(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを生成するための光源（１０）と該光ビームを走査ビームとして反射するための可動の走査光学要素（１２）とを有し、異なる光反射率の領域を有する記号（２６）を読み取るための光学スキャナであって、
前記可動の走査光学要素（１２）からの走査ビームを受け、該走査ビームを読み取られる記号（２６）に向けるための折り曲げミラーとして機能する固定多面反射体（１４）が設けられ、
前記固定多面反射体（１４）は、第１の形状の第１面（１６、２０）と該第１の形状とは異なる第２の形状の第２面（１８）とを有し、
前記第１の形状は、前記可動の走査光学要素（１２）と協働して、スキャナから第１の距離にある記号（２６）の読み取りが可能になるように前記走査ビームを整形し、
前記第２の形状は、前記可動の走査光学要素（１２）と協働して、スキャナから前記第１の距離とは異なる第２の距離にある記号（２６）の読み取りが可能になるように前記走査ビームを整形する、
ことを特徴とする光学スキャナ。
【請求項２】
請求項１に記載した光学スキャナであって、折り曲げミラーとして機能する前記反射体（１４）が、読み取られる前記記号（２６）により反射された光を集めて、該反射光を光検出器に導くことを特徴とする光学スキャナ。
【請求項３】
請求項１に記載した光学スキャナであって、前記第１面（１６、２０）は凸状又は凹状であり、前記第２面（１８）は平面形状であることを特徴とする光学スキャナ。
【請求項４】
請求項１から請求項２までのいずれか１項に記載した光学スキャナであって、前記可動の走査光学要素（１２）は非平面の反射表面を有することを特徴とする光学スキャナ。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載した光学スキャナであって、前記光源（１０）はレーザ光源であり、該レーザ光源から射出される光ビームの光路内にビーム整形用光学系（３８）が設けられたことを特徴とする光学スキャナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は一般的に光学スキャナに関するものであり、特に、２つまたは複数の動作範囲（動作レンジ）を有するスキャナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
バーコードスキャナのようなスキャナのほとんどは、走査する記号から特定の距離または距離範囲で使用するように作られている。使用者が記号から近すぎる、または遠すぎるところでスキャナを持つと、記号および／または飛点ビームは焦点が合わず、復号化は不可能になるだろう。
【０００３】
そのようなスキャナは、読み取る連続した記号が、スキャナから異なる距離に配置され、使用者が、スキャナと記号との間の距離を変えることが困難または不可能な環境のなかでは、特に便利であるとはいえない。このような状況に対処するため、使用者に可能な限り余裕を与えるために従来のスキャナの許容動作範囲を拡大したり、また、例えば使用者の好みまたは要求に応じて第１の動作範囲または第２の動作範囲で作動できる、多距離スキャナを提供したりする試みがなされてきた。１つの可能性としては、スキャナに２位置スイッチを設け、スキャナがスイッチの第１位置において第１動作距離で作動し、第２位置において第２の動作距離で作動するようにすることである。そのようなスキャナの不都合な点は、２つの離れた動作範囲で作動するための追加的な可動部分を必要とすることである。またそのようなシステムは、読み取る現在の記号の距離に応じて使用者が手動で正しい動作範囲を選択しなけらばならないので、“自動”ではない。正しくない動作範囲が選択されれば、復号化は行われない。
【０００４】
動作範囲を拡大しようとするときにバーコード読取器を設計する人が直面する困難の１つは、動作範囲が大きいほど、また読み取る可能性のある記号の範囲が大きいほど、記号から反射される光の、結果として生じるＳＮ比が低くなる傾向があることである。これに対処する１つの方法は、レーザまたは光検出器のいずれかと関連する光学系が２つの別個の焦点を有する、従来型ではない光学系を提供することである。これの例は、この出願とともに譲渡された米国特許第５３３２８９２号に示されている。その文書で示されている装置では、２つの焦点は、走査されたバーコードから得るデータの２つの別のチャンネルを提供するために、対応する回路と関連づけられる。２つのチャンネルは異なる解像度を有する。動作の角度と密度が異なるため、スキャナに対するバーコードの距離および／またはコードのサイズまたは密度に関係なく、少なくとも１つの解像度は、全てのまたはほとんどのバーコードデータを感知するのに適しているだろう。バーコード読取器の走査ビームは、典型的にレーザダイオードから引き出される。そのようなダイオードは、丈夫で比較的安価であるが、レーザダイオードから発生するビームには非点収差があるとういう不都合な点がある。非点収差があるレーザダイオードは、光路に沿って相互に分離した２つの見かけ上の光源を有するものとして特徴づけることができる。光源の１つは水平面に横たわり、レーザダイオードチップの中から出てくるように見え、低い角の開きを有する。もう一方の見かけ上の光源は垂直面に横たわり、チップの小平面から出てくるように見え、高い角の開きを有する。典型的に約２０ミクロンだけ相互に離れた２つの見かけ上の光源は、チップの平らな接合部に対して測定したとき、異なる平面と異なる方向で２つのビームウエストを形成する。
【０００５】
結果として生じる比較的複雑なビーム輪郭は、光学スキャナの中で効果的に使用される前に選択的な整形が必要になるだろう。そのようなビーム整形を提供するいくつかの手段は、１９９４年６月３０日に出願された我々の同時継続出願である米国特許出願第０８／２６８９８２号に説明されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
現在の先行技術のスキャナによりさらに生じる困難は、読み取るべき記号が印刷された面からの鏡面反射によって信号がかき消される可能性があるということである。
先行技術の問題を少なくとも軽減することが本発明の１つの目的である。
【０００７】
Ｘ方向またはＹ方向の一方または双方で要求されるように、ビームの輪郭（光源から特定の距離における断面）を調整する単純で安価な手段を提供することがもう１つの目的である。
使用者があらかじめ適当な動作距離を選択しなくてもいいような、少なくとも２つの異なる動作距離で操作することのできるスキャナを提供することがもう１つの目的である。
【０００８】
少なくとも２つの離れた異なる距離にある記号を読取ることのできる単純で安価なスキャナを提供することがもう１つの目的である。
鏡面反射により生じる問題を軽減または除去するスキャナを提供することがもう１つの目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの側面によると、異なる光反射率の領域を有する記号を読み取るための光学スキャナが提供されており、それは、
光ビームを生成する光源と、
光ビームを受け、それから走査出射光ビームを生成する走査光学要素と、
第１の側面を備えた第１面と第２の側面を備えた第２面とを有する多面反射体とを具備し、そのスキャナは、ビームが第１の面から反射されるときに第１の距離または動作範囲にある記号を読み取り、またビームが第２の面から反射されるときに第２の距離または動作範囲にある記号を読み取るのに適している。
【００１０】
好ましい実施の形態では、多面反射体は分割されたミラーを備え、このミラーの第１の部分が第１の面を決定し、第２の部分が第２の面を決定する。ミラーは、走査光学要素の走査ミラーであってもよいし、折り曲げミラーであってもよい。後者の場合、折まげミラーは、走査光学要素から走査光ビームを受け、読み取られる記号へそれを導く。
【００１１】
走査ビームは、反射体の第１面と第２面から反射されるため、その結果生じるダイナミックフォーカスまたはマルチフォーカスは、追加の動く部分を必要とすることなく、スキャナの動作範囲を改善する。さらに、追加のレンズまたは開口は要求されない。
本発明の好ましい装置は、走査要素を変えることなく、走査率の増加を得ることができる。これは、効率（単一のスキャンで復号化する能力）を増加する。開口またはレンズを使用してダイナミックフォーカスを得る従来の手段では、この効率が失われる。
【００１２】
各反射部に異なる断面を使用することにより、ビームは様々な異なる動作距離で要求されるように整形され得る。
本発明の他の側面によると、異なる光反射率の領域を有する記号を読み取るための光学スキャナが提供されており、スキャナは、第１の面が第１の側面を有し、第２の面が第２の異なる側面を有する多面反射体を有する走査光学要素を含む。
【００１３】
本発明の他の側面によると、異なる光反射率の領域を有する記号を読み取るための光学スキャナが提供されており、スキャナは、第１の側面の第１の面と、第２の異なる側面の第２の面とを有する多面折り曲げミラーを含む。
本発明の他の側面によると、異なる光反射率の領域を有する記号を読み取るための光学スキャナが提供されており、スキャナは、記号から反射された光を集めるための多面集光ミラーを含み、その集光ミラーが第１の側面の第１の面を有し、第２の異なる側面の第２の面を有する。
【００１４】
本発明の他の側面によると、アセンブリからの可変の距離に配置された目標上の異なる光反射率の部分を有する記号を電気光学的に読み取る多レンジスキャナアセンブリが提供されており、それは、
（ａ）短レンジ走査のために第１ビームを生成するための第１光源と、
（ｂ）長レンジ走査のために第２ビームを生成するための第２光源と、
（ｃ）第１のビームと第２のビームが視野上を交互に走査するようにする走査ミラーを含む走査要素と、
（ｄ）視野から反射された光を集めるための集光光学系と、
（ｅ）集光光学系により向けられた光を検出し、反射光に対応する電気信号を生成するための光学検出器と、を具備する。
【００１５】
本発明の他の側面によると、アセンブリからの可変の距離に配置された目標上の異なる光反射率の部分を有する記号を電気光学的に読み取る多レンジスキャナアセンブリが提供されており、それは、
（ａ）短レンジ走査のための第１ビームと長レンジ走査のための第２ビームを選択的に生成するための光源と、
（ｂ）第１ビームと第２ビームが視野上を走査するようにする走査要素と、
（ｃ）視野から反射された光を集めるための集光光学系と、
（ｄ）集光光学系により向けられた光を検出し、反射光に対応する電気信号を生成するための光学検出器と、を具備する。
【００１６】
本発明の他の側面によると、異なる光反射率の領域を有する記号を読み取るための光学スキャナが提供されており、そのスキャナは、記号から反射される光を受けるための複数の反射面を含み、その第１の反射面は、反射光を第１の光検出器へ導き、第２の面は反射光を第２の光検出器へ導く。
反射した光を２つの異なった、離れている光検出器へ集束させるそのような配置は、光検出器の１つを働かなくすることがあるがもう一方の光検出器はそうしない鏡面反射を避けようとする。
【００１７】
本発明の他の側面によると、異なる光反射率の領域を有する記号を走査するための光学スキャナが提供されており、それは、
光ビームを生成するための光源と、
光ビームを受け、それから走査光ビーム生成するための走査光学要素と、
ビームを整形するための非平面ミラーを含むビーム整形反射体とを具備する。
【００１８】
非平面から反射することにより、どのようなビームの形でも得られる。  反射体が、Ｘ方向とＹ方向の双方において整形されていると、双方の方向でのビームの整形が得られる。一方、円筒形のミラーが使用されると、ビームは一方の方向だけでしか整形されない。非平面は、走査ミラーまたは静止しした折り曲げミラーであってもよい。
【００１９】
このように円筒形のミラーを使用する適当なビームの整形は、デザイナーが、大きい走査距離において垂直（Ｙ）方向でのスポットの大きさを減少させることを可能にすることができる。これは、可視性を良くする。さらに、近距離（０から３０インチ）のためのスポットの大きさは増し、ドットマトリックスの性能を改良する。
【００２０】
上記のどの発明の概念においても、光源は好ましくはレーザビームである。  レーザ光源は、好ましくはＶＬＤ（可視のレーザダイオード）である。ＶＬＤは、ビームを最初にいくらか整形するために、その前方にレンズ、おそらくは円筒形レンズを有してもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態を含む、例えばバーコード読取器のための、複数レンジレーザスキャナを示している。図示された実施の形態では、レーザダイオード１０は、折り曲げミラー１４にある小さな中心穴１３を通して走査ミラー１２へ導かれる光ビームを生成する。折り曲げミラー１４は３つの別個のミラー部１６、１８、２０を含む区切られた、または複数のミラーである。ミラー部１６は凸面で、ミラー部１８は平面で、ミラー部２０は凹面である。走査ミラー１２により生成された走査光ビームが折り曲げミラー１４を横切って動くとき、順に各ミラー部１６、１８、２０に当たる。折り曲げミラーから反射した光は、窓または開口２４を通ってスキャナハウジング２２を出て、読み取る記号２６に当たる。
【００２２】
記号２６は３つの箇所で示されている。それは、ミラー部２０の動作距離に対応する近い位置２８と、ミラー部１８の動作距離に対応する中間距離３０と、ミラー部１６の動作部に対応する遠い距離３２である。実際の実施の形態では当然、２８と３０と３２の間に相当大きい間隔があることは理解されるだろう。図では、単に簡潔にするためにスペースは実際よりも狭く示されている。
【００２３】
３つのミラー部の効果は、第一に２８の位置、第二に３０の位置、第三に３２の位置で、３つの別の走査線が生成されることである。したがって、その目的は、スキャナからの記号２６の距離がどうであろうと、少なくともその中の１つの走査線により読み取られる可能性が非常に高いことである。もちろん、記号は復号化されるために正確に２８と３０と３２のいずれかの位置になければならいということはない。各場合において相当な被写界深度があり、実際の距離次第で、これらの被写界深度は重なることもあり、この場合、被写界深度は、バーコードシンボルがほぼ確実に復号化可能になる１つの完全な「動作領域」へ効果的に融合する。
【００２４】
各ミラー部は、各走査線が相互に重なり合い、ただ異なる距離で集束されるように、適当な角度で配置されている。
正確に３つのミラー部がある必要はなく、特定の応用例の要求に応じ２つ、または３つ以上であってもよい。的確なミラー縦断面も特定の応用例に応じて選択できるだろう。選択される縦断面は、要求される動作範囲と、走査ミラー１２の縦断面とに依存する。走査ミラー１２は、平面であるのが望ましいが、場合によっては非平面、例えば円柱形や球形であってもよい。ミラー１２の代わりに、回転するプリズム、多角形、ホログラム、レンズ、ゾーンプレートまたはその他の便利な光学走査要素を使用することもできるだろう。走査要素が多角形を含んでいれば、多角形の各面は異なる曲率を有してもよい。その場合、ミラー部１６と１８と２０は全て同じ縦断面を有してもよい（必ずしもそうする必要はないが）。それは、その場合には、複数の動作距離が多角形の面の曲率により決定され得るからである。３つの平面折り曲げミラー部とともに使用するのに適当な典型的な多角形は、３６に示されている。
【００２５】
ビームをさらに整形することは、レーザ１０の前の光学系３８の使用により達成されうる。
図１の実施の形態では、記号２６から反射する光は、光検出器（図示せず）に向かって逆の方向へ大体同じ通路をたどってもよいし、またはそのかわりに、その目的のための別個の集光光学系（図示せず）があってもよい。
【００２６】
今度は、走査検出器を備えた２範囲スキャナを含む実施の形態が、図２で示される。レーザダイオード１１０は、全体として１１２で示された、軸１１４のまわりに振動するように配置された走査ミラーへビームを導く。ミラーは４つの別個のミラー部を有し、そのうちの外側の２つ１１６、１１８は球形の縦断面を有し、内側の２つ１２０、１２２は平面である。ミラー１１２から反射したレーザ光は、ビーム輪郭のためにバーコード読取器または他の光学スキャナからの異なる動作範囲を有する、２つの別個の走査線を形成する。
【００２７】
この実施の形態では、記号（図示せず）から反射する光は、再度走査ミラーに当たり、そこからフォトダイオード１２４のような光検出器へ反射される。そのフォトダイオードは当然レーザ１１０の妨げになってはならず、紙面外に配置されるか、点線１２６により示されているように一方に配置される。
ミラー１１２は、それぞれが異なる縦断面を有する要求されるだけの数の面を有することができる。要求される数の面とその縦断面は、応用例に従い、詳細は当業者の専門的知識の範囲内にある。
【００２８】
他の実施の形態は図３に示される。これは別個の集光ミラーを有する２レンジスキャナを示している。
レーザ２１０は、集光ミラー２１４内の小さい開口２１１を通る光ビームを生成する。ビームは、第１の面２１６が平面であり、第２の面２１８が円柱面である２つの別個の面を有する走査ミラー２１２に当たる。光はミラー２１２から集光ミラー２１４へ反射され、そこから、図面の右方にはみ出た読み取る記号（図示せず）へ反射される。記号から反射した光は、集光ミラー２１４に集められ、フォトダイオードまたは他の光検出器２２０へ導かれる。これは、ミラー２１２の下、または点線２２２に示されるように一方にずれたところに配置されるだろう。
【００２９】
２つのミラー部２１６と２１８は、異なる動作範囲を有する交替的走査を生成する。
今度は図４を参照すると、平行ビームを発する２つのレーザアセンブリ３１０と３１１を組み込んだ実施の形態が示されてる。レーザアセンブリ３１０は、短レンジ操作のために焦点調節されている。簡単にするため、これを「短レンジレーザ」と呼ぶ。同様に、レーザアセンブリ３１１は長レンジ操作のために焦点調節されている。これは、簡単にするため「長レンジレーザ」と呼ぶ。適切な光学系３１２と３１４はレーザの動作範囲と、異なるビーム輪郭の特徴とを決定する。あるいは、短レンジレーザとその光学系は、長レンジレーザとその光学系と同一でもよい。
【００３０】
他の実施の形態では、レーザアセンブリ３１０と３１１は異なる周波数のレーザを有する。可視のレーザダイオードは現在、６３５ｎｍと６７０ｎｍの２つの異なる波長で利用できる。短波長素子（６３５ｎｍ）は、よりよく見え、好んで高い周囲光の状態または照準に使用される。したがって、好ましい方法では、長レンジでは最も明るいビームが可視性および照準のために望まれるので、６７０ｎｍのレーザダイオードは「短レンジレーザ」として焦点を合わせ、６３５ｎｍのレーザダイオードは「長レンジレーザ」として焦点を合わせることができる。高い周囲光の状態では、レーザを交互に使用するより、双方のレーザをオンにして使用することが可能である。２つのビームがあったとしても、スポットが重なるか非常に近接するようにビームが正しく目的の面に集束されれば、バーコードシンボルは効果的に読み取れる。
【００３１】
さらに他の実施の形態では、レーザアセンブリ３１０と３１１の１つは可視のレーザで、もう一方のアセンブリは、一般的にビームが可視ではない赤外線レーザである。赤外線レーザは、赤外線読取ビームを必要とする安全バッジの読み取り、直接熱でプリントされた（ｄｉｒｅｃｔ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｐｒｉｎｔｅｄ）バーコードの読み取り、特定の色のバーコードの読み取り等の応用例に使用するのに適している。図４に示されている装置と同様のものを使用することもできるが、光学系が「短レンジ」または「長レンジ」でなければならないという制限はない。前述の実施の形態のように、２つのレーザによる走査を交替的に行うか、または双方のレーザをオンにして使用することもできる。
【００３２】
長レンジレーザ３１１からのビームは、結果として生じる２つのレーザビームが互いに隣接して平行になるように、１対の平行に置かれたミラー（または適当な形のプリズム）により反射される。ビームは走査ミラー３２２に当たり、そこから読み取る記号に反射する（図示されていないが、図４の左側にはみ出ている）。
【００３３】
別個の長レンジレーザと短レンジレーザの代わりに、適当な光学系（例えばビームスプリッタ）とともに単一のレーザが使用され得る。
記号から反射された光は、ミラー３２２（走査ミラーと同様に集光ミラーとしての役割も果たす）により集光され、光検出器３２４に導かれる。
ミラー３２２の詳細は図５に示されている。ミラーは全体的に湾曲しており、２つに分離した中心部を備える集光面３２５の広い領域を含む。中心部の左側３２６は、円柱面を有し、右側３２８は平面を有する。短レンジレーザ３１０からの光ビームは３２６に当たり、長レンジレーザ３１０からの光は３２８に当たる。
【００３４】
使用する際レーザ制御装置は、レーザが交互にオンとオフになるようにレーザを操作する。システムは、２つの走査（左から右、そして右から左）が長レンジレーザがオンになっている状態で行われ、次に２つの走査が短レンジレーザがオンになった状態で行われるように制御される。その交替は、復号化が成功するまで続けられる。
【００３５】
システムはまた、使用者がスキャナハウジング３３０上の引き金３２８の第１位置を選択することにより開始される照準モードも提供する。このモードでは、コントローラ３２６は、ミラー３２２を動かす間、長レンジレーザ３１１を点滅させる。このモードでは、使用者は走査ビームを容易に見ることができ、それに応じて記号を整合することができる。スキャナに対して記号が正確に整合され次第、使用者は適当な走査を開始するために引き金３２８を第２位置へ移動する。
【００３６】
図６と図７は、スキャナが分割された集光ミラー４１０を含むもう１つの実施の形態を示す。ミラーは、記号（図示せず）から入ってくる光４１６を第１光検出器４１８へ導く第１位置４１２を有する。第２位置４１４は、反射光４１６を受け、第２の光検出器４２０へ導く。
４１２と４１４の部分は、任意の便利な断面（例えば平面または円柱面）であってよく入ってくる反射光４１６の全体的な方向から共通の角度αだけ傾いているのが望ましい。
【００３７】
２つの離れた光検出器を設けることにより、システムが記号からのミラー面反射または記号が印刷された面からの鏡面反射によってあふれるのを防ぐことを可能にするだろう。鏡面反射は光検出器の１つを働かなくするかもしれないが、もう一方はそうしない。
間隔の空いた光検出器Ｄ１とＤ２の実施の形態は、図１１に示されており、信号を処理するための回路は図１２に示されている。
【００３８】
広い光学視野を有するシステム（非再帰反射性光学系のような）は、一般的に、周囲光源および人工光源により生成された暗騒音により妨害される。前置検出器は、暗騒音による信号電力で満たされ、システムを操作不能にする。人工光源からの暗騒音は、高性能光源を求める傾向が続くにつれ、より顕著になろう。１つの一般的な技術として、再帰反射性光学系を使用することによって光学視野を小さくすることができる。しかし、非再帰反射性光学系は、通常小さい走査エンジンのために要求される。ＩＤ走査システムのための検出器暗騒音機能不全の問題を解決する技術を、図１１から図１３を参照して説明する。
【００３９】
図１１は、第１の検出器から所望の信号プラス雑音電力を得、第２の検出器から雑音電力のみを得る光電変換器前端を提供するシステムの一般的な配置を示す。この発明は、必要とされる信号電力だけを生じさせるためにこれらの信号を減じる、図１２の回路を提供する。双方の集光体の視野は、長方形になるように、そして雑音整合のために、同じ背景面を保つために出来るだけ狭く設定されている。各検出器の暗騒音のレベルをより近くに整合するために、光学系フィルターと電子利得整合を各検出器に対して使用してもよい。
【００４０】
レーザ源経路が第１の集光体の視野の軸上にあるようにするためにいくつかの配置法が提案されている。反射体（走査手段であってもよい）は、図１３（ａ）に示されているように、集光体の後方に配置されてもよい。しかし、集光体は、レーザ光の通過を可能にするために、狭いスリットを有しなければならない（または２つに分割されていなければならない）。
【００４１】
分割された集光体、またはスリットのある集光体を避けるために、反射体は図１３（ｂ）に示されているようにそれの前方に配置されてもよい。反射体は、集められた信号の一部だけを妨害するように設計される。
他の方法としては、図１３（ｃ）に示されているように、反射体を集光ミラーの中に配置する方法がある。反射体は、標準の単線走査パターンを受けるのに十分なくらいに長く設計されている。
【００４２】
図１２は、この雑音消去技術のために最適化された光電受信回路の実例を示す。２つのフォトダイオード電源は、それぞれの前置増幅器を有していてもよく、それらの信号のそれぞれは次に減算器に送られる。しかし、示された配置は、個別の増幅器があると、前置回路の早めの飽和を避ける。
各検出器の感度をＳで表わすと、フォトダイオード電流は、
Ｉsn＝Ｓ（Ｐs＋Ｐn1）
Ｉn＝Ｓ（Ｐn2）
により得られる。ここで、ＰsとＰn1は、それぞれ、第１の検出器が見た信号電力と雑音電力で、Ｐn2は、第２の検出器が見た雑音電力である。増幅される、結果としての信号は、
Ｉg＝Ｉsn−Ｉn＝Ｓ（Ｐs＋Ｐn1）−Ｓ（Ｐn2）＝Ｓ（Ｐs＋Ｐn1−Ｐn2＝Ｉs＋（Ｉn1−Ｉn2）＝Ｉs＋Ｉt
により得られる。ここで、Ｉn1とＩn2は、それぞれ、第１と第２の検出器が見た暗騒音電力によるフォトダイオードの中の雑音電流である。
【００４３】
２つの雑音源が非常に相互に関係していると（真のまたは人工の光の暗騒音）、Ｉt＝０であり、前置受信器によって生成される結果としての電圧はすべて、次の前置周波数伝達関数に従う信号になる。
0003866321.tif 000002
直流電流によるフォトダイオード散弾雑音のような相互に関連しない雑音に対しては、雑音は、通常のシングルフォトダイオード前端よりも√２大きくなる。この場合、総雑音は、
Ｉt＝√Ｉ＾n12＋Ｉ＾n22
により得られる。
【００４４】
この雑音は相互に関連しないため、
Ｉn1＝Ｉn2＝Ｉ＾であり、
したがって、
Ｉt＝√２Ｉ＾である。
背景証明からの雑音は、このように散弾雑音が増加しても通常、非再帰システムにおいて優勢である。人工光の雑音源が存在しない場合に第２の検出器が適応してオフの状態になれば、信号対雑音比は改善されるだろう。
【００４５】
再帰反射性システム（図１３（ｄ））と非反射性システム（図１３（ｅ））の双方における代替手段も、比較のために示されている。図１３（ｅ）の手段では、光検出器Ｄ１とＤ２の前に、フレネルレンズ、ホログラフィー格子、または他の光学要素が使用され得る。
図６と図７に示されている分離された集光ミラーは、分離された集光ミラーが使用される上記の他の実施の形態のいずれとも結合して使用され得る。走査ミラーが集光ミラーとしての働きもするスキャナにこの種の分割されたミラーを使用することも可能だろう。他のスキャナの実施の形態は、図８に示されている。この実施の形態では、レーザ５１０からのビームは、読み取る記号へ導かれる前に円筒形の走査ミラー５１２により整形される。走査ミラー５１２の円筒形の表面は、要求されるように、Ｘ方向においてビームを整形する。
他の実施の形態は、図９に示されている。ここで、レーザ６１０からの光は、第１の走査ミラー６１２と第２の走査ミラー６１４に当たる。双方のミラーは、円筒形の表面を有し、そのためにビームを、要求されるようにＸ方向とＹ方向に整形する。
【００４６】
図８と図９に示されたとおりのミラー断面は、要求されるビーム整形に応じて選択され得る。例えば、ある場合には、円筒状の面よりも環状の面を有する方が便利だろう。さらに、その整形は、光が走査要素に当った後または当たる前に、１つ以上の固定されたミラーから光ビームを反射することにより行われてもよい。最も一般的な形としては、ビームの整形は、ビームを１つ以上の非平面から反射することにより実行される。
【００４７】
上記の、図８と図９に関して説明され図示された実施の形態は、他の実施の形態のいずれとも結合して使用され得る。
図１０は、一例として、前述したいずれの実施の形態の一部ともなれる適切な型のハンドヘルド型レーザスキャナを示している。図１０のスキャナに含まれた特定の特徴は、図１から図９までに関して既に述べた特徴とは細かい部分で異なるが、図９に関連して述べたいずれの実施の形態も、図１０に示された種類のハンドヘルド型スキャナの一部とすることができることは当然理解されるだろう。
【００４８】
図１０のスキャナは、引き金７３９を備えた、握ることのできるハンド部７３６を有する本体７３５を含む。本体７３５内にはレーザモジュール７１５がある。レーザモジュール７１５からの光は、例えば図２、図３または図５に示された形のミラーであり得る、振動するミラー７１０を照射するようになっている。その結果生じるビーム７３７は、窓７３８を通ってハウジングを出ていく。ミラー７１０は、記録される記号７１４を横切って走査線７１３を描くように振動するように配置される。記号から反射された光は、窓７３８を通り、集光ミラー７２６によって集められ、光検出器７２５に反射される。次いで光学信号が、電気信号に変換され、記号７１４の特徴が決定される。
【００４９】
この発明は多数の特定の実施の形態に関連して図示され説明されたが、この発明の精神から逸脱することなく、様々な修正や構造の変更が行われ得るため、示されたどの細部にも限定する意図はない。
さらに分析しなくても、上記事項はこの発明の要点を十分に開示しているので、他人は現在の知識を応用することによって、先行技術の観点からこの発明の包括的または特定的側面の本質的な特徴を公正に構成する要素を除外することなく、それを様々な利用法に直ちに応用することができる。したがって、これらの応用は以下の請求項の意味および均等物の範囲に含まれるべきであり、また含まれることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、多面折り曲げミラーを利用した、本発明の１つの実施の形態による多レンジレーザスキャナを示す。
【図２】図２は、他の実施の形態、つまり走査集光体を備えた２レンジスキャナを示す。
【図３】図３は、他の実施の形態、つまり別個の集光体を有する２レンジスキャナを示す。
【図４】図４は、他の実施の形態、つまり２つのレーザビームを使用する２レンジのスキャナを示す。
【図５】図５は、図４の実施形態で使用された、分離された走査ミラーをさらに詳しく示す。
【図６】図６は、他の実施の形態、つまり光を２つの分離された光検出器へ導く分離された集光ミラーを有するスキャナを示す。
【図７】図７は、図６の分離された集光ミラーの中心断面図である。
【図８】図８は、ビームの整形が円筒形の走査ミラーにより行われる、他の実施の形態である。
【図９】図９は、Ｘ方向とＹ方向の双方でのビーム整形が２つの円筒形のミラーにより行われる、もう１つの実施の形態である。
【図１０】図１０は、前述のどの実施の形態も含み得る、典型的なハンドヘルド型のスキャナを示す。
【図１１】図１１は、本発明による２つの光検出器の配置を示す。
【図１２】図１２は、図１１の２つの光検出器の配置の回路図である。
【図１３】図１３（ａ）は、集光体／反射体の配置の第１の実施の形態を図示する２つの光検出器の配置である。
図１３（ｂ）は、集光体／反射体の配置の第２の実施の形態を図示する２つの光検出器の配置である。
図１３（ｃ）は、集光体／反射体の配置の第３の実施の形態を図示する２つの光検出器の配置である。
【符号の説明】
１０  レーザダイオード
１２  走査ミラー
１４  折り曲げミラー
１６  ミラー部（反射部）
１８  ミラー部（反射部）
２０  ミラー部（反射部）
２２  スキャナハウジング
２４  開口
２６  記号
２８、３０、３２  位置
３８  光学系
【図１】
0003866321.tif 000003
【図２】
0003866321.tif 000004
【図３】
0003866321.tif 000005
【図４】
0003866321.tif 000006
【図５】
0003866321.tif 000007
【図６】
0003866321.tif 000008
【図７】
0003866321.tif 000009
【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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