(57)【要約】【課題】商品等のバーコードを読み取るためのバーコード読取装置におけるレーザ光線を回転反射する簡易な機構のミラー付きスピナの回転装置を提供する。【解決手段】第１の回転軸を中心にして回転する第１の軸と、第１の軸にミラー付きスピナを装着するための第２の軸とを含む。第２の軸は第２の回転軸を中心にしてミラー付きスピナを回転する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミラー付きスピナを回転するための装置であって、
第１の回転軸を中心にして回転する第１の軸と、
前記第１の軸に前記ミラー付きスピナを装着するための第２の軸とを備え、前記第２の軸が第２の回転軸を中心にして前記ミラー付きスピナを回転させる装置。
【請求項２】
前記第１および第２の軸が、ほぼ垂直になっている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の軸がヨークを含み、前記第２の軸が前記ヨークの対向側面と結合している請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の軸を回転するためのモータをさらに備え、前記第１の軸がモータ・シャフトを含む請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の軸を回転するための駆動機構をさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記駆動機構が、
前記第１の軸の周囲に交互の極性と一緒に配置されている複数の第１の固定マグネットと、
前記第１のマグネットと磁気により相互に作用する前記第２の軸の一方の端部上の第２のマグネットとを備える請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記駆動機構が、
前記第１の軸の周囲に配置されている複数の第１の固定ギア歯と、
前記第１のギア歯と係合する第２のギア歯を有する前記第２の軸の一方の端部上のギアとを備える請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記駆動機構が、
前記第１の軸の周囲に配置されている固定摩擦パッドと、
前記固定摩擦パッドと係合する前記第２の軸の一方の端部上の摩擦ローラとを備える請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記駆動機構が、
前記ミラー付きスピナに装着されているファンと、
加圧空気を発生するための空気源と、
前記ファンのところに前記加圧空気を向けるためのノズルとを備える請求項５に記載の装置。
【請求項１０】
前記駆動機構が、前記第２の軸の一方の端部に装着されているモータを備える請求項５に記載の装置。
【請求項１１】
前記モータに電力を供給するために前記第１の軸に装着されているスリップ・リングをさらに備える請求項５に記載の装置。
【請求項１２】
前記モータに電力を供給するためのバッテリーをさらに備える請求項５に記載の装置。
【請求項１３】
前記モータに電力を供給するためのバッテリーをさらに備える請求項５に記載の装置。
【請求項１４】
前記第２の軸を回転するために、前記モータ・シャフトと結合している駆動機構をさらに備え、
前記モータが、前記第２の軸を回転するために前記駆動機構を作動する請求項４に記載の装置。
【請求項１５】
前記モータを回転するための他の駆動機構をさらに備える請求項４に記載の装置。
【請求項１６】
ミラー付きスピナを回転するための装置であって、
第１の回転軸を中心にして回転するシャフトを含むモータと、
前記第１の回転軸を中心にして回転し、第１および第２の対向アームを含む前記シャフトに装着されているヨークと、
前記第１および第２のアームの間に前記ミラー付きスピナを装着するための前記ミラー付きスピナを貫通する軸であって、前記軸が第２の回転軸を中心にして前記ミラー付きスピナを回転させる軸と、
前記軸を回転するための駆動機構とを備える装置。
【請求項１７】
前記モータを回転するための他の駆動機構をさらに備える請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
バーコード・スキャナであって、
レーザ・ビームを発生するためのレーザと、
走査光ビームを発生するために、前記レーザ・ビームを向けるためのミラー付きスピナと、
前記ミラー付きスピナを回転するための装置とを備え、該装置が、
第１の回転軸を中心にして回転するシャフトを含むモータと、
前記シャフトと結合していて、第２の回転軸を中心にして前記ミラー付きスピナを回転するための前記ミラー付きスピナと結合している軸を含むスピナ・マウントとを備えるバーコード・スキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーコードを読み取るための光学スキャナ装置に関し、特に、光学スキャナ装置においてレーザ装置から発射されたレーザ光線を反射するミラー付きスピナの回転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バーコードを読み取るための光学スキャナ装置は、レーザ光線を例えば商品等のバーコード添付箇所に対して複数の方向から高速度に照射してその反射光を受光することによりバーコードを読み取るようにしている。このため、レーザ光線を反射させるミラーを回転させる装置を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の光学スキャナ装置におけるミラー付きスピナの回転装置は、レーザ光線を反射させるミラーを回転させる機構が複雑であって、大型にならざるを得ず高コストであった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このため、本発明は、構造が比較的簡単で小型化可能なミラー付きスピナの回転装置を提供することを目的とする。
【０００５】
この装置は、第１の回転軸を中心にして回転する第１の軸と、第１の軸にミラー付きスピナを装着するための第２の軸を含む。第２の軸は、第２の回転軸を中心にしてミラー付きスピナを回転する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１および図２を参照すると、例示としてのバーコード・スキャナ１０は、レーザ１２と、ミラー付きスピナ１６と、パターン・ミラー１８と、集光器２０と、検出器２２と、制御回路２４とを含む。
【０００７】
レーザ１２は、レーザ・ビームを発生する。ミラー・フラット２６（図２）は、レーザ・ビームをミラー付きスピナ１６の方向に向ける。
【０００８】
ミラー付きスピナ１６は、レーザ・ビームをパターン・ミラー１８の方向に向ける。ミラー付きスピナ１６は、さらに、アイテム３０が反射した光を集光器２０の方向に向ける。ミラー付きスピナ１６は、駆動組立体３４により回転する。ミラー付きスピナ１６は、任意の数のミラー付きファセットを有することができる。図１は、４つのファセットを示す。
【０００９】
ミラー付きスピナ１６および駆動組立体３４は、軸３６（図２）を中心にして走査空間３８を本質的に回転するための２つの回転軸３６および４０を有する走査エンジンを形成する。走査エンジンは、従来の単一軸走査エンジンのほぼ楔形走査空間より大きい半球形の走査空間３８を形成する。一実施形態の場合には、第１の軸３６は、第２の軸４０に対してほぼ直角になっているが、軸３６と４０の間の角度は他の角度であってもよい。
【００１０】
第１の軸３６はモータ５０により回転する。例示としての実施形態の場合には、モータは、第１の軸３６を約１２００ＲＰＭの速度で回転させる。駆動組立体３４は、第２の軸４０を中心にして約１９，２００ＲＰＭ（１６：１の比率）の例示としての回転速度を生じる。モータ技術が改善した場合には、他の速度も使用することができる。軸３６および４０を同期状態で回転させると、スキャナのアパーチャのところに静止走査パターンが形成される。
【００１１】
パターン・ミラー１８は、アイテム３０上のバーコード３２を走査するための走査光ビームを発生する。パターン・ミラー１８は、さらに、アイテム３０が反射した光を集光し、反射した光をミラー付きスピナ１６の方向に向ける。
【００１２】
集光器２０は、ミラー付きスピナ１６から反射した光を集光する。
検出器２２は、反射光の輝度に基づいて反射光を電気信号に変換する。
制御回路２４は、レーザ１２およびモータ３４の動作を制御し、検出器２２から受光した電気信号が含むバーコード情報を復号する。
【００１３】
図３（ａ）および図３（ｂ）を参照すると、これらの図は、駆動組立体３４の例示としての実施形態を示す。
図３（ａ）〜図３（ｃ）を参照すると、駆動組立体３４は、モータ５０と、シャフト５２と、スピナ組立体５４と、スピナ回転機構５５とを含む。
モータ５０は、固定状態に装着されていて、シャフト５２を回転する。
シャフト５２は、軸３６を中心にしてスピナ組立体５４を回転する。
【００１４】
スピナ組立体５４は、ヨーク６０と、軸６２と、ベアリング６６と、バランス・プレート６８と、ファセット６９とを含む。
ヨーク６０は、シャフト５２に取り付けられていて、シャフト５２と一緒に回転する。ヨーク５２の対向アーム６１は軸６２を保持する。
軸６２は軸４０を中心にして回転する。ミラー付きスピナ１６は、軸６２と一緒に回転する。
ベアリング６６は、ヨーク６０内に位置する。シャフト５２は、ベアリング６６上に位置する。
バランス・プレート６８は、ミラー付きスピナ１６の回転のバランスをとる。
ファセット６９にはミラーが取り付けられていて、走査光ビームおよび反射光を反射する。ファセット６９の向きは、走査光ビームを種々の方向に向けるために、スピナ１６を中心にして変化する。図３（ｂ）は、８つのファセット６９を示す。
【００１５】
スピナ回転機構５５は、シリンダ５６と、マグネット６４と、マグネット・リング５８とを含む。
シリンダ５６は、軸３６の周囲に固定状態で装着されている。
マグネット・リング５８は、シリンダ５６に装着されている。
【００１６】
マグネット６４は、軸６２に装着されていて、ヨーク６０がシャフト５２と一緒に回転した場合に、軸６２を回転させるためにマグネット・リング５８と相互に作用する。この実施形態の場合には、マグネット６４は、磁極が軸６２に垂直になるように装着されている。他の構成および角度も使用することができる。例えば、軸６２を延ばすことができ、他のマグネット６４を他方のマグネットから軸６２の対向端部に装着することができる。
【００１７】
図３（ｃ）を参照すると、ＮおよびＳマグネット７０および７２が、マグネット・リング５８の周囲に交互に位置する。マグネット７０および７２の他の構成も使用することができる。
【００１８】
モータ・シャフト５２がスピナ組立体５４を回転させると、マグネット・リング５８からの引力および反発力が軸６２上のマグネット６４に働き、軸６２上に回転トルクを生じる。ある例の場合には、マグネット・リングは、９対のＮ−Ｓマグネット７０および７２を含んでいて、Ｎ−Ｓマグネット７０および７２の各対は軸６２を１回転させ、スピナの回転速度はシャフト５２の回転速度の約９倍である。
【００１９】
図４を参照すると、代替実施形態は、ミラー付きスピナ１６を回転させるのに、摩擦またはギア歯を使用する駆動機構５５ｂを含む。マグネット・リング５８の代わりに、シリンダ５６は摩擦パッドまたはギア歯のリング８０を含む。摩擦を使用する実施形態は、軸６２を回転させるために摩擦により軸６２と相互に作用する摩擦パッド８０を使用する。ギアを使用する実施形態は、軸６２を回転するためにギア８２により軸６２と相互に作用するギア歯のリング８０を使用する。
【００２０】
図５を参照すると、代替実施形態は、第２のモータ９２を使用する駆動回転機構５５ｃを含む。一実施形態の場合には、第２のモータ５２は、軸３６を中心にして回転した場合に、固定電気端子と摩擦により接触するスリップ・リング９０を通して電力の供給を受ける。他の代替実施形態の場合には、第２のモータ９２への電力は、スピナ組立体５４の一部である導電性ベアリング、バッテリー、コンデンサ、太陽電池、または燃料電池を通して供給することができる。
【００２１】
図６を参照すると、代替実施形態は、ミラー付きスピナ１６を回転するために加圧空気を使用する駆動回転機構５５ｄを含む。駆動回転機構５５ｄは、加圧空気源１００と、ノズル１０２と、ファン・ブレード１０４とを含む。加圧空気源１００の空気は、モータ・シャフト５２および回転ノズル１０２を通して送られる。ノズル１０２は、バランス・プレート６８のうちの１つの周囲に配置されているファン・ブレード１０４のところに加圧空気を向ける。ノズル１０２は、中空の速度が遅いモータ・シャフト５２上で回転し、そのためノズル１０２は、いつでもスピナ１６と整合している。
【００２２】
図７を参照すると、代替実施形態は、動的走査パターンを生成するために、さらなる自由度を与えることにより、走査パターンの動きを使用する。この例示としての実施形態の場合には、走査パターンの回転運動は、軸３６を中心にしてモータ５０またはシリンダ５６を回転することにより行われる。方位角または仰角のような他の方向にパターンを動かすために、走査エンジンに他の自由度を追加することもできる。
【００２３】
他の走査エンジンもこの方法で回転させることができるので、図３（ａ）の走査エンジンは、図に示す種々の目的に使用される。この実施形態は、さらに、モータ１１０と、スプロケット１１２と、ギア１１４とを含む。モータは、ギア１１４と係合しているスプロケット１１２を回転させる。ギア１１４はシリンダ５６にしっかりと固定されていて、シリンダを軸３６を中心にして回転する。例示としてのモータ速度は約６０ＲＰＭである。モータ速度は、連続的なものであっても、変えることができるものであってもよい。モータ速度は、また変動するものであってもよい。
【００２４】
図にはギア装置を示したが、ベルトまたはもっと多くのマグネットを含む他の方法の回転シリンダ５６も使用することができる。
【００２５】
いくつかの実施形態を特に参照してきたが、種々の変更および修正も添付の特許請求の範囲の精神および範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、バーコードを読み取るための光学スキャナ装置に関し、特に、光学スキャナ装置においてレーザ装置から発射されたレーザ光線を反射するミラー付きスピナの回転装置に関するものであり、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】バーコード・スキャナのブロック図である。
【図２】例示としてのバーコード・スキャナの図面である。
【図３】例示としての走査エンジンの図面である。
【図４】走査エンジンの他の例の図面である。
【図５】走査エンジンの他の例の図面である。
【図６】走査エンジンの他の例の図面である。
【図７】追加の自由度を有する例示としての走査エンジンンの図面である。
【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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