(57)【要約】  走査ミラーを直交する２つの軸に沿った移動させるために、該走査ミラーの２つの側面に隣接して２つのコイルが配置されている二次元ガルバノメータスキャナを開示する。ボールホルダと金属ボールが、走査ミラーまたは二次元に移動する他の光学素子を許容するためにボールと軸受接続を実行するのに使用されるとよい。【選択図】    図２
2010518445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の平行でない軸に沿って配置された第１の駆動手段及び第２の駆動手段と、光学素子と、取付構造とを備え、
前記光学素子は前記取付構造に搭載されており、前記取付構造は２つの互いに排他的な次元において傾くように構成されている装置。
【請求項２】
前記光学素子がミラーである請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記光学素子が発光装置である請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記駆動手段が少なくとも電気コイルとそれに対する電源装置からなる請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記２つの互いに排他的な次元が直交している請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の駆動手段が互いに直交して配置されている請求項１に記載の装置。
【請求項７】
請求項４に記載の装置において、ユーザにより入力される少なくとも１方向での走査に関連した走査パラメータを許容するソフトウェア構成を有する装置。
【請求項８】
前記取付構造が球体を含む請求項１に記載の装置。
【請求項９】
少なくとも２つの異なるコイルが、光学素子を２つの異なる次元で振動させるために２つの異なる方向に磁界を生成するようにソフトウェアからの指令を実行する２方向への走査を容易にする方法。
【請求項１０】
前記２つの異なる方向が互いに直交する請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法において、第２の方向に短時間で大きな移動をする毎に第１の方向に固定された量の移動を繰り返すソフトウェアを提供することによる方法。
【請求項１２】
前記ソフトウェアがラインごとに二次元シンボルを走査させる請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
走査を容易にする光学素子を搭載するための取付構造に接続されたボールジョイントを備えたシンボル読取システムであって、
前記光学素子としての光源と、それぞれ信号により駆動され、それぞれ磁界変化を生じさせる少なくとも２つのコイルと、二次元の所定パターンを走査するために前記信号のタイミングと大きさを調整するコントローラとを有するシンボル読取システム。
【請求項１４】
前記光学素子がボールジョイントに搭載されている請求項１３に記載のシンボル読取システム。
【請求項１５】
前記２つのコイルが前記光学素子の側面に隣接して配置され、前記コイルが互に垂直に配置されている請求項１４に記載のシンボル読取システム。
【請求項１６】
光学走査装置と関連した走査パターンをカスタマイズするためのコンピュータシステムであって、
ユーザが複数のバーコードシンボルから選択するのを許容するためのユーザインタフェースと、選択されたシンボルに最適の走査パターンを決定するためのソフトウェアとを有し、
該ソフトウェアが、ユーザの選択に応じて、少なくとも２つの独立して駆動される駆動手段に駆動パラメータを設定するコンピュータシステム。
【請求項１７】
前記駆動手段が電磁コイルであり、コンピュータが選択されたシンボルに関連するデータを読み取り、各コイルを駆動するのに使用される１つ以上のパラメータが示す値を見つけるためのデータを使用する請求項１６に記載のコンピュータシステム。
【請求項１８】
前記独立して駆動される駆動手段が、ボールと軸受継手を介してミラーを駆動するために接続されている請求項１６に記載のコンピュータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は光学走査装置に関し、より詳しくは、光学走査装置において二次元ガルバノメータを容易にするための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次元画像取込装置は技術的に知られている。そのような装置がＣＭＯＳ、ＣＣＤ、または同様な技術で構成される素子の行列を使用して提供され得る。あるいは、二次元シンボルは、第二次元(second dimension)において互いに積み重なった複数ラインを横切ってレーザ光を走査することによって読み取られ、それにより二次元バーコードを読み取る。
【０００３】
二次元走査装置を容易にするための構造は従来技術に存在する。しかしながら、それらの構造はそれぞれ多少の欠点に悩まされている。図１は、一例として、２つのミラー１０２及び１０１が二次元走査を容易にするために使用される典型的な従来技術の構成を開示している。図１に示すように、光源１０３は第２のミラー１０１に光ビームを送るために用いられる第１のミラー１０２上に射光する。ミラー１０１及び１０２の独立した異なる方向の振動によってその光ビームに二次元領域を走査させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような構成の１つの欠点は、ミラー１０１が第１のミラー１０２により伝達された光を取り込むためにミラー１０２より大きくなければならないということである。１つのミラーが他のミラーより大きいことが必要なため、比較的小さくコンパクトな設計は困難である。さらに、２つのミラーを使用するコスト、及びそれに伴う走査を容易にするためのハードウェアとソフトウェアは、完成製品のコストを増大させる傾向がある。
【０００５】
上述に鑑みて、二軸ガルバノメータスキャナ（走査装置)のためのコンパクトで比較的安価で効率的な設計を提供する技術の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従来技術の前述及び他の問題は、望ましくは直交する２つの異なる方向に走査するガルバノメータスキャナに関するこの発明によって解決される。好ましくは直交する２方向に光学素子を傾斜移動させる２個のコイルが使用される。その２個のコイルは各々、磁石の移動を生じさせるヨークとコイルで構成されるのが望ましい。走査ミラーまたは他の光学素子は、２個のコイルの変化によって作られる磁界としての２つの独立した方向に移動することもできるボール継ぎ手(ball joint)に搭載される。その結果、二次元の移動が達成される。
【０００７】
さらに、コンピュータ制御装置が、各方向において適切な量及び適切な時間でその移動を容易にするために異なる２方向に形成される磁界を調整するためにハードウェアとソフトウェアを備えており、それで走査パターンが適切に作られる。このように、例えば、複数ラインを有する二次元シンボルを走査するために、その制御装置は水平に全ライン走査し、それからそのライン間距離に等しい少量だけ垂直に増加する走査をするようにプログラムされている。これにより、走査装置が１ラインを一度に走査し、走査された各ラインの終わりで次のラインへ移動する。
この発明のその他の特徴及び利点は、この発明の好ましい実施例の以下の記載から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来のガルバノメータの概念図である。
【図２】この発明によるガルバノメータの典型的な実施例の斜視図である。
【図３】図２のガルバノメータの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図２はこの発明の典型的な実施例を示す。図２の構成は、ヨーク２０１を囲み、好ましくはハウジング又は他の取付装置（図示せず）に取り付けられ、電源に接続されるコイル２０２を含む。マグネット２１３は、アーム２２５に接続され、ミラー２０５の移動に変換されるコイル２０２からの変動磁界によって生じる動きを可能にする。
【００１０】
もう一つのコイル２１０はヨーク２１１を囲み、マグネット２１２を駆動するために利用される。素子２１０、２１１、２３５及び同様な部材は、これらの追加部材が図２に示すように異なる次元に配置されることを除いて(with the exception)、上記の通りである。
【００１１】
ミラー２０５は、図３に最もよく示すように、好ましくは金属ボール３０２によって動きを容易にする取付構造３０６を備えたボールホルダ２０３に搭載されている。シンボルを走査するために使用されるミラー２０５上に反射する光の光源は図示されていない。さらに、図２におけるミラー２０５は、そのミラーの後ろに配置された部品を読者が見えるようにする目的のためだけに人為的に透明に示されている。
【００１２】
この好ましい実施例は、さらに所定の走査パターンを可能にするためコイル２１０及び２０２を駆動するのに使用される信号を調整するソフトウェアを含む。そのコイル２１０及び２０２を駆動するのに用いられる２つの異なる信号によって、そのような種々の走査パターンが実行されることは注目に値する。オペレータがソフトウェアにパラメータを入力することを許容することにより、走査角度及び走査パターンの他の特徴を設定することができ、特定の装置及び読み取られるバーコードにカスタマイズすることができる。
【００１３】
例えば、オペレータは各ラインが走査される毎の移動距離、各ラインの走査長等を設定することができる。そのコイル２１０及び２０２を駆動するのに使用される信号を通して、独立して制御される各方向の走査パターンを可能にすることにより、ほぼどのような所望の走査パターンも実行できる。これは、読み取られるシンボルの形状や構成に係わりなく、どのような変更も可能にする。
【００１４】
重要な強調すべき点は、走査パターンが特定の走査構成及びシンボルにカスタマイズできるように、走査の制御がプログラムされるソフトウェアを許容することである。
これは、メニュー構成から容易に選択できる。予めストアされたメニューから選択することをユーザに許容するようにシステムの構成を簡素化する一つの方法は、標準化されたシンボルである。一旦選択されると、コイル２０２及び２１０用の駆動信号が適切に設定できるように、その特定のシンボルの種々のパラメータをデータベースが予めストアするであろう。さらに、ユーザには走査パターンをカスタマイズするオプションがあってもよい。
【００１５】
例として、二次元で本質的に正方形又は長方形のバーコードシンボルを考える。一実施例において、そのようなシンボルの走査は、各ラインを走査するためにミラー２０５を水平に傾け、各ラインを走査した後、次のラインを走査するようにミラー２０５をわずかに垂直に傾けることによって達成される。
【００１６】
図３は、コイル２０２及び２１０によって生成される磁界に応じてボールの回転を可能にし、その結果ミラー２０５の二次元移動を可能にする取付構造３０６に保持された金属ボール３０２を示す。しかしながら、２つの直交する方向にミラー２０５を傾けることができるように、独立して移動するマグネット２１２及び２１３又は他の移動手段を許容する限り、二次元移動を可能にする他の装置も利用できることに留意されたい。
【００１７】
さらに、光学素子はミラー２０５として示しているが、移動される光学素子は、光源自体あるいはレンズ又は他の素子であってもよい。これら及び他の改善は、以下の特許請求の範囲に包含されることを意図している。
【図１】
2010518445.tif 000003
【図２】
2010518445.tif 000004
【図３】
2010518445.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月12日(2010.2.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は光学走査装置に関し、より詳しくは、光学走査装置において二次元ガルバノメータを応用した二次元走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次元画像取込装置である二次元走査装置は技術的に知られている。そのような装置がＣＭＯＳ、ＣＣＤ、または同様な技術で構成される素子の行列（マトリクス）を使用して提供され得る。あるいは、二次元シンボルは、二次元に積み重なった複数ラインを横切ってレーザ光を走査することによって読み取られ、それにより例えば二次元バーコードを読み取ることができる。
【０００３】
二次元走査装置を容易にするための構造は従来技術に存在する。しかしながら、それらの構造はそれぞれ多少の欠点に悩まされている。図１は、一例として、２つのミラー１０２及び１０１が二次元走査を容易にするために使用される典型的な従来技術の構成を開示している。図１に示すように、光源１０３は第２のミラー１０１に光ビームを送るために用いられる第１のミラー１０２上に光ビームを射光する。ミラー１０１及び１０２の独立した異なる方向の振動によってその光ビームに二次元領域を走査させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような構成の１つの欠点は、第２のミラー１０１が第１のミラー１０２により伝達される光を取り込むためにミラー１０２より大きくなければならないということである。１つのミラーが他のミラーより大きいことが必要なため、比較的小さくコンパクトな設計は困難である。さらに、２つのミラーを使用するコストと、それらによって走査を容易に行うためのハードウェアとソフトウェアは、完成製品のコストを増大させる傾向がある。
【０００５】
この発明は、上述した問題点に鑑みて、コンパクトで且つ比較的安価で、効率的に設計できる二次元走査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従来技術の前述及び他の問題は、望ましくは直交する２つの異なる方向に走査するガルバノメータスキャナを改良したこの発明の二次元走査装置によって解決される。２つの互いに排他的な次元において、好ましくは直交する２方向に光学素子を傾斜移動させる２個の駆動手段が使用される。その２個の駆動手段は各々、マグネット（磁石）とその移動を生じさせるヨークとコイルで構成されるのが望ましい。走査ミラーまたは他の光学素子は、２個のコイルを駆動する信号の変化によって作られる磁界により２つの独立した方向に傾斜移動することができるように、ボールジョイントを含む取付構造に搭載される。その結果、二次元の移動が達成される。
したがって、この発明による二次元走査装置は少なくとも、光学素子と、その光学素子を２つの互いに排他的な次元において（好ましくは直交する２方向に）傾斜移動可能に搭載する取付構造と、光学素子の周囲の異なる位置に配置され、その光学素子を上記２つの互いに排他的な次元の一方と他方においてそれぞれ傾斜移動させる第１の駆動手段及び第２の駆動手段とを備えている。
上記第１の駆動手段及び第２の駆動手段をそれぞれ、上記光学素子側に設けられたマグネットと、ハウジング又は他の取付装置に取り付けられ、磁界を発生して上記マグネットを駆動するヨークを囲むコイルとから構成するとよい。
【０００７】
さらに、コンピュータ制御装置が、各方向において適切な量及び適切な時間で光学素子の移動を容易にするために、上記２個のコイルによって異なる２方向に形成される磁界を調整するためのハードウェアとソフトウェアを備えており、それで走査パターンが適切に作られる。
それにより例えば、複数ラインを有する二次元シンボルを走査するために、そのコンピュータ制御装置は、光ビームによって水平に全ライン走査し、それからそのライン間距離（間隔）に等しい少量だけ垂直に増加する走査をするようにプログラムされている。これにより、走査装置が１ラインを一度に走査し、走査された各ラインの終わりで次のラインへ移動する。
この発明のその他の特徴及び利点は、この発明の好ましい実施例の以下の記載から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来の二次元走査装置の概念図である。
【図２】この発明による二次元走査装置の典型的な実施例の斜視図である。
【図３】図２に示した二次元走査装置の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図２はこの発明による二次元走査装置の典型的な実施例を示す。図２に示す二次元走査装置２００の構成はガルバノメータを応用したものであるが、光学素子であるミラー２０５を２つの互いに排他的な次元において傾斜移動させるために第１の駆動手段と第２の駆動手段を設けている。
その第１の駆動手段は、ヨーク２０１と、そのヨーク２０１を囲み、好ましくはハウジング又は他の取付装置（図示せず）に取り付けられ、電源に接続されるコイル２０２と、マグネット２１３とを含む。マグネット２１３は、ミラー２０５側に固定されたアーム２２５に設けられ、コイル２０２からの変動磁界によって駆動されて生じる動きをミラー２０５の移動に変換する。
【００１０】
第２の駆動手段は、ヨーク２１１を囲むコイル２１０と、アーム２３５に設けられたマグネット２１２とを含み、コイル２１０はマグネット２１２を駆動するために利用される。これらのコイル２１０、ヨーク２１１、マグネット２１２およびアーム２３５は、図２に示すように、ミラー２０５の周囲の異なる次元に配置されることを除いて、対応する上記第１の駆動手段の各部材と同じである。
【００１１】
ミラー２０５は、図３に最もよく示すように、好ましくは金属ボール３０２によって動きを容易にするボールジョイントを含む取付構造３０６を備えたボールホルダ２０３に搭載されている。シンボルを走査するために使用されるミラー２０５上に反射する光の光源は図示されていない。さらに、図２におけるミラー２０５は、そのミラーの後ろに配置された部品を読者が見えるようにする目的のためだけに人為的に透明に示されている。なお、アーム２２５とアーム２３５は図示のように、取付構造３０６から互いに直交する方向に延びている。
【００１２】
この好ましい実施例は、さらに所定の走査パターンを可能にするためコイル２１０及び２０２を駆動するのに使用される信号を調整するソフトウェアを含む。そのコイル２１０及び２０２を駆動するのに用いられる２つの異なる信号によって、種々の走査パターンが実行されることは注目に値する。オペレータがソフトウェアにパラメータを入力することにより、走査角度及び走査パターン等の特徴を設定することができ、特定の装置及び読み取られるバーコードにカスタマイズすることができる。
【００１３】
例えば、オペレータは各ラインが走査される毎の移動距離、各ラインの走査長等を設定することができる。そのコイル２１０及び２０２を駆動するのに使用される信号を通して、独立して制御される各方向の走査パターンを可能にすることにより、ほぼどのような所望の走査パターンも実行できる。これは、読み取られるシンボルの形状や構成に係わりなく、どのような変更も可能にする。
【００１４】
重要な強調すべき点は、走査パターンが特定の走査構成及びシンボルにカスタマイズできるように、走査の制御がプログラムされるソフトウェアを使用することである。
これは、メニュー構成から容易に選択できる。予めストアされたメニューから選択することをユーザに許容するようにシステムの構成を簡素化する一つの方法は、標準化されたシンボルである。一旦選択されると、コイル２０２及び２１０用の駆動信号が適切に設定できるように、その特定のシンボルの種々のパラメータをデータベースが予めストアするであろう。さらに、ユーザには走査パターンをカスタマイズするオプションがあってもよい。
【００１５】
例として、二次元で本質的に正方形又は長方形のバーコードシンボルを考える。一実施例において、そのようなシンボルの走査は、各ラインを走査するためにミラー２０５を水平方向に傾けて、各ラインを走査した後、次のラインを走査するようにミラー２０５をわずかに垂直方向に傾けることによって達成される。
【００１６】
図３は、第１、第２の駆動手段におけるコイル２０２及びコイル２１０によって生成される磁界に応じて金属ボールの回転を可能にし、その結果ミラー２０５の二次元移動を可能にする金属ボール３０２を保持する取付構造３０６を示す。しかしながら、２つの直交する方向にミラー２０５を傾けることができるように、独立して移動するマグネット２１２及び２１３又は他の移動手段を許容する限り、ミラー２０５の二次元移動を可能にする他の取付構造も利用できることに留意されたい。
【００１７】
さらに、光学素子はミラー２０５として示しているが、移動される光学素子は、発光装置である光源自体、あるいはレンズ又は他の素子であってもよい。この発明によるこれら及び他の改善は、以下のような利用例も包含することを意図している。
（以下、元の特許請求の範囲の記載を整理して残しておきます。赤字部分は変更箇所です。）
【産業上の利用可能性】
【００１８】
２本の平行でない軸に沿って配置された第１の駆動手段及び第２の駆動手段と、光学素子と、取付構造とを備え、上記光学素子は上記取付構造に搭載されており、その取付構造は２つの互いに排他的な次元において傾くように構成されている二次元走査装置も提供できる。
その第１及び第２の駆動手段が互いに直交して配置されているとよい。
上記駆動手段が少なくとも電気コイルとそれに対する電源装置を有するとよい。
【００１９】
その場合に、ユーザにより入力される少なくとも１方向での走査に関連した走査パラメータを許容するソフトウェア構成を有するとよい。
その第１及び第２の駆動手段の少なくとも２つの異なるコイルが、光学素子を２つの異なる次元で振動させるために２つの異なる方向（例えば互いに直交する）に磁界を生成するようにソフトウェアからの指令を実行する方法により、異なる２方向への走査を容易にする。
この方法のために、光学素子が、第２の方向に短時間で大きな移動をする毎に第１の方向に固定された量の移動を繰り返すように制御するソフトウェアも提供する。
そのソフトウェアによって、ラインごとに二次元シンボルを走査させることができる。
【００２０】
二次元走査を容易にする光学素子を搭載するための取付構造に接続されたボールジョイントを備えたシンボル読取システムであって、光学素子としての光源と、それぞれ信号により駆動され、それぞれ磁界変化を生じさせる少なくとも２つのコイルと、二次元の所定パターンを走査するために上記信号のタイミングと大きさを調整するコントローラとを有するシンボル読取システムも提供できる。
上記光学素子がボールジョイントに搭載されているとよい。
上記２つのコイルが上記光学素子の側面に隣接して配置され、その各コイルが互に垂直に配置されているとよい。
【００２１】
光学走査装置と関連した走査パターンをカスタマイズするためのコンピュータシステムであって、ユーザが複数のバーコードシンボルから選択するためのユーザインタフェースと、選択されたシンボルに最適の走査パターンを決定するためのソフトウェアとを有し、そのソフトウェアが、ユーザの選択に応じて、少なくとも２つの独立して駆動される駆動手段に駆動パラメータを設定するコンピュータシステムも提供できる。
【００２２】
そのコンピュータシステムにおいて、上記駆動手段が電磁コイルであり、コンピュータが選択されたシンボルに関連するデータを読み取り、各コイルを駆動するのに使用される１つ以上のパラメータが示す値を見つけるためのデータを使用するとよい。
上記２つの独立して駆動される駆動手段が、それぞれボールと軸受継手を介してミラーを駆動するために接続されているとよい。
【符号の説明】
【００２３】
２００：二次元走査装置      ２０１，２１１：ヨーク      ２０２，２１０：コイル
２０３：ボールホルダ      ２０５：ミラー      ２１２，２１３：マグネット
２２５，２３５：アーム      ３０２：金属ボール      ３０６：取付構造
【手続補正２】
【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】
光学素子と、該光学素子を２つの互いに排他的な次元において傾斜移動可能に搭載する取付構造と、前記光学素子の周囲の異なる次元に配置され、該光学素子を前記２つの互いに排他的な次元の一方と他方においてそれぞれ傾斜移動させる第１の駆動手段及び第２の駆動手段とを備えた二次元走査装置。
【請求項２】
前記光学素子がミラーである請求項１に記載の二次元走査装置。
【請求項３】
前記光学素子が光源である請求項１に記載の二次元走査装置。
【請求項４】
前記第１の駆動手段及び第２の駆動手段がそれぞれ、前記光学素子側に設けられたマグネットと、ハウジング又は他の取付装置に取り付けられ、磁界を発生して前記マグネットを駆動するヨークを囲むコイルとからなる請求項１から３のいずれか一項に記載の二次元走査装置。
【請求項５】
前記２つの互いに排他的な次元が直交している請求項１から４のいずれか一項に記載の二次元走査装置。
【請求項６】
請求項４に記載の二次元走査装置において、前記第１の駆動手段の前記コイル及び第２の駆動手段の前記コイルが２つの異なる信号によって独立して制御され、種々の走査パターンを実行する二次元走査装置。
【請求項７】
請求項６に記載の二次元走査装置において、二次元の所定パターンを走査するために前記２つの異なる信号のタイミングと大きさを調整するコントローラとを有する二次元走査装置。
【請求項８】
前記取付構造がボールジョイントを含む請求項１から７のいずれか一項に記載の二次元走査装置。
【請求項９】
請求項６又は７に記載の二次元走査装置において、光学素子が、第２の方向に短時間で大きな移動をする毎に第１の方向に固定された量の移動を繰り返すように制御される二次元走査装置。
【請求項１０】
二次元シンボルをラインごとに走査するようにプログラムされたコンピュータ制御装置を備えた請求項９に記載の二次元走査装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010518445.tif 000006
【図２】
2010518445.tif 000007
【図３】
2010518445.tif 000008
【国際調査報告】
2010518445.tif 000009