ＬＥＤ）
４４：照準レンズ
４６：照準アパーチャ
４８：照準軸
５０：照準光線
５４：中央ゾーン
５６：ゴムガスケット又はシール
５８：位置決めピン
６０：照準マーク
６２：照明ＬＥＤ
６４：照明軸
６６：複合放物線型集光器（ＣＰＲ）
７０：シャーシ
７２、７４、７６：区画
【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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【国際調査報告】
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