(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査モジュールと単一の傾斜ミラーとを備えた光学スキャナであって、
前記走査モジュールは、２つの動作モードを有して、複数の固定パターンミラーと第１の走査モータにより回転する反射器とを備え、
前記反射器は、回転することにより、
第１の動作モードにおいて、レーザビームを前記固定パターンミラーの方向に向けることにより異なる複数の走査ラインを形成し、
前記複数の走査ラインの物品の１次元バーコードラベルからの反射光を集め、
第２の動作モードにおいて、レーザビームを前記固定パターンミラーの一つに当てて前記物品から２次元バーコードラベルの反射光を集め、
前記単一の傾斜ミラーは、駆動軸を回転させるための第２の走査モータと前記駆動軸に対して所定の角度に取り付けられたミラーとを備え、
前記駆動軸は、回転することにより、
前記第１の動作モードにおいて、前記物品の前記１次元バーコードラベルからの前記走査ラインのレーザビームを反射するように前記傾斜ミラーを傾斜させ、
前記第２の動作モードにおいて、前記物品の前記２次元バーコードラベルからレーザビームを反射するように前記傾斜ミラーを傾斜させる、
ことを特徴とする光学スキャナ。
【請求項２】
前記複数の走査ラインは、星型パターンを形成し、当該星型パターンの中心が前記駆動軸の回転による前記傾斜ミラーの傾斜角の変動に伴って回転することを特徴とする請求項１に記載の光学スキャナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本明細書に組み入れられる、欧州特許出願第０  ５３２  ２２０号に関連するものである。
【０００２】
本発明は光学スキャナに関し、特に、マルチライン走査モードおよびシングルインライン走査モードを有する光学スキャナに関するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
現在使用されている主要なバーコードラベルは１次元コードラベルであり、これは、種々の幅の複数の黒および白の平行なラインから構成されている。このようなバーコードラベルはＵＰＣ規格を満たすものである。１次元バーコードラベルは、データ冗長度により特徴付けられるものであり、つまり、平行なラインに実質的に垂直な方向に沿っていずれかの端から読み取った時でも同じ情報を生じるようになっている。
【０００４】
比較的新しくてあまり使用されていないバーコードラベルとして２次元バーコードラベルがあり、これは、典型的には、互いの上部に異なる幅で積み重ねられた複数の異なる列の黒と白の平行なラインから構成されるものである。各列は典型的には１次元のバーコードラベルではないが、列内の情報は、列の一部が走査された時に全体のバーコードラベルを復号できるように、共通のスキームによりリンクされている。このようなバーコードラベルはＰＤＦ、Ｓｕｐｅｒｃｏｄｅあるいは他の規格を満たしている。２次元バーコードラベルは１次元バーコードラベルのデータ冗長度を有していない。
【０００５】
光学スキャナは、小売りのチェックアウトおよび在庫品管理などにおいて有用であることが知られている。光学スキャナには２つのタイプ、つまり、マルチラインスキャナとシングルラインスキャナがある。マルチラインスキャナは多数の走査ラインを生成し、またシングルラインスキャナは１つの走査ラインを生成する。マルチラインスキャナは、そのスキャナ上の方向がランダムであるバーコードラベルを走査するために設計されている。シングルラインスキャナは、単一走査ラインに対するバーコードの方向がユーザにより決定される状況下において使用されている。
【０００６】
マルチライン光学スキャナは一般的にはレーザダイオードを使用しており、それからの光は走査ビームを作るために集束され平行にされる。反射スピナ（reflective spinner）は複数の固定ミラーに対してビームを向け、またビームをバーコードラベルにより反射された後に集める。モータが反射スピナを回転させ、また検出器が戻ってくるビームを受け取る。このようなスキャナにより生成されるパターンは、互いに種々の角度を向いたラインにより特徴付けされる。
【０００７】
マルチラインスキャナの一例は、共に本出願人に譲渡された、Ｗｉｋｅ、Ｊｒ．のＥＰ特許出願第０  ５４１  ２９２号、およびＣｏｌｌｉｎｓ、Ｊｒなどの米国特許第５、２２１、８３２号に開示されている。これらを本明細書に参考として組み入れる。
【０００８】
シングルライン光学スキャナは発光ダイオードあるいはレーザを採用しており、また通常は杖または銃の形状をしている。シングルラインスキャナは特に、２次元バーコードラベルを読み取るのに有用である。このような目的のために、シングルラインスキャナは、２次元バーコードレベルを横切る単一の走査ラインを自動的にラスタするために、往復振動（reciprocal oscillation）、逆回転ミラー（counter-rotating mirror ）、あるいは検流計により駆動された偏向ミラーを採用している。単一の走査ラインを自動的にラスタしないものにおいては、オペレータにより２次元バーコードラベルの各列を横切るように手動で方向付けしなければならない。
【０００９】
本発明の目的は、２つの別々のスキャナを使用したくないユーザのために、マルチラインモードの動作とシングルラインモードの動作を共に有する光学スキャナを提供することにある。本発明の別の目的は、２次元バーコードラベルを読み取ることができる、この種の多目的スキャナを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、走査モジュールと単一の傾斜ミラーとを備えた光学スキャナであって、前記走査モジュールは、２つの動作モードを有して、複数の固定パターンミラーと第１の走査モータにより回転する反射器とを備え、前記反射器は、回転することにより、第１の動作モードにおいて、レーザビームを前記固定パターンミラーの方向に向けることにより異なる複数の走査ラインを形成し、前記複数の走査ラインの物品の１次元バーコードラベルからの反射光を集め、第２の動作モードにおいて、レーザビームを前記固定パターンミラーの一つに当てて前記物品から２次元バーコードラベルの反射光を集め、前記単一の傾斜ミラーは、駆動軸を回転させるための第２の走査モータと前記駆動軸に対して所定の角度に取り付けられたミラーとを備え、前記駆動軸は、回転することにより、前記第１の動作モードにおいて、前記物品の前記１次元バーコードラベルからの前記走査ラインのレーザビームを反射するように前記傾斜ミラーを傾斜させ、前記第２の動作モードにおいて、前記物品の前記２次元バーコードラベルからレーザビームを反射するように前記傾斜ミラーを傾斜させることを特徴とする光学スキャナを提供するものである。
【００１１】
ここで、前記複数の走査ラインは、星型パターンを形成し、当該星型パターンの中心が前記駆動軸の回転による前記傾斜ミラーの傾斜角の変動に伴って回転するように構成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、マルチラインとシングルラインを生成する光学スキャナ１０は、レーザ１２、回転反射器１４、パターンミラー１６、検出器１８、モータ２０、メード制御回路（made control circuit）２２、並びに電力供給源２４から構成される。
【００１３】
レーザ１２は、レーザダイオードあるいは他の適当なレーザ源を含んでいる。焦点レンズおよび集束用開口は、集束され且つ平行にされたレーザビーム３０を生成するために、同様に好ましくは使用される。
【００１４】
回転反射器１３は、ビーム３０をパターンミラー１６に向け、またアイテム３２から反射された光３８を検出器１８に向ける。回転反射器１４は、上記で組み入れられたＷｉｋｅ、Ｊｒ．およびＣｏｌｌｉｎｓ、Ｊｒ．特許に開示されたように、鏡映ポリゴンスピナ（mirrored polygon spinner）、あるいはビーム２２を通過するための開口を有する鏡映収集面（mirrored collect surface）を含んでいる。
【００１５】
パターンミラー１６は１つまたはそれより多くの走査ライン３６を生成し、これはバーコードラベル３４を照明するためにアイテム３２に当たる。パターンミラー１６は反射された光３８を回転反射器１４に向ける。
【００１６】
検出器１８は、反射された光３８を、当該反射された光３８の強度に基づいて、電気信号４０に変換する。
【００１７】
モータ２０は回転反射器１４を回転する。モータ２０は、回転反射器１４が据え付けられた軸２６を含んでいる。
【００１８】
制御回路２２は電力供給源２４からの電力をモータ２０およびレーザ１２に印加し、また電気信号４０からバーコードラベル３４内に含まれた情報を復号する。
【００１９】
制御回路２２は制御器４２、アイテム感知回路４４、レーザ電力制御回路４６、モータ電力制御回路４８、およびモード制御回路５０を含んでいる。
【００２０】
制御器４２はバーコードラベル３４内に含まれた情報を復号し、またレーザ電力制御回路４６およびモータ電力制御回路４８を制御する。
【００２１】
アイテム感知回路４４はアイテム３２がスキャナ１０の走査容量の内側にある時を感知する。アイテム感知回路４４は好ましくは、背景の光の強さを示す信号６０を生成するフォトダイオードを含んでいる。制御器４２は、背景の光の強さがハイの時（つまり、予め決定された時間間隔の間にアイテムや人が走査容積内にいない時）に、レーザ１２およびモータ２０から電力を除去し、また背景の光の強さが予め決定されたしきい値より低い時に電力を印加する。背景の光の強度の変化を感知する動作感知回路も採用される。これに代えて、アイテム感知回路４４は、上記組み込まれたＷｉｋｅ、Ｊｒ．などに開示された赤外線送信および受信ダイオードを含む構成でも良い。
【００２２】
レーザ電力制御回路４６は、レーザ１２への電力の適用を制御し、またモータ位置センサ５２およびスイッチ５４を含んでいる。
【００２３】
モータ位置センサ５２は、モータ２０がその回転の間において予め決定された位置内にいることを示す信号６２を発生する。モータ位置センサ５２はホールセンサであるが、本発明においては他の位置センサも使用可能である。例えば、位置表示用の反射器がパターンミラー１６上（例えば、ファセット端）に取り付けても良く、また反射器１４がその回転において予め決定された位置に到達した時にレーザビームにより照明されるようにすることもできる。位置表示用検出器は位置表示用反射器から反射された光を感知する。レーザ電力回路４６は次いで、予め決定された時間間隔の間だけ（つまり、鏡映ポリゴンの１つのファセットを照明するために必要とされる時間）レーザ１２を活性化させる。
【００２４】
制御回路４２は、スキャナ１０がシングルライン動作モード中において単一の走査ラインを作るために、スイッチ５４を閉じることによりレーザ１２を活性化させる。モータ位置センサ５２からの信号は、スキャナがマルチライン動作モード中の時には制御器４２により無効とされる。
【００２５】
スイッチ５４は、制御器４２からの制御信号を受けて、電力をレーザ１２に印加する。制御器４２は、レーザ１２、当該アイテムあるいは人、または人あるいはアイテムの動作を表示する信号６０がアイテム検知回路４４により検出された時に、モータ４２、およびモータ７８をオンにするために、スイッチ５４と５６を閉じる。シングルライン動作モード中において、スイッチ５４は好ましくは、レーザビームがパターンミラー１６の１つを横切るのに必要な時間の間だけ閉じられる。
【００２６】
スイッチ５８は制御器４２をシングルライン動作モードまたはマルチラインモードの動作にする。スイッチ５８は閉じた時には信号を生成する。スイッチ５８は、オペレータにより操作される、機械式、電気式、あるいは光学式のスイッチである。あるいは、スイッチ５８は、制御器４２を制御するためにバーコードラベルのプログラムを走査することにより置き換えられる。モータ一センサ５２からの信号６２はレーザ１２を何時オンあるいはオフにするのかを制御器４２に指示する。
【００２７】
モータ電力制御回路４８はスイッチ５６を含んでいる。スイッチ５６は、制御器４２からの制御信号を受け取ることで、モータ２０およびモータ７８に電力を印加する。マルチライン動作モードおよびシングルライン動作モードのいずれの場合でも、制御器４２は信号６０を受信した時にスイッチ５６を閉じる。
【００２８】
モード制御回路２２は、マルチライン走査およびシングルライン走査の間でスキャナ１０の動作モードを変更する。モード制御回路２２は好ましくは、ユーザにより起動されるスイッチを含んでいる。
【００２９】
スキャナ１０は、好ましい実施の形態ではまた、マルチライン動作モードにおいてスキャナ１０の走査パターンをより全方向的とするため、およびスキャナがシングルモード動作モードにある時にアイテム７６上のバーコードレベルを２次元的に走査するために、傾斜ミラー組立体および速度制御回路７２を含んでいる。
【００３０】
傾斜ミラー組立体７０は、駆動軸８２を有するモータ７８、およびモータ軸８２に対してオフセットして取り付けられた回転反射ミラー８０を含んでいる。モータ電力制御回路４８は同様にモータ７８への電力を制御する。好ましくは、モータ７８は反対方向に回転する。モータ軸８２は好ましくは、駆動軸８２を４５°で駆動するために所定の角度を向いている。傾斜ミラー組立体７０は、マルチライン動作モードにおいて高い密度のマルチライン走査パターンを生成するために、パターンの有効な中心の回りでパターンミラーからパターンを回転させる。傾斜ミラー組立体７０は上記組み込まれたＷｉｋｅ、Ｊｒ．などへの特許に説明されている。
【００３１】
マルチライン動作モードにおいては、速度制御回路７２は、Ｃｏｌｌｉｎｓ、Ｊｒ．などへの上記組み込まれた特許に記載されているように、種々のバーコードラベルのアスペクト比に対してスキャナ１０の読取り能力に最適化するために、モータ７８に対するモータ２０の速度比を調節する。高いアクペクト比のバーコードラベルに対しては、速度制御回路７２はモータ２０とモータ７８の間の速度比を、予め決定された量だけ増大する。他のバーコードラベルに対しては、速度制御回路７２はモータ２０とモータ７８の間の速度比を、モータ７８の速度を予め決定された量だけ減じる。好ましくは、制御器４２は速度制御回路７２を制御し、また速度比を変更するためにバーコードラベルをプログラムすることが採用される。
【００３２】
シングルライン動作モードにおいては、２次元バーコードラベル７４は、ユーザにより図２と同様な位置に向けられる。傾斜ミラー組立体７０は２次元バーコードらべる７４の各列を横切る単一の走査ラインをラスタする。単一の走査ラインは、モータ２０の各回転の空間内の異なる位置でそれぞれ生じ、これによりラスタ走査パターン８４が生成される。ラスタパターン８４は、単一の走査ラインの異なる発生が集合的に観察された時のマルチ走査ラインパターンの外観を有している（図２）。
【００３３】
ラスタによってスキャナ１０には２次元バーコードラベル７４を自動的に走査するための機能が備わる。２次元バーコードラベル７４は、それぞれ幅Ｒを有する複数の列を有している。速度制御回路７２は、単一の走査ラインが２次元バーコードラベル７４の列をできるだけ多く横切ることを確保するために、単一の走査ラインの起きる間隔Ｄを調整する。好ましくは、間隔Ｄは最小値に設定される。
【００３４】
２次元バーコードラベル７４はオペレータに向いているので、より大きな間隔Ｄにより大きな角度をカバーすることはあまり意味がない。しかしながら、２次元バーコードラベル７４が正しく向いていない場合、間隔Ｄを大きくすることで、２次元バーコードラベル７４を読み取ることが確実にされる。
【００３５】
公知の高性能のアルゴリズムおよび公知の２次元コードラベル７４の固有の構造により、制御器４２は部分的な列の走査から２次元バーコードラベル７４を復号することができる。
【００３６】
スキャナ１０は、カウンタートップスキャナとして水平方向によりも、「プレゼンテーション」スキャナとして垂直方向において特に有用であるが、本発明においてはカウンタートップ動作も考慮している。上記組み込まれたＷｉｋｅ、Ｊｒ．などへの特許において記載されているように、好ましい実施の形態のスキャナ１０はプレゼンテーションスキャナとしてのハンドフリーな位置、あるいは手持ちスキャナとしての手持ち位置で動作される。スキャナ１０が手持ちあるいはハンドフリーなスキャナとして使用される場合のいずれにおいても。マルチライン動作モードおよびシングルライン動作モードが採用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の光学スキャナのブロックダイヤグラムである。
【図２】  ローダ状態機械（loader state machine）の動作を例示した状態ダイヤグラムである。
【符号の説明】
１２  レーザ
１４  回転反射器
１６  パターンミラー
１８  検出器
３０  ビーム
【図１】
0003834115.tif 000002
【図２】
0003834115.tif 000003