(57)【要約】【課題】視野の中央ゾーンの視覚的に顕著なインジケータを用いて画像キャプチャにより視野にわたってターゲットを読み取るための撮像モジュール及び読取装置、及び方法を提供する。【解決手段】撮像読取装置の撮像センサが、互いに直交する水平軸及び垂直軸に沿って延びる視野にわたって撮像軸に沿って画像キャプチャにより読み取られるターゲットからの戻り光を感知する。２つの照準光学アセンブリが、センサからオフセットし、照準光パターンをターゲットに指向させる。パターンは、パターンの中央領域内に照準マークと、水平軸に沿って同一直線上にある一対の照準光線とを有する。不均一の輝度の各照準光線を形成するように、異なる光パワーの領域を有するように照準レンズを特別に構成することにより、パターンの残りの領域に対して輝度が異なるように照準マークを構成することによって、照準マークの可視性が強化される。可視性が強化された照準マークは、視野の中心ゾーンの顕著な視覚インジケータを構成する。【選択図】図２
2018032386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュールから離れた作動距離の範囲にわたって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、
撮像軸に対してほぼ垂直な互いに直交する水平軸及び垂直軸に沿って延びる視野にわたって前記撮像軸に沿って前記ターゲットから戻る光を感知するための撮像センサを含む撮像システムと、
前記撮像システムからオフセットし、照準光パターンを前記ターゲットに指向させて、前記照準光パターンの中央領域の照準マーク及び前記水平軸に沿って同一線上にある一対の照準光線を有するように前記照準光パターンを光学的に形成し、かつ、照準光線を不均一な輝度になるように光学的に構成することにより前記照準光パターンの残りの領域に対する前記照準マークの可視性を強化する、照準光システムと、
を備え、可視性が強化された前記照準マークは、前記ターゲットが前記作動距離の範囲にわたって配置される前記視野の中央ゾーンの顕著な視覚インジケータを構成することを特徴とする、モジュール。
【請求項２】
前記照準光システムは、前記照準マークを、前記照準光パターンの前記残りの領域に対して輝度がより大きくなるように光学的に構成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３】
前記照準光システムは、前記撮像センサの両側に前記水平軸に沿って離間配置された一対の照準光学アセンブリを含み、前記光学アセンブリは、一対の照準軸に沿って一対の照準光を発するための一対の照準光源と、そこを通って前記照準光がそれぞれ前記照準軸に沿って進む一対の照準源アパーチャと、前記照準光をそれぞれ光学的に修正して前記照準光パターンを形成するための一対の照準レンズとを含むことを特徴とする、請求項１に記載のモジュール。
【請求項４】
前記照準光源は発光ダイオードであり、前記照準源アパーチャは、前記水平軸に沿って延びる細長い開口部であることを特徴とする、請求項３に記載のモジュール。
【請求項５】
前記照準レンズの各々は、前記照準光が入射する入射面と、そこから前記照準光が前記ターゲットに投射される出口面とを有し、前記出口面の各々は、不連続部のない連続的な自由曲面であることを特徴とする、請求項３に記載のモジュール。
【請求項６】
前記照準レンズは前記撮像軸の両側に対称的に配置され、前記照準レンズの各々は、前記撮像軸により近い、光パワーがより大きい内側高パワー領域と、前記撮像軸からより遠い、光パワーがより小さい外側低パワー領域とを有し、前記内側高パワー領域は、前記照準光の大部分を前記照準マークに投射し、前記外側低パワー領域は、前記照準光のより少ない部分を前記照準光パターンの前記残りの領域に投射することを特徴とする、請求項３に記載のモジュール。
【請求項７】
前記内側高パワー領域及び前記外側低パワー領域は湾曲しており、互いに滑らかに併合し、前記内側高パワー領域は、前記外側低パワー領域より大きい曲率を有することを特徴とする、請求項６に記載のモジュール。
【請求項８】
前記照準レンズの各々は、前記撮像軸に向かって前記水平軸に沿って増大する光パワーを有し、前記照準光の各々の輝度は、前記撮像軸に向かって前記水平軸に沿って増大することを特徴とする、請求項６に記載のモジュール。
【請求項９】
前記照準レンズは、一体構造のものであることを特徴とする、請求項３に記載のモジュール。
【請求項１０】
光透過性窓が前記撮像センサの上に設けられており、前記照準レンズは、前記窓を有する一体構造のものであることを特徴とする、請求項３に記載のモジュール。
【請求項１１】
読取装置から離れる作動距離の範囲にわたって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、
光透過性窓を有するハウジングと、
前記ハウジング内に取り付けられ、撮像軸に対してほぼ垂直な水平軸及び垂直軸を有する撮像モジュールと、
前記撮像システムからオフセットし、前記窓を通して照準光パターンを前記ターゲットに指向させて、照準光パターンの中央領域の照準マーク及び前記水平軸に沿って同一線上にある一対の照準光線を有するように前記照準光パターンを光学的に形成し、かつ、照準光線を不均一な輝度になるように光学的に構成することにより前記照準光パターンの残りの領域に対する前記照準マークの可視性を強化する、照準光システムと、
を備え、前記可視性が強化された前記照準マークは、前記ターゲットが作動距離の範囲にわたって配置される視野の中央ゾーンの顕著な可視インジケータを構成することを特徴とする、読取装置。
【請求項１２】
前記照準光システムは、前記撮像センサの両側に前記水平軸に沿って離間配置された一対の照準光学アセンブリを含み、前記光学アセンブリは、一対の照準軸に沿って一対の照準光を発するための一対の照準光源と、そこを通って前記照準光がそれぞれ前記照準軸に沿って進む一対の照準源アパーチャと、前記照準光をそれぞれ光学的に修正して前記照準光パターンを形成するための一対の照準レンズとを含み、前記照準レンズの各々は、前記照準光が入射する入射面と、そこから前記照準光が前記ターゲットに投射される出口面とを有し、前記出口面の各々は不連続部のない連続的な自由曲面であることを特徴とする、請求項１１に記載の読取装置。
【請求項１３】
前記照準レンズは前記撮像軸の両側に対称的に配置され、前記照準レンズの各々は、前記撮像軸により近い、光パワーがより大きい内側高パワー領域と、前記撮像軸からより遠い、光パワーがより小さい外側低パワー領域とを有し、前記内側高パワー領域は、前記照準光の大部分を前記照準マークに投射し、前記外側低パワー領域は、前記照準光のより少ない部分を前記照準光パターンの前記残りの領域に投射し、前記照準光線の輝度は、前記撮像軸に向かって前記水平軸に沿って増大することを特徴とする、請求項１２に記載の読取装置。
【請求項１４】
撮像読取装置から離れる作動距離の範囲にわたって画像キャプチャによりターゲットを読み取る方法であって、
撮像軸に対してほぼ垂直な互いに直交する水平軸及び垂直軸に沿って延びる視野にわたって前記撮像軸に沿ってターゲットから戻る光を感知することと、
照準光パターンを前記ターゲットに指向させることと、
前記照準光パターンの中央領域の照準マーク及び水平軸に沿って同一線上にある一対の照準光線を有するように照準光パターンを光学的に形成することと、
前記照準光線を不均一な輝度のものになるように光学的に構成することにより、前記照準光パターンの残りの領域に対する前記照準マークの可視性を光学的に強化することと、
を含み、前記可視性が強化された前記照準マークは、前記ターゲットが前記作動距離の範囲にわたって配置される視野の中央ゾーンの顕著な視覚インジケータを構成することを特徴とする、方法。
【請求項１５】
前記光学的に強化することは、前記照準マークを、前記照準光パターンの残りの領域に対して輝度がより大きくなるように構成することによって行われる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記光学的に強化することは、撮像軸の両側の一対の撮像軸に沿って一対の照準光を発すること、前記照準光をそれぞれのアパーチャを通して前記撮像軸に沿って進ませること、及び一対の照準レンズにより前記照準光を光学的に修正することによって行われる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記照準光が入射する入射面と、前記照準光が前記ターゲットに投射される出口面とを有するように前記照準レンズの各々を構成し、不連続部のない単一の連続的な自由曲面を有するように前記出口面の各々を構成することを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記撮像軸により近い、光パワーがより大きい内側高パワー領域と、前記撮像軸からより遠い、光パワーがより小さい外側低パワー領域とを有するように前記照準レンズの各々を構成し、前記内側高パワー領域により前記照準光の大部分を前記照準マークに投射し、前記外側低パワー領域により前記照準光のより少ない部分を前記照準光パターンの残りの領域に投射し、前記照準レンズの各々の前記光パワーを前記水平軸に沿って前記照準光軸に向けて増大させ、前記照準光線の各々の輝度を前記水平軸に沿って前記照準軸に向けて増大させることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記内側高パワー領域及び前記外側低パワー領域を湾曲させ、滑らかに併合し、前記外側低パワー領域より大きい曲率を有するように前記内側高パワー領域を構成することを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
一体構造になるように前記照準レンズを構成することを特徴とする、請求項１６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／読取装置から離れた作動距離の範囲の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及び撮像読取装置、並びに方法に関し、より具体的には、照準光パターンの照準マークを用いて、ターゲットを、実質的に視野の中心に、特にターゲットで混み合っている視野の中心に置くことに関し、さらにより具体的には、視野の中央ゾーンのより顕著な視覚インジケータとして働くように、照準マークの可視性を光学的に強化することに関する。
【背景技術】
【０００２】
ソリッド・ステート撮像システム又は撮像読取装置は、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、ハンドヘルド及び／又は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、ハウジング内に取り付けられ、かつ、可視の照準光パターンを照準軸に沿って投射して、ターゲットを視野内に視覚的に配置し、従って、操作者に、読み取り前に、読取装置をどの方向に動かして、照準光パターンをターゲット上に、一般的にはターゲットの中央に配置するかを助言するための照準光システムと、そこからの反射及び散乱のために照射光をターゲットに向けて発するための照明システムと、フォトセル又は光センサのセンサ・アレイと共にソリッド・ステート・イメージャを有する撮像システムと、撮像軸の中心に視野にわたって撮像されるターゲットから散乱及び／又は反射される戻り照明光をキャプチャし、キャプチャした照明光をイメージャに投射して、ターゲットの画像のキャプチャを開始するための光学アセンブリとを有する撮像モジュールを含む。イメージャは、電気信号を生成し、電気信号は、プログラムされたマイクロプロセッサ又はコントローラにより、読み取られるターゲットに関連した情報、例えばターゲットを識別するデコードされたデータへとデコード及び／又は処理される。コントローラは、例えば識別されたターゲットに関する価格を得るために価格データベースから価格を取り出すなど、更なる処理のために、デコードされたデータを無線又は有線リンクのいずれかを介して遠隔ホストに伝送するように動作可能である。
【０００３】
照準光システムは、一般に、撮像システムから離れるように水平方向及び／又は垂直方向に物理的にオフセットしている。操作者が、読取装置を配置するように誤って案内されるので、ターゲットの一部は一般的に視野外となり、従って、ターゲットが中心に置かれず、読み取られないことが多いので、この水平方向／垂直方向のオフセット又は視差は、照準光パターンを撮像軸に対して中心からずれるように配置し、読取装置に近い近距離のターゲットを読み取る際、特に望ましくない。
【０００４】
照準光システムを、レーザ、合焦レンズ、及び回折光学素子（ＤＯＥ）又は屈折光学素子（ＲＯＥ）のようなパターン成形光学素子と共に撮像読取装置内に構成し、照準光パターンを、例えばターゲットの中心に配置するための一対の十字線として、又は、視野をおおよそ示すようにターゲット上に配置するための光スポットの連続線又は列として投射することは周知である。さらに、レーザ及びこうしたレーザ・ベースの照準システムの光学部品は、製造コストが比較的高く、読取装置内に取り付けられたときに光学的に位置合わせされ、それにより、低コストの撮像読取装置には適さない。また、照準光システムを、１つ又はそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）と共に撮像読取装置内に構成し、照準光パターンを、例えば、ターゲット上に配置するための、１つ又はそれ以上のほぼ円形のスポットとして、又は単一の照準線として投射することも周知である。こうした照準光パターンは、一般に、視野の中心がおよそどこであるかを示すか、又は視野の外側境界若しくは終端限界がおよそどこかを示すが、同時に両方は示されない。いずれのイベントにおいても、こうしたレーザ・ベース及びＬＥＤベースの照準システムは、撮像及び照準光システムが互いからオフセットすると、同じ上述の水平方向のオフセット配置による誤りに見舞われる。
【０００５】
同じく、各々が所定の均一の輝度を有する一対の照準光線と、作動距離の範囲にわたる視野のほぼ中心ゾーンを視覚的に示すように、互いに部分的に重なり合って所定の均一の輝度より大きい輝度を有する照準マークを形成する線形端部分とを有する照準光パターンをターゲット上に投射することも周知である。意図した目的について概ね満足するが、経験から、照準マークが全ての場合において常に明確かつ識別可能とは限らず、例えば、白い背景に対して及び／又は明るく照らされるスポットにおいて見るとき、及び／又はテキスト若しくはバーコード記号が視野内に案内されるとき、常に非常に見やすいとは又は十分に明るいとはいえないことが分かっている。ターゲットを正確に中心に配置できなかったことは、例えば、倉庫の職員が、倉庫又は同様の設備から取り出すべき注文品目に対応するターゲットのみを選択して読み取る必要がある選択リストにおいて、複数のターゲットが互いに緊密に配置されている場合など、視野がターゲットで込み合っている場合には、特に重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って読取装置の、撮像システムと照準光システムとの間の水平方向オフセットにもかかわらず、作動距離の範囲にわたって撮像読取装置の視野の中心をより正確かつより顕著に示すことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の１つの特徴によると、撮像モジュールは、モジュールから離れた作動距離の範囲内にわたって、画像キャプチャにより、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可能である。モジュールは、撮像軸にほぼ垂直な互いに直交する水平軸及び垂直軸に沿って延びる視野にわたり撮像軸に沿ってターゲットから戻る光を感知するための、例えば、画像センサの電荷結合素子（ＣＣＤ）又は相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）アレイといった、二次元のソリッド・ステート・センサのような撮像センサを有する撮像システムを含む。モジュールはまた、撮像システムからオフセットし、照準光パターンをターゲットに指向させ、照準光パターンの中央領域における照準マークと、水平軸に沿って同一線上にある一対の照準光線とを有する照準光パターンを形成する。照準光システムはまた、照準光線を、不均一な輝度になるように、より具体的には、撮像軸に近づくにつれて輝度が大きくなり、撮像軸から遠く離れるにつれて輝度が小さくなるように光学的に構成することによって、照準光パターンの残りの領域に対する照準マークの可視性を光学的に強化する。可視性が強化された照準マークは、ターゲットが作動距離の範囲にわたって配置される視野の中央ゾーンの顕著な視覚インジケータを構成する。従って、撮像軸への視差なしに、ターゲットを確実に視野の中心に置くことができ、このことは、視野が互いに緊密に隣接するターゲットで込み合っており、次に、画像キャプチャにより電気光学的に読み取られる場合に特に重要である。
【０００８】
有利なことに、照準光システムは、撮像センサの両側に水平軸に沿って離間配置された一対の照準光学アセンブリを含む。光学アセンブリは、一対の照準軸に沿って一対の照準光を発するための、例えば発光ダイオードなどの一対の照準光源と、そこを通って照準光がそれぞれ照準軸に沿って進む一対の照準源アパーチャ、好ましくは水平軸に沿って延びる細長い開口部と、照準光をそれぞれ光学的に修正して照準光パターンを形成するための一対の照準レンズとを含む。
【０００９】
照準レンズは、不均一な輝度の照準光線を形成するように特別に構成される。好ましい実施形態において、各々の照準レンズは、照準光が入射する入射面と、そこから照準光がターゲットに投射される出口面とを有する。各々の出口は、不連続部のない単一の連続的な自由曲面である。照準レンズは、撮像軸の両側に対称的に配置される。各々の照準レンズは、撮像軸により近い、光パワーがより大きい内側高パワー領域と、撮像軸からより遠い、光パワーがより小さい外側低パワー領域とを有する。各々の内側高パワー領域は、それぞれの外側低パワー領域に滑らかに併合する。各々の照準レンズは、撮像軸１８に向かう方向に水平軸に沿って増大する光パワーを有する。内側高パワー領域は、照準光の大部分を照準マークに投射し、外側低パワー領域は、照準光のより少ない部分を照準光パターンの残りの領域に投射する。従って、照準マークの光強度は、照準光パターンの残りの領域よりも視覚的により顕著で明るい。内側高パワー領域及び外側低パワー領域は湾曲しており、内側高パワー領域は、外側低パワー領域よりも曲率が大きい。
【００１０】
照準レンズは、別個の素子とすることができ、又は一体構造のものであることが好ましい。さらにより好ましくは、光透過性窓が撮像センサの上にあり、照準レンズは、窓を有する一体構造のものである。レンズ及び窓は、プラスチック及び／又はガラス製とすることができるが、好ましくは、プラスチック製照準レンズが、プラスチック製窓と一緒に成形される。有利なことに、窓は、モジュールと直接密封接触した状態で配置され、内部のアセンブリを環境から隔てる。
【００１１】
本開示の別の特徴によると、上述の撮像モジュールは、光透過性窓を有する撮像読取装置のハウジング内に取り付けられる。撮像センサは、窓を通してターゲットから戻る光を感知し、照準光パターンを窓を通してターゲットに指向させる。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。
【００１２】
本開示のさらに別の特徴によると、撮像読取装置から離れる作動距離の範囲にわたって、画像キャプチャによりターゲットを読み取る方法が、撮像軸に対してほぼ垂直な互いに直交する水平軸及び垂直軸に沿って延びる視野にわたり撮像軸に沿ってターゲットから戻る光を感知すること、照準光パターンをターゲットに指向させること、照準光パターンの中央領域における照準マークと、水平軸に沿って同一線上にある一対の照準光線とを有するように照準光パターンを光学的に形成すること、及び照準光線を、不均一な輝度のものになるように光学的に構成することにより照準光パターンの残りの領域に対する照準マークの可視性を強化することによって、実施される。可視性が強化された照準マークは、ターゲットが作動距離の範囲にわたって配置される視野の中央ゾーンの顕著な視覚インジケータを構成する。
【００１３】
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】
【００１４】
【図１】本開示による、撮像モジュールが取り付けられた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の読取装置内に搭載されている撮像及び照準光システムの構成要素の線図である。
【図３】本開示による、図２の照準光システムにより生成される照準光パターンの拡大した線図である。
【図４】図３の照準光パターンに水平方向に沿った輝度分布を示すグラフである。
【図５】図２の照準光システムに用いられる代表的な照準レンズの側面図である。
【図６】図５の代表的な照準レンズの斜視図である。
【図７】図３の照準光パターンを形成するために、光線がどのように光学的に変更されるかを示す拡大した線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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点は理解されるであろう。例えば、図面内の要素の一部の寸法は、本開示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。
【００１６】
モジュール、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一般的な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した特定の詳細のみが示されている。
【００１７】
ここで図面を参照すると、図１の参照番号３０は、撮像視野（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、射出成形されてもよいが、真空成形又はブロー成形して、容積がこの読取装置３０の種々の構成要素及びシステム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上に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。
【００１８】
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１０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イメージャをローリング・シャッターと共に有利に用いることができる。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。
【００１９】
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又はターゲット画像面を有する、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に対してほぼ垂直である、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。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。
【００２０】
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。示されていない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ピクセルのアレイのＶＧＡ解像度を用いることができる。
【００２１】
１つ又は複数の照準光学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、かつ、撮像システムからオフセットしている。照準システムは、照準マーク６０及び一対の照準光線５０（図２〜図３を参照されたい）を有する照準光パターン１００をターゲット２４上に投射するように動作可能である。照準光学アセンブリは、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。各々の照準光学アセンブリは、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軸に沿って延びるほぼ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特別に構成された照準レンズ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、中心にあり、それぞれの照準軸４８に沿ってある。照準軸４８は、ほぼ共通の面内にあり、互いにほぼ平行である。照準ＬＥＤ４２及びセンサ１０は、共通の水平軸に沿って取り付けることができるが、照準ＬＥＤ４２はイメージャ１０の上方又は下方のいずれに取り付けることもできるので、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にほぼ平行である。
【００２２】
照準光学アセンブリは、各照準ＬＥＤ４２から発さられた照準光を、それぞれのアパーチャ４６及びそれぞれの照準レンズ４４を通り、それぞれの照準軸４８に沿って、ターゲット２４のそれぞれの照準軸４８が中心にある照準野角５２にわたって指向させる。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照準光線５０の対を説明する。図３に示されるように、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り視野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、例えば、所定の輝度の約２倍を上回る輝度を有する照準マーク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反対端領域５０Ｃに向けて水平Ｘ軸に沿って延びる外側線形端部領域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。
【００２３】
図２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、照準レンズ４４も同様に、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。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。或いは、照準レンズ４４は、互いに一体とし、窓２６とは分離した単一の光学部品を構成することができ、又は照準レンズ４４は、互いから及び窓２６から離れた別個の光学素子とすることができる。
【００２４】
既述のように、照準マーク６０は、内側線形端部領域５０Ａの重ね合わせのために、標準光パターンの残りの領域よりも明るい。さらに、上述のように、結果として得られる照準マーク６０は、いかなる場合でも常に明確であり、識別可能なわけではなく、例えば、白い背景に対して及び／又は明るく照らされるスポットにおいて見るとき、及び／又はテキスト若しくはバーコード記号が視野２０内に案内されるとき、常に非常に見やすい又は十分に明るいとはいえない。本開示によると、照準光システムは、例えば、図４に示される水平Ｘ軸に沿った図３の照準光パターンの輝度分布により示されるように、光強度がずっと明るくなるように照準マーク６０の可視性をさらに強化し、そこで、中央ゾーンにおける照準マーク６０の輝度は、２倍を上回り、例えば周辺ゾーンにおける外側線形端部領域５０Ｂの輝度と比べて光強度が約６倍大きい。この強化された輝度は、以下に詳細に説明されるように、各照準光線を不均一な輝度のものであるように形成するように、各照準レンズ４４を特別に構成することによって、達成される。
【００２５】
従って、図５〜図７に示されるように、各照準レンズ４４は、各照準アパーチャ４６を通って進む照準光が入射する入射面Ｓ１と、照準光がターゲット２４に投射される出口面Ｓ２とを有する。各入射面Ｓ１は、示されるようにほぼ平坦であることが好ましいが、これに幾らかの光パワーが与えられることがある。各出口面Ｓ２は、例えば急峻なエッジ又はセグメントなど、不連続部のない単一の連続的な多項式の自由曲面である。図２に示されるように、照準レンズ４４は、撮像軸１８の両側に対称的に配置される。各々の照準レンズ４４は、撮像軸１８により近い、光パワーがより大きい内側高パワー領域Ｂ１と、撮像軸１８からより遠い、光パワーがより小さい外側低パワー領域Ｂ２とを有する。各々の内側高パワー領域Ｂ１は、それぞれの外側低パワー領域Ｂ２のより小さい曲率ＣＲ２よりも大きい曲率ＣＲ１を有する。各々の内側高パワー領域Ｂ１は、それぞれの外側低パワー領域Ｂ２に滑らかに併合する。各々の照準レンズ４４は、撮像軸１８に向かう方向に水平Ｘ軸に沿って増大する光パワーを有する。
【００２６】
図７に最もよく示されるように、内側高パワー領域Ｂ１は、照準光の大部分を集光し、照準光パターンの照準光パターンの中央ゾーンの照準マークに投射し、外側低パワー領域Ｂ２は、照準光のより少ない部分を集光し、照準光パターンの残りの領域又は周辺ゾーンに投射する。従って、各々の照準光の輝度を不均一にすることによって、照準マーク６０の可視性が強化された。より具体的には、各照準光線の輝度は、内側高圧パワー領域Ｂ１のために、撮像軸１８に向かう方向に増大する。強化された照準マーク６０は、ターゲット２４が作業距離の範囲にわたって配置される視野２０の中央ゾーンのより顕著な可視インジケータを構成する。
【００２７】
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、当業者には、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行い得ることが理解される。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、このような全ての修正は、本教示の範囲内に含まれることが意図される。
【００２８】
何らかの利益、利点、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。
【００２９】
さらに、本文書において、第１及び第２、上部及び下部、並びに同様のもののような関連する用語は、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」、「包含する」、「包含している」、又はこれらの何れかの他の変形は、非排他的な包含を対象と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、明示的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、又は装置に特有の他の要素を含むことができる。「〜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、又は装置における追加の同一要素の存在を除外するものではない。用語「ａ」及び「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、限定されない一実施形態では、これらの用語は、１０％以内と定義され、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必ずしも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。
【００３０】
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／又は装置の一部、大部分、又は全てを実施するように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）、及び独自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ができる。
【００３１】
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、当業者であれば、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誘導されたとき、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を容易に生成することができることが予期される。
【００３２】
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反映する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反映するように、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】
【００３３】
１０：撮像システム、イメージャ
１２：撮像レンズ・アセンブリ
１４：管状ホルダ
１６：円形アパーチャ
１８：撮像軸
２０：撮像視野
２２：コントローラ
２４：ターゲット
２６：窓
２８：ハンドル
３０：読取装置
３２：ハウジング
３４：トリガ
３６：メモリ
４０：撮像モジュール
４２：照準ＬＥＤ
４４：照準レンズ
４６：照準アパーチャ
４８：照準軸
５０：照準光線
５０Ａ：内側線形端部領域
５０Ｂ：外側線形端部領域
５０Ｃ：反対端領域
５４：中央ゾーン
６０：照準マーク
Ｓ１：入射面
Ｓ２：出口面
Ｂ１：内側高パワー領域
Ｂ２：外側低パワー領域
【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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