(57)【要約】光走査装置は、フレーム上のヒンジによって支持された走査素子を、早い走査速度および最小限の電力消費で振動させるために、慣性ドライブによって直接動かされるフレームまたはベースプレートを含む。慣性ドライブは、フレームおよびベースプレートのうちの１つを直接動かすように働き、慣性によって、間接的に走査素子を振動させて、入射光を走査するように作用する。走査素子は低い質量を有する。走査素子に取り付けられたり、または接続されたりするいかなる永久磁石、または電磁気コイル、または電極、または同様の重さがないので、走査素子は、１ｋＨｚよりも高い、好ましくは約２０ｋＨｚ以上の高い走査速度で自由に動かされる。
2008518271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）その上に入射する光を反射するための振動可能な走査素子と、
ｂ）該走査素子を支持するための可動フレームと、
ｃ）ヒンジ軸に沿って延び、かつ該フレームと該走査素子との間で接続されるヒンジと、
ｄ）該フレームを支えるためのベースプレートと、
ｅ）該フレームおよび該ベースプレートのうちの１つを直接的に動かし、かつ慣性によって、間接的に該走査素子を該ヒンジ軸の周りで振動させて該入射する光を走査するための慣性ドライブと
を備える、光走査装置。
【請求項２】
前記走査素子、前記フレームおよび前記ヒンジは一個の部品、一般的には平らなシリコン基板である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記走査素子は鏡面コーティングを有する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ヒンジは、前記ヒンジ軸に沿って延びる２つの細長いヒンジ部を含み、各ヒンジ部は前記フレームに接続される一端部領域および前記走査素子に接続される反対側の端部領域を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記フレームは、前記走査素子を囲み、かつ前記装置の静止の位置において、該走査素子と共通平面にある、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記走査素子は、該走査素子の質量の中心を通って延びる対称軸を有し、前記ヒンジ軸は、該対称軸と共直線状であり、前記ドライブは前記フレームを直接的に振動させるように働く、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記走査素子は、該走査素子の質量の中心を通って延びる対称軸を有し、前記ヒンジ軸は、該対称軸に対して平行に横方向に離れて置かれ、かつ前記ドライブは、該横方向に対して概ね垂直なドライブ方向に、前記フレームを直接的に直線状に動かすように働く、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記ドライブは、１ｋＨｚを超える周波数で、±８度程度の弧状の距離で、前記走査素子を機械的に振動させるように働く、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記ドライブは、前記フレームに接続され、かつ周期的なドライブ信号によって電気エネルギーを加えられるときには、前記ヒンジ軸の周りで反対な円周方向に該フレームを機械的に動かすように働く、少なくとも１つの圧電デバイスを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ドライブは、前記ベースプレートに接続され、かつ周期的なドライブ信号によって電気エネルギーを加えられるときには、前記ヒンジ軸の周りで反対な円周方向に該ベースプレートを機械的に動かすように働く、少なくとも１つの圧電デバイスを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記ドライブは、前記ヒンジ軸をはさむ相対する側で、前記フレームに接続され、かつ周期的なドライブ信号によって電気エネルギーを加えられるときには、該ヒンジ軸の周りで反対な円周方向に、該フレームの相対する側で、機械的にそれぞれ押しかつ引くように働く、１対の圧電デバイスを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記ベースプレートは、プリント回路ボードである、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
ａ）振動可能な走査素子に入射する光を反射するステップと、
ｂ）可動フレームの上で該走査素子を支持するステップと、
ｃ）ヒンジ軸に沿って延び、該フレームと該走査素子との間で接続されるヒンジを接続するステップと、
ｄ）ベースプレートの上で該フレームを支持するステップと、
ｅ）該フレームと該ベースプレートのうちの１つを直接的に動かし、かつ慣性によって、該ヒンジ軸の周りで該走査素子を間接的に振動させ、該入射する光を走査するステップと
を包含する、光走査方法。
【請求項１４】
前記走査素子、前記フレームおよび前記ヒンジを一個の部品、一般的には平らなシリコン基板として製作するステップをさらに包含する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記走査素子に鏡面コーティングを施すステップをさらに包含する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記走査素子は、該走査素子の質量の中心を通って延びる対称軸を有し、前記ヒンジ軸は該対称軸と共直線状であり、ドライブステップは、前記フレームを直接的に振動させることによって実行される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記走査素子は、該走査素子の質量の中心を通って延びる対称軸を有し、前記ヒンジ軸は、該対称軸に対して平行に横方向に離れて置かれ、ドライブステップは、該横方向に対して概ね垂直なドライブ方向に、前記フレームを直接的に直線状に動かすことによって実行される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記ドライブステップは、１ｋＨｚを超える周波数で、±８度程度の弧状の距離で、前記走査素子を機械的に振動させることによって実行される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも１つの圧電デバイスを前記フレームに接続するステップをさらに包含し、かつドライブステップは、周期的なドライブ信号によって電気エネルギーを加えられるときには、前記ヒンジ軸の周りで反対な円周方向に該フレームを機械的に動かすことによって実行される、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも１つの圧電デバイスを前記ベースプレートに接続するステップをさらに包含し、かつドライブステップは、周期的なドライブ信号によって電気エネルギーを加えられるときには、前記ヒンジ軸の周りで反対な円周方向に該ベースプレートを機械的に動かすことによって実行される、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
１対の圧電デバイスを前記ヒンジ軸をはさむ相対する側で前記フレームに接続するステップをさらに包含し、かつドライブステップは、周期的なドライブ信号によって電気エネルギーを加えられるときには、該ヒンジ軸の周りで反対な円周方向に、該フレームの相対する側で、機械的にそれぞれ押しかつ引くことによって実行される、請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
ａ）その上に入射する光を反射するための振動可能な走査素子と、
ｂ）該走査素子を支持するためのフレームと、
ｃ）ヒンジ軸に沿って延び、かつ該フレームと該走査素子との間で接続されるヒンジと、
ｄ）一個の部品、一般的には平らな金属の基板である、該走査素子、該フレームおよび該ヒンジと、
ｅ）該走査素子の相対する側に取り付けられる１対のミラーと
を備える、光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には例えば光コードなど反復走査の対象に対する光走査装置および方法に関し、より詳細には、電力の使用を最小にするために、低電力条件のもとでの、および高い走査速度でのそのような走査装置の操作に関する。
【背景技術】
【０００２】
さまざまな光コード読み取り機が、これまでに、例えば物体上の記号を光学的に読み取ることによって、各物体を特定するために物体に適用されるバーコード記号のような光学コードを読み取るために開発されてきた。バーコード記号それ自体はさまざまの幅を有し、さまざまな幅のスペースを区切るために互いに間隔を置いて配置される一連のバーから構成されるコード化されたパターンであり、それらのバーおよびスペースは異なる光反射特性を有する。上記読み取り機は、コード化されたパターンをを電気光学的に復号して、物体を記述する複数桁の表記とした。この一般タイプの読み取り機は、例えば特許文献１において開示されている。
【０００３】
公知の当該技術分野で開示されたように、そのような読み取り機の特に有利な実施形態は、なかでも、光源から、好ましくはガスレーザーまたは半導体レーザーから発された光線を、好ましくはレーザー光線を発し、かつ読み取られるべき記号にレーザー光線を向けることにあった。記号への途中で、レーザー光線は、走査コンポーネントの光反射器に向けられ、かつそこから反射された。走査コンポーネントは、周期的な方法で反射器を動かし、レーザー光線に記号を繰り返し走査させた。記号は、その上に入射するレーザー光線を反射した。記号から反射された入射光線の一部は集められ、読み取り機の検出器コンポーネント、例えば光ダイオードによって検出された。光ダイオードは視野を有し、視野上の検出された光は、電気的復号回路網によって復号され、次の処理のために、記号を記述するデータに変えられた。周期的に可動な反射器は、ある走査速度で記号にレーザービームをスィープし、かつ／または走査の間は視野をスィープした。
【０００４】
走査コンポーネントには、当該技術分野でいくつかの異なるタイプが公知であった。例えば特許文献１は、各面にミラーの付いた外表面を有する、多角形状の複数面ホイールを開示した。ホイールは回転して、ミラー付き外表面それぞれが交代で光経路に配置されるように取り付けられ、その光経路に沿って入射レーザー光線が走査されるべき記号に向けられた。特許文献１に開示された他の走査コンポーネントは、バイモルフまたは強誘電性型振動素子、およびスピーカ型振動素子であり、各素子は振動可能なミラーを有した。
【０００５】
特許文献２および特許文献３は、モータの出力軸に対して反対の円周方向に反射器を往復運動的に振動させるように働く、電気的モータを含む走査コンポーネントを開示した。特許文献２はまた、５−バイモルフ走査コンポーネントを開示した。特許文献４は、ヒンジに蓄えられたエネルギーを開放することによって、走査ミラーが振動させられる省電力型の走査コンポーネントを開示した。
【０００６】
光反射器は、単一の平面ミラーである必要はなく、特許文献５に記載されているように、一部凹面かつ一部平面である構成を有する光学的コンポーネントであり得た。反射器は、特許文献３に記載されているように、３６０°未満の円弧長に沿って、交互円周方向に、電気的モータによって駆動され得、または異なる構造においては、特許文献６に記載されているように、完全に軸の周りに回転され得た。
【０００７】
さらに別の異なる構造においては、特許文献７に記載されているように、走査行動をもたらすために反射器を使用するよりむしろ、他の読み取り機コンポーネントの１つ以上が互いに対して共にまたは個別に動かされ、電気的モータによって駆動される往復運動の走査行動をもたらす、いわゆる「ミラーレス」デザインにおいて、反射器は完全に除去された。他の読み取り機コンポーネントは、光源コンポーネント、例えば半導体レーザー、および／または光学コンポーネント、例えば焦点調節レンズ、および／または光検出器コンポーネント、例えば光ダイオードを含んだ。
【０００８】
上記の走査コンポーネントのすべてにおいて、走査速度は比較的低く、１００Ｈｚ未満程度であった。走査速度を３５０Ｈｚ〜１２００Ｈｚの範囲に上げるために、特許文献８は、永久磁石と電磁石コイルとの間の磁場相互作用によって走査ミラーが振動させられる共振非対称走査素子を開示した。
【０００９】
磁気的に駆動される振動可能ミラーアセンブリを形成するために、永久磁石または電磁石コイルを走査ミラーに直接取り付けることは、当該技術分野で公知であった。静電気的に駆動される振動可能ミラーアセンブリの中の走査ミラーに、電極を直接取り付けることも公知であった。しかしながらこれは、振動可能なアセンブリの質量を増し、この結果、アセンブリを駆動するための電力がさらに多く必要となり、走査速度を制限した。電力がオンボードのバッテリーによって供給されるハンドヘルド型の読み取り機においては、高い電力要求のために、バッテリーの使用寿命は短くなる。また、バーコードの読み取りに限らず、１２００Ｈｚを超える高い走査速度、実際に、２０ｋＨｚよりも高い耳に聞こえない周波数での速度が望まれる多くのアプリケーションがある。
【特許文献１】米国特許第４，２５１，７９８号明細書
【特許文献２】米国特許第４，３８７，２９７号明細書
【特許文献３】米国特許第４，４９６，８３１号明細書
【特許文献４】米国特許第５，０９９，１１０号明細書
【特許文献５】米国特許第４，７６０，２４８号明細書
【特許文献６】米国特許第４，８１６，６６１号明細書
【特許文献７】米国特許第５，１４４，１２０号明細書
【特許文献８】米国特許第５，４１２，１９８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の１つの目的は、例えばバーコード記号などのような光コードを、電気光学的に読み取るための読み取り機の最新技術を進歩させることである。
【００１１】
本発明の別の目的は、そのような読み取り機の電力消費を最小にすることである。
【００１２】
本発明のさらに別の目的は、そのような読み取り機の走査速度を上げることである。
【００１３】
本発明のさらに別の目的は、光コードの読み取りに限定されない無数のアプリケーションの中で、これに限定するものではない例として、表示面にイメージを投影したり、または対象からのイメージを捕らえたりするための走査光のための低電力、高走査速度の装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
これらの目的およびこれから明らかとなるその他の目的と合わせて、本発明の１つの特徴は、端的に述べて、光走査装置および方法にあるが、その装置および方法においては、可動フレームが、そこに入射する光を反射するための振動可能な走査素子を支える。ヒンジ軸に沿って延びるヒンジは、フレームと走査素子との間に接続されている。ベースプレート、例えばプリント回路基板はフレームを支える。慣性ドライブは、フレームおよびベースプレートのうちの１つを直接動かすように働き、慣性によって、間接的に走査素子を振動させて、入射光を走査するように作用する。
【００１５】
本発明によると、走査素子は低い質量を有する。走査素子に取り付けられたり、または接続されたりするいかなる永久磁石、または電磁気コイル、または電極、または同様の重さがないので、走査素子は、１ｋＨｚよりも高い、好ましくは約２０ｋＨｚ以上の高い走査速度で自由に動かされる。
【００１６】
好ましい実施形態においては、フレーム、ヒンジおよび走査素子は、一般的に平面のシリコン基板から、１個の部品構成として形成される。鏡面コーティングが走査素子に施されることが好ましい。フレームは走査素子を囲み、静止した位置ではそれと共通平面にあることが望ましい。走査素子は約１５０μｍの厚さを有し、シリコンの高いＱ値のために、走査素子は望ましい低い減衰特性を有している。
【００１７】
走査素子の振動は、慣性力によって達成される。走査素子は直接には駆動されない。その代わりに、可動フレームまたはベースプレートが直接駆動される。一実施形態においては、走査素子の質量の中心を貫いて延びるヒンジ軸の周りで、フレームが振動させられ得る。別の実施例においては、ヒンジ軸は、質量の中心を貫通する軸に対して平行に横方向に離れて置かれ得るが、この場合、フレームを横方向に対して概ね垂直な直線方向に動かすと、ヒンジ軸の周りで走査素子は振動する。
【００１８】
慣性ドライブは、フレームに作動可能に接続された１つ以上の圧電デバイスから作成されることが好ましい。各デバイスは、電気を通されると機械的な力を生成する。特に有利な一実施例においては、２つの圧電デバイスが、ヒンジ軸の反対側で、フレームに接続されている。作動中、１つのデバイスは、ヒンジ軸を中心として、円周方向にフレームの片側を押し、一方、他方のデバイスは同時に反対の円周方向に、フレームの反対側を引っ張る。これらの押し−引きの力は、ヒンジを介して走査素子に交互に伝達される。このようにして、走査素子は、静止した状態から始まり、動くフレームまたは動くベースプレートから力を受け、走査素子は、受け取った力と同じ経路および方向に動き始める。走査素子は、押し−引きの力が同じ周波数で生成される場合には、その共振周波数で振動する。フレームが必要とする動きの量は、走査素子の所望の動きの量をＱ値で割った値に比例する。好ましい実施形態においては、フレームストロークは１μｍ未満であり、走査素子は、機械的に±８度の弧の範囲を動く。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ここで図を参照して、参照番号１０は一般的に、バレル１１および取っ手１２を有するハンドヘルド型の拳銃状のヘッドを特定する。手動操作可能な引き金１３は、取っ手１２の上部前向き部分のバレル１１の下に位置している。上に特定された特許から公知のように、通常レーザーであるが、必ずしもレーザーである必要はない、光源コンポーネントがヘッド１０の内部に取り付けられる。光源コンポーネントは、読み取られるべきインディシア、例えばバーコード記号などに面するウインドー１４を通って外側に延びる伝送経路に沿って、光線を発する。また、光検出器コンポーネント、例えば視野を有し、かつ記号からの戻り経路に沿って、ウインドー１４を通って戻る反射光を集めるように作用する光ダイオードがヘッド内に取り付けられている。
【００２０】
走査コンポーネントは、ヘッド１０内に取り付けられ、記号および／または光検出器の視野を走査するように働く。走査コンポーネントは、通常、しかし必ずしもではなく、伝送経路および／または戻り経路に配置された少なくとも１つの走査素子または光反射器を含む。走査素子は、軸に対して交互に円周方向に、電気的に操作されたドライブによって駆動される。
【００２１】
光検出器は、反射光の変化する強度を表示する電気的なアナログ信号を生成する。このアナログ信号は、アナログデジタル変換器回路によってデジタル信号に変換される。このデジタル信号は、一実施形態によると、電気ケーブル１５を伝って、ヘッド１０の外に位置する復号モジュール１６へ伝えられる。復号モジュール１６はデジタル信号を復号して、記号を記述するデータに変える。外部ホストデバイス１７は、普通コンピュータであるが、主として復号モジュール１６によって生成されたデータが次の処理のために記憶されるデータ記憶として働く。
【００２２】
他の実施形態においては、復号モジュール１６はヘッド内に取り付けられ、オンボードのメモリは、有線または無線接続いずれかによる次のダウンロードのために、復号された信号を記憶するために使用される。
【００２３】
使用に際しては、ユーザが記号を読み取りたいと思うたびに、ユーザはヘッドを記号に向け、記号の読み取りを始めるために引き金１３を引く。記号は、ある走査速度で１秒当たり複数回繰り返し走査される。記号がうまく復号されかつ読み取られるやいなや、走査活動は自動的に終了され、その結果スキャナが、それぞれの順番で、読み取られるべき次の記号に向けられることが可能になる。
【００２４】
ここで、図２〜図４を参照して、電気光学的に光コードを読み取るための、図１によって例示されたタイプのシステムにおける、光線および／または視野を走査するために適した光走査装置２０が図示されている。装置２０は、そこに入射する光を反射するための、振動可能な走査素子２２、特に平面ミラーを含む。光は、走査されかつ読み取られるべきコードへ反射するために、光源から到来し得、または光は視野の上で走査されかつ像を描かれるべき対象からも到来し得る。
【００２５】
装置２０はまた、ヒンジ軸３０に沿って延びるヒンジによって走査素子２２を支持するための可動フレーム２４を含む。図４で最も良く見られるように、ヒンジは、走査素子２２の反対の領域とフレームの反対の領域との間で接続される一対の共直線状のヒンジ部２６、２８を含む。示されているように、フレーム２４は、走査素子を取り囲む必要はない。
【００２６】
フレーム、ヒンジ部および走査素子は一個の部品から、一般的に厚さが約１５０μｍの平らなシリコン基板から作成される。シリコンはエッチングされ、上部平行スロット部３６、３８、下部平行スロット部４０、４２およびＵ状の中央スロット部４４、４６を有するオメガ状のスロット３２、３４を形成する。ヒンジ部２６は、スロット部３６、３８の間に位置する。ヒンジ部２８は、スロット部４０、４２の間に位置する。走査素子２２は、楕円形を有し、スロット部４４、４６内で自由に動くことが好ましい。好ましい実施形態においては、楕円状の走査素子の軸に沿った寸法は７４９μｍ×１６００μｍである。各ヒンジ部は、幅が２７μｍ、かつ長さが１１３０μｍである。フレームは、幅が３１００μｍ、長さが４６００μｍの長方形の形を有する。
【００２７】
慣性ドライブは、一般的に平面なプリント回路ボード４８に取り付けられ、フレームを直接動かすように働き、かつ慣性によって、ヒンジ軸３０の周りで、走査素子２２を間接的に振動させるように働く。慣性ドライブの一実施形態は、ボード４８から垂直に延び、ヒンジ部２６の両側で、フレーム２４の離れた位置にある部分と接触する一対の圧電トランスデューサ５０、５２を含む。各トランスデューサの一端と各フレーム部との間の永久的な接触を確実にするために、接着剤が使用され得る。各トランスデューサの反対側の端は、ボード４８の裏面から突出し、電線５４、５６によって、周期的交流電圧源（図示されず）に電気的に接続されている。
【００２８】
使用に際しては、周期的信号は、各トランスデューサに周期的ドライブ電圧を印加し、この結果、それぞれのトランスデューサの長さは交互に延びかつ縮む。トランスデューサ５０が延びる場合、トランスデューサ５２は縮み、逆もまた同様であり、この結果、離れた位置にあるフレームの部分を同時に押しかつ引き、この結果、フレームはヒンジ軸３０の周りで捩れる。ドライブ電圧は、走査素子の共振周波数に対応した周波数を有する。走査素子は、最初の静止の位置から動かされ、最終的には共振周波数でヒンジ軸の周りで同じく振動する。好ましい実施形態においては、フレームおよび走査素子の厚さは、約１５０μｍであり、走査素子は高いＱ値を有している。各トランスデューサによる約１μｍ程度の動きは、２０ｋＨｚを超える走査速度での走査素子の振動を引き起こし得る。
【００２９】
別の対の、圧電トランスデューサ６０、６２は、ボード４８から垂直に延び、ヒンジ部２８の両側で、フレーム２４の離れた位置にある部分に永久的に接触する。トランスデューサ６０、６２は、フレームの振動する動きをモニターし、電気的フィードバック信号を生成し、それを電線６４、６６伝いにフィードバック制御回路（図示されず）に伝えるための、フィードバック装置として働く。
【００３０】
光は走査素子の外面から反射し得るが、走査素子２２の表面には金、銀、アルミニウムなどの材料で作られた鏡面コーティングを施すことが望ましい。
【００３１】
これまで記述されたように、ヒンジ軸３０は、走査素子の質量の中心を貫いて延びる対称軸に対して共直線状であり、その結果、フレームが振動させられる場合に振動するバランスのとれた走査素子が得られる。本発明はまた、図５および図６の概略図に示されるように、ヒンジ軸３０が、走査素子の質量の中心を貫いて延びる対称軸７０から横にずれて離れて位置する、重さが不均衡な走査素子２２を考慮する。図５において、ヒンジ軸３０は、軸７０から水平に離れて位置するが、一方、図６において、ヒンジ軸３０は、軸７０から垂直に離れて位置する。図５におけるフレーム２４が、双頭の矢印７２の方向に垂直に動かされる場合には、走査素子２２はヒンジ軸３０の周りで振動する。図６において、フレーム２４が、双頭の矢印７４の方向に水平に動かされる場合には、走査素子２２はヒンジ軸３０の周りで振動する。このようにして、図５および図６は、走査素子が、フレームの直線的な動きによってでさえも振動させられ得ることを実証する。
【００３２】
フレームの動きは圧電トランスデューサから得られる必要はなく、その代わりに、他のドライブが使用され得る。例えば、図７は、電極７６がフレーム２４に取り付けられ、別の電極６７がボード４８に取り付けられる静電気的なドライブを図示する。スペーサ８２は、ボード４８から離れてフレーム２４を支持する。電極に逆の極性を持たせることによって、フレーム２４は、双頭の矢印８０の方向に水平に動かされ、走査素子２２は、図６に関しての上記に類似した方法で振動する。磁気的なドライブもまた使用され得る。
【００３３】
本明細書に記述される光走査コンポーネント２０は、コード化されたインディシアを読み取ることを含むアプリケーションに限定されることは意図されていない。別の重要なアプリケーションは、光線が、観察面を横切って走査線のラスタパターンにスイープされ、かつ光線が、各走査線に沿って選択された場所でのみ見えるようにされるイメージ投影である。そのようなイメージ投影表示の詳細については、本出願の譲受人に両方ともが譲渡される、米国特許出願第０９／６０４，１９６号および米国特許第６，６５５，５９７号が参照され得る。
【００３４】
図８は、上から見たときの光走査コンポーネント２０を概略図示し、圧電トランスデューサ５０、５２はプリント回路ボードまたはベースプレート４８に、第１の端末で接続され、反対の第２の端末でフレーム２４に接続されている。トランスデューサは少なくとも２つの機能を有する、すなわち、双頭の矢印８４の方向に振動するようにフレーム２４をねじり、ミラー２２を双頭の矢印８６の方向に振動させ、かつフレーム２４を機械的に支持し、ミラー２２を支持することである。しかしながら、トランスデューサ５０、５２が物理的にベースプレート４８に接続されると、動きの損失をまねく。なぜならば、ストローク（延びまたは縮み）の無視できない部分がベースプレート４８に伝えられ、結果としてストロークのすべてがフレーム２４を駆動するために使用されるわけではないからである。
【００３５】
図９は、フレーム２４が、トランスデューサ５０、５２によってではなく、ベースプレート４８によって直接支持される変更例を図示する。トランスデューサの第２の端末は、以前のように、フレームをねじるためにフレームに接続される。しかしながら、その反対側、トランスデューサの第１の端末はベースプレートに物理的に接続されず、電気的に電線５４、５６に接続される。このようにして、トランスデューサの第１の端末は、ベースプレートによって拘束されない。
【００３６】
同様に、図１０は、トランスデューサ５０、５２の第１の端末はベースプレートによって拘束されず、トランスデューサの第２の端末は、ベースプレート４８の薄い部分９０に機械的に接続されている別の変更例を図示する。フレーム２４は、薄い部分９０に機械的に接続されている。
【００３７】
図９および図１０の両実施形態において、フレーム２４は直接にベースプレートに取り付けられている。フレーム２４がトランスデューサに直接取り付けられ、かつこれと整列されている図８の実施形態と比較して、これはより安価であり、より正確かつより信頼できる取り付け法である。
【００３８】
図１０はまた、トランスデューサのための異なるドライブ装置を図示する。トランスデューサ５０，５２を分離し、ヒンジ軸３０の反対側で交互に延び縮みさせるのではなく、図１０のトランスデューサ５０、５２は共に積層され、作動中は、双頭の矢印９２の方向に角度がついて曲がる。積層されたトランスデューサ５０、５２は１つのユニットとして、自動温度調節素子に似た方法で共に曲がる。
【００３９】
図１１は、走査ミラー２２およびフレーム２４に取って代わり得る走査コンポーネント１００を図示する。走査コンポーネント１００は、好ましくは金属で作られた箔部材１０２、および好ましくはガラスで作られた一対のミラー１０４、１０６を含む。箔部材１０２は、それをはさんで両側にミラー１０４、１０６が連動振動するように取り付けられる中央部１０８、一対の共直線状のヒンジ１１０、１１２、ならびにトランスデューサ５０、５２および６０、６２の対がそれぞれ取り付けられているフレーム部１１４、１１６を有する。箔部材１０２は、各ヒンジが好ましくは幅が約７０μｍ、厚さが１２０μｍであるようにエッチングされる。ステンレス鋼は、シリコンミラー２２およびフレーム２４に匹敵する応力限度およびヤング率を有する。鋼のより大きな比重量は、動的変形に影響を及ぼすが、これらは小さなミリメートル未満のミラーに対しては、ほとんど重要ではない。１つのミラーの代わりに、２つのガラスミラー１０４、１０６を使用すると、バランスのとれた振動が可能になる。
【００４０】
エッチングされた金属走査コンポーネント１００は、シリコンを主成分とする走査コンポーネントよりも安価に作成され得るが、特に、箔部材１０２が複数のミラーを有するガラス板に接着されている場合はそうである。
【００４１】
図１２は、ベースプレート４８の上側に取り付けられた図１１の走査コンポーネント１００を図示し、圧電トランスデューサ５０、５２は同じ上側に取り付けられている。トランスデューサ５０，５２は、平らな表面エリアで接着されかつ／またははんだ付けされて、上側に接触していることが好ましい。作動中は１つのトランスデューサは縮み、他方は延び、逆も同様であり、その結果、プレート４８が変形してＳ状となるバイモルフとして振舞い、さらにフレーム部１１４、１１６をねじり、かつ中央部１０８にその共振周波数で振動させる。プレート４８は、中央部１０８が自由に振動する切取り部１１８を有する。ミラー１０４、１０６は、わかりやすくするために図１２から除外されている。
【００４２】
図１３は、トランスデューサ５０、５２がベースプレートの上側に取り付けられた状態で、ベースプレート４８の下側に取り付けられた図１１の走査コンポーネント１００を図示する。作動は図１２に図示されたものと同じである。わかりやすくするためにミラー１０４、１０６は図１３から除外されている。
【００４３】
図１４は、フレーム部１１４、１１６を接着することによってベースプレートの上側に取り付けられた走査コンポーネント１００を図示する。トランスデューサ５０Ａ，５２Ａの第１の対はまた、図１２および図１３の実施形態に関連して記述されたように、ベースプレートの上側に取り付けられる。トランスデューサ５０Ｂ、５２Ｂの第２の対はベースプレートの下側に取り付けられる。各トランスデューサは電気エネルギーを加えられるときには、延び縮みする。
【００４４】
作動中、トランスデューサ５２Ａおよび５０Ｂは、伸びるように起動され、一方トランスデューサ５０Ａおよび５２Ｂは縮むように、同時に起動され、逆も同様である。これは、プレート４８を変形させ、中央部１０８を共振させる。図を簡略化するために、ミラー１０４、１０６は図１４に示されていない。
【００４５】
新規性を主張し、特許証によって保護されることを望まれる事項が特許請求の範囲において示される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】電気光学的に光コードを読み取るための、ハンドヘルド型の読み取り機の斜視図である。
【図２】図１の読み取り機で使用するための光走査装置の好ましい実施形態の正面斜視図である。
【図３】図２の実施形態の背面斜視図である。
【図４】図２の装置の詳細の拡大正面図である。
【図５】本発明による光走査装置の別の実施形態の概略図である。
【図６】本発明による光走査装置のさらに別の実施形態の概略図である。
【図７】本発明による光走査装置のさらなる実施形態の概略図である。
【図８】本発明による追加的な光走査装置の概略図である。
【図９】本発明による別の光走査装置の概略図である。
【図１０】本発明によるさらに別の光走査装置の概略図である。
【図１１】本発明による光走査装置の詳細の斜視図である。
【図１２】プリント回路ボードに取り付けられた図１１の詳細の斜視図である。
【図１３】プリント回路ボードに取り付けられた図１１の詳細の斜視図である。
【図１４】プリント回路ボードに取り付けられた図１１の詳細の斜視図である。
【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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【図１４】
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【国際調査報告】
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