(57)【要約】【課題】  単一の水平ウィンドウを有する水平型スロットスキャナを通過する製品の多数の表面上に、走査線を投射すること。【解決手段】  走査線が、スロットスキャナの単一の水平ウィンドウを通して、電気光学的に読み取られるバーコード・シンボルを有する製品の多数の表面上に投射される。シンボルは、製品のどんな垂直面上に及び製品の底面上にどんな方向で存在しても良い。【選択図】          図２
2005115951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取引地点のワークステーションの単一の水平ウィンドウを横切って前進方向に通過する物体に関連する表示記号を走査し、該取引地点のワークステーションにおいて、前記表示記号を電気光学的に読み取るようになった装置であって、
ａ）軸線周りを回転可能なミラー付回転部品と、
ｂ）ほぼ前記軸線周りに配置された複数の据え置き型の折畳みミラーと、
ｃ）光ビームを生成して前記回転部品に向け、該回転部品から前記据え置き型ミラーに反射させて、該据え置き型ミラーから前記ウィンドウを通して各物体の多数の表面に反射させるための光源と、
ｄ）前記回転部品を回転させて、前記光ビームを、前記据え置き型ミラーを横切って掃引させ、前記ウィンドウに、及び前記ウィンドウを越えて、並びに前記各物体の多数の表面上に走査線の走査パターンを形成するための駆動装置と、
ｅ）少なくとも１つの前記走査線を各物体の後面に反射させるために、前記前進方向の下流と考えられる前記回転部品の背後に配置された少なくとも１つの据え置き型ミラーと、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記回転部品が前記軸線周りに配置された複数の平面ミラーを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記表示記号が、前記物体上で相互に直交する方向の間で配向可能であるバーコード・シンボルであり、前記少なくとも１つの据え置き型ミラーは、前記少なくとも１つの走査線を反射させて、前記方向の１つに配向されたシンボルを掃引させ、少なくとも別の前記据え置き型ミラーは、前記前進方向の下流と考えられる前記回転部品の背後に配置され、前記別の走査線を各物体の後面に反射させて、前記別の方向に配向されたシンボルを掃引させることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記光源と前記回転部品との間に振動可能に取り付けられた振動ミラーと、該振動ミラーを前記ウィンドウに対し前記走査パターンで移動させるための振動器とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記振動器が、１度のオーダーの弧状距離にわたって、４０Ｈｚのオーダーの周波数で前記振動ミラーを振動させることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
取引地点のワークステーションの単一の水平ウィンドウを横切って前進方向に通過する物体に関連する表示記号を走査し、該取引地点のワークステーションにおいて、前記表示記号が電気光学的に読み取る方法であって、
ａ）軸線周りを回転するようにミラー付回転部品を取り付け、
ｂ）複数の据え置き型の折畳みミラーをほぼ前記軸線周りに配置し、
ｃ）光ビームを生成して前記回転部品に向け、該回転部品から前記据え置き型ミラーに反射させて、該据え置き型ミラーから前記ウィンドウを通して各物体の多数の表面に反射させ、
ｄ）前記回転部品を回転させて、前記光ビームを、前記据え置き型ミラーを横切って掃引させ、前記ウィンドウに、及び前記ウィンドウを越えて、並びに前記各物体の多数の表面上に走査線の走査パターンを形成し、
ｅ）少なくとも１つの前記走査線を各物体の後面に反射させるために、少なくとも１つの据え置き型ミラーを前記前進方向の下流と考えられる前記回転部品の背後に配置する、
ステップを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、読取装置を通過する物体に関連する表示記号を電気光学的に読み取るための、より具体的には、各物体の多数の表面上に走査パターンを形成して関連する表示記号の信頼性のある読み取りを保証するためのフラットベッド型読み取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長年、水平スロット型スキャナとしても知られるフラットベッド型レーザ読取装置が、スーパーマーケット、ウェアハウスクラブ、デパート、及び他の種類の小売店における取引地点のワークステーションにおいて、特に万国製品コード（ＵＰＣ）形式のバーコード・シンボルを電気光学的に読み取るために用いられてきた。米国特許第５，０５９，７７９号、第５，１２４，５３９号、及び第５，２００，５９９号において例示されるように、単一の水平型ウィンドウが、ワークステーションの水平型カウンタートップと同一平面上にセットされ、該水平型カウンタートップに組み込まれる。購入されることになる製品は、識別用シンボルを有しており、多数の走査線が全体的に上方向に投射される水平型ウィンドウを横切って摺動させられる。
【０００３】
シンボル自体は、例えば、シンボルの細長い平行なバーが垂直である所謂「ピケットフェンス」方向、又はバーが水平である所謂「ラダー」方向、或いはバーが垂直方向及び水平方向に対して或る角度で傾斜される傾斜方向といった、ウィンドウに対するどんな向きにも配向することができる。シンボルはまた、製品上のどこかに、例えばウィンドウに対向する底面に、又はウィンドウに対してほぼ垂直な直立面のいずれかに、或いはウィンドウに対してほぼ平行な上面に配置することができる。シンボルが読み取られるようにするためには、少なくとも１つの走査線が、ウィンドウに対するシンボルの向き又は製品に対するシンボルの位置に関係なしに、シンボルのバーに対してほぼ垂直な方向に、該シンボル上を横断しなければならない。
【０００４】
典型的には、ミラー付回転部品は、水平型スロットスキャナのウィンドウの下で回転され、入射レーザ・ビームを、複数の据え置き型ミラーを横切るように走査し、該据え置き型ミラーから反射させて、製品の底面上の又は製品の前面（すなわち、スロットスキャナを通る製品の前進の前方方向に対向する面）上のシンボルを掃引するように設計される走査線の走査パターンとしてウィンドウに通す。操作者は、使用の際に製品の底面又は前面のシンボルを位置決めするように訓練される。
当該技術分野においては、ワークステーションに垂直ウィンドウを付加し、その付加的な直立面において、製品にさらに多くの走査線を投射することを提案している。これらの２ウィンドウ読取装置は、各製品上のシンボルを目で見つけて該シンボルが水平型スロットスキャナの単一のウィンドウに面するように各製品の向きを変えるという要求をかなりの程度までなくすので、高い性能を与え、多くの製品が迅速に処理されることを可能にする。全ての操作者がしなければならないことは、彼又は彼女の手がシンボルを覆わないようにして製品を持つことである。
２ウィンドウ読取装置は有利ではあるが、それらの大きな寸法及び高いコストは、それらを、追加ウィンドウを入れるのに利用可能な余地が不十分である場合、及び高いコストが容赦できない場合には適さないようにする。それにもかかわらず、顧客が処理される取引のために待たなければならない時間を減少させ、受領精算サービスを提供するために雇われるべき操作者の人数を減少させる、より生産的な読取装置から、さらに小さいワークステーションが有用である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の１つの目的は、単一の水平ウィンドウを有する水平型スロットスキャナを通過する製品の多数の表面上に、走査線を投射することである。
本発明の別の目的は、単一の水平ウィンドウを有する水平型スロットスキャナを通過する製品の前面及び後面の両方に、走査線を投射することである。
本発明のさらに別の目的は、２ウィンドウ型スロットスキャナと同等の生産性を有する単一ウィンドウ型スロットスキャナを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、高性能かつ効率の良い小型の安価な水平型スロットスキャナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これらの目的及び以下で明らかとなるであろう他の目的を踏まえて、本発明の１つの特徴は、手短に述べれば、取引地点のワークステーションの、例えばそこで表示記号が電子光学的に読み取られる水平型スロットスキャナの単一の水平ウィンドウを横切って前進方向に通過する製品又は物体に関連する、一次元バーコード・シンボルのような表示記号を走査するための装置及び方法にある。
本発明によれば、ミラー付回転部品は、軸線周りを回転可能であり、該軸線周りに複数の据え置き型の折り畳みミラーが配置される。好ましくはレーザである光源が、光ビームを生成して回転部品に向け、該回転部品から据え置き型ミラーに反射させて、該据え置き型ミラーからウィンドウを通して各物体の複数の表面に反射させる。駆動装置、例えばモータは、回転部品を回転させて、光ビームを、据え置き型ミラーを横切るように掃引させ、ウィンドウに、及びウィンドウを越えて、並びに各物体の多数の表面上に走査線の走査パターンを形成する。少なくとも１つの走査線を各物体の後面に反射させるために、前進方向の下流と考えられる回転部品の背後に少なくとも１つの据え置き型ミラーが配置される。したがって、本発明は、表示記号が物体の後面に配置される場合であっても表示記号を読み取る性能をもたせることにより、生産性の増加を与える。
【０００７】
据え置き型ミラーは、走査線を物体の各直立面上に、並びに物体の底面上に掃引させるように配置されることが好ましい。走査線は、「ピケットフェンス」方向、又はラダー方向、或いはそれらの間の傾斜方向のシンボルを読み取るように傾けられ、及び位置決めされる。したがって、いずれかの方向のシンボルは、物体の上面以外の全ての側で読み取ることができる。操作者は、物体をワークステーションに通して前進させる際に、該物体の頂部付近をつかむように難なく訓練され、それにより他の全ての面が、単一ウィンドウを通して投射された走査線に曝され、大きな、より高価な２ウィンドウ型読取装置とほぼ同じように生産性が増大される。
本発明の特性と考えられる新規な特徴は、添付の特許請求の範囲において特に述べられる。しかしながら、本発明自体は、構成及び動作の方法の両方に関して、そのさらなる目的及び利点と共に、以下の特定の実施形態の説明を添付の図面と併せて読むことにより、最も良く理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
参照番号１０は、製品、例えば食品の入った箱３８が購入のために処理される、上から見たときの、取引処理のためのワークステーション、具体的には小売現場のレジを全体的に示す。各々の製品はバーコード・シンボルを有する。このカウンターは、カウンタートップ１２を含み、これを横切って、製品３８が矢印Ａで示される前進方向に、水平方向スロットスキャナのカウンタートップ１２と同一平面に設置され及び組み込まれた水平ウィンドウ１４上を及びそれを越えて摺動される。レジ係又は操作者は、製品３８を前進させるためにカウンタートップの一方の側に配置される。
【０００９】
以下に詳細に説明されるように、カウンター内のウィンドウの下の走査パターン生成装置が、ウィンドウ１４において走査パターンを生成し、該走査パターンを、読ウィンドウから上向きに遠ざかる方向に空間に投射する。走査パターンは、図１に示されるような多数の走査線から成る。走査線の少なくとも１つが、購入されることになる製品３８に関連する、典型的には購入されることになる製品３８の包装の上に印刷されたシンボルの少なくとも一部にわたって掃引するように意図される。シンボルが掃引されると、該シンボルにより散乱された光は、製品を識別するために当該技術分野において公知の方法で検知され、デジタル化され、デコードされる。識別されると、製品の価格のような情報を取り出すために、データベース内の参照テーブルにアクセスすることができ、次に、ワークステーションにおける購入取引を完了させる周知の方法で、この取り出された情報を処理することができる。
【００１０】
図２及び図３を参照すると、レーザ１６のような光源が、ワークステーション１０のカウンタートップ１２の下に設置されたハウジング２２内に取り付けられたフレーム２０に装着されたブラケット１８上に取り付けられている。レーザ１６は、レーザ・ビームを振動可能な平面走査ミラー２４に射出し、該レーザ・ビームは、そこから、矢印Ｂの方向に軸線２８を中心に回転するようにフレーム２０上に取り付けられたミラー付回転部品２６に反射される。部品２６は、その周囲に主回転ミラー３０、３２、３４を有する。部品２６は、３つの平面ミラーが取り付けられるか、又は平面ミラーとして働くように光反射材料の鏡面コーティングが塗布された３つの平坦な外壁を有する、成形された角錐形のブロックであることが好ましい。各々の主ミラー３０、３２、３４は、軸線２８に対して様々な角度、例えば１０度、１１．５度、及び１３度の傾斜で傾斜されている。部品２６を回転させるために、駆動装置、好ましくは電気モータ３６が、部品２６の中空の内部の中のフレーム２０に取り付けられることが好ましい。
【００１１】
図２に最も良く見られるように、光を反射する複数の据え置き型平面ミラーが、ほぼ軸線２８の周りに環状にフレーム２０上に取り付けられている。据え置き型ミラーは、前進方向Ａに沿うと考えられる、カウンタートップを右半分と左半分とに分ける中心線に関して対称である。据え置き型ミラーは、第１の組のミラー４０、４２と、第２の組のミラー４４、６８及び４６、７０と、第３の組のミラー４８、５２及び５０、５４と、第４の組のミラー５６、５８と、第５の組のミラー６０、６４及び６２、６６とを含む。主ミラー３０、３２、３４において反射される光は、据え置き型ミラーの組に配光され、該据え置き型ミラーの組からウィンドウ１４の方向に、及び該ウィンドウ１４を通して反射され、該光を横切って製品３８が前進させられる。
【００１２】
より具体的には、部品２６が回転する際に、その後縁７４が入射光ビームから離れるまで、その前縁７２に隣接する主ミラー３０の一部が、走査ミラー２４からの入射光ビームを、逐次、ミラー６０に反射させて該ミラー６０からミラー６４に反射させて走査線６４ａを生成させ、ミラー５６に反射させて走査線５６ａを生成させ、ミラー４８に反射させて該ミラー４４からミラー６８に反射させて走査線６８ａを生成させ、ミラー４４に反射させて該ミラー４８からミラー５２に反射させて走査線５２ａを生成させ、ミラー４０に反射させて走査線４０ａを生成させる。
次に、その後縁７６が入射光ビームから離れて、それによりさらに５つの走査線６４ｂ、５６ｂ、５２ｂ、６８ｂ、及び４０ｂが生成されるまで、前述のように、縁部７４に隣接する主ミラー３２の一部が、該入射光ビームを据え置き型ミラーに反射させる。その結果、同様に、主ミラー３４は、さらに５つの走査線６４ｃ、５６ｃ、５２ｃ、６８ｃ、及び４０ｃを生成する。上述のように、主ミラー３０、３２及び３４は軸線２８に対して様々な角度で傾斜しているので、接尾文字「ａ」、「ｂ」、及び「ｃ」を有する走査線のグループは、離間されている。
【００１３】
これまで説明したように、この装置の左側での据え置き型ミラーによる反射により、各々が図１のウィンドウ１４の右側に生成される３本の走査線の５つの組がある。同様に、据え置き型ミラーは、この装置の右側において、各々がウィンドウ１４の左側に位置する３本の走査線の５つの付加的なミラー対称の組を生成する。これらの付加的な組は、最初に述べた組と同じであるがプライムが付されている参照番号によって、図１に示されている。したがって、ウィンドウ１４の平面における走査パターンは、走査線の１０個の交差する組を含み、各々の組は、３本のほぼ平行な走査線を有する。
【００１４】
走査線６４ａ、ｂ、ｃは、ウィンドウの右下隅から上向きに投射され、ウィンドウの中央に向けて傾斜され、製品が前進方向Ａに沿ってウィンドウを横切って前進させられる際にウィンドウの右下隅に対向する製品３８の直立面上に、本質的に垂直方向の走査線を射出する。したがって、走査線６４ａ、ｂ、ｃは、前進方向の直接下流に対向する、又はウィンドウの右側に対向する、あるいはそれらの間のどこかに対向するラダー方向のシンボルを読み取る。
同様に、走査線６４ａ’、ｂ’、ｃ’は、走査線６４ａ、ｂ、ｃとは鏡像の関係をもってウィンドウの左下隅から上向きに投射され、直接下流に対向する、又はウィンドウの左側に対向する、或いはそれらの間のどこかに対向するラダー方向のシンボルを読み取る。したがって、走査線６４ａ、ｂ、ｃ、ａ’、ｂ’、ｃ’は、これまでは単一ウィンドウ水平スロットスキャナによって読み取り可能ではなかった製品の後面上の１８０度にわたるラダー方向のシンボルを読み取ることになる。
【００１５】
走査線５２ａ、ｂ、ｃ及びそれらの鏡像の走査線５２ａ’、ｂ’、ｃ’は、それらが製品の前面上にほぼ垂直方向の走査線を投射すること以外は、走査線６４ａ、ｂ、ｃ、ａ’、ｂ’、ｃ’とほぼ同じようにふるまい、それにより製品の前面上の１８０度にわたるラダー方向のシンボルを読み取る。したがって、走査線６４ａ、ｂ、ｃ、ａ’、ｂ’、ｃ’及び５２ａ、ｂ、ｃ、ａ’、ｂ’、ｃ’は、製品がウィンドウを横切って移動させられる際に、製品まわり３６０度の全ての直立面上のラダー方向のシンボルを読み取ることができるようにする。
走査線６８ａ、ｂ、ｃは、製品の後面上に、該製品の右側における下から上までの本質的に水平方向の線を生成するように配向され、それにより前進方向の下流に対向するか、又は右に約６０度の角度をなして対向するか、或いはその間の角度のいずれかをなすピケットフェンス方向のシンボルが読み取られるようにする。走査線６８ａ’、ｂ’、ｃ’は、直接下流に対向するか、又は左に対し約６０度の角度をなすか、或いはその間の角度のいずれかをなすピケットフェンス方向のシンボルを読み取ることができる。共に、走査線６８ａ、ｂ、ｃ、ａ’、ｂ’、ｃ’は、ウィンドウを横切って移動する製品の後面のほぼ１２０度にわたるピケットフェンス方向のシンボルを読み取ることができる。
【００１６】
走査線４０ａ、ｂ、ｃ、ａ’、ｂ’、ｃ’は、製品の前面上に、該製品の右側及び左側における下から上までのほぼ水平方向の線を生成するように配向され、ウィンドウを横切って移動する製品の前面のほぼ１２０度にわたってピケットフェンス方向のシンボルが読み取られるようにする。
走査線５６ａ、ｂ、ｃは、上向きにウィンドウの中央に向けて投射されて、それらが右側で本質的に水平方向の線を掃引するようにされ、それにより右側のピケットフェンス方向のシンボルが読み取られるようにする。走査線５６ａ、ｂ、ｃは、走査線４０ａ、ｂ、ｃによって掃引された製品の前面上の１２０度と、走査線６８ａ、ｂ、ｃによって掃引された製品の後面上の１２０度との間のギャップを埋める。走査線５６ａ’、ｂ’、ｃ’は、左側のピケットフェンス方向のシンボルが読み取られるようにする。
走査線５６ａ、ｂ、ｃ、ａ’、ｂ’、ｃ’はさらに、製品の底面上のラダー配向のシンボルを掃引する性能を有し、走査線４０ａ、ｂ、ｃ、ａ’、ｂ’、ｃ’及び６８ａ、ｂ、ｃ、ａ’、ｂ’、ｃ’は、製品の底面上のピケットフェンス方向のシンボルを掃引する。
【００１７】
要約すれば、ここで生成される走査線は、製品のあらゆる垂直面並びに製品の底面上のピケットフェンス及びラダー方向のシンボルの両方が読み取られるようにする。これらの２つの方向の間の方向に傾斜されたシンボルも読み取り可能である。
走査ミラー２４を振動させることによって、走査線の移動を達成することができる。図３に示すように、走査ミラー２４は、集光ミラー８０上に取り付けられ、該集光ミラー８０は、ミラー・ブラケット８２上に取り付けられている。少なくとも１つの永久磁石８４が、Ｕ形状の支持体８６の一方の脚部上に取り付けられ、該Ｕ形状の支持体８６の他方の脚部は、ミラー・ブラケット８２に連結されている。
電磁コイル８８が、コイル・ブラケット９０上に取り付けられ、該コイル・ブラケット９０は、ハウジング２２に取り付けられる。好ましくは、約１０ミルの厚さのＭｙｌａｒ（登録商標）材料から構成された１対の平坦な板ばね９４、９６が、走査ミラー２４の両側において、コイル・ブラケット９０とミラー・ブラケット８２との間に取り付けられている。
【００１８】
周期的な交流駆動信号を電磁コイル８８に適用すると、磁石８４の永久磁場と相互作用する交流磁場が生成され、これにより、磁石８４と共に、支持体８６、ミラー・ブラケット８２、及びミラー２４、８０が引き付けられ、及び／又は反発され、いずれもそれらの中心にある板ばね９４、９６を一端の位置に撓曲させる。その結果、ばねは、磁場の相互作用によって又は該磁場の相互作用なしで、これらの部品を最初の位置に戻す。これらの部品の一般的な振動は、約４０Ｈｚの周波数において１°のオーダーである。
走査ミラー２４の振動により、図１の走査パターンにおいてさらに多くの走査線が生成され、これにより読み取り性能がさらに改善される。振動する集光ミラー８０は、シンボルにおいて散乱された光を集光し、該散乱された光を集光レンズ９２により光検出器９０に指向させて、該シンボルを示すアナログ電気信号を生成する。次に、シンボルに関係する製品を識別するために、電気信号が、周知の方法でデジタル化され、デコードされる。光検出器９０及びレンズ９２は、ハウジング２２に連結された支持ボード９４に取り付けられている。
多くのコード、すなわちＵＰＣ、ＥＡＮ、及びＪＡＮは、半分にデコードされるように設計されているので、たとえ個々の走査線がシンボル全体を横切らなくても、現在使用されているほぼ全てのデコーダは、シンボルをデコードすることができる。言い換えれば、１つの走査線は、半分のシンボルをカバーすることができ、別の走査線は、走査パターンのどこでももう半分のシンボルをカバーすることができる。次に、デコーダは、２つの半分を組み立て、場合によっては、幾つかのデコーダは、シンボルのより小さな部分さえも組み立てることができる。このことは、単一の走査線を有するシンボル全体を走査することができない場合に、不完全なシンボル、或いは損傷したシンボル又はしわが寄ったシンボルを読み取る際に特に望ましい。
【００１９】
上述の素子の各々が、又は２つ又はそれ以上が協同して、上述の形式と異なる他の形式の構成で有用な用途を見出すこともできることが理解される。
本発明は、走査パターンを生成する水平型ウィンドウを通して表示記号を電気光学的に読み取るための読取装置において具体化されるものとして示され、説明されたが、決して本発明の精神から逸脱することなく、様々な修正及び構造的変化をなすことができるので、示される詳細に限定されることを意図するものではない。
それ以上の分析がなくても、上記が本発明の要旨を完全に明らかにするので、現在の知識を適用することによって、これを、従来技術の観点から、本発明の一般的又は特定の態様の本質的な特性を適正に構成する特徴を省くことなく、様々な用途に適用することができ、よって、こうした適用は、上の特許請求の範囲の均等物の意味及び範囲の範囲内にあるものとして理解すべきであり、理解することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】水平スロット型スキャナのウィンドウを上から見下ろした平面図であり、本発明に従って生成された多数の走査線を示す。
【図２】図１の走査パターンを生成するための配置の、取り壊して上から見た図である。
【図３】図２の線３−３に沿って見た断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０：ワークステーション
１２：カウンタートップ
１４：ウィンドウ
１６：レーザ
２４：走査ミラー
２６：ミラー付回転部品
２８：軸線
３０、３２、３４：主回転ミラー
３６：電気モータ
３８：製品
４０、４２：第１の組の据え置き型ミラー
４４、６８、４６、７０：第２の組の据え置き型ミラー
４８、５２、５０、５４：第３の組の据え置き型ミラー
５６、５８：第４の組の据え置き型ミラー
６０、６４、６２、６６：第５の組の据え置き型ミラー
８０：集光ミラー
【図１】
2005115951.tif 000003
【図２】
2005115951.tif 000004
【図３】
2005115951.tif 000005