(57)【要約】例えば逆反射照明システムに対する、比較的小型の射出モールドされたスキャンモータを提供するための方法と装置が開示される。例示的なスキャンモータは、射出モールドされた柔軟性のあるスプリングによって共に結合された静止基板および動的基板を含むスプリングモジュールを備える。一実施形態においては、スプリングは、液体射出モールドされ得る。スキャンモータはまた、磁石と、静止基板および／または動的基板を越えて延びる反射要素とを備える。
2008529084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキャンモータであって、該スキャンモータは、
スプリングモジュールであって、該スプリングモジュールは、
静止基板と、
延長部材を備える動的基板と
を含み、該静止基板および該動的基板は、射出モールドされた柔軟性のあるスプリングによって共に結合されている、スプリングモジュールと、
磁石であって、該磁石は該延長部材の第１の側に結合されている、磁石と、
反射要素であって、該反射要素は該延長部材の第２の側に結合され、該反射要素は該静止基板および該動的基板のうちの少なくとも１つを越えて延びる、反射要素と
を備える、スキャンモータ。
【請求項２】
前記反射要素は前記スプリングの隣に配置され、該反射要素は少なくとも該スプリングの一部を覆う、請求項１に記載のスキャンモータ。
【請求項３】
前記スプリングは、シリコン材料で製作されている、請求項１に記載のスキャンモータ。
【請求項４】
前記動的基板および前記静止基板は、射出モールドされた熱可塑性物質である、請求項１に記載のスキャンモータ。
【請求項５】
前記スプリングモジュールは、オーバモールド射出モールドされたデザインを使用して共に結合される、請求項１に記載のスキャンモータ。
【請求項６】
少なくとも１つの追加的な柔軟性のあるスプリングをさらに備える、請求項１に記載のスキャンモータ。
【請求項７】
前記延長部材は、１対の柔軟性のあるスプリングの間で対称軸に沿って位置する、請求項６に記載のスキャンモータ。
【請求項８】
前記延長部材は、くさび状の形状を有する、請求項１に記載のスキャンモータ。
【請求項９】
スキャンモータであって、該スキャンモータは、
スプリングモジュールであって、該スプリングモジュールは、
静止基板と、
延長部材を備える動的基板と
を含み、該静止基板および該動的基板は、１対の柔軟性のあるスプリングによって共に結合されている、スプリングモジュールと、
磁石であって、該磁石は該延長部材の第１の側に結合されている、磁石と、
反射要素であって、該反射要素は該延長部材の第２の側に結合され、該反射要素は該静止基板および該動的基板のうちの少なくとも１つを越えて延びる、反射要素と
を備える、スキャンモータ。
【請求項１０】
前記反射要素は前記スプリングの隣に配置され、該反射要素は少なくとも前記１対のスプリングの一部を覆う、請求項９に記載のスキャンモータ。
【請求項１１】
前記スプリングは、シリコン材料で製作されている、請求項９に記載のスキャンモータ。
【請求項１２】
前記動的基板および前記静止基板は、射出モールドされた熱可塑性物質である、請求項９に記載のスキャンモータ。
【請求項１３】
前記スプリングモジュールは、オーバモールド射出モールドされたデザインを使用して共に結合される、請求項９に記載のスキャンモータ。
【請求項１４】
前記延長部材は、１対の柔軟性のあるスプリングの間で対称軸に沿って位置する、請求項９に記載のスキャンモータ。
【請求項１５】
前記延長部材は、くさび状の形状を有する、請求項９に記載のスキャンモータ。
【請求項１６】
対象をスキャンする方法であって、該方法は、
スキャンモータを駆動することであって、該スキャンモータは、
スプリングモジュールであって、該スプリングモジュールは、
静止基板と、
延長部材を備える動的基板と
を備え、該静止基板および該動的基板は、射出モールドされた柔軟性のあるスプリングによって共に結合されている、スプリングモジュールと、
磁石であって、該磁石は該延長部材の第１の側に結合されている、磁石と、
反射要素であって、該反射要素は該延長部材の第２の側に結合され、該反射要素は該静止基板および該動的基板のうちの少なくとも１つを越えて延びる反射要素と
を備える、スキャンモータを駆動することと、
該反射要素にレーザー光線を向けることと、
スキャンパターンを生成することと
を包含する、方法。
【請求項１７】
前記対象からの戻りの光を光学的要素に向けるために前記反射要素を使用することと、該光学的要素は該光をセンサに向けることをさらに包含する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
対象をスキャンする方法であって、該方法は、
スキャンモータを駆動することであって、該スキャンモータは、
スプリングモジュールであって、該スプリングモジュールは、
静止基板と、
延長部材を備える動的基板と
を備え、該静止基板および該動的基板は、１対の柔軟性のあるスプリングによって共に結合されている、スプリングモジュールと、
磁石であって、該磁石は該延長部材の第１の側に結合されている、磁石と、
反射要素であって、該反射要素は該延長部材の第２の側に結合され、該反射要素は該静止基板および該動的基板のうちの少なくとも１つを越えて延びる反射要素と
を備える、スキャンモータを駆動することと、
該反射要素にレーザー光線を向けることと、
スキャンパターンを生成することと
を包含する、方法。
【請求項１９】
前記対象からの戻りの光を光学的要素に向けるために前記反射要素を使用することと、該光学的要素は該光をセンサへ向けることをさらに包含する、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザースキャナに関し、さらに詳細にはスキャンモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＵｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｃｏｄｅｓ  （ＵＰＣ）および／またはＥｕｒｏｐｅａｎ  Ａｒｔｉｃｌｅ  Ｎｕｍｂｅｒ（ＥＡＮ）のような、可視的な形式でのニューメリック情報なおよび他の情報をコード化するための基準が多数ある。これらのニューメリックコードのために、企業は、類似のシステムなどのもとで、製品および製造を特定し、膨大な在庫を維持し、広くさまざまな対象を管理することができる。製品のＵＰＣおよび／またはＥＡＮは、データフォームとして印刷され、ラベルが貼られ、エッチングされ、またはそうでない場合は製品に添付される。
【０００３】
データフォームは、可視的な形式でニューメリックなおよび他の情報をコード化する任意のインディシァである。例えば、データフォームは、バーコード、２次元のコード、対象上のマーク、ラベル、署名、符号などであり得る。バーコードは、一連の幅の異なる明暗の長方形のエリアである。明暗のエリアは、ＵＰＣの数字を表現するために配列され得る。さらに、データフォームは製品に限定されていない。それらは、重要な対象、場所などを特定するために使用され得る。データフォームはまた、例えば商標化されたイメージ、人の顔などのような他の対象でもあり得る。
【０００４】
データフォームを読み取り、かつ処理することができるスキャナが一般的となり、形式にも多様性にも多くのものがある。スキャニングシステムの一実施形態は、例えばハンドヘルドで拳銃の形をしたレーザースキャニング装置にある。ユーザは、スキャナの頭でターゲット対象を指して、例えば対象上のデータフォームを読み取るために使用される光線を発するためにトリガを押す。
【０００５】
一実施形態において、半導体レーザーが、光線を生成するために使用される。なぜならば、半導体レーザーは、サイズが小さく、コストが低く、多くの電力を必要としないからである。１つ以上のレーザー光線が、レンズまたは他の光学コンポーネントによって、データフォームを含む対象に向かう、光の経路に沿って向けられ得る。光の経路は、対象および／またはデータフォームをレーザー光で前後にスイープする、ピボットスキャンミラーを備える。ミラーは、スプリングおよび永久磁石を備えるスキャンモータの一部であり得る。磁石は、スキャンモータを振動させるドライブコイルの近くに配置される。レーザー光でスイープする他の公知の方法には、例えば、光源自体を動かすか、または近接して配置された複数の光源を順々に照明して、スイープするスキャンラインを生成するかなどの、多くがある。スキャナはまた、例えば楕円、曲線、２次元または３次元のパターンなどのような他のスキャンパターンをも生成し得る。
【０００６】
スキャナはまた、対象および／またはデータフォームから反射されるかまたは散乱される光を検知するためのセンサまたは光検出器をも備える。戻りの光は分析されて、対象またはデータフォームからのデータを取得する。光を集めるための２つの公知のスキャンシステムは、逆反射スキャンシステムおよび非逆反射スキャンシステムである。
【０００７】
逆反射スキャンシステムにおいては、レーザー光をスイープしてスキャンラインを形成するのと同じ、ピボットスキャンミラーがまた、スキャナに戻る光を受ける。ミラーの表面は、できるだけ多くの戻りの光を捕らえるためにできるだけ大きくされている。戻りの光は、例えば、戻りの光に対応した電気的信号を発する光ダイオードのようなセンサに向けられる。電気的信号を解釈することによって、データが、標的とされたデータフォームから取得される。センサは比較的小形であり得る。なぜならば、スキャナの視界は動的であり、かつスキャナの瞬間的な視界は比較的小さいからである。例示的な逆反射スキャンシステムが、本発明の譲受人によって所有され、かつ参考として援用されている特許文献１に記載されている。
【０００８】
非逆反射スキャンシステムにおいては、ピボット運動してスキャンラインを生成するスキャンミラーは、ターゲットデータフォームからの戻りの光を受けるためには使用されない。ピボットスキャンミラーは、戻りの光を受ける必要がないので、比較的小形であり得る。戻りの光を受けるための、大きな集光ミラーおよび小さなセンサを使用する代わりに、スキャナは、その視界にわたる戻りのレーザー光を検知する比較的大きなセンサを備える。スキャナの視野は、スキャンミラーに依存していないので、センサは、スキャンラインの源よりも下に配置され得る。例示的な非逆反射スキャンシステムが、本発明の譲受人によって所有され、かつ参考として援用されている特許文献２に記載されている。
【０００９】
公知の非逆反射スキャンシステムは、本発明の譲受人によって所有され、かつ参考として援用されている特許文献３に記載されているように、射出モールディング（ＩＭ）プロセスによって生成されるスキャンモータを使用する。例示的な実施形態においては、スキャンモータは、射出モールドされた基板および液体射出モールドされた（ＬＩＭ）スプリングを備える。スプリングは、衝撃防護性を提供するシリコンで製作され得る。さらに、射出モールドされたスキャンモータは、比較的低いコストで製作され得る。非逆反射スキャンシステムは、ＩＭスキャンモータにとって良い候補である。なぜならば、これらのシステムは小さなミラーを使用し、小さなミラーは低い慣性および低い駆動電圧を生じるからである。逆反射システムは、比較的大きなミラーを使用するので、ＬＩＭスキャンモータは、使用されていない。なぜならば、駆動電圧が高すぎるからである。公知の逆反射システムは、マイラー（登録商標）および／または金属で製作されたスプリングを有するスキャンモータを使用する。これらの材料は、例えばシリコンのような材料のコストおよび衝撃における有利さを有しない。
【００１０】
従って、耐久性があり、衝撃に抵抗力があり、かつ低コストで製作され得る、逆反射システムにも使用され得るスキャンモータが望まれる。さらに、非逆反射スキャンシステムのための、より少ない消費電力のＩＭスキャンモータが望まれる。
【特許文献１】米国特許第６，３６０，９４９号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５９２，０４０号明細書
【特許文献３】米国特許第６，８１７，５２９号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本明細書に記述され、かつ特許請求の対象となる本発明は、このニーズおよび本明細書の中での教示から明らかとなる他のニーズを満足する。
【００１２】
スキャンモータは、例えばスキャンモジュールと共に使用される。スキャンモータは、スプリングモジュール、磁石および反射要素を備える。スプリングモジュールは、射出モールドされた柔軟性のあるスプリングによって共に結合される、静止基板および動的基板を備える。例示的な一実施形態において、基板は、熱可塑性材料で製作され、スプリングはシリコンで製作される。スプリングは、サイズが比較的小さくて、スキャンモータを駆動するために要求される電力を減らし得る。さらに、スキャンモータは、低コストで製作され得て、かつ非常に優れた衝撃防護性を有する。
【００１３】
動的基板は、第１の側と第２の側とを備える延長部材を備える。磁石は、延長部材の第１の側に結合され、例えばミラーのような反射要素は、延長部材の第２の側に結合される。反射要素はサイズが比較的大きく、静止基板および／または動的基板を超えて延びる。本発明の一実施形態において、スキャンモータは、１対の液体射出モールドされた（ＬＩＭ）シリコンスプリングを備え、延長部材はスプリングの間に配置される。
【００１４】
本発明の一実施形態に従ってインプリメントされた別の例示的なスキャンモータは、備える
本発明の一実施形態において、スキャンモータは、スキャンモジュールの一部であり得る。例示的なスキャンモジュールはさらに、シャシと、レーザーモジュールと、コレクション要素と、ドライブコイルとを備える。例示的なスキャンモジュールは、ハンドヘルドスキャナ、端末装置などのスキャンエンジンおよび／またはスキャンモジュールであり得る。例示的なスキャンモジュールは、逆反射用または非逆反射用であり得る。
【００１５】
本発明に従ってインプリメントされるスキャニングの方法は、例えば、スキャンモータの磁石に相対して配置されたドライブコイルを励振することによってスキャンモータを駆動することと、レーザー光線を反射要素に向けることと、スキャンラインを生成することとを包含する。スキャナのユーザはスキャンラインを、例えばバーコードのようなデータフォームの上に向け得て、データフォームに表示された情報を読み取り得る。
【００１６】
本発明の他の目的および特徴は、添付の図面をともに考慮することにより、次の詳細な説明から明らかとなる。しかしながら、図面は、図示の目的のためのみに意図されており、本発明の範囲を規定するものとしては意図されていないことが理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図面は職尺に従わず、単に例示的なものであり、いくつかの図面を通じて同様な参照番号は、同様な要素を表す。
【００１８】
ここで、添付された図面に関連して、スキャンモータを提供するための方法と装置のいくつかの例示的な実施形態が示され、かつ記述される。
【００１９】
優れた衝撃防護性およびスキャンモータのコストを削減するための最少の部品数を有するスキャンモータを備える、非逆反射および逆反射のスキャンシステムを有することは有益である。例えば、一部の技術的な仕様は、スキャンシステムが、例えばスキャナまたは端末装置のような最終製品に組み込まれる場合、６フィート以上の落下からの衝撃防護性を要求する。本発明の譲受人によって所有される、米国特許第６，８１７，５２９号に記述されている、非逆反射スキャンシステムのスキャンモータの射出形成されたスプリングモジュールまたはアセンブリは、優れた衝撃防護性を提供し、かつ低コストで製作され得るが、しかし、スプリングアセンブリのサイズおよび電力要求のために、一部のより小さなサイズの逆反射スキャンシステムに対しては、それは良い代替品とはならない。
【００２０】
本発明の一実施形態においては、小型化された射出形成スプリングアセンブリは、非逆反射または逆反射スキャンシステムまたはモジュールのためのスキャンモータにおいて使用され得る。例示的なスプリングアセンブリは、柔軟性のあるスプリングによって共に結合され得る静止基板および動的基板を備える。例示的な静止基板は、例えば、スキャンエンジンのシャシへ固定され得て、かつスキャンエンジンに対して静止を保つ、射出形成された熱可塑性材料であり得る。動的基板もまた、例えば、射出形成された熱可塑性材料であり得る。
【００２１】
本発明の一実施形態において、基板は、例えばシリコンのような、オーバモールド処理を使用した、ＬＩＭ材料で製作された柔軟性のあるスプリングによって共に結合され得る。ＬＩＭ材料は優れた衝撃防護性を提供する。なぜならば、それは、破断の前にかなりの伸びに耐えるからである。この特性は、例えば６フィートからの落下のような任意の衝撃イベントが、衝撃イベントの時間を引き延ばすことによって、ｇレベルをかなり低めることを可能にする。衝撃イベントでのエネルギーの量は、ｇレベルおよびイベントの時間によって決定されるので、すなわち、衝撃イベントにおけるエネルギーの量は、ｇレベル対時間の曲線の下での面積に等しいので、ＬＩＭ材料に対する衝撃イベントは、時間が長く、かつｇレベルははるかに低い。例えばマイラー（登録商標）または金属バネのような他のスプリング材料は、ＬＩＭ材料ほどには衝撃を吸収しない。なぜならば、これらの材料は、破断の前に大きな伸びを有しないからである。
【００２２】
代替案の実施形態において、動的基板およびスプリングは、同じ材料を使用して、１部品としてモールドされ得る。スプリングの動く部分は、効率を上げるために、かつ小型スキャンエンジンの容積必要条件を満たすために十分に小さく製作される。動的基板はまた、静止基板の方に延びる延長部材をも備える。一実施形態においては、延長部材は、それが静止基板に向かって延びるに従って幅が広くなる、くさび形の形状を有する。
【００２３】
例示的なスキャンモータは、スプリングアセンブリ、ミラーおよび磁石を備える。ミラーは、１対のスプリングの間よりむしろ、スプリングまたはスプリング（複数）の隣に配置される。動的基板の延長部材は、第１の側でミラーを受け、かつ第２の側で磁石を受け、スプリングに対するそれらの角度は、くさび形の延長部材の受ける側のサイズおよび／または傾斜角を調節することによって操作され得る。このようにして、ミラーの存在する平面は、スプリングまたはスプリング（複数）の存在する平面に対して任意の角度であり得て、磁石の存在する平面もまた、スプリングまたはスプリング（複数）の存在する平面に対して任意の角度であり得る。動的基板の延長部材は、大きなミラーを受けるために、その第１の側にクレイドルを備え、ミラーは、クレイドルと結合するための受け構造を備える。磁石は、例えば、接着剤を使用して延長部材の第２の側に接着される。
【００２４】
公知の非逆反射スキャンシステムにおいては、比較的小さなミラーが、１対のスプリング間で、ＩＭスプリングアセンブリに結合される。逆反射システムは、比較的大きなミラーを使用する。従って、例示的な小型化サイズのＩＭスプリングアセンブリのミラーは、１対のスプリング間によりむしろ、スプリングの側に配置される。このために、スプリングアセンブリが、スプリング間の空間よりも大きくあり得るミラーを受けることが可能となる。さらに、スプリングの隣にミラーを配置することから、低い慣性モーメントが生じ、この低い慣性モーメントは、スキャンエンジンの作動電力を低く保つことを助ける。電力節減は、スプリングアセンブリのサイズを小さくすることによっても生成される。スプリングアセンブリのサイズを小さくすることによる電力節減は、より小さなスプリングアセンブリを受けるように変更された非逆反射スキャンシステムにも適用され得る。
【００２５】
例示的なスキャンモジュールにおいて、スキャンモータは、本発明の譲受人によって所有され、参考として援用されている米国特許第６，８２４，０６０号に記述されているように、例えば双方向のドライブコイルのようなドライブコイルに極く接近して配置される。ドライブコイルは、電源が入ると、スキャンモータを前後に振動させる。ミラーに衝突するレーザービームは、前後に動かされて、例えばバーコードのようなデータフォームを読み取るために使用され得るスキャンラインを生成する。
【００２６】
スキャンモータは正しくスキャンモジュール内に位置合せされており、それによってレーザービームはスキャンモータのミラーを反射して、所望の方向にスキャンラインを生成する。例示的な逆反射スキャンモジュールにおいて、静止基板は、スキャンモータを位置合せするために使用されるピボットベースを備える。スキャンモータはまた、ピボットベースを受けるための特徴を有するシャシをも備える。スキャンモータが正しく位置合せされたあと、接着剤を用いて、あるべき場所に固定される。逆反射スキャンモジュールは、一部の実施形態においては、スキャン装置のモジュールであり得る独立したスキャンエンジンであり得る。
【００２７】
本発明に従って、インプリメントされる例示的な非逆反射スキャンシステムにおいては、スプリングアセンブリの延長部材は、小さなミラーをクレイドルに乗せる（ｃｒａｄｌｅ）ように変更され得る。より小さなミラーのために、スキャンモータはさらに効率がよくなる。
【００２８】
図１を参照して、バス１２５によって共に結合されたスキャンモジュール１００、処理ユニット１０５およびメモリ１２０を備える装置１０１の例示的なブロック図が示されている。装置１０１のモジュールは、ソフトウエア、ハードウエア、ソフトウエアをエミュレートするハードウエアおよび再プログラム可能なハードウエアの任意の組み合わせとしてインプリメントされ得る。バス１２５は、本発明の異なるモジュールの相互運用性を示す例示的なバスである。デザインの選択の問題として、２つ以上のバスがあり得て、一部の実施形態においては、特定のモジュールは、バス１２５に結合される代わりに直接的に結合され得る。装置１０１は、例えば、レーザースキャナ、携帯用コンピュータ、サービスポイントなどであり得て、かつスキャンモジュールは、例えば、逆反射のスキャンエンジン１００であり得る。
【００２９】
処理ユニット１０５は、例示的な実施形態において、１つ以上の中央処理ユニット（ＣＰＵ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などとしてインプリメントされ得る。一実施形態においては、処理ユニット１０５は複数の処理ユニットまたはモジュールを備え得る。各モジュールは、例えば信号処理、インタフェースエミュレーションなどの特定な機能を実行するように予めプログラムされ得るメモリを備え得る。他の実施形態においては、処理ユニット１０５は、スキャンエンジン１００と装置１０１との間で共有される汎用ＣＰＵを備え得る。代替案の実施形態において、処理ユニット１０５の１つ以上のモジュールが、例えばメモリ１２０からの、異なる処理でロードされ得るＦＰＧＡとしてインプリメントされ得て、複数の機能を実行し得る。処理ユニット１０５はまた、上述のプロセッサの任意の組み合わせをも備え得る。
【００３０】
メモリ１２０は、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）および／またはフラッシュメモリのような揮発性メモリ、不揮発性メモリおよび書き込み可能メモリとしてインプリメントされ得る。メモリ１２０は、装置１０１を操作するために使用される、例えばデータ取得方法１４５、信号処理方法１５０、電源管理方法１５５およびインタフェース方法１６０のような方法および処理を格納する。
【００３１】
本発明の例示的な一実施形態において、装置１０１は、トリガを備えるハンドヘルドスキャナ１０１であり得る。スキャン操作が開始されるときには、例えばトリガが圧され、スキャナ１０１がデータ取得方法１４５を始める。データ取得方法１４５の例示的な一実施形態が、図９を参照して以下に記述される。データ取得方法１４５の間、レーザー光がスキャナ１０１によって放出され、このレーザー光は、ターゲットデータフォームと相互作用して、スキャナ１０１に戻る。戻りのレーザー光は分析され、例えば受信されたアナログレーザー光は、信号処理方法１５０を使用して、スキャナ１０１によって、デジタルフォーマットに転換される。電源管理方法１５５は、スキャナ１０１によって使用される電力を管理し、インタフェース方法１６０は、スキャンエンジン１００がスキャナ１０１と通信することを可能にする。
【００３２】
図１の例示的な実施形態は、データ取得方法１４５、信号処理方法１５０、インタフェース方法１６０および電源管理方法１５５を、分離したコンポーネントとして図示するが、しかし、これらの方法はこの構成に限定されない。本明細書に全体がまたは部分的に記述されている各方法は、分離したコンポーネントであり得るか、または相互運用し得、もしくは作動を共有し得る。さらに、上記方法は、メモリ１２０に描かれているけれども、代替案の実施形態においては、方法は、処理ユニット１０５のメモリ内に永久的にまたは動的に組み込まれ得る。
【００３３】
メモリ１２０は、図１において、単一モジュールとして図示されが、しかし、一部の実施形態においては、画像スキャナ１００は、２つ以上のメモリモジュールを備え得る。例えば、上述の方法は、個別のメモリモジュールに格納され得る。さらに、メモリ１２０の一部または全部は、処理ユニット１０５の一部として統合され得る。
【００３４】
図２および図３は、本発明の一実施形態に従ってインプリメントされた、スキャンエンジン１００の３次元の図を示す。スキャンエンジン１００は、図１のスキャンエンジン１００として使用され得る。図２は、スキャンエンジン１０１のシャシ１１２の上部左手角に配置されたレーザーモジュールまたはアセンブリ１１０を示す。データ取得方法１４５の間、レーザーセンブリ１１０は、フォールドミラー１１５によって反射されるレーザー光線２１０を発する。レーザー光線２１０は、集光ミラー１３０における穴を通過して、スキャンミラー１７０に衝突する。スキャンミラー１７０は、前後に動いてデータフォームを読み取るためのスキャンラインを生成するスキャンモータ１６５の一部である。
【００３５】
データフォームと相互作用した後、放出されたレーザー光の一部は、スキャンエンジン１００に戻る。戻りの光は、スキャンミラー１７０によって受光されて、集光ミラー１３０の方向に反射される。軸外れの放物線の形状を有する集光ミラー１３０は、戻りの光を集めて、それをセンサ１４０の方に向けて集中する。センサ１４０は、例示的な実施形態において、フォトダイオードとしてインプリメントされ得る。戻りの光は、センサ１４０によって検知され、センサ１４０は対応する電気的信号を生み出す。電気的信号は分析されて、ターゲットデータフォームは復号される。
【００３６】
スキャンモータ１６５は、スプリングモジュール１７５、スキャンミラー１７０および磁石１８０を備える。図４および図５は、例示的なスプリングモジュール１７５を示す。例示的なスプリングモジュール１７５は、柔軟性のあるスプリング１７９によって共に結合された静止基板１７７および動的基板１７６を備える。例示的な一実施形態においては、柔軟性のあるスプリング１７９は、動的基板１７６および静止基板１７７にオーバモールド４１０されている１対のシリコンスプリング１７９で製作されている。スプリング１７９は、基板１７６、１７７に液体射出モールドされる。代替案の実施形態において、柔軟性のあるスプリング１７９は、射出モールディング処理を使用して、熱可塑性物質で製作され得るか、あるいは、スプリング１７９および動的基板１７６は、ＬＩＭ材料で製作され得る。
【００３７】
例示的な静止および動的基板１７６、１７７は、熱可塑性材料で製作される。静止基板１７７は、スキャンモータ１６５をスキャンエンジン１００シャシに正しく位置合せして固定するために使用されるピボットベース１７８を備える。動的基板１７６は、磁石１８０およびスキャンモータ１７０を受ける延長部材１８１を備える。
【００３８】
延長部材１８１は第１の側４０５および第２の側５０５を有する。第１の側４０５は、スキャンミラー１７０を受けるためのクレイドルを備え、第２の側５０５は、磁石１８０を受けるための受け構造を備える。延長部材１８１は、３角形のまたはくさび形の形状を有する。延長部材１８１は、スプリングモジュール１７５の１端から始まり、動的基板１７６から静止基板１７７の方向に延びるにつれて大きくなる。
【００３９】
図６〜図８は、スキャンモータ１６５を示す。磁石１８０は、延長部材１８１の第２の側５０５に位置する受け構造に配置されている。ミラー１７０は、延長部材１８１の第１の側４０５に結合されている。ミラー１７０は、延長部材１８１の第１の側４０５を受ける受け構造を備える。磁石１８０およびミラー１７０は、接着剤を使用して、延長部材１８１に固定され得る。
【００４０】
代替案の実施形態においては、柔軟性のあるスプリング１７９および動的基板１７６は、同じ材料で製作される１ユニットとしてモールドされ得る。例えば、組み合わされたユニットは、シリコンまたは熱可塑性物質で製作され得る。
【００４１】
図２および図３に戻って、スキャンモータ１６５はドライブコイル１３５の近くに配置される。スキャンモータ１６５に結合された磁石１８０は、ドライブコイル１３５によって生成された磁界と相互作用して、ドライブコイル１３５が励振されるときに、スキャンモータ１６５を振動させる。
【００４２】
図９は、データフォームをスキャンするための方法９００の例示的な実施形態を示す。装置１０１への参照が、方法９００についての記述の中でなされる。本明細書に記述された方法９００および他の方法のステップは、例示的であり、かつステップの順序は再配列され得る。データ取得方法９００は、開始ステップ９０５から始まる。例示的な実施形態においては、方法９００は、例えば、スキャナ１０１のトリガまたはボタンが圧されたとき、装置１０１、例えばスキャナ１０１が電力を受けたときに始まる。方法９００はまた、装置１０１で実行されている別のプログラムからのコマンドによっても開始され得る。
装置のオペレータは通常、データ取得方法９００が開始されたとき、装置１０１をターゲットデータフォームに向ける。
【００４３】
プロセスは、ステップ９０５からステップ９１０へと進行し、ステップ９１０でスキャナ１０１はレーザー１１０を開始する。レーザーはフォールドミラー１１５に当たり、スキャンミラー１７０の方へ向けられる。およそこのとき、または同時にステップ９１５において、スキャナ１０１は、ドライブコイル１３５に電力を供給することによって、ドライブコイル１３５を始動する。磁石１８０は、ドライブコイル１３５によって生成された磁界に反応して、スキャンモータ１６５を振動させ始める。この結果、スキャンミラー１７０に衝突するレーザー光は、前後に動き、スキャンラインを生成する。図１０は、データ取得方法１０００を示すが、この方法は、方法９００の代替案の実施形態であり、この場合にはステップ９１５はステップ９１０の前に起こる。ということは、ドライブコイル１３５は、レーザー１１０が開始される前に始動されることを意味する。
【００４４】
放出されたスキャンラインのレーザー光は、データフォームと相互作用し、ステップ９２０では、スキャナ１０１は、スキャナ１０１へ戻る任意の光を受ける。例えば、戻りの光は、スキャンミラー１７０によって、集光ミラー１３０の方向に反射される。集光ミラーは、戻りの光をセンサの方向に向ける。スキャンミラー１７０は前後に動いているので、スキャナ１０１の視界もまた、前後に動く。
【００４５】
ステップ９２０の後、ステップ９２５において、受光された光は分析され、ターゲットデータフォームは復号される。ステップ９３０において、分析が成功の場合には、プロセスはステップ９３５へ進行して、このステップで、復号されたデータはさらに処理される。例えば、データは、別の装置へ送信され得る。ステップ９３５の後、方法９００のプロセスは、ステップ９５０に進み、ここで方法９００は終了する。スキャナ１０１は、待機モードとなり得て、別のデータフォームを処理する準備ができ得る。
【００４６】
ステップ９３０にもどって、スキャナ１０１が、ターゲットデータフォームをうまく復号しない場合には、プロセスはステップ９４０に進む。一部の実施形態においては、スキャナ１０１は何もせず、ステップ９５０で終わるが、しかし、他の実施形態においては、スキャナ１０１は、可聴音の失敗表示をスキャナオペレータに発し得て、付属装置などに失敗信号を送信し得る。さらに他の実施形態においては、スキャナ１０１は、データフォームがうまく読まれるか、またはオペレータが、例えばトリガを放すことによってスキャンエンジンへの電力を除去するまで、ステップ９１０〜ステップ９２５を続ける。
【００４７】
例示的なスキャンモータが、逆反射スキャンシステムの一部として記述された一方で、本発明のスキャンモータはまた、小型化された非逆反射スキャンシステムにおいても使用され得る。比較的大きなミラーが、より小さなミラーによって取って代わられ得て、ミラーの平らな平面とスプリングとの間の角度は、くさび形の延長部材の幅を調節することによって、例えば４５度に正しく調節され得る。さらに、静止基板の構造は、変更されることができ、これによりスキャンモータは、回路ボードに結合されたスキャンモジュールに固定されることができる。本発明の例示的なスキャンモータは、非逆反射スキャンシステムの効率を高めることを助ける。なぜならば、例示的なスキャンモータはより少ない電力を使用するからである。
【００４８】
本発明の基本的な新規な特徴が、その好ましい実施形態に適用された状況下で、図示されかつ記述されかつ指摘された。しかし、開示された本発明の形式および詳細におけるさまざまな省略および代替および変更が、本発明の精神から逸脱することなく当業者によってなされ得ることが理解される。従って、本明細書に添付された特許請求の範囲によって指示された通りのみに限定されることが本意である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に従ってインプリメントされた例示的な装置のブロック図を示す。
【図２】図２は、本発明の実施形態に従ってインプリメントされた例示的なスキャンエンジンの３次元の図を示す。
【図３】図３は、本発明の実施形態に従ってインプリメントされた例示的なスキャンエンジンの３次元の図を示す。
【図４】図４は、本発明の実施形態に従ってインプリメントされた例示的なスプリングアセンブリの３次元の図を示す。
【図５】図５は、本発明の実施形態に従ってインプリメントされた例示的なスプリングアセンブリの３次元の図を示す。
【図６】図６は、本発明の実施形態に従ってインプリメントされた例示的なスキャンモータの３次元の図を示す。
【図７】図７は、本発明の実施形態に従ってインプリメントされた例示的なスキャンモータの３次元の図を示す。
【図８】図８は、本発明の実施形態に従ってインプリメントされた例示的なスキャンモータの３次元の図を示す。
【図９】図９は、本発明の実施形態に従ってインプリメントされた例示的なデータ取得方法を示す。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態に従ってインプリメントされた代替案のデータ取得方法を示す。
【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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【国際調査報告】
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