電気光学読取り機におけるレーザパワー制御装置
一般的な安全規格に適合する予め確立された規格に見合わないオーバーパワー条件の検出に基づいて、電気光学読取り機において用いられるレーザへのパワーを遮断するためのレーザパワー制御装置。本発明の一実施形態にしたがう電気光学読取り機は、レーザからのレーザビームをハウジングによって支持された窓を通して読み取られるインディシアへと配向することによって、例えばバーコードシンボルのようなインディシアを読み取ることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、電気光学読取り機、例えば、インディシア（例えばバーコードシンボル）を読み取るためのスキャナに関し、より具体的には、安全性を向上させるためのレーザパワー制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な電気光学システムまたは読取り機が、物品のラベル上または表面上に現れるバーコードシンボルのようなインディシアを読み取るために開発されてきた。バーコードシンボルそのものは、様々な幅の一連のバーから構成されたグラフィックインディシアの符号化されたパターンであり、これら一連のバーは、互いに対して間隔が空けられており、様々な幅のスペースの境界を定めている。これらのバーおよびスペースは、異なる光反射特性を有している。読取り機は、グラフィックインディシアのパターンを時間によって変動する電気信号へと電気光学的に変換することによって機能し、これらの変換された電気信号は、読み取られるシンボルに関連するデータへとデジタル化および復号化される。
【０００３】
典型的に、レーザからのレーザビームは、標的（標的表面上にバーコードを含む）に向いた光路に沿って配向される。移動ビームスキャナは、スキャニングコンポーネントの移動手段（例えば、レーザそのもの、またはレーザビームの経路に配置されたスキャンミラー）によって、シンボル全体にわたって一本のスキャンラインまたは一連のスキャンラインでレーザビームを繰り返し掃引することによって動作する。光学素子が、標的表面上のビームスポットにレーザビームを焦点合わせし、スキャニングコンポーネントの移動によって、シンボルにわたってビームスポットが掃引され、シンボルにわたってスキャンラインが掃引される。スキャニングコンポーネントの移動は、典型的には、電気駆動モータによってもたらされる。
【０００４】
読取り機はまた、センサまたは光検出器をも含んでおり、これらセンサまたは光検出器が、シンボルから反射または散乱されたスキャン光に沿う光を検出する。光検出器またはセンサは、これらの光検出器またはセンサが、反射または散乱された光のキャプチャを確実にできる視野を有し、かつキャプチャした光を電気的アナログ信号に変換することができるように配置される。
【０００５】
逆反射光収集においては、例えば、特許文献１または特許文献２（これら両者は、参照により本明細書中に援用される）に記載されている往復振動ミラーのような単一の光学的コンポーネントが、標的表面にわたってビームを掃引し、収集光をセンサに配向する。非逆反射光収集においては、反射されたレーザ光は、スキャニングのために用いられるのと同じ光学的コンポーネントによっては収集されない。その代わりに、センサは、ビームのスキャニングとは独立しており、大きな視野を有している。反射されたレーザ光は、センサにわたってトレースし得る。
【０００６】
電子制御回路およびソフトウェアは、センサからの電気的アナログ信号を、スキャンされているシンボルによって表されているデータのデジタル表現に復号化する。例えば、光検出器によって生成されたアナログ電気信号は、デジタイザによって、パルス幅変調された、バーおよびスペースの物理的な幅に対応する幅を有するデジタル信号に、変換され得る。代替的に、アナログ電気信号は、ソフトウェア復号器によって直接的に処理され得る。例えば、特許文献３を参照されたい。
【０００７】
復号化処理は、通常、ソフトウェアアルゴリズムを実行して信号を復号化しようと試みるマイクロプロセッサに、デジタル化された信号を適用することによって機能する。シンボルが正しく完全に復号化されると、復号化が終了し、正しい読取の指標（例えば、緑色光および／または可聴ビープ音）が、ユーザに提供される。あるいは、マイクロプロセッサは次のスキャンを受信して、シンボルにおける符号化されたデータの２進表現への、およびそのように表現される英数字への、別の復号化を実行する。正しい読取りが得られると、２進データは、さらなる処理（例えば、ルックアップテーブルからの情報抽出）のためにホストコンピュータに通信される。
【０００８】
読取り性能は、レーザの出力パワーが増大すると向上されるが、人間の安全のために、行政の規制官庁の安全規格が、レーザの最大出力を規定している。これらの規格のうちの一部は、レーザの出力パワーを調整する制御回路が故障したときでさえも、レーザの出力パワーが規制制限を超過しないことを要求する。
【０００９】
例えば、レーザのハウジング内部のモニタフォトダイオードは、通常、レーザの出力パワーをモニタするように動作可能である。モニタフォトダイオードは、動作中にレーザの出力パワーを一定に維持するためのフィードバック回路の一部分である。モニタフォトダイオードが故障した場合、またはフィードバック回路からの電気的な接続が切断された場合には、フィードバック信号が損失し得、フィードバック回路は、規制制限を超過し得るレベルにまで、レーザ出力電力を増大させ得る。
【００１０】
別の実施例は、レーザに直列的に接続され、レーザを活性化させるための駆動電流を生成するように通常動作可能な、駆動トランジスタを含む。駆動トランジスタが故障した場合に、またはレーザからの電気的な接続が切断された場合に、レーザ出力パワーは、規制制限を超過するレベルまで増加し得、この場合もまた、ユーザおよび傍観者の安全性を脅かす。
【特許文献１】米国特許第４，８１６，６６１号明細書
【特許文献２】米国特許第４，４０９，４７０号明細書
【特許文献３】米国特許第５，５０４，３１８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の一般的な目的は、安全規格を満たすように、レーザのパワー出力を制御することである。
【００１２】
本発明の追加的な目的は、レーザの出力パワーが予め確立された安全規格を超過したことの検出に基づいて、レーザを不活性化することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、読取り機の性能に不利な影響を与えることなしに、安全性を増大させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の目的および以後明らかになるその他の目的を踏まえると、本発明の１つの特徴は、簡単に述べると、電気光学読取り機におけるレーザパワー制御装置にあり、この電気光学読取り機は、レーザからのレーザビームをハウジングによって支持された窓を通して読み取られるインディシアへと配向することによって、例えばバーコードシンボルのようなインディシアを読み取る。
【００１５】
上記装置は、ハウジング内に配置されたオーバースキャン領域の間の窓よりも大きなスキャン角度にわたって、窓から離れるようにレーザビームを掃引するための、スキャナを含んでいる。オーバーパワー回路は、レーザビームの出力パワーが予め確立された閾値を超過するオーバーパワー条件を検出するように動作可能である。オーバーパワー回路は、レーザビームの出力パワーの検出を確立するためのオーバースキャン領域のうちの１つにおいて、オーバーパワーコンポーネントを含んでいる。制御回路は、オーバーパワー条件の検出に基づいて、レーザを不活性化するように動作可能である。
【００１６】
一実施形態において、オーバーパワーコンポーネントはセンサ、例えば、インディシアから散乱された光を検出するように動作可能な主光検出器から離れて配置された補助光検出器である。補助光検出器は、補助光検出器に入射するレーザビームの出力パワーを検出
し、かつレーザビームの出力パワーを示す大きさを有するオーバーパワー信号を生成するように動作可能である。１つのオーバースキャン領域に補助光検出器を搭載することにより、電気光学的に読み取られるインディシアに到達するために窓を通ってハウジングから出て行くレーザビームとの干渉がなくなる。
【００１７】
別の実施形態において、オーバーパワーコンポーネントは標的であり、好適には、１つのオーバースキャン領域に固定されたラベル、またはオーバースキャン領域にマークまたは成形された特徴である。標的は、その上に入射するレーザビームを上述の主光検出器へと反射し、さらにはレーザビームの出力パワーを表す大きさを有するオーバーパワー信号を生成するように動作可能である。この場合もまた、上述のように、窓から離れた標的の搭載は、ハウジングを出て行くレーザビームとの干渉を一切引き起こすこともないし、インディシアから散乱された光を表す信号を生成する主光検出器の主なタスクと干渉する、主光検出器によるオーバーパワー信号の生成も一切ない。
【００１８】
オーバーパワー回路は、オーバーパワー信号の大きさが基準値を超過したときに、出力パワー信号の大きさおよび基準値を比較し、制御信号を生成する。制御信号は、マイクロプロセッサに伝導され、このマイクリプロセッサは、レーザおよび電源の間に直列に接続されたスイッチを開くことによって、オーバーパワー状態におけるレーザへのパワー供給を遮断する。パワーは、必ずしも完全に遮断される必要はない。パワーは、出力パワーが規制制限未満になる安全条件にレーザを持っていくまでに低減されれば十分である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本明細書において用いられているように、用語「シンボル」は、一般にバーコードシンボルと称される様々な幅の交互のバーおよびスペースから構成されるシンボルパターンに限らず、その他の１次元または２次元のグラフィックパターンならびに英数字をも広く含んでいる。一般的に、用語「シンボル」は、光ビームをスキャンし、パターンまたはインディシアの様々な点における光の反射率における変動の表現として反射または散乱された光を検出することによって、認識または識別のいずれかがなされ得る任意のタイプのパターンまたはインディシアに当てはまり得る。図１は、読み取られる「シンボル」の一実施例としての特徴（ｉｎｄｉｃｉｕｍ）１５を示している。
【００２０】
図１は、シンボルを読み取るためのハンドヘルドのレーザスキャナデバイス１０を示している。レーザスキャナデバイス１０は、バレル部分１１およびハンドル１２を有するハウジングを含んでいる。図面は、ハンドヘルドのピストル型のハウジングを示しているが、本発明はまた、例えばデスクトップワークステーションまたは静止スキャナのような、その他のタイプのハウジングにおいても実装され得る。示されている実施形態において、ハウジングのバレル部分１１は、出口ポートまたは窓１３を含んでおり、出て行くレーザビーム１４は、これを通って、ハウジングから一定の距離に配置されたバーコードシンボル１５上に衝突し、このバーコードシンボル全体にわたってスキャンする。
【００２１】
レーザビーム１４は、シンボル１５を移動させることによって、スキャンパターンを形成する。典型的に、スキャニングパターンは、ライン１６によって示されているように、１次元または線形である。レーザビーム１４のこの線形のスキャニング移動は、振動モータ１８によって駆動される振動スキャンミラー１７によって生成される。必要に応じて、２次元の光学的に符号化されたシンボルの読み取りを可能にするために、２次元のスキャニングパターンを介してビーム１４をスキャンするための手段が提供され得る。手動によって作動されるトリガ１９または同様の手段は、オペレータがデバイス１０を保持し、シンボル１５に配向するときに、オペレータがスキャニング動作を開始することを可能にする。
【００２２】
スキャナデバイス１０は、ハウジング内部に搭載された、活性化可能レーザソース２０を含んでいる。レーザソース２０は、レーザビーム１４を生成する。主光検出器２１は、バーコードシンボル１５から反射および散乱された光の少なくとも一部分を収集するように、ハウジング内部に配置される。主光検出器２１は、示されているように、窓１３に向かって面しており、上述の非逆反射（ｎｏｎ−ｒｅｔｒｏ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）読取り機の広視野特性を有している。代替的に、逆反射（ｒｅｔｒｏ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）読取り機において、スキャンミラー１７の凸部分は、収集された光を光検出器２１に焦点合わせし得る。この場合に、光検出器は、スキャンミラーに向けて対面する。ビーム１４が、シンボル１５を掃引すると、光検出器２１は、シンボル１５から反射および散乱された信号を検出し、収集された光の強度に比例するアナログ電気信号を生成する。
【００２３】
デジタイザ（図示されず）は、典型的には、スキャンされるシンボル１５のバーおよびスペースの物理的な幅に対応するパルス幅および／または間隔を有する、パルス幅変調されたデジタル信号へとアナログ信号を変換する。復号化器（図示されず）は、典型的には、関連のあるＲＡＭおよびＲＯＭを有するプログラムされたマイクロプロセッサを含んでおり、特定のシンボル規則にしたがって、パルス幅変調されたデジタル信号を復号化し、シンボルにおける符号化されたデータの２進表現、およびシンボルによって表現される英数字を導出する。
【００２４】
レーザソース２０は、焦点レンズ２２および開口絞り２３を含む光学的アセンブリを介してレーザビームを配向し、レーザビームを改変し、それをスキャンミラー１７上に配向する。垂直軸に搭載されて垂直軸のまわりでモータ駆動１８によって振動させられるミラー１７は、ビームを反射し、出口ポート１３を介して、それをシンボル１５に配向する。
【００２５】
スキャナデバイス１０を動作させるために、オペレータは、レーザソース２０およびモータ１８を活性化するトリガ１９を押す。レーザソース２０は、要素２２および開口絞り２３の組み合わせを通るレーザビームを生成する。要素２２および開口絞り２３は、ビームを改変して、所与のサイズの強いビームスポットを形成する。これは、連続的に広がり、作動距離範囲２４上では実質的に変動しない。要素および開口絞りの組み合わせは、回転ミラー１７上にビームを配向する。この回転ミラーは、掃引パターンで（すなわち、スキャンライン１６に沿って）、改変されたレーザビームをスキャナのハウジング１１から離れるように、バーコードシンボル１５に向けて、配向する。作動距離２４内の任意の地点に配置され、レーザビーム１４に対して実質的に垂直なバーコードシンボル１５は、レーザ光の一部を反射および散乱する。非逆反射位置においてスキャナのハウジング１１内に搭載されて示されている主光検出器２１は、反射および散乱された光を検出し、受信した光をアナログ電気信号に変換する。主光検出器はまた、スキャンミラー１７と対面する逆反射位置にも搭載され得る。そしてシステムの回路は、アナログ信号をパルス幅変調されたデジタル信号に変換し、マイクロプロセッサベースの復号器は、これをバーコードの記号規則の特性にしたがって復号化する。
【００２６】
図２に示されているように、レーザソース２０は、レーザダイオード２５およびモニタフォトダイオード２６をレーザソース内に含んでいる。モニタフォトダイオード２６は、ダイオード２５の出力パワーをモニタするように動作可能である。フォトダイオード２６は、レーザ出力パワーを一定に維持するように動作可能なフィードバック回路の一部分である。フィードバック回路は、比較器２７を含んでおり、この比較器は、抵抗器２８および２９から構成される分圧器を介して比較器の正の入力に印加される基準電圧を有している。フォトダイオード２６は、抵抗３０および３１を含む抵抗のネットワークを介して、比較器の負の入力に接続されている。比較器２７の出力は、抵抗器３２およびキャパシタ３４を介して、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）３３のゲートＧに伝導される。ＦＥＴ３３のドレイン出力は、レーザダイオード２５に接続されている。デバイス３３のソース出力は、抵抗器３５を介して、接地に接続されている。
【００２７】
これまで述べてきたように、図２の回路は、内部のモニタフォトダイオード２６が、レーザダイオード２５によって放出されたレーザビームの出力パワーにおける変化を検出し、ＦＥＴ３３を駆動させるために比較器２７にフィードバック信号を送信することによって、より多い電流またはより少ない電流がレジスタ３５を流れ、そしてレーザダイオード２５を流れることを可能にするという点で従来通りである。この電流が多くなると、レーザ出力パワーが増大し、その逆に、レーザ出力パワーが増大すると、電流が多くなる。
【００２８】
レーザダイオード２５は、電源４０によって活性化され、この電源は、レーザダイオード２５を活性化するための駆動信号を生成するトランジスタを含んでいる。駆動トランジスタ、またはモニタフォトダイオード２６、またはモニタフォトダイオードのための電源またはフィードバック制御における任意の電気的コンポーネントが故障した場合でさえも、あるいは電気的に接続が切断された場合に、行政の規制機関の安全性が、本発明にしたがうレーザ出力制御装置によって取得され得、レーザダイオード２５の出力パワーをモニタし、モニタされた出力パワーが予め確立された閾値を超過したときに、これを不活性化する。
【００２９】
図２において、上述のスキャンミラー１７は、出口窓１３を介して一定のスキャン角度にわたってレーザビーム１４を掃引するために、駆動モータ１８によって両向きの矢印によって反対どうしの円周方向に振動されているように示されているが、これは、図２に示されているように、ハウジング１１に搭載された光透過性の要素として示されている。示されているように、スキャン角度は、窓１３の幅よりも広いが、特にこれは、窓１３全体にわたって、ハウジングの１つのオーバースキャン領域１１Ａと別のオーバースキャン領域１１Ｂとの間をレーザビームが移動することができるように、慎重に選択される。オーバースキャン領域は、ハウジング内において窓の向かい合う側にあり、レーザビーム１４は、オーバースキャン領域によって、ハウジングから出ないようにブロックされる。
【００３０】
好適には光センサである補助センサ３６は、レーザソース２０から離れて配置され、好適には、補助センサ３６が窓１３を出て行くレーザビーム１４をブロックすることによって読取り機の通常動作に不利な影響を与えることがないように、オーバースキャン領域のうちの１つにおいて配置される。補助センサ３６は、その大きさがレーザダイオード２５の出力パワーを表す電気信号を生成する。以下に記載されるように、この電気信号は、オーバーパワー検出回路３７に伝導され、電気信号の大きさが閾値を超過するときを検出することによって、レーザの出力パワーが過度に高く、人間の安全規格を超過していることを指示する。検出回路は、シンボルを復号化して読取り動作全体を制御するコンポーネントと好適には同じものである、マイクロコントローラ４４に伝導されるオーバーパワー信号を生成する。そしてマイクロコントローラ４４は、電源４０とレーザソース２０との間に電気的に接続された通常は閉じられているスイッチ３９を開く制御信号を生成し、これにより、レーザソースへのパワーを遮断する。スイッチ３９はまた、リレー、またはバイポーラトランジスタ、または電界効果トランジスタであり得、その場合には、レーザソースへのパワーが低減されるだけで十分である。
【００３１】
このように、レーザビーム１４が、窓１３の側部の上で掃引されるごとに、レーザビーム１４は、補助センサ３６に衝突し、この補助センサは、検出回路３７と共に、オーバーパワー条件がいつ存在するかを検出し、それに応答して、レーザソースのパワーを遮断または低減するように動作可能である。補助センサ３６をハウジングのオーバースキャン領域のうちの１つに配置することにより、窓１３を通過して出て行き、シンボルを読み取るためにこのシンボルに到達する、レーザビーム１４との干渉がなくなる。
【００３２】
図３の実施形態において、図２の要素と同じ要素は、同じ参照番号で示されているが、補助センサ３６は、用いられていない。代わりに、主センサ、特にシンボル１５から反射された光を検出するために読取り機において常に存在する主光検出器２１が、オーバーパワー条件を検出するために用いられる。シンボルから反射する光を検出して窓１３を通過させる主な機能と干渉することなしに、オーバーパワー条件を検出するように、主光検出器２１を用いるために、標的３８は、オーバースキャン領域１１Ａ、Ｂのうちの少なくとも１つに配置される。標的３８は、レーザビーム１４が窓１３を通過しない場合に限り、衝突するレーザ光１４を主光検出器２１に反射するように配置される。標的３８は、オーバースキャン領域のうちの１つの内部表面に貼り付けられたラベルの形態であったり、またはこの標的は、この内部表面にマークまたは成形された特徴であったりし得る。
【００３３】
上述のように、オーバーパワー検出器３７は、主光検出器２１によって生成される電気信号の大きさが、規制機関によって指定される閾値をいつ超過するかを検出し、オーバーパワー条件が検出されたときに、スイッチ３９を開くためにマイクロコントローラ４４に伝導されるオーバーパワー信号を生成するように用いられる。検出回路は、光ビーム１４が、オーバースキャン領域において、標的３８に衝突する間にのみ動作可能である。
【００３４】
オーバーパワー条件の検出は、例えば日光のような明るい周辺光（これもまた、主光検出器２１に衝突する）の存在下においてさえも、信頼性が高くなければならない。周辺光に対する読取り機の感度を低減させるために、標的３８は、図５に示されているように、バーコードシンボル１５に外見が似ている、交互の明領域および暗領域のパターン、または黒色バー４１および白色スペース４３のパターンから構成される。しかしながら、この用途に対しては、単一のスペース４３および単一のバー４１よりも多くのものは必要ではない。光ビーム１４が標的３８の明領域および暗領域の上を掃引するとき、反射された光の強度における差、ひいては主光検出器２１によって生成される電気信号の大きさにおける差が、オーバーパワー検出回路３７によって決定される。この差は、レーザ出力パワーにのみ依存し、周辺光には依存しないので、明るい周辺光は、オーバーパワー条件の誤った決定を引き起こし得ない。
【００３５】
図４に示されているように、主光検出器２１は、従来の前置増幅器ステージ４５に電気的に接続されており、ひいては、従来の読取り機の電子回路４２に電気的に接続されている。この従来の読取り機の電子回路４２は、とりわけ、シンボル１５を読み取るために従来用いられていたような、追加的な利得ステージ、フィルタステージ、デジタイザ、復元器、および自動利得制御回路を含む。図１５は、点Ａにおける電圧波形ＶＡを示しており、この点Ａにおいて、増幅された電圧信号は、明領域４３内で最大の大きさを有する。
【００３６】
抵抗器ＲおよびキャパシタＣを含んでいる微分器４７は、電圧比較器５０の負の入力に接続されており、この電圧比較器の正の入力は、基準電圧ＶＲＥＦ２に接続されている。図
５は、点Ｂにおける電圧波形ＶＢを示しており、この点Ｂにおいて、微分された電圧信号のピークは、明領域および暗領域の間の遷移に対応している。比較器５０は、微分された電圧信号の大きさを基準電圧ＶＲＥＦ２と比較するように動作可能である。図５に示されているように、微分された電圧信号の大きさが、基準電圧ＶＲＥＦ２を超過すると、比較器５０はトリップ（ｔｒｉｐ）し、点Ｃにおいてパルスまたは出力制御信号ＶＣを生成し得る。制御信号ＶＣは、マイクロコントローラ４４に伝導され、このマイクロコントローラは、スイッチ３９を活性化し、レーザソースへのパワーを遮断する。
【００３７】
図４の回路が、読取り機の視野における明るいオブジェクトまたは高反射性のオブジェクト（これらは、レーザ出力が所定の安全規格内にある場合でさえも、大きな強いピークを形成し得る）によって影響を受けないことを確実なものとするために、出力制御信号ＶＣは、光ビーム１４がハウジングのオーバースキャン領域１１Ａおよび１１Ｂにあることが既知であるときに、読取り機のハウジングの外部にある任意の高反射性のオブジェクトに光ビーム１４が入射しない場合にのみ、マイクロコントローラによって受け取られる。
【００３８】
図３の実施形態は、図２の実施形態よりも好適である。なぜならば、補助センサ３６を提供することの無駄が省かれるからである。さらなるコスト削減および回路の単純化のために、マイクロコントローラ４４は、点Ｂにおいて微分された電圧信号をモニタし、これが、レーザが不活性化されなければならないオーバーパワー条件を表すのに十分ア大きさにまで増大したかどうかを決定する、オンチップのアナログデジタルコンバータと共に提供され得る。この改変は、比較器５０を省略することを可能にする。
【００３９】
別の変形において、比較器５０は、デジタルゲートによって置換され得る。ゲートは通常、比較器から取得され得るものに比べて適切に定義されているとはいえない閾値電圧を有するが、読取り機において十分なマージンが存在する場合、すなわち、通常のレーザ出力パワーとレーザが不活性化されなければならない不適切（ｆａｕｌｔ）パワーとの間の差が存在する場合、ゲートは条件に見合い得る。
【００４０】
移動ビーム読取り機に関連して記載されてきたが、本発明のレーザ制御装置は、レーザ投射ディスプレイにも同様に適用可能であり得、一般的に、標的の照明および標的への照準合わせのために光源が用いられる任意のシステムにおいても、同様に適用可能であり得る。
【００４１】
新規であって特許証によって保護されることが所望される事柄は、添付の請求の範囲に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、従来技術にしたがう、電気光学読取り機の斜視図である。
【図２】図２は、図１の読取り機において特に有用である、本発明にしたがうレーザパワー制御装置の一実施形態を示す部分図の回路図である。
【図３】図３は、図１の読取り機において用いるための、本発明にしたがうレーザパワー制御装置の別の実施形態の部分図の回路図である。
【図４】図４は、図２〜図３の実施形態において用いられるオーバーパワー測定回路の回路図である。
【図５】図５は、図４の回路の動作を理解する助けとなる一群の波形、ならびに例示的な標的である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、電気光学読取り機、例えば、インディシア（例えばバーコードシンボル）を読み取るためのスキャナに関し、より具体的には、安全性を向上させるためのレーザパワー制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な電気光学システムまたは読取り機が、物品のラベル上または表面上に現れるバーコードシンボルのようなインディシアを読み取るために開発されてきた。バーコードシンボルそのものは、様々な幅の一連のバーから構成されたグラフィックインディシアの符号化されたパターンであり、これら一連のバーは、互いに対して間隔が空けられており、様々な幅のスペースの境界を定めている。これらのバーおよびスペースは、異なる光反射特性を有している。読取り機は、グラフィックインディシアのパターンを時間によって変動する電気信号へと電気光学的に変換することによって機能し、これらの変換された電気信号は、読み取られるシンボルに関連するデータへとデジタル化および復号化される。
【０００３】
典型的に、レーザからのレーザビームは、標的（標的表面上にバーコードを含む）に向いた光路に沿って配向される。移動ビームスキャナは、スキャニングコンポーネントの移動手段（例えば、レーザそのもの、またはレーザビームの経路に配置されたスキャンミラー）によって、シンボル全体にわたって一本のスキャンラインまたは一連のスキャンラインでレーザビームを繰り返し掃引することによって動作する。光学素子が、標的表面上のビームスポットにレーザビームを焦点合わせし、スキャニングコンポーネントの移動によって、シンボルにわたってビームスポットが掃引され、シンボルにわたってスキャンラインが掃引される。スキャニングコンポーネントの移動は、典型的には、電気駆動モータによってもたらされる。
【０００４】
読取り機はまた、センサまたは光検出器をも含んでおり、これらセンサまたは光検出器が、シンボルから反射または散乱されたスキャン光に沿う光を検出する。光検出器またはセンサは、これらの光検出器またはセンサが、反射または散乱された光のキャプチャを確実にできる視野を有し、かつキャプチャした光を電気的アナログ信号に変換することができるように配置される。
【０００５】
逆反射光収集においては、例えば、特許文献１または特許文献２（これら両者は、参照により本明細書中に援用される）に記載されている往復振動ミラーのような単一の光学的コンポーネントが、標的表面にわたってビームを掃引し、収集光をセンサに配向する。非逆反射光収集においては、反射されたレーザ光は、スキャニングのために用いられるのと同じ光学的コンポーネントによっては収集されない。その代わりに、センサは、ビームのスキャニングとは独立しており、大きな視野を有している。反射されたレーザ光は、センサにわたってトレースし得る。
【０００６】
電子制御回路およびソフトウェアは、センサからの電気的アナログ信号を、スキャンされているシンボルによって表されているデータのデジタル表現に復号化する。例えば、光検出器によって生成されたアナログ電気信号は、デジタイザによって、パルス幅変調された、バーおよびスペースの物理的な幅に対応する幅を有するデジタル信号に、変換され得る。代替的に、アナログ電気信号は、ソフトウェア復号器によって直接的に処理され得る。例えば、特許文献３を参照されたい。
【０００７】
復号化処理は、通常、ソフトウェアアルゴリズムを実行して信号を復号化しようと試みるマイクロプロセッサに、デジタル化された信号を適用することによって機能する。シンボルが正しく完全に復号化されると、復号化が終了し、正しい読取の指標（例えば、緑色光および／または可聴ビープ音）が、ユーザに提供される。あるいは、マイクロプロセッサは次のスキャンを受信して、シンボルにおける符号化されたデータの２進表現への、およびそのように表現される英数字への、別の復号化を実行する。正しい読取りが得られると、２進データは、さらなる処理（例えば、ルックアップテーブルからの情報抽出）のためにホストコンピュータに通信される。
【０００８】
読取り性能は、レーザの出力パワーが増大すると向上されるが、人間の安全のために、行政の規制官庁の安全規格が、レーザの最大出力を規定している。これらの規格のうちの一部は、レーザの出力パワーを調整する制御回路が故障したときでさえも、レーザの出力パワーが規制制限を超過しないことを要求する。
【０００９】
例えば、レーザのハウジング内部のモニタフォトダイオードは、通常、レーザの出力パワーをモニタするように動作可能である。モニタフォトダイオードは、動作中にレーザの出力パワーを一定に維持するためのフィードバック回路の一部分である。モニタフォトダイオードが故障した場合、またはフィードバック回路からの電気的な接続が切断された場合には、フィードバック信号が損失し得、フィードバック回路は、規制制限を超過し得るレベルにまで、レーザ出力電力を増大させ得る。
【００１０】
別の実施例は、レーザに直列的に接続され、レーザを活性化させるための駆動電流を生成するように通常動作可能な、駆動トランジスタを含む。駆動トランジスタが故障した場合に、またはレーザからの電気的な接続が切断された場合に、レーザ出力パワーは、規制制限を超過するレベルまで増加し得、この場合もまた、ユーザおよび傍観者の安全性を脅かす。
【特許文献１】米国特許第４，８１６，６６１号明細書
【特許文献２】米国特許第４，４０９，４７０号明細書
【特許文献３】米国特許第５，５０４，３１８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の一般的な目的は、安全規格を満たすように、レーザのパワー出力を制御することである。
【００１２】
本発明の追加的な目的は、レーザの出力パワーが予め確立された安全規格を超過したことの検出に基づいて、レーザを不活性化することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、読取り機の性能に不利な影響を与えることなしに、安全性を増大させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の目的および以後明らかになるその他の目的を踏まえると、本発明の１つの特徴は、簡単に述べると、電気光学読取り機におけるレーザパワー制御装置にあり、この電気光学読取り機は、レーザからのレーザビームをハウジングによって支持された窓を通して読み取られるインディシアへと配向することによって、例えばバーコードシンボルのようなインディシアを読み取る。
【００１５】
上記装置は、ハウジング内に配置されたオーバースキャン領域の間の窓よりも大きなスキャン角度にわたって、窓から離れるようにレーザビームを掃引するための、スキャナを含んでいる。オーバーパワー回路は、レーザビームの出力パワーが予め確立された閾値を超過するオーバーパワー条件を検出するように動作可能である。オーバーパワー回路は、レーザビームの出力パワーの検出を確立するためのオーバースキャン領域のうちの１つにおいて、オーバーパワーコンポーネントを含んでいる。制御回路は、オーバーパワー条件の検出に基づいて、レーザを不活性化するように動作可能である。
【００１６】
一実施形態において、オーバーパワーコンポーネントはセンサ、例えば、インディシアから散乱された光を検出するように動作可能な主光検出器から離れて配置された補助光検出器である。補助光検出器は、補助光検出器に入射するレーザビームの出力パワーを検出
し、かつレーザビームの出力パワーを示す大きさを有するオーバーパワー信号を生成するように動作可能である。１つのオーバースキャン領域に補助光検出器を搭載することにより、電気光学的に読み取られるインディシアに到達するために窓を通ってハウジングから出て行くレーザビームとの干渉がなくなる。
【００１７】
別の実施形態において、オーバーパワーコンポーネントは標的であり、好適には、１つのオーバースキャン領域に固定されたラベル、またはオーバースキャン領域にマークまたは成形された特徴である。標的は、その上に入射するレーザビームを上述の主光検出器へと反射し、さらにはレーザビームの出力パワーを表す大きさを有するオーバーパワー信号を生成するように動作可能である。この場合もまた、上述のように、窓から離れた標的の搭載は、ハウジングを出て行くレーザビームとの干渉を一切引き起こすこともないし、インディシアから散乱された光を表す信号を生成する主光検出器の主なタスクと干渉する、主光検出器によるオーバーパワー信号の生成も一切ない。
【００１８】
オーバーパワー回路は、オーバーパワー信号の大きさが基準値を超過したときに、出力パワー信号の大きさおよび基準値を比較し、制御信号を生成する。制御信号は、マイクロプロセッサに伝導され、このマイクリプロセッサは、レーザおよび電源の間に直列に接続されたスイッチを開くことによって、オーバーパワー状態におけるレーザへのパワー供給を遮断する。パワーは、必ずしも完全に遮断される必要はない。パワーは、出力パワーが規制制限未満になる安全条件にレーザを持っていくまでに低減されれば十分である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本明細書において用いられているように、用語「シンボル」は、一般にバーコードシンボルと称される様々な幅の交互のバーおよびスペースから構成されるシンボルパターンに限らず、その他の１次元または２次元のグラフィックパターンならびに英数字をも広く含んでいる。一般的に、用語「シンボル」は、光ビームをスキャンし、パターンまたはインディシアの様々な点における光の反射率における変動の表現として反射または散乱された光を検出することによって、認識または識別のいずれかがなされ得る任意のタイプのパターンまたはインディシアに当てはまり得る。図１は、読み取られる「シンボル」の一実施例としての特徴（ｉｎｄｉｃｉｕｍ）１５を示している。
【００２０】
図１は、シンボルを読み取るためのハンドヘルドのレーザスキャナデバイス１０を示している。レーザスキャナデバイス１０は、バレル部分１１およびハンドル１２を有するハウジングを含んでいる。図面は、ハンドヘルドのピストル型のハウジングを示しているが、本発明はまた、例えばデスクトップワークステーションまたは静止スキャナのような、その他のタイプのハウジングにおいても実装され得る。示されている実施形態において、ハウジングのバレル部分１１は、出口ポートまたは窓１３を含んでおり、出て行くレーザビーム１４は、これを通って、ハウジングから一定の距離に配置されたバーコードシンボル１５上に衝突し、このバーコードシンボル全体にわたってスキャンする。
【００２１】
レーザビーム１４は、シンボル１５を移動させることによって、スキャンパターンを形成する。典型的に、スキャニングパターンは、ライン１６によって示されているように、１次元または線形である。レーザビーム１４のこの線形のスキャニング移動は、振動モータ１８によって駆動される振動スキャンミラー１７によって生成される。必要に応じて、２次元の光学的に符号化されたシンボルの読み取りを可能にするために、２次元のスキャニングパターンを介してビーム１４をスキャンするための手段が提供され得る。手動によって作動されるトリガ１９または同様の手段は、オペレータがデバイス１０を保持し、シンボル１５に配向するときに、オペレータがスキャニング動作を開始することを可能にする。
【００２２】
スキャナデバイス１０は、ハウジング内部に搭載された、活性化可能レーザソース２０を含んでいる。レーザソース２０は、レーザビーム１４を生成する。主光検出器２１は、バーコードシンボル１５から反射および散乱された光の少なくとも一部分を収集するように、ハウジング内部に配置される。主光検出器２１は、示されているように、窓１３に向かって面しており、上述の非逆反射（ｎｏｎ−ｒｅｔｒｏ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）読取り機の広視野特性を有している。代替的に、逆反射（ｒｅｔｒｏ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）読取り機において、スキャンミラー１７の凸部分は、収集された光を光検出器２１に焦点合わせし得る。この場合に、光検出器は、スキャンミラーに向けて対面する。ビーム１４が、シンボル１５を掃引すると、光検出器２１は、シンボル１５から反射および散乱された信号を検出し、収集された光の強度に比例するアナログ電気信号を生成する。
【００２３】
デジタイザ（図示されず）は、典型的には、スキャンされるシンボル１５のバーおよびスペースの物理的な幅に対応するパルス幅および／または間隔を有する、パルス幅変調されたデジタル信号へとアナログ信号を変換する。復号化器（図示されず）は、典型的には、関連のあるＲＡＭおよびＲＯＭを有するプログラムされたマイクロプロセッサを含んでおり、特定のシンボル規則にしたがって、パルス幅変調されたデジタル信号を復号化し、シンボルにおける符号化されたデータの２進表現、およびシンボルによって表現される英数字を導出する。
【００２４】
レーザソース２０は、焦点レンズ２２および開口絞り２３を含む光学的アセンブリを介してレーザビームを配向し、レーザビームを改変し、それをスキャンミラー１７上に配向する。垂直軸に搭載されて垂直軸のまわりでモータ駆動１８によって振動させられるミラー１７は、ビームを反射し、出口ポート１３を介して、それをシンボル１５に配向する。
【００２５】
スキャナデバイス１０を動作させるために、オペレータは、レーザソース２０およびモータ１８を活性化するトリガ１９を押す。レーザソース２０は、要素２２および開口絞り２３の組み合わせを通るレーザビームを生成する。要素２２および開口絞り２３は、ビームを改変して、所与のサイズの強いビームスポットを形成する。これは、連続的に広がり、作動距離範囲２４上では実質的に変動しない。要素および開口絞りの組み合わせは、回転ミラー１７上にビームを配向する。この回転ミラーは、掃引パターンで（すなわち、スキャンライン１６に沿って）、改変されたレーザビームをスキャナのハウジング１１から離れるように、バーコードシンボル１５に向けて、配向する。作動距離２４内の任意の地点に配置され、レーザビーム１４に対して実質的に垂直なバーコードシンボル１５は、レーザ光の一部を反射および散乱する。非逆反射位置においてスキャナのハウジング１１内に搭載されて示されている主光検出器２１は、反射および散乱された光を検出し、受信した光をアナログ電気信号に変換する。主光検出器はまた、スキャンミラー１７と対面する逆反射位置にも搭載され得る。そしてシステムの回路は、アナログ信号をパルス幅変調されたデジタル信号に変換し、マイクロプロセッサベースの復号器は、これをバーコードの記号規則の特性にしたがって復号化する。
【００２６】
図２に示されているように、レーザソース２０は、レーザダイオード２５およびモニタフォトダイオード２６をレーザソース内に含んでいる。モニタフォトダイオード２６は、ダイオード２５の出力パワーをモニタするように動作可能である。フォトダイオード２６は、レーザ出力パワーを一定に維持するように動作可能なフィードバック回路の一部分である。フィードバック回路は、比較器２７を含んでおり、この比較器は、抵抗器２８および２９から構成される分圧器を介して比較器の正の入力に印加される基準電圧を有している。フォトダイオード２６は、抵抗３０および３１を含む抵抗のネットワークを介して、比較器の負の入力に接続されている。比較器２７の出力は、抵抗器３２およびキャパシタ３４を介して、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）３３のゲートＧに伝導される。ＦＥＴ３３のドレイン出力は、レーザダイオード２５に接続されている。デバイス３３のソース出力は、抵抗器３５を介して、接地に接続されている。
【００２７】
これまで述べてきたように、図２の回路は、内部のモニタフォトダイオード２６が、レーザダイオード２５によって放出されたレーザビームの出力パワーにおける変化を検出し、ＦＥＴ３３を駆動させるために比較器２７にフィードバック信号を送信することによって、より多い電流またはより少ない電流がレジスタ３５を流れ、そしてレーザダイオード２５を流れることを可能にするという点で従来通りである。この電流が多くなると、レーザ出力パワーが増大し、その逆に、レーザ出力パワーが増大すると、電流が多くなる。
【００２８】
レーザダイオード２５は、電源４０によって活性化され、この電源は、レーザダイオード２５を活性化するための駆動信号を生成するトランジスタを含んでいる。駆動トランジスタ、またはモニタフォトダイオード２６、またはモニタフォトダイオードのための電源またはフィードバック制御における任意の電気的コンポーネントが故障した場合でさえも、あるいは電気的に接続が切断された場合に、行政の規制機関の安全性が、本発明にしたがうレーザ出力制御装置によって取得され得、レーザダイオード２５の出力パワーをモニタし、モニタされた出力パワーが予め確立された閾値を超過したときに、これを不活性化する。
【００２９】
図２において、上述のスキャンミラー１７は、出口窓１３を介して一定のスキャン角度にわたってレーザビーム１４を掃引するために、駆動モータ１８によって両向きの矢印によって反対どうしの円周方向に振動されているように示されているが、これは、図２に示されているように、ハウジング１１に搭載された光透過性の要素として示されている。示されているように、スキャン角度は、窓１３の幅よりも広いが、特にこれは、窓１３全体にわたって、ハウジングの１つのオーバースキャン領域１１Ａと別のオーバースキャン領域１１Ｂとの間をレーザビームが移動することができるように、慎重に選択される。オーバースキャン領域は、ハウジング内において窓の向かい合う側にあり、レーザビーム１４は、オーバースキャン領域によって、ハウジングから出ないようにブロックされる。
【００３０】
好適には光センサである補助センサ３６は、レーザソース２０から離れて配置され、好適には、補助センサ３６が窓１３を出て行くレーザビーム１４をブロックすることによって読取り機の通常動作に不利な影響を与えることがないように、オーバースキャン領域のうちの１つにおいて配置される。補助センサ３６は、その大きさがレーザダイオード２５の出力パワーを表す電気信号を生成する。以下に記載されるように、この電気信号は、オーバーパワー検出回路３７に伝導され、電気信号の大きさが閾値を超過するときを検出することによって、レーザの出力パワーが過度に高く、人間の安全規格を超過していることを指示する。検出回路は、シンボルを復号化して読取り動作全体を制御するコンポーネントと好適には同じものである、マイクロコントローラ４４に伝導されるオーバーパワー信号を生成する。そしてマイクロコントローラ４４は、電源４０とレーザソース２０との間に電気的に接続された通常は閉じられているスイッチ３９を開く制御信号を生成し、これにより、レーザソースへのパワーを遮断する。スイッチ３９はまた、リレー、またはバイポーラトランジスタ、または電界効果トランジスタであり得、その場合には、レーザソースへのパワーが低減されるだけで十分である。
【００３１】
このように、レーザビーム１４が、窓１３の側部の上で掃引されるごとに、レーザビーム１４は、補助センサ３６に衝突し、この補助センサは、検出回路３７と共に、オーバーパワー条件がいつ存在するかを検出し、それに応答して、レーザソースのパワーを遮断または低減するように動作可能である。補助センサ３６をハウジングのオーバースキャン領域のうちの１つに配置することにより、窓１３を通過して出て行き、シンボルを読み取るためにこのシンボルに到達する、レーザビーム１４との干渉がなくなる。
【００３２】
図３の実施形態において、図２の要素と同じ要素は、同じ参照番号で示されているが、補助センサ３６は、用いられていない。代わりに、主センサ、特にシンボル１５から反射された光を検出するために読取り機において常に存在する主光検出器２１が、オーバーパワー条件を検出するために用いられる。シンボルから反射する光を検出して窓１３を通過させる主な機能と干渉することなしに、オーバーパワー条件を検出するように、主光検出器２１を用いるために、標的３８は、オーバースキャン領域１１Ａ、Ｂのうちの少なくとも１つに配置される。標的３８は、レーザビーム１４が窓１３を通過しない場合に限り、衝突するレーザ光１４を主光検出器２１に反射するように配置される。標的３８は、オーバースキャン領域のうちの１つの内部表面に貼り付けられたラベルの形態であったり、またはこの標的は、この内部表面にマークまたは成形された特徴であったりし得る。
【００３３】
上述のように、オーバーパワー検出器３７は、主光検出器２１によって生成される電気信号の大きさが、規制機関によって指定される閾値をいつ超過するかを検出し、オーバーパワー条件が検出されたときに、スイッチ３９を開くためにマイクロコントローラ４４に伝導されるオーバーパワー信号を生成するように用いられる。検出回路は、光ビーム１４が、オーバースキャン領域において、標的３８に衝突する間にのみ動作可能である。
【００３４】
オーバーパワー条件の検出は、例えば日光のような明るい周辺光（これもまた、主光検出器２１に衝突する）の存在下においてさえも、信頼性が高くなければならない。周辺光に対する読取り機の感度を低減させるために、標的３８は、図５に示されているように、バーコードシンボル１５に外見が似ている、交互の明領域および暗領域のパターン、または黒色バー４１および白色スペース４３のパターンから構成される。しかしながら、この用途に対しては、単一のスペース４３および単一のバー４１よりも多くのものは必要ではない。光ビーム１４が標的３８の明領域および暗領域の上を掃引するとき、反射された光の強度における差、ひいては主光検出器２１によって生成される電気信号の大きさにおける差が、オーバーパワー検出回路３７によって決定される。この差は、レーザ出力パワーにのみ依存し、周辺光には依存しないので、明るい周辺光は、オーバーパワー条件の誤った決定を引き起こし得ない。
【００３５】
図４に示されているように、主光検出器２１は、従来の前置増幅器ステージ４５に電気的に接続されており、ひいては、従来の読取り機の電子回路４２に電気的に接続されている。この従来の読取り機の電子回路４２は、とりわけ、シンボル１５を読み取るために従来用いられていたような、追加的な利得ステージ、フィルタステージ、デジタイザ、復元器、および自動利得制御回路を含む。図１５は、点Ａにおける電圧波形ＶＡを示しており、この点Ａにおいて、増幅された電圧信号は、明領域４３内で最大の大きさを有する。
【００３６】
抵抗器ＲおよびキャパシタＣを含んでいる微分器４７は、電圧比較器５０の負の入力に接続されており、この電圧比較器の正の入力は、基準電圧ＶＲＥＦ２に接続されている。図
５は、点Ｂにおける電圧波形ＶＢを示しており、この点Ｂにおいて、微分された電圧信号のピークは、明領域および暗領域の間の遷移に対応している。比較器５０は、微分された電圧信号の大きさを基準電圧ＶＲＥＦ２と比較するように動作可能である。図５に示されているように、微分された電圧信号の大きさが、基準電圧ＶＲＥＦ２を超過すると、比較器５０はトリップ（ｔｒｉｐ）し、点Ｃにおいてパルスまたは出力制御信号ＶＣを生成し得る。制御信号ＶＣは、マイクロコントローラ４４に伝導され、このマイクロコントローラは、スイッチ３９を活性化し、レーザソースへのパワーを遮断する。
【００３７】
図４の回路が、読取り機の視野における明るいオブジェクトまたは高反射性のオブジェクト（これらは、レーザ出力が所定の安全規格内にある場合でさえも、大きな強いピークを形成し得る）によって影響を受けないことを確実なものとするために、出力制御信号ＶＣは、光ビーム１４がハウジングのオーバースキャン領域１１Ａおよび１１Ｂにあることが既知であるときに、読取り機のハウジングの外部にある任意の高反射性のオブジェクトに光ビーム１４が入射しない場合にのみ、マイクロコントローラによって受け取られる。
【００３８】
図３の実施形態は、図２の実施形態よりも好適である。なぜならば、補助センサ３６を提供することの無駄が省かれるからである。さらなるコスト削減および回路の単純化のために、マイクロコントローラ４４は、点Ｂにおいて微分された電圧信号をモニタし、これが、レーザが不活性化されなければならないオーバーパワー条件を表すのに十分ア大きさにまで増大したかどうかを決定する、オンチップのアナログデジタルコンバータと共に提供され得る。この改変は、比較器５０を省略することを可能にする。
【００３９】
別の変形において、比較器５０は、デジタルゲートによって置換され得る。ゲートは通常、比較器から取得され得るものに比べて適切に定義されているとはいえない閾値電圧を有するが、読取り機において十分なマージンが存在する場合、すなわち、通常のレーザ出力パワーとレーザが不活性化されなければならない不適切（ｆａｕｌｔ）パワーとの間の差が存在する場合、ゲートは条件に見合い得る。
【００４０】
移動ビーム読取り機に関連して記載されてきたが、本発明のレーザ制御装置は、レーザ投射ディスプレイにも同様に適用可能であり得、一般的に、標的の照明および標的への照準合わせのために光源が用いられる任意のシステムにおいても、同様に適用可能であり得る。
【００４１】
新規であって特許証によって保護されることが所望される事柄は、添付の請求の範囲に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、従来技術にしたがう、電気光学読取り機の斜視図である。
【図２】図２は、図１の読取り機において特に有用である、本発明にしたがうレーザパワー制御装置の一実施形態を示す部分図の回路図である。
【図３】図３は、図１の読取り機において用いるための、本発明にしたがうレーザパワー制御装置の別の実施形態の部分図の回路図である。
【図４】図４は、図２〜図３の実施形態において用いられるオーバーパワー測定回路の回路図である。
【図５】図５は、図４の回路の動作を理解する助けとなる一群の波形、ならびに例示的な標的である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングによって支持されている窓を介して、レーザからのレーザビームを読み取られるべきインディシアに配向することによって、該インディシアを読み取るための電気光学読取り機におけるレーザパワー制御装置であって、該装置は、
ａ）該ハウジング内に配置されたオーバースキャン領域の間の窓よりも大きなスキャン角度にわたって、該窓から離れるようにレーザビームを掃引するためのスキャナと、
ｂ）オーバーパワー条件を検出するためのオーバーパワー回路であって、該オーバーパワー条件において、該レーザの出力パワーは予め確立された閾値を超過し、該オーバーパワー回路は、該レーザビームの該出力パワーの検出を確立するために、該オーバースキャン領域のうちの１つにおいて、オーバーパワーコンポーネントを含んでいる、オーバーパワー回路と、
ｃ）該オーバーパワー条件の検出に基づいて、該レーザを不活性化する制御回路と
を備えている、装置。
【請求項２】
前記オーバーパワーコンポーネントはセンサであり、該センサは、該センサに衝突するレーザビームの出力パワーを検出し、該レーザビームの出力パワーを示す大きさを有するオーバーパワー信号を生成する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記センサは、前記読み取られるべきインディシアから散乱された光を検出するように動作可能な主光検出器から離れて配置された補助光検出器である、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記オーバーパワーコンポーネントは標的であり、該標的は、該標的に衝突するレーザビームを、前記読み取られるべきインディシアから散乱された光を検出するように動作可能な前記主光検出器に反射し、該主光検出器は、該レーザビームが該標的に衝突するときに、該レーザビームの出力パワーを示す大きさを有するオーバーパワー信号を生成するように動作可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記標的は、異なる光反射率の領域を含んでいる、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記標的は、前記１つのオーバースキャン領域に貼り付けられたラベルであり、異なる光反射率の領域が、該ラベル上に印刷されている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記標的は、前記１つのオーバースキャン領域内に成形されたマーキングを含んでいる、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記オーバーパワー回路は、前記レーザビームの出力パワーを示す大きさを有しているオーバーパワー信号を生成し、該オーバーパワー信号の大きさと基準値とを比較し、該オーバーパワー信号の該大きさが該基準値を超過したときに、制御信号を生成するように動作可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記オーバーパワー回路は、前記オーバーパワー信号を微分してピークを有する微分された信号を取得するための微分器と、該ピークを前記基準値と比較して、該ピークが該基準値を超過したときに、制御信号を生成するように動作可能な比較器とを含んでいる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記制御回路は、電源と前記レーザとの間に電気的に接続されたスイッチと、前記制御信号の生成に基づいて該スイッチを開くためのコントローラとを含んでいる、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
ハウジングによって支持されている窓を介して、レーザからのレーザビームを読み取られるべきインディシアに配向することによって、該インディシアを読み取るための電気光学的読取り機を動作させる間のレーザ安全方法であって、該方法は、
ａ）該ハウジング内に配置されたオーバースキャン領域の間の窓よりも大きなスキャン角度にわたって、該窓から離れるようにレーザビームを掃引するステップと、
ｂ）該レーザビームの出力パワーが予め確立された閾値を超過するオーバーパワー条件を検出するステップであって、該オーバースキャン領域のうちの１つにおいて、該レーザビームの該出力パワーの検出を可能にするために、オーバーパワーコンポーネントを搭載するステップを含んでいる、ステップと、
ｃ）該オーバーパワー条件の検出に基づいて、該レーザを不活性化するステップと
を包含する、方法。
【請求項１２】
前記搭載するステップは、センサを搭載することによって実行され、該センサは、該センサに衝突するレーザビームの出力パワーを検出し、該レーザビームの出力パワーを示す大きさを有するオーバーパワー信号を生成する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記センサを搭載するステップは、前記インディシアから散乱された光を検出するように動作可能な主光検出器から離れて該センサを搭載することによって実行される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記搭載するステップは、標的を搭載することによって実行され、該標的は、該標的に衝突するレーザビームを、前記インディシアから散乱された光を検出するように動作可能な主光検出器に反射し、該主光検出器は、該レーザビームの出力パワーを示す大きさを有する出力パワー信号を生成するように動作可能である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ステップは、異なる光反射率の領域の標的を構成する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記標的を搭載するステップは、前記１つのオーバースキャン領域にラベルを貼り付け、該ラベル上に異なる光反射率の領域を印刷するステップによって実行される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記標的を搭載するステップは、前記１つのオーバースキャン領域内にマーキングを成形することによって実行される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記検出するステップは、前記レーザビームの出力パワーを示す大きさを有しているオーバーパワー信号を生成し、該オーバーパワー信号の大きさと基準値とを比較し、該オーバーパワー信号の該大きさが該基準値を超過したときに、制御信号を生成するステップを含んでいる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記検出するステップは、前記オーバーパワー信号を微分してピークを有する微分された信号を取得するステップを含んでおり、前記比較するステップは、該ピークを前記基準値と比較することによって実行され、前記生成するステップは、該ピークが該基準値を超過したときに、制御信号を生成することによって実行される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記不活性化するステップは、前記制御信号の生成に基づいて、電源と前記レーザとの間に電気的に接続されたスイッチを開くことによって実行される、請求項１８に記載の方法。
【請求項１】
ハウジングによって支持されている窓を介して、レーザからのレーザビームを読み取られるべきインディシアに配向することによって、該インディシアを読み取るための電気光学読取り機におけるレーザパワー制御装置であって、該装置は、
ａ）該ハウジング内に配置されたオーバースキャン領域の間の窓よりも大きなスキャン角度にわたって、該窓から離れるようにレーザビームを掃引するためのスキャナと、
ｂ）オーバーパワー条件を検出するためのオーバーパワー回路であって、該オーバーパワー条件において、該レーザの出力パワーは予め確立された閾値を超過し、該オーバーパワー回路は、該レーザビームの該出力パワーの検出を確立するために、該オーバースキャン領域のうちの１つにおいて、オーバーパワーコンポーネントを含んでいる、オーバーパワー回路と、
ｃ）該オーバーパワー条件の検出に基づいて、該レーザを不活性化する制御回路と
を備えている、装置。
【請求項２】
前記オーバーパワーコンポーネントはセンサであり、該センサは、該センサに衝突するレーザビームの出力パワーを検出し、該レーザビームの出力パワーを示す大きさを有するオーバーパワー信号を生成する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記センサは、前記読み取られるべきインディシアから散乱された光を検出するように動作可能な主光検出器から離れて配置された補助光検出器である、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記オーバーパワーコンポーネントは標的であり、該標的は、該標的に衝突するレーザビームを、前記読み取られるべきインディシアから散乱された光を検出するように動作可能な前記主光検出器に反射し、該主光検出器は、該レーザビームが該標的に衝突するときに、該レーザビームの出力パワーを示す大きさを有するオーバーパワー信号を生成するように動作可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記標的は、異なる光反射率の領域を含んでいる、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記標的は、前記１つのオーバースキャン領域に貼り付けられたラベルであり、異なる光反射率の領域が、該ラベル上に印刷されている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記標的は、前記１つのオーバースキャン領域内に成形されたマーキングを含んでいる、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記オーバーパワー回路は、前記レーザビームの出力パワーを示す大きさを有しているオーバーパワー信号を生成し、該オーバーパワー信号の大きさと基準値とを比較し、該オーバーパワー信号の該大きさが該基準値を超過したときに、制御信号を生成するように動作可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記オーバーパワー回路は、前記オーバーパワー信号を微分してピークを有する微分された信号を取得するための微分器と、該ピークを前記基準値と比較して、該ピークが該基準値を超過したときに、制御信号を生成するように動作可能な比較器とを含んでいる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記制御回路は、電源と前記レーザとの間に電気的に接続されたスイッチと、前記制御信号の生成に基づいて該スイッチを開くためのコントローラとを含んでいる、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
ハウジングによって支持されている窓を介して、レーザからのレーザビームを読み取られるべきインディシアに配向することによって、該インディシアを読み取るための電気光学的読取り機を動作させる間のレーザ安全方法であって、該方法は、
ａ）該ハウジング内に配置されたオーバースキャン領域の間の窓よりも大きなスキャン角度にわたって、該窓から離れるようにレーザビームを掃引するステップと、
ｂ）該レーザビームの出力パワーが予め確立された閾値を超過するオーバーパワー条件を検出するステップであって、該オーバースキャン領域のうちの１つにおいて、該レーザビームの該出力パワーの検出を可能にするために、オーバーパワーコンポーネントを搭載するステップを含んでいる、ステップと、
ｃ）該オーバーパワー条件の検出に基づいて、該レーザを不活性化するステップと
を包含する、方法。
【請求項１２】
前記搭載するステップは、センサを搭載することによって実行され、該センサは、該センサに衝突するレーザビームの出力パワーを検出し、該レーザビームの出力パワーを示す大きさを有するオーバーパワー信号を生成する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記センサを搭載するステップは、前記インディシアから散乱された光を検出するように動作可能な主光検出器から離れて該センサを搭載することによって実行される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記搭載するステップは、標的を搭載することによって実行され、該標的は、該標的に衝突するレーザビームを、前記インディシアから散乱された光を検出するように動作可能な主光検出器に反射し、該主光検出器は、該レーザビームの出力パワーを示す大きさを有する出力パワー信号を生成するように動作可能である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ステップは、異なる光反射率の領域の標的を構成する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記標的を搭載するステップは、前記１つのオーバースキャン領域にラベルを貼り付け、該ラベル上に異なる光反射率の領域を印刷するステップによって実行される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記標的を搭載するステップは、前記１つのオーバースキャン領域内にマーキングを成形することによって実行される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記検出するステップは、前記レーザビームの出力パワーを示す大きさを有しているオーバーパワー信号を生成し、該オーバーパワー信号の大きさと基準値とを比較し、該オーバーパワー信号の該大きさが該基準値を超過したときに、制御信号を生成するステップを含んでいる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記検出するステップは、前記オーバーパワー信号を微分してピークを有する微分された信号を取得するステップを含んでおり、前記比較するステップは、該ピークを前記基準値と比較することによって実行され、前記生成するステップは、該ピークが該基準値を超過したときに、制御信号を生成することによって実行される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記不活性化するステップは、前記制御信号の生成に基づいて、電源と前記レーザとの間に電気的に接続されたスイッチを開くことによって実行される、請求項１８に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００９−５０６４３２（Ｐ２００９−５０６４３２Ａ）
【公表日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５２８０６７（Ｐ２００８−５２８０６７）
【出願日】平成１８年８月２２日（２００６．８．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０３２７６１
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０２４８５０
【国際公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【出願人】（５０６１４４１０１）シンボル テクノロジーズ， インコーポレイテッド (58)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２２日（２００６．８．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０３２７６１
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０２４８５０
【国際公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【出願人】（５０６１４４１０１）シンボル テクノロジーズ， インコーポレイテッド (58)
【Ｆターム（参考）】
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