(57)【要約】  ３つの複雑でないイメージング装置が提供され、その２つでは、少なくとも１つの対物レンズを収容する移動可能なキャリアが備えられ、他のイメージング装置では、少なくとも１つの固定対物レンズと付加的な光学要素が備えられる。各実施形態は、一次元バーコード記号、又はラベル、マーキング、絵、その他の光学コード又はターゲットを撮像するための少なくとも１つの固定イメージセンサーアレイを含む。各イメージング装置は、約５−１０２ｃｍの広範な動作範囲を提供する。イメージング装置は、従来の画像ベースのバーコードイメージャーの動作範囲に匹敵するか又はそれよりも優れた広範な動作範囲を有する、複雑でないバーコードイメージャーを提供するためにバーコードイメージャー内に組み込むことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の焦点面で光学コード又はターゲットを撮像するためのイメージング装置であって、
合焦された画像に対応する画素データのそれぞれの行を得るための画素の１つの行を各々が有する第１及び第２の一次元イメージセンサーアレイを有するイメージセンサーと、
イメージング動作中に、前記光学コード又はターゲットの画像の部分が画素データの２つの行を得るための前記第１及び第２イメージセンサーアレイ上に合焦されて前記画素データの各行が前記光学コード又はターゲットの少なくとも一部分に対応するように、前記イメージセンサーのほぼ中心の長手方向軸線に前記画像を合焦するために前記イメージング装置の光軸に沿って位置付けられた少なくとも１つの対物レンズを有するレンズ組立体と、
を備えるイメージング装置。
【請求項２】
前記光学コード又はターゲットは、バーコード記号、ラベル、マーキング、及び絵から成るグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項３】
前記バーコード記号は、一次元及び二次元バーコード記号のうちの１つであることを特徴とする請求項２に記載のイメージング装置。
【請求項４】
前記イメージング装置は、約５ｃｍから１０２ｃｍにわたる動作範囲を有することを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの対物レンズを収容するキャリアに作動的に結合され、前記光軸に沿って前記キャリアを移動させるためのアクチュエータを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項６】
前記キャリアは、前記アクチュエータによって０−１００μｍの範囲で移動することを特徴とする請求項５に記載のイメージング装置。
【請求項７】
前記レンズ組立体は、前記少なくとも１つの一次元イメージセンサーアレイ上に前記画像を更に合焦するための複数の光学要素を含むことを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項８】
前記複数の光学要素は、ガラス、レンズ、ホログラフィック光学要素、プラスチック、及び他の透明な材料から成るグループから選択されることを特徴とする請求項７に記載のイメージング装置。
【請求項９】
前記複数の光学要素は、前記少なくとも１つの一次元イメージセンサーアレイの少なくとも一部分に重なることを特徴とする請求項７に記載のイメージング装置。
【請求項１０】
複数のセグメントを有するキャリアを更に備え、前記複数の光学要素の各々は、前記複数のセグメントのうちの対応する１つに設けられることを特徴とする請求項７に記載のイメージング装置。
【請求項１１】
前記複数のセグメントのうちの１つは、オープンセグメントであって光学要素を含まず、前記イメージング装置が更に、前記オープンセグメント又は前記複数の光学要素のうちの１つを前記光軸に沿って位置付けるための前記キャリアに作動的に結合されたモータを備えることを特徴とする請求項１０に記載のイメージング装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの対物レンズを収容する第１キャリアに作動的に結合され、前記光軸に沿って前記第１キャリアを移動させるためのアクチュエータと、
複数の光学要素を有する第２キャリアに作動的に結合されたモータと、
を更に備え、
前記アクチュエータ及びモータは、前記第１キャリアと前記第２キャリアを同時及び非同時にそれぞれ移動させ、更に前記少なくとも１つの一次元イメージセンサーアレイ上に前記画像を合焦させるために同時及び非同時に動作可能であることを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項１３】
複数の焦点面で光学コード又はターゲットを撮像するためのイメージング装置であって、
合焦された画像に対応する画素データの行を得るための画素の行を有する一次元イメージセンサーアレイを有するイメージセンサーと、
イメージング動作中に、前記光学コード又はターゲットの画像の部分が、前記光学コード又はターゲットの少なくとも一部分に対応する画素データの行を得るための前記一次元イメージセンサーアレイ上に合焦されるように、前記イメージセンサーのほぼ中心の長手方向軸線に前記画像を合焦するために前記イメージング装置の光軸に沿って位置付けられた少なくとも１つの対物レンズを有するレンズ組立体と、
を備えるイメージング装置。
【請求項１４】
前記イメージング装置は、約５ｃｍから１０２ｃｍにわたる動作範囲を有することを特徴とする請求項１３に記載のイメージング装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの対物レンズを収容するキャリアに作動的に結合され、前記光軸に沿って前記キャリアを移動させるためのアクチュエータを更に備えることを特徴とする請求項１３に記載のイメージング装置。
【請求項１６】
複数の焦点面で光学コード又はターゲットを撮像するためのイメージング装置であって、
合焦された画像に対応する画素データの行を得るための画素の少なくとも１つの行を有する一次元イメージセンサーアレイと、
前記一次元イメージセンサーアレイ上に前記光学コード又はターゲットの画像を合焦して前記光学コード又はターゲットの少なくとも一部分に対応する画素データの行を得るために、前記イメージング装置の光軸に沿って位置付けられた少なくとも１つの対物レンズと、複数の光学要素を有し前記光軸に沿って該複数の光学要素の少なくとも１つを位置付けるように構成されたキャリアとを有するレンズ組立体と、
を備えるイメージング装置。
【請求項１７】
前記イメージング装置は、約５ｃｍから１０２ｃｍにわたる動作範囲を有することを特徴とする請求項１６に記載のイメージング装置。
【請求項１８】
前記複数の光学要素は、ガラス、レンズ、ホログラフィック光学要素、プラスチック、及び他の透明な材料から成るグループから選択されることを特徴とする請求項１６に記載のイメージング装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの対物レンズを収容する第１キャリアに作動的に結合され、前記光軸に沿って前記第１キャリアを移動させるためのアクチュエータと、
前記複数の光学要素を有する第２キャリアに作動的に結合されたモータと、
を更に備え、
前記アクチュエータ及びモータは、前記第１キャリアと前記第２キャリアを同時及び非同時にそれぞれ移動させ、前記一次元イメージセンサーアレイ上に前記画像を合焦させるために同時及び非同時に動作可能であることを特徴とする請求項１６に記載のイメージング装置。
【請求項２０】
複数の焦点面で光学コード又はターゲットを撮像するためのバーコードイメージャーであって、
前記複数の焦点面のうちの少なくとも１つで前記光学コード又はターゲットを撮像するためにイメージング動作を開始するための手段と、
イメージング装置と、
を備え、前記イメージング装置が、
前記イメージング動作中に前記光学コード又はターゲットの画像に対応する画素データのそれぞれの行を得るための画素の１つの行を各々が有する第１及び第２の一次元イメージセンサーアレイを有するイメージセンサーと、
画素データの２つの行を得るための前記イメージング動作中に各行が前記光学コード又はターゲットの少なくとも一部分に対応するように、前記イメージングセンサーのほぼ中心の長手方向軸線に前記画像を合焦するために前記イメージング装置の光軸に沿って位置付けられた少なくとも１つの対物レンズを有するレンズ組立体と、
を含むことを特徴とするバーコードイメージャー。
【請求項２１】
前記光学コード又はターゲットは、バーコード記号、ラベル、マーキング、及び絵から成るグループから選択されることを特徴とする請求項２０に記載のバーコードイメージャー。
【請求項２２】
前記バーコード記号は、一次元及び二次元バーコード記号のうちの１つであることを特徴とする請求項２１に記載のバーコードイメージャー。
【請求項２３】
前記イメージング装置は、約５ｃｍから１０２ｃｍにわたる動作範囲を有することを特徴とする請求項２０に記載のバーコードイメージャー。
【請求項２４】
前記イメージング装置は、前記少なくとも１つの対物レンズを収容するキャリに作動的に結合され、前記光軸に沿って前記キャリアを移動させるためのアクチュエータを更に備えることを特徴とする請求項２０に記載のバーコードイメージャー。
【請求項２５】
前記キャリアは、前記アクチュエータによって０−１００μｍの範囲で移動することを特徴とする請求項２４に記載のバーコードイメージャー。
【請求項２６】
前記レンズ組立体は、前記少なくとも１つの一次元イメージセンサーアレイ上に前記画像を合焦するための複数の光学要素を含むことを特徴とする請求項２０に記載のバーコードイメージャー。
【請求項２７】
前記複数の光学要素は、ガラス、レンズ、ホログラフィック光学要素、プラスチック、及び他の透明な材料から成るグループから選択されることを特徴とする請求項２６に記載のバーコードイメージャー。
【請求項２８】
前記複数の光学要素は、前記少なくとも１つの一次元イメージセンサーアレイの少なくとも一部分に重なることを特徴とする請求項２６に記載のバーコードイメージャー。
【請求項２９】
前記イメージング装置は、複数のセグメントを有するキャリアを更に備え、前記複数の光学要素の各々は、前記複数のセグメントのうちの対応する１つに設けられることを特徴とする請求項２６に記載のバーコードイメージャー。
【請求項３０】
前記複数のセグメントのうちの１つは、オープンセグメントであって光学要素を含まず、前記イメージング装置が更に、前記オープンセグメント又は前記複数の光学要素のうちの１つを前記光軸に沿って位置付けるための前記キャリアに作動的に結合されたモータを更に備えることを特徴とする請求項２９に記載のバーコードイメージャー。
【請求項３１】
前記イメージング装置が、
前記少なくとも１つの対物レンズを収容する第１キャリアに作動的に結合され、前記光軸に沿って前記第１キャリアを移動させるためのアクチュエータと、
複数の光学要素を有する第２キャリアに作動的に結合されたモータと、
を更に備え、
前記アクチュエータ及びモータは、前記第１キャリアと前記第２キャリアを同時及び非同時にそれぞれ移動させ、更に前記少なくとも１つの一次元イメージセンサーアレイ上に前記画像を合焦するために同時及び非同時に動作可能であることを特徴とする請求項２０に記載のバーコードイメージャー。
【請求項３２】
前記光学コード又はターゲットの異なる部分に対応する画素データの行を記憶するためのメモリと、
前記記憶された画素データの行を処理するためのプロセッサと、
を更に備えることを特徴とする請求項２０に記載のバーコードイメージャー。
【請求項３３】
前記複数の焦点面のうちの少なくとも１つは、最適焦点面であることを特徴とする請求項２０に記載のバーコードイメージャー。
【請求項３４】
前記複数の焦点面のうちの少なくとも１つは、最適焦点面から近位又は遠位に位置付けられた少なくとも１つの焦点面であることを特徴とする請求項２０に記載のバーコードイメージャー。
【請求項３５】
前記少なくとも１つの一次元イメージャーセンサーアレイ上に前記複数の焦点面の異なるセットを合焦するための手段を更に備えることを特徴とする請求項２０に記載のバーコードイメージャー。
【請求項３６】
前記複数の焦点面の異なるセットを合焦するための前記手段は、前記少なくとも１つの対物レンズを収容するキャリアに作動的に結合され、前記光軸に沿って前記キャリアを移動させるためのアクチュエータを含むことを特徴とする請求項３５に記載のバーコードイメージャー。
【請求項３７】
前記複数の焦点面の異なるセットを合焦するための前記手段は、複数の光学要素を有するキャリアに作動的に結合されたモータを含み、前記モータは、前記光軸に沿って前記複数の光学要素の各々を位置付けることができることを特徴とする請求項３５に記載のバーコードイメージャー。
【請求項３８】
複数の焦点面で光学コード又はターゲットを撮像する方法であって、
少なくとも１つの対物レンズを介して第１及び第２の一次元イメージセンサーアレイを有するイメージセンサー上に前記複数の焦点面のうちの少なくとも１つで前記光学コード又はターゲットを撮像するためのイメージング動作を開始する段階と、
前記イメージング動作中に各行が前記光学コード又はターゲットに対応する画素データの２つの行を得る段階と、
を含む方法。
【請求項３９】
画素データの少なくとも１つの行が解読及び／又は処理することができるかどうかを判定する段階と、
画素データの少なくとも１つの行が解読及び／又は処理することができると判定された場合に画前記素データの行を解読及び／又は処理する段階と、
を更に含む請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記画素データの少なくとも１つの行が解読及び／又は処理することができないと判定された場合に、前記少なくとも１つの対物レンズを移動させる段階と、
前記画素データの少なくとも１つの行が解読及び／又は処理されるまで、前記開始段階、取得及び判定段階、並びに前記解読及び移動段階の一方を繰り返す段階と、
を更に含む請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記少なくとも１つの対物レンズを移動させる段階と、
前記少なくとも１つの対物レンズが全ての位置を通って移動されるまで、前記開始、取得、及び移動段階を繰り返す段階と、
取得された画素データの少なくとも１つの行を解読及び／又は処理する段階と、
を更に含む請求項３８に記載の方法。
【請求項４２】
前記画素データの行を記憶する段階と、
前記光学コード又はターゲットに対応する画素データの複数の行が記憶されるまで、前記開始及び記憶段階を繰り返す段階と、
前記画素データの複数の記憶された行を解読及び／又は処理する段階と、
を更に含む請求項３８に記載の方法。
【請求項４３】
前記光学コード又はターゲットは、バーコード記号、ラベル、マーキング、及び絵から成るグループから選択されることを特徴とする請求項３８に記載の方法。
【請求項４４】
前記バーコード記号は、一次元及び二次元バーコード記号のうちの１つであることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記少なくとも１つの対物レンズと前記少なくとも１つの一次元イメージセンサーアレイとの間に少なくとも１つの光学要素を位置付ける段階を更に含む請求項３８に記載の方法。
【請求項４６】
前記少なくとも１つの光学要素は、ガラス、レンズ、ホログラフィック光学要素、プラスチック、及び他の透明な材料から選択されることを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記少なくとも１つの光学要素は、前記少なくとも１つの一次元イメージセンサーアレイの少なくとも一部分に重なることを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
複数の焦点面で光学コード又はターゲットを撮像するためのイメージング装置であって、
合焦された画像に対応する画素データの１つの行を得るための画素の１つの行を有する一次元イメージセンサーアレイと、
前記一次元イメージセンサーアレイ上に前記光学コード又はターゲットの画像を合焦して、前記光学コード又はターゲットの少なくとも一部分に対応する画素データの行を得るための前記イメージング装置の光軸に沿って位置付けられた少なくとも１つの対物レンズを有するレンズ組立体であって、前記光学コード又はターゲットの平面が前記複数の焦点面のうちの少なくとも１つと空間的に相関付けられているレンズ組立体と、
キャリアハウジングに作動的に結合され、前記少なくとも１つの対物レンズが前記光軸に沿って前記キャリアを移動させるように適合されているアクチュエータと、
を備えるイメージング装置。
【請求項４９】
前記少なくとも１つの対物レンズを収容する第１キャリアに作動的に結合され、前記光軸に沿って前記第１キャリアを移動させるためのアクチュエータと、
複数の光学要素を有する第２キャリアに作動的に結合されたモータと、
を更に備え、
前記アクチュエータ及びモータは、前記第１キャリアと前記第２キャリアを同時及び非同時にそれぞれ移動させ、更に前記少なくとも１つの一次元イメージセンサーアレイ上に前記画像を合焦するために同時及び非同時に動作可能であることを特徴とする請求項４８に記載のイメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（優先権）
本出願は、２００３年７月７日に出願され米国特許出願番号第６０／４８５，１８４号が割り当てられた米国暫定出願に対し優先権を主張する、２００３年８月２８日に出願され米国出願番号第１０／６５０，２４１号が割り当てられた米国特許出願に対して優先権を主張し、両出願の内容は引用により本明細書に組み込まれる。
本発明は、イメージングの分野に関し、更に具体的には複数の焦点面で光学コード又はターゲットを撮像するためのイメージング装置及びバーコードイメージャーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のバーコードイメージャーのようなＣＣＤ又はＣＭＯＳベースのイメージングデバイスは、一般に、５−６１ｃｍ（〜２−２４インチ）オーダーの動作範囲に限定されていた。多くの場合、これらのイメージングデバイスは、ハンドヘルド又は所与の区域内で少なくとも移動可能であるように設計されており、従って、限定された動作範囲に対して幾分の補正を行う。しかしながら、オペレータは、十分な鮮明度、すなわち実質的に合焦された画像を生成するために適切な範囲内にイメージングデバイスを位置付けることが依然として要求され、すなわちこれは、撮像対象のターゲットから適切な距離を得るためにオペレータ側に試行錯誤のアプローチを要求する場合がある。
【０００３】
組み立てラインに沿って移動されている対象物上のバーコード記号を撮像するためにイメージングデバイスが一般的には固定されている組み立てラインにおけるように、イメージングデバイスが固定されたままである用途においては、従来の動作範囲（すなわち５−６１ｃｍ）は一般に許容可能である。より広い動作範囲が必要な多くの用途においては、一般に、ズーム機能などの最新のオートフォーカスシステムを有する高価で複雑なイメージング装置が、その動作範囲を大きくするためにバーコードイメージャー内に組み込まれるか、或いはこれと共に使用される。しかしながら、このようなイメージング装置は、高コストであることに加えて、一般に常にメンテナンスを必要とする。従って、一次元バーコード記号の撮像及び解読を必要とする用途の場合、これらのイメージング装置は、同等か或いはより広い動作範囲を有し、一般的には低コストのレーザーベースのバーコードリーダーに対して市場で十分な競争力がない。
【０００４】
上記により、光軸を横断し且つイメージング装置の広範な動作範囲に沿った複数の焦点面のうちの１つで一次元バーコード記号、又はラベル、マーキング、絵、その他を撮像するための画像ベースの一次元バーコードイメージャー内に組み込むことのできる複雑でないイメージング装置に対してイメージング分野における必要性が存在する。
【０００５】
【特許文献１】米国出願番号第１０／４２５，３４４号公報
【発明の開示】
【０００６】
従って、本発明の１つの態様は、光軸を横断し且つイメージング装置の広範な動作範囲に沿った複数の焦点面で、一次元バーコード記号、又はラベル、マーキング、絵、その他の光学コード又はターゲットを撮像するためのイメージング装置を提供することである。
【０００７】
本発明の別の態様は、従来のレーザーベースのバーコードリーダー及び画像ベースのバーコードイメージャーに匹敵するか又はこれよりも優れた広範な動作範囲を有する、一次元バーコード記号、又はラベル、マーキング、絵、その他の光学コード又はターゲットを撮像するためのイメージング装置を提供することである。
【０００８】
本発明の別の態様は、複雑でないイメージング装置を組み込み、従来のレーザーベースのバーコードリーダー及び画像ベースのバーコードイメージャーに匹敵するか又はこれより優れた広範な動作範囲を有する画像ベースのバーコードイメージャーを提供することである。
【０００９】
本発明のイメージング装置及びバーコードイメージャーは、従来のバーコードイメージャーの典型的な動作範囲である約５−６１ｃｍ（〜２−２４インチ）に比べて、約５−１０２ｃｍ（〜２−４０インチ）の広範な動作範囲（すなわち６１ｃｍ又は２４インチよりも大きい）を提供することによってこれら及び他の態様を実現する。本発明のイメージング装置及び画像ベースのバーコードイメージャーは、複雑なオートフォーカスシステムを必要としない。従って、一次元バーコード記号を撮像及び解読する際（及びラベル、マーキング、絵、その他をイメージング及び処理する際）の本発明の画像ベースの一次元バーコードイメージャーの性能は、従来のレーザーベースのバーコードリーダー及び画像ベースのバーコードイメージャーに匹敵するか或いはこれらよりも優れている。
【００１０】
具体的には、本発明に従って３つのイメージング装置の実施形態が提供される。これらの実施形態の２つでは、少なくとも１つの対物レンズを収容する移動可能なキャリアが備えられ、１つの別の実施形態では、少なくとも１つの固定対物レンズと付加的な光学要素とが備えられる。各実施形態は、光学コード又はターゲットをその上に撮像するための少なくとも１つの固定されたイメージセンサーを含む。各イメージング装置は、約５−１０２ｃｍの広範な動作範囲を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の種々の実施形態を各図を参照しながら本明細書で以下に説明する。
図１−３を参照すると、本発明によるイメージング装置の３つの異なる実施形態が示されている。図４は、バーコード記号を撮像し解読する（又はラベル、マーキング、絵、その他を撮像及び処理する）ために組み込まれたイメージング装置の３つの異なる実施形態の１つを有するバーコードイメージャーを示す。図１−３によって示され且つ本明細書で説明されるイメージング装置は、ラベル、マーキング、絵、その他などの種々の光学コード又はターゲットを撮像するのに好適であり、特に統一商品コード（ＵＰＣ）バーコードなどの一次元バーコード記号を撮像するのに好適であり、約５ｃｍ（〜２インチ）から１０２ｃｍ（〜４０インチ）の広範な動作範囲（すなわち６１ｃｍ又は２４インチよりも大きい）を有する。
【００１２】
第１の実施形態
図１を参照すると、本発明の第１の実施形態によるイメージング装置が示されており、全体が参照番号１００で表されている。イメージング装置１００は、一次元の固体イメージセンサーアレイ１０４を有するイメージセンサー１０２と、レンズ組立体１０６とを含む。レンズ組立体１０６は、少なくとも１つの対物レンズ１０７を収容するキャリア１０５を含む。
【００１３】
キャリア１０５は、イメージング装置１００の光軸１０８に沿ってアクチュエータ１１４によって移動可能であり、これにより少なくとも１つの対物レンズ１０７が光軸１０８を横断する平面を有し、複数の焦点面１１０1−１１０n-1の１つと空間的に相関付けられた一次元バーコード記号のような光学コード又はターゲットをイメージセンサー１０２上に合焦することが可能となる。キャリア１０５の移動は、図１に示された２つの矢印によって図示されている。代替として、レンズ組立体１０６のキャリア１０５内の少なくとも１つの対物レンズ１０７だけが移動され、キャリア１０５自体は固定されたままであることが企図される。
【００１４】
レンズ組立体１０６のキャリア１０５が移動すると、少なくとも１つの対物レンズ１０７は、複数の焦点面１１０1−１１０n-1の異なる焦点面１１０を一次元固体イメージセンサーアレイ１０４上に最適に合焦する。レンズ組立体１０６のキャリア１０５は、光軸１０８を横断する平面と空間的に相関付けられた焦点面（又はその一部分）がイメージセンサー１０２上に十分に又は実質的に合焦されるまで移動し、従って、光学コード又はターゲットの画像（又はその一部分）は、イメージセンサーアレイ１０４上に十分に又は実質的に合焦される。
【００１５】
光学コード又はターゲットが一次元バーコード記号である場合、イメージセンサーアレイ１０４によって感知された、バーコード記号に対応する画素データの行が、バーコードイメージャーのデコーダ（図４を参照）又はイメージングシステムによって適切に且つ正確に解読される場合には、光学コード又はターゲットは十分に又は実質的に合焦されていると判断される。バーコードイメージャーは、当該技術分野で知られているように、バーコード記号が正常に解読されたことを示すビープ音又は他の表示を出力する。
【００１６】
バーコード記号が適切に且つ正確に解読されない場合には、アクチュエータ１１４は、光学コード又はターゲットをイメージセンサーアレイ１０４上に正確に又は実質的に合焦する目的で、光軸１０８に沿ってキャリア１０５の別の位置設定を得るよう作動される。アクチュエータ１１４は、バーコード記号が適切に且つ正確に解読されなかったことを認識すると、例えば、バーコードイメージャー（図４を参照）上のトリガボタンを押すなど、オペレータにより手動で作動され、或いはプロセッサにより自動的に作動される。
【００１７】
或いは、バーコード記号が適切に且つ正確に解読されない場合、オペレータは、イメージング装置１００を移動させることによってレンズ組立体１０６と光学コード又はターゲットとの間の距離を手動で変更し、従って、正常な読み取りが示されるまで異なる焦点面１１０で光学コード又はターゲットを撮像することができる。
【００１８】
光学コード又はターゲットが、ラベル、マーキング、絵、その他である場合、イメージセンサーアレイ１０４によって感知された、ラベル、マーキング、絵、その他に対応する画素データの行が、画像処理及び解析アプリケーションなどの特定のアプリケーションによって正常に処理された場合には、光学コード又はターゲットは、十分に又は実質的に合焦されていると判断される。バーコード記号が正常に処理されなかった場合、アクチュエータ１１４は、光学コード又はターゲットをイメージセンサーアレイ１０４上に正確に又は実質的に合焦する目的で、光軸１０８に沿ったキャリア１０５の別の位置設定を得るよう作動される。アクチュエータ１１４は、バーコード記号が正常に処理されなかったことを認識すると、例えばバーコードイメージャー（図４を参照）上のトリガボタンを押すことなどオペレータにより手動で作動され、或いはプロセッサにより自動的に作動される。
【００１９】
或いは、光学コード又はターゲットが正常に処理されなかった場合、オペレータは、イメージング装置１００を移動させることによってレンズ組立体１０６と光学コード又はターゲットとの間の距離を手動で変更し、従って撮像された光学コード又はターゲットが正常に処理されるまで異なる焦点面１１０で光学コード又はターゲットを撮像することができる。
【００２０】
ラベル、マーキング、絵、その他は、一般に、一次元イメージセンサーアレイ１０４よりも大きなサイズ、例えば二次元のものとする。従って、ラベル、マーキング、絵、その他に対応する画素データの行の処理を開始する前に、ラベル、マーキング、絵、その他の異なる部分に対応する画素データの付加的な行が得られる。画素データの付加的な行は、イメージング装置１００を有するバーコードイメージャー（図４を参照）を使用して連続したイメージングモードで動作させてラベル、マーキング、絵、その他を撮像すること、及びトップダウン又はボトムアップ方式でバーコードイメージャーを手動で移動させることによって得られる。バーコードイメージャーを移動させると、ラベル、マーキング、絵、その他に対応する画素データの複数の行が得られる。
【００２１】
連続したイメージングモード中に得られ、ラベル、マーキング、絵、その他の異なる部分に対応する画素データの各行は、ラベル、マーキング、絵、その他の全体（又は十分な部分）が撮像されるまでメモリ内に記憶される。次に、記憶された画素データの行は、例えば、撮像されたラベル、マーキング、絵、その他を生成するために記憶された画素データの種々の行をマッピング又は結合し、次いでマッピングされた画素データを処理することによって、プロセッサにより処理される。同様の手順は、イメージング装置１００を使用したＰＤＦ４１７記号のバーコード記号などの二次元バーコード記号の撮像及び解読についても行われる。
【００２２】
光学コード又はターゲットをキャリア１０５（又は少なくとも１つの対物レンズ１０７）の所与の位置で適切に且つ正確に解読し、或いは正常に処理することができる焦点面は、複数の焦点面１１０1−１１０n-1からなる焦点面の合計セットに属する。焦点面の合計セットに属している各焦点面は、イメージセンサーアレイ１０４上に光学コード又はターゲットを十分に又は実質的に合焦する。従って、光学コード又はターゲットをイメージセンサーアレイ１０４上に十分に又は実質的に合焦する１つの特定の焦点面は存在せず、しかしながら、本明細書で最適焦点面と呼ばれる、イメージセンサーアレイ１０４上に光学コード又はターゲットを最適に合焦する１つの特定の焦点面が存在する。
【００２３】
光学コード又はターゲットがイメージセンサーアレイ１０４上に最適に合焦された場合には、光軸１０８を横断する光学コード又はターゲットの平面は、最適焦点面に空間的に相関付けられる。しかしながら、最適焦点面から遠位に位置する焦点面のセット及び最適焦点面の近位に位置する焦点面のセットはまた、解読及び／又は画像処理並びに解析のために十分に又は実質的に合焦された光学コード又はターゲットの画像をイメージセンサー１０２上にもたらす。
【００２４】
光軸１０８を横断する光学コード又はターゲットの平面は、光学コード又はターゲットを正常に解読及び／又は処理するように最適焦点面と空間的に相関付けられる必要はなく、焦点面の合計セットのうちの１つの焦点面と相関付けられることだけを必要とする。光学コード又はターゲットの平面が、焦点面の合計セットのうちの１つの焦点面と空間的に相関付けられていない場合には、光学コード又はターゲットは、恐らくは正常に解読及び／又は処理されないことになる。このため、光学コード又はターゲットの平面が焦点面の合計セットのうちの１つの焦点面と空間的に相関付けられるように、キャリア１０５（又はイメージング装置）を移動させる必要がある。
【００２５】
焦点面は、二次元矩形平面であるのが好ましいが、レンズ組立体１０６が、三次元焦点面及び／又は例えば長円形、円形、三角形、その他の幾何形状の他のタイプを有する焦点面をイメージセンサー１０２上に生成して合焦するための光学素子を含むことも企図することができる。
【００２６】
更に、光学素子がイメージセンサーアレイ１０４よりわずかに大きな寸法又は面積を有する焦点面（又はその一部）を生成し合焦することも企図される。例えば、イメージセンサーアレイ１０４が、１×１０２４の寸法、すなわち１画素行を有する場合、各焦点面１１０は３×１０２４の寸法を有し、その結果、焦点面１１０に対応する画像の少なくとも一部分がイメージセンサーアレイ１０４の画素行に重なるようになる。
【００２７】
イメージセンサー１０２は、イメージセンサーアレイ１０４に衝突する画像に対応する画素データの行を出力するための電子回路（図示せず）を含む。イメージセンサーアレイ１０４は、画像を衝突させ又は合焦させる画素１１２の行を含む。各画素１１２に対応する画素データは、解読及び／又は画像処理並びに解析のためにイメージセンサー１０２によって出力される。図４に示されたバーコードイメージャーの場合、画素の全て１１２からの画素データは、当該技術分野で知られるように画素データを解読化するためデコーダに送信される。
【００２８】
イメージセンサー１０２は、好ましくは、１×１０２４イメージセンサー、すなわち１０２４画素の１つの行と１×１０２４のイメージング分解能とを有し、一次元イメージセンサーとして特徴付けられるイメージセンサーである。イメージセンサー１０２は、横断面が複数の焦点面１１０1−１１０n-1のうちの１つと空間的に相関付けられた光学コード又はターゲットの優れた分解能を提供する。
【００２９】
レンズ組立体１０６の少なくとも１つの対物レンズ１０７は、従来の対物レンズである。キャリア１０５（又は、代替として少なくとも１つの対物レンズ１０７）は、イメージセンサーアレイ１０４上に十分に又は実質的に合焦された焦点面のセットを変更するため、アクチュエータ１１４によって０−１００μｍの範囲で移動可能であるのが好ましい。アクチュエータ１１４は、２００３年４月２９日に出願された同時係属特許出願の割り当てられた米国出願番号第１０／４２５，３４４号で説明されるようなアクチュエータとすることができ、該特許の内容は引用により本明細書に組み込まれる。光軸１０８に沿ったレンズ組立体１０６の移動で使用する当該技術分野で知られているアクチュエータの他のタイプが企図される。
【００３０】
図１で示されたイメージング装置１００は、約５ｃｍ（〜２インチ）から１０２ｃｍ（〜４０インチ）にわたる動作範囲を有する。動作範囲は、イメージセンサー１０２と反対側にあるキャリア１０５の端部から空間的に最遠地点までの、イメージング装置１００が光学コード又はターゲットを十分に又は実質的に合焦することのできる距離である。少なくとも１つの対物レンズ１０７だけが移動するイメージング装置では、動作範囲は、少なくとも１つの対物レンズ１０７から空間的に最遠地点までの、イメージング装置が光学コード又はターゲットに十分に又は実質的に合焦することのできる距離である。
【００３１】
動作範囲は、従来の画像ベースのバーコードイメージャー及びレーザーベースのバーコードリーダーの動作範囲に匹敵するか、或いはこれよりも大きい。図４に関して以下に説明されるように、バーコードイメージャー内に組み込まれる場合のイメージング装置１００は、約５ｃｍ（〜２インチ）から１０２ｃｍ（〜４０インチ）の広範な動作範囲（すなわち６１ｃｍ又は２４インチより大きい）を有する画像ベースの一次元バーコードイメージャーを提供する。
【００３２】
第２の実施形態
図２は、本発明による、全体が参照番号２００で示されるイメージング装置の別の実施形態を示す。この実施形態では、レンズ組立体２０２は、少なくとも１つの対物レンズ２０４を含む。レンズ組立体２０２は、少なくとも１つの対物レンズ２０４を収容するキャリア２０５を含む。キャリア２０５は、イメージセンサー２０６に対して予め定められた間隔で固定され、イメージング装置２００の光軸２０７に沿って位置付けられる。この実施形態にはどのような移動可能な構成要素もない。
【００３３】
イメージセンサー２０６は、二次元イメージセンサー２０２であり、好ましくは、２×１０２４イメージセンサー２０２である。すなわち、イメージセンサー２０６は、各々が１画素行を有する２つの一次元イメージセンサーアレイ２０８ａ、２０８ｂを含む。別の実施形態では、イメージング装置２００は、類似した１つの二次元イメージセンサーに積み重ねられたイメージセンサー１０２として２つの一次元イメージセンサーを含む。
【００３４】
レンズ組立体２０２は、イメージセンサー２０６の選択画素２１１に重なる光学要素２１０を更に含む。光学要素２１０は、ガラス、レンズ、ホログラフィック光学要素、プラスチック、及び他の透明な材料から成るグループから選択される。各光学要素２１０は、他の光学要素２１０と同じ又は異なる予め定められた光特性を有することができる。
【００３５】
好ましい実施形態では、図２により示されるように、１つだけのイメージセンサーアレイ２０８ｂの画素２１１は、光学要素２１０と重ねられる（円で表示）。別の実施形態では、各イメージセンサーアレイ２０８の他の全ての画素２１１は、イメージセンサー２０６の画素の各列の１つだけの画素２１１が光学要素２１０と重なる方法で光学要素２１０と重ねられる。
【００３６】
少なくとも１つの対物レンズ２０４及び光学要素２１０を含む固定レンズ組立体２０２は、光軸２０７を横断する平面を有し且つ複数の焦点面２１２1−２１２n-1の１つと空間的に相関付けられた、一次元バーコード記号などの光学コード又はターゲットをイメージセンサー２０６の２つの一次元イメージセンサーアレイ２０８ａ、２０８ｂ上に合焦する。
【００３７】
具体的には、レンズ組立体２０２は、光学コード又はターゲットの上部行２１４に対応する画像を上部イメージセンサーアレイ２０８ａ上に合焦し、光学コード又はターゲットの下部行２１６に対応する画像を下部イメージセンサーアレイ２０８ｂ上に合焦する。イメージセンサー２０６の下部行２１６の画素２１１は、レンズ組立体２０２の光学要素２１０と重ねられるので、下部イメージセンサーアレイ２０８ｂ上に合焦された画像は、上部イメージセンサーアレイ２０８ａ上に合焦された画像とは異なる焦点品質を有する。
【００３８】
レンズ組立体２０２の構成要素に対する光学コード又はターゲットの距離次第では、光学コード又はターゲットに対応する１つの画像は、光学コード又はターゲットに対応する他方の画像よりも鮮明な焦点品質を有することになる。各イメージセンサーアレイ２０８によって出力された各画像の対応する画素データを解析することによって、光学コード又はターゲットに対応するどの画像が十分に又は実質的に合焦されるか、すなわちより鮮明な焦点品質を有するかを判断するために、プログラム可能な命令セットをプロセッサが実行することができる。
【００３９】
画素データは、当該技術分野で知られる焦点品質を判断するために、明るさ、鮮明度、その他などの幾つかの特性に従って解析することができる。次いで、より鮮明な焦点品質を有する画像に対応する画素データは、解読化のためのデコーダ及び／又は画像処理及び解析のためのプロセッサ（又は別のプロセッサ）に送信される。
【００４０】
代替として、光学コード又はターゲットが一次元バーコード記号である場合には、光学コード又はターゲットは、イメージセンサーアレイ２０８ａ、２０８ｂの１つによって出力され且つバーコード記号に対応する画素データの行が、バーコードイメージャーのデコーダ（図４を参照）又はイメージングシステムによって適切に且つ正確に解読される場合に十分に又は実質的に合焦されていると判断される。上部イメージセンサーアレイ２０８ａに対応する画素データは、最初にデコーダに送信され、適切に且つ正確に解読された場合には解読プロセスは完了し、バーコードイメージャーが、バーコード記号が正常に解読されたことを示す当該技術分野で知られたビープ音又は他の表示を出力する。
【００４１】
誤って読み取ったか、又は読み取りが行われなかった場合には、下部イメージセンサーアレイ２０８ｂに対応する画素データがデコーダに送信され、適切に且つ正確に解読された場合には解読プロセスは完了し、バーコードイメージャーは、バーコード記号が正常に解読されたことを表示する。バーコード記号がこの地点で適切に且つ正確に解読されない場合、オペレータは、レンズ組立体２０２と光学コード又はターゲットとの間の距離を変更し、従って、正常な読み取りが表示されるまで、異なる焦点面２１２で光学コード又はターゲットを撮像することができる。
【００４２】
光学コード又はターゲットが、ラベル、マーキング、絵、その他である場合、イメージセンサーアレイ２０８ａ、２０８ｂの１つによって感知された、ラベル、マーキング、絵、その他に対応する画素データの行が、画像処理及び解析アプリケーションなどの特定のアプリケーションによって正常に処理された場合には、光学コード又はターゲットは、十分に又は実質的に合焦されていると判断される。光学コード又はターゲットが正常に処理されなかった場合、オペレータは、イメージング装置２００を移動させることによってレンズ組立体２０２と光学コード又はターゲットとの間の距離を手動で変更し、従って、撮像された光学コード又はターゲットが正常に処理されるまで異なる焦点面２１２で光学コード又はターゲットを撮像することができる。
【００４３】
ラベル、マーキング、絵、その他は、一般に、一次元イメージセンサーアレイ２０８ａ、２０８ｂよりもサイズが大きいものとする。従って、ラベル、マーキング、絵、その他に対応する画素データの行の処理を開始する前に、ラベル、マーキング、絵、その他の異なる部分に対応する画素データの付加的な行が得られる。この画素データの付加的な行は、イメージング装置２００を有するバーコードイメージャー（図４を参照）を使用して連続したイメージングモードで動作させ、ラベル、マーキング、絵、その他を撮像すること、及びトップダウン又はボトムアップ方式でバーコードイメージャーを手動で移動させることによって得られる。バーコードイメージャーが移動するにつれて、ラベル、マーキング、絵、その他に対応する画素データの複数の行が得られる。
【００４４】
連続したイメージングモード中に得られ、ラベル、マーキング、絵、その他の異なる部分に対応する画素データの各行は、ラベル、マーキング、絵、その他の全体（又は十分な部分）が撮像されるまでメモリ内に記憶される。次に、記憶された画素データの行は、例えば、撮像されたラベル、マーキング、絵、その他を生成するために記憶された画素データの種々の行をマッピング又は結合し、次いでマッピングされた画素データを処理することによって、プロセッサにより処理される。同様の手順は、イメージング装置２００を使用したＰＤＦ４１７記号のバーコード記号などの二次元バーコード記号の撮像及び解読についても行われる。
【００４５】
光学要素２１０が存在することによって、下部イメージセンサーアレイ２０８ｂは、複数の焦点面２１２1−２１２n-1のうちの上部イメージセンサーアレイ２０８ａによって撮像される焦点面のセット（例えば２１２45−２１２n-1）以外の焦点面のセット（例えば２１２1−２１２50）を撮像する。２つのセットは、少なくとも１つの対物レンズ２０４及び光学要素２１０の構成及び選択によっては、重なり合う焦点面が存在する場合もあり、又は存在しない場合もある。従って、第１の実施形態とは対照的に、この実施形態では、少なくとも１つの対物レンズ２０４の所与の位置にあるより多くの数の焦点面で光学コード又はターゲットを撮像することができる。
【００４６】
イメージセンサー２０６に関連した電子回路は、どのイメージセンサーアレイ２０８が光学コード又はターゲットに対応する画像を十分に又は実質的に合焦するかを特定する。従って実際には、電子回路は、イメージセンサー２０６、すなわち最適焦点面上に光学コード又はターゲットを最適に合焦する焦点面２１２を含む焦点面のセットをどのイメージセンサーアレイ２０８が撮像するかを特定する。これは、最適焦点面が、最適焦点面の他に光学コード又はターゲットに対応する画像を十分に又は実質的に合焦する少なくとも１つの焦点面２１２を含む焦点面のセットに属することに起因する。
【００４７】
しかしながら、第１の実施形態で説明されたように、光軸２０７を横断する光学コード又はターゲットの平面は、対応する画像が十分に又は実質的に合焦されるように最適焦点面と空間的に正確には相関付けられることができない点に留意されたい。更に、電子回路は、最適焦点面が両方のイメージセンサーアレイ２０８ａ、２０８ｂ上に合焦されていることを判断できる点に留意されたい。例えば、焦点面の２つのセットの上記の実施例では、最適焦点面は焦点面２１２47とすることができる。この場合、電子回路は、解読及び／又は画像処理並びに解析のために上部又は下部イメージセンサーアレイ２０８のいずれかに対応する画素データを選択することができる。
【００４８】
光学コード又はターゲットがイメージセンサーアレイ２０８ａ、２０８ｂの１つ又は両方に最適に合焦されると、光軸２０７を横断する光学コード又はターゲットの平面は、最適焦点面と空間的に相関付けられる。しかしながら、第１の実施形態で上述されたように、最適焦点面から遠位に位置する焦点面のセット及び最適焦点面の近位に位置する焦点面のセットはまた、解読及び／又は画像処理並びに解析のために十分に又は実質的に合焦された光学コード又はターゲットの画像をイメージセンサー２０６上にもたらす。
【００４９】
光軸２０７を横断する光学コード又はターゲットの平面は、光学コード又はターゲットが正常に解読及び／又は処理されるように最適焦点面と空間的に相関付けられる必要はなく、イメージセンサー２０６上に十分に又は実質的に合焦される焦点面のセットの１つの焦点面と相関付けられることだけを必要とする。例えば上記の実施例では、最適焦点面が焦点面２１２36（イメージセンサー２０６と光学コード又はターゲットとの間の距離に応じて）であり且つ光学コード又はターゲットの平面が焦点面２１２30と空間的に相関付けられている場合、光学コード又はターゲットは、解読化及び／又は画像処理或いは解析のために依然として十分に又は実質的に合焦される。
【００５０】
光学コード又はターゲットの平面が、イメージセンサー２０６の上部又は下部イメージセンサーアレイ２０８のいずれかに十分に又は実質的に合焦された焦点面のセットのうちの１つの焦点面と空間的に相関付けられていない場合には、光学コード又はターゲットは、恐らくは正常に解読及び／又は処理されることにはならない。このため、光学コード又はターゲットの平面がイメージセンサー２０６上に十分に又は実質的に合焦された焦点面のセットの１つの焦点面に空間的に相関付けられるように、イメージング装置２００を移動させる必要がある。
【００５１】
第１の実施形態におけるように、焦点面は、好ましくは二次元矩形平面であるが、レンズ組立体２０２は、三次元焦点面、及び／又は長円形、円形、三角形、その他といった他のタイプの幾何形状を有する焦点面をイメージセンサー２０６上に生成し合焦するような光学素子を含むことも企図することができる。
【００５２】
更に、レンズ組立体２０２の光学素子によって生成され合焦される２つの行２１４、２１６が、各イメージセンサーアレイ２０８の面積よりもわずかに大きい寸法又は面積を有することも企図される。例えば、各イメージセンサーアレイ２０８が１×１０２４の寸法、すなわち１画素行を有する場合、２つの行２１４、２１６の各々は３×１０２４の寸法を有し、その結果、２つの行２１４、２１６の各々に対応する画像の少なくとも一部分がイメージセンサーアレイ２０８の画素行に重なるようになる。
【００５３】
イメージセンサー２０６に関連する電子回路は、イメージセンサーアレイ２０８ａ、２０８ｂに衝突する画像に対応する画素データを出力する。画像は、画素２１１に衝突又は合焦される。各画素２１１に対応する画素データは、解読化及び／又は画像処理並びに解析のためにイメージセンサー２０６によって出力される。図４に示されるようなバーコードイメージャーの場合、全ての画素２１１からの画素データは、当該技術分野で知られるように画素データを解読化するためデコーダに送信される。
【００５４】
レンズ組立体２０２の少なくとも１つの対物レンズ２０４は、従来の対物レンズである。イメージセンサー２０６は、好ましくは、２×１０２４イメージセンサー、すなわち１０２４画素の２つの行と２×１０２４のイメージング分解能とを有し、二次元イメージセンサーとして特徴付けられるイメージセンサーである。イメージセンサー２０６は、横断面が複数の焦点面２１２1−２１２n-1のうちの１つに空間的に相関付けられた光学コード又はターゲットの優れた分解能を提供する。
【００５５】
図２によって示されるイメージング装置２００は、約５ｃｍ（〜２インチ）から１０２ｃｍ（〜４０インチ）にわたる動作範囲を有する。動作範囲は、文字「Ｄ」で表わされるレンズ組立体２０２の端部から空間的に最遠地点までの、イメージング装置２００が光学コード又はターゲットを十分に又は実質的に合焦することのできる距離である。動作範囲は、従来の画像ベースのバーコードイメージャー及びレーザーベースのバーコードリーダーの動作範囲に匹敵するか、或いはこれよりも大きい。図４に関して以下に説明されるように、バーコードイメージャー（図４を参照）内に組み込まれる場合のイメージング装置２００は、約５ｃｍ（〜２インチ）から１０２ｃｍ（〜４０インチ）の広範な動作範囲（すなわち６１ｃｍ又は２４インチより大きい）を有する画像ベースの一次元バーコードイメージャーを提供する。
【００５６】
第３の実施形態
図３を参照すると、本発明の第３の実施形態によるイメージング装置が示されており、全体が参照番号３００で表わされる。イメージング装置３００は、一次元の固体イメージセンサーアレイ３０４を有するイメージセンサー３０２と、レンズ組立体３０６とを含む。レンズ組立体３０６は、少なくとも１つの対物レンズ３１０を収容する第１キャリア３０８と、複数のセグメント３１４Ａ−Ｄを有する第２キャリア３１２を含む。この実施形態は、第１の実施形態に類似し、第２キャリア３１２が付加されている。
【００５７】
第１キャリア３０８は、イメージング装置３００の光軸３１６に沿って移動可能であり、これにより少なくとも１つの対物レンズ３１０が、一次元バーコード記号などの光学コード又はターゲットを複数のセグメント３１４Ａ−Ｄのうちの１つを通ってイメージセンサーアレイ３０４上に合焦することが可能となる。光学コード又はターゲットは、光軸３１６を横断し、複数の焦点面３１８1−３１８n-1のうちの１つと空間的に相関付けられた平面を有する。
【００５８】
第１キャリア３０８の移動は、図３に示された２つの矢印によって表わされる。代替として、第１キャリア３０８内の少なくとも１つの対物レンズ３１０だけが移動し、キャリア３０８自体は固定されたままであることが企図される。
【００５９】
複数のセグメント３１４Ａ−Ｄの各セグメントは、光学コード又はターゲットをイメージセンサーアレイ３０４上に更に合焦して、イメージセンサーアレイ３０４上に衝突した対応する画像の焦点品質を向上させるための複数の光学要素３２０Ａ−Ｄの１つを含む。第２キャリア３１２が支持する複数の光学要素３２０Ａ−Ｄは、ガラス、レンズ、ホログラフィック光学要素、プラスチック、及び他の透明な材料から成るグループから選択される。各光学要素３２０は、他の光学要素３２０とは異なる予め定められた光特性を有する。好ましい実施形態では、複数のセグメント３１４Ａ−Ｄのうちの１つのセグメント３１４Ｄは、光学要素３２０が無く、すなわちセグメント３１４Ｄはオープンである。
【００６０】
第２キャリア３１２の個々の光学要素３２０Ａ−Ｄは、キャリア３１２に作動的に接続されたサーボモータなどのモータ３２２を駆動させてキャリア３１２を回転させる（時計回り及び／又は反時計回り）ことによって、光軸３１６の内外で連続的に移動可能である。第１キャリア３０８（又は少なくとも１つの対物レンズ３１０）は、アクチュエータ３２４によって光軸３１６に沿って同時に移動することができ、或いは第２キャリア３１２が移動するときに固定のままであってもよい。光学要素３２０と第１キャリア３０８（又は少なくとも１つの対物レンズ３１０）の位置の各組合せは、複数の焦点面３１８1−３１８n-1の異なる焦点面を一次元の固体イメージセンサーアレイ３０４上に最適に合焦する。第２キャリア３１２が矩形などの他の幾何形状を有することも企図することができる。
【００６１】
第１及び第２キャリア３０８、３１２の少なくとも１つは、光軸３１６を横断する平面に空間的に相関付けられた焦点面（又はその一部分）がイメージセンサー３０２上に十分に又は実質的に合焦されるまで移動され、従って、光学コード又はターゲットの画像（又はその一部分）はイメージセンサーアレイ３０４上に十分に又は実質的に合焦される。
【００６２】
光学コード又はターゲットが一次元バーコード記号である場合には、イメージセンサーアレイ３０４によって感知された、バーコード記号に対応する画素データの行が、バーコードイメージャー（図４を参照）のデコーダ又はイメージングシステムによって適切に且つ正確に解読される場合に、光学コード又はターゲットは十分に又は実質的に合焦されていると判断される。バーコードイメージャーは、当該技術分野で知られるように、バーコード記号が正常に解読されたことを示すビープ音又は他の表示を出力する。
【００６３】
バーコード記号が適切に且つ正確に解読されない場合には、モータ３２２及び／又はアクチュエータ３２４は、光学コード又はターゲットをイメージセンサーアレイ３０４上に正確に又は実質的に合焦する目的で、光軸３１６に沿って異なるセグメント３１４を位置付け、及び／又は第１キャリア３０８の別の位置設定を得るように作動される。モータ３２２及び／又はアクチュエータ３２４は、バーコード記号が適切に且つ正確に解読されなかったことを認識すると、例えばバーコードイメージャーのトリガボタンを押すなど、オペレータにより手動で作動され、或いはプロセッサにより自動的に作動される。
【００６４】
或いは、バーコード記号が適切に且つ正確に解読されない場合には、オペレータは、イメージング装置３００を移動させることによってレンズ組立体３０６の種々の構成要素と光学コード又はターゲットとの間の距離を手動で変更し、従って、正常な読み取りが示されるまで異なる焦点面３１８で光学コード又はターゲットを撮像することができる。
【００６５】
光学コード又はターゲットが、ラベル、マーキング、絵、その他である場合、イメージセンサーアレイ３０４によって感知された、ラベル、マーキング、絵、その他に対応する画素データの行が、画像処理及び解析アプリケーションなどの特定のアプリケーションによって正常に処理された場合に、光学コード又はターゲットは十分に又は実質的に合焦されていると判断される。光学コード又はターゲットが正常に処理されなかった場合、モータ３２２及び／又はアクチュエータ３２４は、光学コード又はターゲットをイメージセンサーアレイ３０４上に正確に又は実質的に合焦する目的で、光軸３１８に沿って異なるセグメント３１４を位置付け、及び／又は第１キャリア３０８の別の位置設定を得るよう作動される。モータ３２２及び／又はアクチュエータ３２４は、バーコード記号が正常に処理されなかったことを認識すると、例えばバーコードイメージャーのトリガボタンを押すことなど、オペレータにより手動で作動され、或いはプロセッサにより自動的に作動される。
【００６６】
或いは、光学コード又はターゲットが正常に処理されなかった場合、オペレータは、イメージング装置３００を移動させることによってレンズ組立体３０６の種々の構成要素と光学コード又はターゲットとの間の距離を手動で変更し、従って撮像された光学コード又はターゲットが正常に処理されるまで異なる焦点面３１８で光学コード又はターゲットを撮像することができる。
【００６７】
ラベル、マーキング、絵、その他は、一般に、一次元イメージセンサーアレイ３０４よりも大きなサイズ、例えば二次元のものとする。従って、ラベル、マーキング、絵、その他に対応する画素データの行の処理を開始する前に、ラベル、マーキング、絵、その他の異なる部分に対応する画素データの付加的な行が得られる。画素データの付加的な行は、イメージング装置３００を有するバーコードイメージャー（図４を参照）を使用して連続したイメージングモードで動作させてラベル、マーキング、絵、その他を撮像すること、及びトップダウン又はボトムアップ方式でバーコードイメージャーを手動で移動させることによって得られる。バーコードイメージャーを移動させると、ラベル、マーキング、絵、その他に対応する画素データの複数の行が得られる。
【００６８】
連続したイメージングモード中に得られ、ラベル、マーキング、絵、その他の異なる部分に対応する画素データの各行は、ラベル、マーキング、絵、その他の全体（又は十分な部分）が撮像されるまでメモリ内に記憶される。次に、記憶された画素データの行は、例えば、撮像されたラベル、マーキング、絵、その他を生成するために記憶された画素データの種々の行をマッピング又は結合し、次いでマッピングされた画素データを処理することによって、プロセッサにより処理される。イメージング装置３００を使用したＰＤＦ４１７記号のバーコード記号などの二次元バーコード記号の撮像及び解読についても、同様の手順が行われる。
【００６９】
光学コード又はターゲットをレンズ組立体３０６の種々の構成要素の所与の位置で適切に且つ正確に解読し、或いは正常に処理することができる焦点面は、複数の焦点面３１８1−３１８n-1からなる焦点面の合計セットに属する。焦点面の合計セットに属している各焦点面は、イメージセンサーアレイ３０４上に光学コード又はターゲットを十分に又は実質的に合焦する。従って、光学コード又はターゲットをイメージセンサーアレイ３０４上に十分に又は実質的に合焦する１つの特定の焦点面は存在しんがいが、本明細書で最適焦点面と呼ばれる、イメージセンサーアレイ３０４上に光学コード又はターゲットを最適に合焦する１つの特定の焦点面が存在する。
【００７０】
光学コード又はターゲットがイメージセンサーアレイ３０４上に最適に合焦された場合には、光軸３１６を横断する光学コード又はターゲットの平面は、最適焦点面に空間的に相関付けられる。しかしながら、最適焦点面から遠位に位置する焦点面のセット及び最適焦点面の近位に位置する焦点面のセットはまた、解読化及び／又は画像処理並びに解析のために十分に又は実質的に合焦された光学コード又はターゲットの画像をイメージセンサー３０２上にもたらす。焦点面の遠位及び近位のセットの両方は、焦点面の合計セットを含む。
【００７１】
光軸３１６を横断する光学コード又はターゲットの平面は、光学コード又はターゲットを正常に解読及び／又は処理するように最適焦点面と空間的に相関付けられる必要はなく、焦点面の合計セットのうちの１つの焦点面と相関付けられることだけを必要とする。光学コード又はターゲットの平面が、焦点面の合計セットのうちの１つの焦点面と空間的に相関付けられていない場合には、光学コード又はターゲットは、恐らくは正常に解読及び／又は処理されないことになる。このため、光学コード又はターゲットの平面が焦点面の合計セットのうちの１つの焦点面と空間的に相関付けられるように、第１キャリア３０８、第２キャリア３１２、及び／又はイメージング装置３００を移動させる必要がある。
【００７２】
第１及び第２の実施形態と同様に、焦点面は二次元矩形平面であるのが好ましいが、レンズ組立体３０６が、三次元焦点面及び／又は例えば長円形、円形、三角形その他の幾何形状の他のタイプを有する焦点面をイメージセンサー３０２上に生成して合焦するための光学素子を含むことも企図することができる。
【００７３】
更に、光学素子がイメージセンサーアレイ３０４よりわずかに大きな寸法又は面積を有する焦点面（又はその一部）を生成し合焦することも企図される。例えば、イメージセンサーアレイ３０４が、１×１０２４の寸法、すなわち１画素行を有する場合、各焦点面３１８は３×１０２４の寸法を有し、その結果、焦点面３１８に対応する画像の少なくとも一部分がイメージセンサーアレイ３０４の画素行に重なるようになる。
【００７４】
イメージセンサー３０２は、イメージセンサーアレイ３０４に衝突する画像に対応する画素データを出力するための電子回路（図示せず）を含む。イメージセンサーアレイ３０４は、画像を衝突させ又は合焦させる画素３２６を含む。各画素３２６に対応する画素データは、解読化及び／又は画像処理並びに解析のためにイメージセンサー３０２によって出力される。図４に示されるようなバーコードイメージャーの場合、全ての画素３２６からの画素データは、当該技術分野で知られるように画素データを解読化するためデコーダに送信される。
【００７５】
イメージセンサー３０２は、好ましくは、１×１０２４イメージセンサー、すなわち１０２４画素の１つの行と１×１０２４のイメージング分解能とを有し、一次元イメージセンサーとして特徴付けられるイメージセンサーである。イメージセンサー３０２は、横断面が複数の焦点面３１８1−３１８n-1のうちの１つに空間的に相関付けられた光学コード又はターゲットの優れた分解能を提供する。
【００７６】
レンズ組立体３０６の少なくとも１つの対物レンズ３１０は、従来の対物レンズである。第１キャリア３０８（又は代替として少なくとも１つの対物レンズ３１０）は、イメージセンサーアレイ３０４上に十分に又は実質的に合焦された焦点面のセットを変更するため、アクチュエータ３２４によって０−１００μｍの範囲で移動可能であるのが好ましい。アクチュエータ３２４は、２００３年４月２９日に出願された同時係属特許出願の割り当てられた米国出願番号第１０／４２５，３４４号公報で説明されるようなアクチュエータとすることができ、該特許の内容は引用により本明細書に組み込まれる。当該技術分野で知られているアクチュエータの他のタイプは、光軸３１６に沿ったレンズ組立体３０６の移動での使用が企図される。
【００７７】
図３によって示されるイメージング装置３００は、約５ｃｍ（〜２インチ）から１０２ｃｍ（〜４０インチ）にわたる動作範囲を有する。動作範囲は、イメージセンサー３０２と反対側にある第１キャリア３０８の端部から空間的に最遠地点までの、イメージング装置３００が光学コード又はターゲットを十分に又は実質的に合焦することのできる距離である。第１キャリア３０８の代わりに少なくとも１つの対物レンズ３１０だけが移動するイメージング装置では、動作範囲は、少なくとも１つの対物レンズ３１０から空間的に最遠地点までの、イメージング装置が光学コード又はターゲットを十分に又は実質的に合焦することのできる距離である。
【００７８】
動作範囲は、従来の画像ベースのバーコードイメージャーとレーザーベースのバーコードリーダーの動作範囲に匹敵するか、或いはこれよりも大きい。図４に関して以下に説明されるように、バーコードイメージャー内に組み込まれるイメージング装置３００は、約５ｃｍ（〜２インチ）から１０２ｃｍ（〜４０インチ）の広範な動作範囲（すなわち６１ｃｍ又は２４インチより大きい）を有する画像ベースの一次元バーコードイメージャーを提供する。
【００７９】
第１及び第３の実施形態では、全ての可能性のある位置を通ってキャリア１０６、３０８（又はレンズ１０７、３１０）を移動させ、全ての位置から光学コード又はターゲットを撮像することが企図される。各位置に対応する画素データは記憶され、光学コード又はターゲットが全ての位置から撮像された後、全ての位置からの画素データを比較アルゴリズムを使用して比較して最適画素データを特定する。最適画素データは、最大の明るさを有する画素データである。次いで、最適画素データは解読及び／又は処理される。更に、最適画素データに対応しない画素データを解読及び／又は処理することも企図される。
【００８０】
バーコードイメージャー
上述された第１から第３までの実施形態のイメージング装置は、多種多様なイメージングデバイスに組み込むことができ、ここでは広範な動作範囲（すなわち、６１ｃｍ又は２４インチより大きい）を提供する低コストの複雑でないイメージング装置が有利である。１つのこのようなイメージングデバイスは、図４に示されるような全体が参照番号４００で表わされる画像ベースの一次元バーコードイメージャーである。
【００８１】
バーコードイメージャー４００は、上述のイメージング装置４０４の１つを収容するハンドヘルドバーコードイメージャー４０２、少なくとも１つのＬＥＤ又は他の発光デバイスを有する照明源４０６、撮像対象の光学コード又はターゲットにレーザービームを照準するためのレーザーダイオード４０７を有する照準源４０５、制御回路４０８、通信回路４１０、及び無線動作用のバッテリー４１２を含む。或いは、バーコードイメージャー４００は非無線動作用に設計してもよい。
【００８２】
制御回路４０８は、ユーザーがトリガボタン４１６を押したときの撮像及び解読プロセスの始動、アクチュエータ１１４、３２４、及びモータ３２２の駆動、照明源４０６、照準源４０５、及び通信回路４１０の制御などといったバーコードイメージャー４００の動作を制御するため、光学コード又はターゲットが十分に又は実質的に合焦されたかどうかを判断するため、連続したイメージングモードでバーコードイメージャー４００を動作させるため、撮像された光学コード又はターゲットを解読するためのプログラム可能な命令のセットを実行するか或いは撮像された光学コード又はターゲットを解読するためのデコーダ４１８の動作を制御するため、及び撮像された光学コード又はターゲットを処理するためのプログラム可能な命令のセットを実行するためのプロセッサ４１４を含む。
【００８３】
制御回路４０８は更に、３つの実施形態に関して上述されたような画素データの行と、連続イメージングモードでバーコードイメージャー４００を動作させるためのプロセッサ４１４が実行可能なプログラム可能命令セットなどの動作命令を記憶するメモリ４１５とを含む。メモリ４１５は、図４に示されるようにプロセッサ４１４に外付けすることができ、又はプロセッサ４１４内に常駐させてもよい。
【００８４】
通信回路４１０は、外部のコンピュータ装置に解読され及び／又は処理された光学コード又はターゲットを示すデータを出力し、当該技術分野で公知のバーコードイメージャー４０２の少なくとも１つの動作パラメータを変更するためのデータなどのデータを入力するためのアンテナ４２０を含む。また、少なくとも１つの動作パラメータに対応する光学コード又はターゲットを撮像して、撮像された光学コード又はターゲットを解読及び／又は処理し、続いて解読及び／又は処理された光学コード又はターゲットを示す少なくとも１つの動作パラメータを変更することにより動作パラメータを変更することができる。
【００８５】
バーコードイメージャー４００の動作範囲は、従来の画像ベースのバーコードイメージャー及びレーザーベースのバーコードリーダーの動作範囲に匹敵するか、或いはこれよりも大きい。バーコードイメージャー４００は、約５ｃｍ（〜２インチ）から１０２ｃｍ（〜４０インチ）の広範な動作範囲（すなわち、６１ｃｍ又は２４インチより大きい）を有する。
【００８６】
本発明の説明された実施形態は、限定ではなく例証を意図するものであり、本発明の全ての実施形態を表わすものではない。文言上及び法的に認められた均等の添付の請求項に記載されたような本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、種々の修正及び変形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１の実施形態によるイメージング装置の図である。
【図２】本発明の第２の実施形態によるイメージング装置の図である。
【図３】本発明の第３の実施形態によるイメージング装置の図である。
【図４】本発明によるバーコードイメージャーの模型側面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１００  イメージング装置
１０２  イメージセンサー
１０４  イメージセンサーアレイ
１０５  キャリア
１０６  レンズ組立体
１０７  少なくとも１つの対物レンズ
１０８  光軸
１１０1−１１０n-1  複数の焦点面
１１２  画素
１１４  アクチュエータ
【図１】
2007535719.tif 000003
【図２】
2007535719.tif 000004
【図３】
2007535719.tif 000005
【図４】
2007535719.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年3月2日(2006.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の焦点面で光学コード又はターゲットを撮像するためのイメージング装置であって、
合焦された画像に対応する画素データのそれぞれの行を得るための画素の１つの行を各々が有する第１及び第２の一次元イメージセンサーアレイを有するイメージセンサーと、
イメージング動作中に、前記光学コード又はターゲットの画像の部分が前記第１及び第２イメージセンサーアレイ上に合焦されて各行が前記光学コード又はターゲットの少なくとも一部分に対応する画素データの２つの行を得るように、前記イメージセンサーのほぼ中心の長手方向軸線に前記画像を合焦するために前記イメージング装置の光軸に沿って位置付けられた少なくとも１つの対物レンズを有するレンズ組立体と、
を備え、
前記レンズ組立体は、前記第１及び第２の一次元イメージセンサーアレイのうちの少なくとも１つの上に前記画像を合焦するための複数の光学要素を含み、前記複数の光学要素は、前記第１及び第２の一次元イメージセンサーアレイのうちの少なくとも１つの少なくとも一部分に重なることを特徴とするイメージング装置。
【請求項２】
前記光学コード又はターゲットは、バーコード記号、ラベル、マーキング、及び絵から成るグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項３】
前記バーコード記号は、一次元及び二次元バーコード記号のうちの１つであることを特徴とする請求項２に記載のイメージング装置。
【請求項４】
前記イメージング装置は、約５ｃｍから１０２ｃｍにわたる動作範囲を有することを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項５】
前記レンズ組立体は固定であることを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項６】
前記複数の光学要素は、ガラス、レンズ、ホログラフィック光学要素、プラスチック、及び他の透明な材料から成るグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項７】
前記複数の光学要素は、前記少なくとも１つの一次元イメージセンサーアレイの画素の全体の行に重なることを特徴とする請求項６に記載のイメージング装置。
【請求項８】
複数の焦点面で光学コード又はターゲットを撮像するためのイメージング装置であって、
合焦された画像に対応する画素データの行を得るための画素の行を有する一次元イメージセンサーアレイを有するイメージセンサーと、
イメージング動作中に、前記光学コード又はターゲットの画像の部分が前記一次元イメージセンサーアレイ上に合焦されて前記光学コード又はターゲットの少なくとも一部分に対応する画素データの行を得るように、前記イメージセンサーのほぼ中心の長手方向軸線に前記画像を合焦するために前記イメージング装置の光軸に沿って位置付けられた少なくとも１つの対物レンズを有するレンズ組立体と、
前記一次元イメージセンサーアレイの少なくとも一部分に重なる複数の光学要素と、
を備えるイメージング装置。
【請求項９】
前記イメージング装置は、約５ｃｍから１０２ｃｍにわたる動作範囲を有することを特徴とする請求項８に記載のイメージング装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの対物レンズを収容するキャリアを更に備えることを特徴とする請求項８に記載のイメージング装置。
【請求項１１】
複数の焦点面で光学コード又はターゲットを撮像するためのイメージング装置であって、
合焦された画像に対応する画素データの行を得るための画素の少なくとも１つの行を有する一次元イメージセンサーアレイと、
前記一次元イメージセンサーアレイ上に前記光学コード又はターゲットの画像を合焦して前記光学コード又はターゲットの少なくとも一部分に対応する画素データの行を得るために、前記イメージング装置の光軸に沿って位置付けられた少なくとも１つの対物レンズと、複数の光学要素を有し前記光軸に沿って該複数の光学要素の少なくとも１つを位置付けるように構成されたキャリアとを有するレンズ組立体と、
を備えるイメージング装置。
【請求項１２】
前記イメージング装置は、約５ｃｍから１０２ｃｍにわたる動作範囲を有することを特徴とする請求項１１に記載のイメージング装置。
【請求項１３】
前記複数の光学要素は、ガラス、レンズ、ホログラフィック光学要素、プラスチック、及び他の透明な材料から成るグループから選択されることを特徴とする請求項１１に記載のイメージング装置。
【請求項１４】
前記キャリアは、前記アクチュエータによって０−１００μｍの範囲で移動することを特徴とする請求項１０に記載のイメージング装置。
【請求項１５】
複数の焦点面で光学コード又はターゲットを撮像するためのイメージング装置であって、
合焦された画像に対応する画素データの１つの行を得るための画素の１つの行を有する一次元イメージセンサーアレイと、
前記一次元画像センサーアレイ上に前記光学コード又はターゲットの画像を合焦して、前記光学コード又はターゲットの少なくとも一部分に対応する画素データの行を得るための前記イメージング装置の光軸に沿って位置付けられた少なくとも１つの対物レンズを有するレンズ組立体であって、前記光学コード又はターゲットの平面が前記複数の焦点面のうちの少なくとも１つと空間的に相関付けられているレンズ組立体と、
前記光軸に沿って前記少なくとも１つの対物レンズを移動させるために前記少なくとも１つの対物レンズを収容するキャリアに作動的に結合されたアクチュエータと、
前記複数の光学要素を有する別のキャリアに作動的に結合されたモータと、
を備え、
前記アクチュエータ及びモータは、前記キャリアを同時及び非同時にそれぞれ移動させ、前記一次元イメージセンサーアレイ上に前記画像を合焦させるために同時及び非同時に動作可能であることを特徴とするイメージング装置。
【請求項１６】
前記イメージング装置は、約５ｃｍから１０２ｃｍにわたる動作範囲を有することを特徴とする請求項１５に記載のイメージング装置。
【請求項１７】
前記複数の光学要素は、ガラス、レンズ、ホログラフィック光学要素、プラスチック、及び他の透明な材料から成るグループから選択されることを特徴とする請求項１５に記載のイメージング装置。
【請求項１８】
複数の焦点面で光学コード又はターゲットを撮像するためのバーコードイメージャーであって、
前記複数の焦点面のうちの少なくとも１つで前記光学コード又はターゲットを撮像するためのイメージング動作を開始するための手段と、
イメージング装置と、
を備え、前記イメージング装置が、
前記イメージング動作中に前記光学コード又はターゲットの画像に対応する画素データの行を得るための画素の行を有する一次元イメージセンサーアレイと、
前記イメージセンサーアレイのほぼ中心の長手方向軸線に前記画像を合焦するために前記イメージング装置の単一の光軸に沿って位置付けられた少なくとも１つの対物レンズを有する、前記少なくとも１つの一次元イメージセンサーアレイ上に前記画像を合焦するための複数の光学要素を含むレンズ組立体と、
複数のセグメントを有し、該複数のセグメントのうちの対応する１つにおいて前記複数の光学要素の各々が設けられるキャリアと、
を含むバーコードイメージャー。
【請求項１９】
前記光学コード又はターゲットは、バーコード記号、ラベル、マーキング、及び絵から成るグループから選択されることを特徴とする請求項１８に記載のバーコードイメージャー。
【請求項２０】
前記バーコード記号は、一次元及び二次元バーコード記号のうちの１つであることを特徴とする請求項１９に記載のバーコードイメージャー。
【請求項２１】
前記イメージング装置は、約５ｃｍから１０２ｃｍにわたる動作範囲を有することを特徴とする請求項１８に記載のバーコードイメージャー。
【請求項２２】
前記イメージング装置は、前記少なくとも１つの対物レンズを収容するキャリアに作動的に結合され、前記光軸に沿って前記キャリアを移動させるためのアクチュエータを更に備えることを特徴とする請求項１８に記載のバーコードイメージャー。
【請求項２３】
前記キャリアは、前記アクチュエータによって０−１００μｍの範囲で移動することを特徴とする請求項２２に記載のバーコードイメージャー。
【請求項２４】
前記複数の光学要素は、ガラス、レンズ、ホログラフィック光学要素、プラスチック、及び他の透明な材料から成るグループから選択されることを特徴とする請求項１８に記載のバーコードイメージャー。
【請求項２５】
前記複数のセグメントのうちの１つは、オープンセグメントであって光学要素を含まず、前記イメージング装置は更に、前記オープンセグメント又は前記複数の光学要素のうちの１つを前記光軸に沿って位置付けるための前記キャリアに作動的に結合されたモータを備えることを特徴とする請求項１８に記載のバーコードイメージャー。
【請求項２６】
前記イメージング装置が、
前記少なくとも１つの対物レンズを収容する別のキャリアに作動的に結合され、前記光軸に沿って前記第１キャリアを移動させるためのアクチュエータと、
前記複数の光学要素を有する前記キャリアに作動的に結合されたモータと、
を更に備え、
前記アクチュエータ及びモータは、前記キャリアを同時及び非同時にそれぞれ移動させ、更に前記一次元イメージセンサーアレイ上に前記画像を合焦するために同時及び非同時に動作可能であることを特徴とする請求項１８に記載のバーコードイメージャー。
【請求項２７】
前記光学コード又はターゲットの異なる部分に対応する画素データの行を記憶するためのメモリと、
前記記憶された画素データの行を処理するためのプロセッサと、
を更に備えることを特徴とする請求項１８に記載のバーコードイメージャー。
【請求項２８】
前記複数の焦点面のうちの少なくとも１つは、最適焦点面であることを特徴とする請求項１８に記載のバーコードイメージャー。
【請求項２９】
前記複数の焦点面のうちの少なくとも１つは、最適焦点面から近位又は遠位に位置付けられた少なくとも１つの焦点面であることを特徴とする請求項１８に記載のバーコードイメージャー。
【請求項３０】
前記一次元イメージャーセンサーアレイ上に前記複数の焦点面の異なるセットを合焦するための手段を更に備えることを特徴とする請求項１８に記載のバーコードイメージャー。
【請求項３１】
前記複数の焦点面の異なるセットを合焦するための前記手段は、前記少なくとも１つの対物レンズを収容する別のキャリアに作動的に結合され、前記光軸に沿ってこのキャリアを移動させるためのアクチュエータを含むことを特徴とする請求項３０に記載のバーコードイメージャー。
【請求項３２】
前記複数の焦点面の異なるセットを合焦するための前記手段は、前記複数の光学要素を有する前記キャリアに作動的に結合されたモータを含み、前記モータは、前記光軸に沿って前記複数の光学要素の各々を位置付けることができることを特徴とする請求項３０に記載のバーコードイメージャー。
【請求項３３】
イメージング装置を使用して複数の焦点面で光学コード又はターゲットを撮像する方法であって、
前記イメージング装置の単一の光軸に沿って位置付けられた少なくとも１つの対物レンズを介して第１及び第２の一次元イメージセンサーアレイを有するイメージセンサー上に前記複数の焦点面のうちの少なくとも１つで前記光学コード又はターゲットを撮像するためのイメージング動作を開始する段階と、
前記イメージング動作中に各行が前記光学コード又はターゲットに対応する画素データの２つの行を得る段階と、
前記少なくとも１つの対物レンズと前記少なくとも１つの一次元イメージセンサーアレイとの間に、前記一次元イメージセンサーアレイのうちの少なくとも１つの少なくとも一部分に重なる少なくとも１つの光学要素を位置付ける段階と、
を含む方法。
【請求項３４】
画素データの少なくとも１つの行が復号及び／又は処理することができるかどうか判定する段階と、
画素データの少なくとも１つの行が復号及び／又は処理することができると判定された場合に前記画素データの行を復号及び／又は処理する段階と、
を更に含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記画素データの少なくとも１つの行が復号及び／又は処理することができないと判定された場合に、前記少なくとも１つの対物レンズを移動させる段階と、
前記画素データの少なくとも１つの行が復号及び／又は処理されるまで、前記開始段階、取得及び決定段階、並びに前記復号及び移動段階の一方を繰り返す段階と、
を更に含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記少なくとも１つの対物レンズを移動させる段階と、
前記少なくとも１つの対物レンズが全ての位置を通って移動されるまで、前記開始段階、取得段階、及び移動段階を繰り返す段階と、
取得された画素データの少なくとも１つの行を復号及び／又は処理する段階と、
を更に含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
前記画素データの行を記憶する段階と、
前記光学コード又はターゲットに対応する画素データの複数の行が記憶されるまで、前記開始及び記憶段階を繰り返す段階と、
前記画素データの複数の記憶された行を復号及び／又は処理する段階と、
を更に含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
前記光学コード又はターゲットは、バーコード記号、ラベル、マーキング、及び絵から成るグループから選択されることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３９】
前記バーコード記号は、一次元及び二次元バーコード記号のうちの１つであることを特徴とする請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記少なくとも１つの光学要素は、ガラス、レンズ、ホログラフィック光学要素、プラスチック、及び他の透明な材料から成るグループから選択されることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項４１】
複数の焦点面で光学コード又はターゲットを撮像するためのイメージング装置であって、
合焦された画像に対応する画素データの少なくとも１つの行を得るための画素の少なくとも１つの行を各々が有する少なくとも１つの一次元イメージセンサーアレイと、
前記少なくとも１つの一次元イメージセンサーアレイ上に前記光学コード又はターゲットの画像を合焦して、前記光学コード又はターゲットの少なくとも一部分に対応する画素データの１つ又は２つの行の１つを得るため、前記イメージング装置の光軸に沿って位置付けられた少なくとも１つの対物レンズを有するレンズ組立体であって、前記光学コード又はターゲットの平面が前記複数の焦点面のうちの少なくとも１つと空間的に相関付けられており、前記レンズ組立体が前記少なくとも１つの一次元イメージセンサーアレイ上に前記画像を更に合焦するための複数の光学要素を含むレンズ組立体と、
複数のセグメントを有し、該複数のセグメントの対応する１つに前記複数の光学要素の各々が設けられるキャリアと、
を備えるイメージング装置。
【請求項４２】
前記複数のセグメントのうちの１つは、オープンセグメントであって光学要素を含まず、前記イメージング装置が更に、前記オープンセグメント又は前記複数の光学要素のうちの１つを前記光軸に沿って位置付けるための前記キャリアに作動的に結合されたモータを更に備えることを特徴とする請求項４１に記載のイメージング装置。
【請求項４３】
前記少なくとも１つの対物レンズを収容する第１キャリアに作動的に結合され、前記光軸に沿って前記第１キャリアを移動させるためのアクチュエータと、
複数の光学要素を有する第２キャリアに作動的に結合されたモータと、
を更に備え、
前記アクチュエータ及びモータは、前記第１キャリア及び前記第２キャリアを同時及び非同時にそれぞれ移動させ、更に前記少なくとも１つの一次元イメージセンサーアレイ上に前記画像を合焦するために同時及び非同時に動作可能であることを特徴とする請求項４１に記載のイメージング装置。
【請求項４４】
複数の焦点面で光学コード又はターゲットを撮像するためのバーコードイメージャーであって、
前記複数の焦点面のうちの少なくとも１つで前記光学コード又はターゲットを撮像するためにイメージング動作を開始するための手段と、
イメージング装置と、
を備え、前記イメージング装置が、
前記イメージング動作中に前記光学コード又はターゲットの画像に対応する画素データを得るための画素の１つの行を有する少なくとも１つの一次元イメージセンサーアレイを有するイメージセンサーと、
画素データを得るための前記イメージング動作中に画素データの１つの行が前記光学コード又はターゲットの少なくとも一部分に対応するように、前記イメージセンサーのほぼ中心の長手方向軸線に前記画像を合焦するために前記イメージング装置の単一の光軸に沿って位置付けられた少なくとも１つの対物レンズを有するレンズ組立体と、
を含み、
前記バーコードイメージャーには、
前記少なくとも１つの一次元イメージャーセンサーアレイ上に前記複数の焦点面の異なるセットを合焦するための手段が設けられ、前記複数の焦点面の異なるセットを合焦するための手段は、複数の光学要素を有するキャリアに作動的に結合されたモータを含み、該モータは、前記光軸に沿って前記複数の光学要素の各々を位置付けることができることを特徴とするバーコードイメージャー。
【請求項４５】
前記複数の焦点面の異なるセットを合焦するための手段は、前記光軸に沿って前記キャリアを移動させるための前記少なくとも１つの対物レンズを収容するキャリアに作動的に結合されたアクチュエータを含むことを特徴とする請求項４１に記載のバーコードイメージャー。
【請求項４６】
複数の焦点面で光学コード又はターゲットを撮像するためのバーコードイメージャーであって、
前記複数の焦点面のうちの少なくとも１つで前記光学コード又はターゲットを撮像するためにイメージング動作を開始するための手段と、
イメージング装置と、
を備え、前記イメージング装置が、
前記イメージング動作中に各々が前記光学コード又はターゲットの画像に対応する画素データのそれぞれの行を得るための画素の行を有する第１及び第２の一次元イメージセンサーアレイを有するイメージセンサーと、
前記画素データの２つの行を得るための前記イメージング動作中に、画素データの各行が前記光学コード又はターゲットの少なくとも一部分に対応するように、前記イメージセンサーのほぼ中心の長手方向軸線に前記画像を合焦させるために前記イメージング装置の単一の光軸に沿って位置付けられた少なくとも１つの対物レンズを有するレンズ組立体と、
前記少なくとも１つの対物レンズを収容する第１キャリアに作動的に結合され、前記光軸に沿って前記第１キャリアを移動させるためのアクチュエータと、
複数の光学要素を有する第２キャリアに作動的に結合されたモータと、
を含み、
前記アクチュエータ及びモータは、前記第１キャリア及び前記第２キャリアを同時及び非同時にそれぞれで移動させ、更に前記少なくとも１つの一次元イメージセンサーアレイ上に前記画像を合焦するために同時及び非同時に動作可能であることを特徴とするバーコードイメージャー。
【国際調査報告】
2007535719.tif 000007
2007535719.tif 000008
2007535719.tif 000009
2007535719.tif 000010
2007535719.tif 000011