BE1026167A1

BE1026167A1 - Hand-symbolenlezer met een optisch element om de centrale verlichtingsas opnieuw te richten

Info

Publication number: BE1026167A1
Application number: BE20195248A
Authority: BE
Inventors: Mark Drzymala; Edward Barkan; Igor Vinogradov
Original assignee: Zebra Tech Corp
Priority date: 2018-04-13
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2019-10-22
Also published as: WO2019200146A1; WO2019200151A1; GB202016133D0; MX2020010711A; US10521629B2; FR3080208A1; BE1026167B1; US20190318140A1; US20210165982A1; GB2586753A; CN111971681A; DE112019001939T5; US11328141B2; GB2586753B; FR3080208B1

Abstract

Een inrichting en samenstel voor het opnieuw richten van de centrale verlichtingsas van een verlichtingssamenstel richting de centrale gezichtsveld (FOV) as van een beeldvormend samenstel gebruikmakend van een optische element dat een optische vergroting verschaft van minder dan 1.5x, waarbij de centrale verlichtingsas bij het punt van het verlichtingssamenstel niet-parallel aan de centrale FOV-as is.

Description

Hand-symbolenlezer met een optisch element om de centrale verlichtingsas opnieuw te richten

Achtergrond van de uitvinding

In sommige barcode lezers is de centrale verlichtingsas van licht uitgezonden door de verlichtingsbron niet parallel met de centrale gezichtsveld (FOV)- as van het verlichtingssamenstel. Als gevolg kan het beeldvormende samenstel niet een geschikt beeld verkrijgen van de barcode of ander symbool, wanneer de barcode niet juist of uniform belicht is, of de barcode zich volledig of gedeeltelijk buiten het FOV van het beeldvormende samenstel bevindt. Voorgaande barcode lezers hebben dit probleem geadresseerd door een lens voor de verlichtingsbron te plaatsen om de centrale verlichtingsas opnieuw te richten. Echter, de lens vergrootte het Echt uitgezonden door de verlichtingsbron. Dit had het effect van het vergroten van de helderste plekken van de verlichtingsbron (dat wil zeggen, hotspots) op de barcode, wat vervolgens leidde tot oversaturatie van de gehele of een deel van de barcode waardoor de kwaliteit van het opgenomen beeld degradeert.

Dienovereenkomstig is er een behoefte aan een barcodelezer met een optisch element om de centrale verlichtingsas opnieuw te richten naar de centrale FOV as van de beeldsensor met weinig tot geen vergroting.

Samenvatting

Overeenkomstig een aspect van de uitvinding wordt een inrichting verschaft waarbij de inrichting omvat: een behuizing; een beeldvormend samenstel gepositioneerd in de behuizing en omvattende een beeldsensor met een meervoudig aantal fotogevoelige elementen die een hoofdzakelijk plat tweedimensionaal oppervlak vormen, waarbij de beeldsensor een gezichtsveld heeft (FOV), waarbij het FOV een centrale FOV-as heeft, waarbij de beeldsensor is ingericht om ten minste één van de volgende op te

BE2019/5248 nemen: licht gereflecteerd van een doel en Echt uitgezonden vanaf het doel; een verlichtingssamenstel gepositioneerd in de behuizing en ingericht om Echt met een centrale verlichtingsas uit te stralen, waarbij de centrale verlichtingsas bij het punt van het verlichtingssamenstel niet-parallel met de centrale FOV-as is; en een optisch element gepositioneerd in de behuizing en ingericht om de centrale verlichtingsas opnieuw te richten naar de centrale FOV-as bij een oppervlak, waarbij het optische element een optische vergroting verschaft van minder dan 1.5x.

Voordeligerwijs kan de centrale FOV-as zich uitstrekken langs een dwarsvlak en een sagittaal vlak, en de centrale verlichtingsas doorsnijdt het dwarsvlak bij het oppervlak.

Voordeligerwijs doorsnijdt de centrale verlichtingsas het dwarsvlak binnen het bereik van twee centimeter en 70 centimeter vanaf een neus van de behuizing.

Het optische element kan bijvoorbeeld een prisma zijn, voordeligerwijs met een optische vergroting van nul. Alternatief en/of bijkomend heeft het optische element materiaal een Abbe getal van ten minste 40. Het optische element-materiaal kan één of meer van de volgende laag-dispersie materialen zijn: poly (methyl methacrylate), kroonglas, kroonkunststof, cyclo olefin polymeer, acryl en polycarbonaat.

De inrichting kan verder een venster omvatten, waarbij het FOV zich uitstrekt door het venster, en waarbij het optische element integraal met het venster is. Alternatief omvat de inrichting verder een venster, waarbij het FOV zich door het venster heen uitstrekt, en waarbij het optische element is gehecht aan een oppervlak van het venster.

Ook kan het verlichtingssamenstel worden bevestigd aan een oppervlak van een substraat, waarbij het oppervlak van het substraat schuin staat zodat de centrale FOV-as niet normaal is ten opzichte van het oppervlak van het substraat. Voordeligerwijs omvat het substraat een

BE2019/5248 opening, en is het beeldvormend samenstel bevestigd achter het substraat, waarbij de centrale FOV-as zich uitstrekt door de opening.

De inrichting, waarbij het verlichtingssamenstel een eerste verlichtingssamenstel omvat en het optische element een eerste optische element omvat, kan verder omvatten: een tweede verlichtingssamenstel apart van het eerste verlichtingssamenstel en gepositioneerd in de behuizing, waarbij het tweede verlichtingssamenstel is ingericht om licht met een tweede centrale verlichtingsas uit te zenden, waarbij de tweede centrale verlichtingsas bij het punt van het verlichtingssamenstel niet parallel met de centrale as van het FOV is; en een tweede optisch element ten minste deels gepositioneerd in de behuizing en ingericht om de tweede centrale verlichtingsas opnieuw te richten om ten minste deels de centrale as van het FOV bij het oppervlak te doorsnijden. In een voorbeeld is het eerste optische element integraal met het tweede optische element.

Overeenkomstig een ander aspect van de uitvinding wordt een samenstel verschaft, waarbij het samenstel omvat: een behuizing met een scan-hoofd en een handvat, waarbij het scanhoofd een proximaal uiteinde en een distaai uiteinde heeft, en een centrale hoofdas die zich vanaf het proximale uiteinde naar het distale uiteinde uitstrekt; een beeldvormend samenstel gepositioneerd in het scanhoofd, waarbij het beeldvormend samenstel een gezichtsveld (FOV) heeft gericht naar het proximale uiteinde, waarbij het FOV een centrale FOV as heeft parallel in relatie tot de centrale hoofdas, waarbij het beeldvormend samenstel is ingericht om ten minste één van de volgende op te nemen: licht gereflecteerd van een doel en licht uitgezonden vanaf een doel; een verlichtingssamenstel gepositioneerd in het scanhoofd voor het beeldvormend samenstel en naar het proximale uiteinde toegekeerd met een scherpe hoek ten opzichte van de centrale hoofdas, waarbij het verlichtingssamenstel is ingericht om licht met een centrale verlichtingsas uit te zenden, zodat de centrale verlichtingsas bij het punt van het verlichtingssamenstel niet parallel aan de centrale FOV-as is; en

BE2019/5248 een prisma gepositioneerd in het scanhoofd voor het verlichtingssamenstel, en ingericht om de centrale verlichtingsas opnieuw te richten zodat de centrale verlichtingsas convergeert naar de centrale FOV-as als beide assen zich van het proximale uiteinde vandaan uitstrekken.

De scherpe hoek ten opzichte van de centrale hoofdas kan voordeligerwijs binnen het bereik van tien graden en twintig graden liggen.

Het samenstel kan verder een venster bij het proximale uiteinde van het scanhoofd omvatten, waarbij het FOV zicht uitstrekt door het venster, en waarbij de prisma integraal met het venster is.

Alternatief en/of bijkomend kan het samenstel verder een venster bij het proximale uiteinde van het scanhoofd omvatten, waarbij het FOV zich uitstrekt door het venster, en waarbij de prisma is gehecht aan een oppervlak van het venster dat naar het verlichtingssamenstel is gekeerd.

Ook kan het verlichtingssamenstel worden bevestigd aan een oppervlak van een substraat, waarbij het oppervlak van het substraat naar het proximale uiteinde is gekeerd in een richting op de scherpe hoek ten opzichte van de centrale hoofdas. Voordeligerwijs kan het substraat een opening omvatten, en het beeldvormend samenstel kan bevestigd zijn achter het substraat, waarbij het FOV zich uitstrekt door de opening.

Korte beschrijving van de verschillende aanzichten van de tekening

De begeleidende figuren, waarbij gelijke verwijzingscijfers verwijzen naar identieke of functioneel vergelijkbare elementen in de afzonderlijke aanzichten, tezamen met de figuurbeschrijving hieronder, zijn ingelijfd in en maken deel uit van de beschrijving en dienen om uitvoeringsvormen van concepten die de geclaimde uitvinding omvatten verder te illustreren en leggen verscheidene principes en voordelen van deze uitvoeringsvormen uit. Hierin toont

FIG. 1 een perspectief aanzicht van een barcodelezer volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

BE2019/5248

FIG. 2 een schematisch blokdiagram van sommige componenten van de barcodelezer van FIG. 1;

FIG. 3 een perspectivisch zijaanzicht van een opengewerkte barcodelezer in overeenstemming met een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

FIG. 4 een perspectivisch gedeeltelijk achteraanzicht van de opengewerkte barcodelezer van FIG. 3;

FIG. 5A een vooraanzicht in dwarsdoorsnede van het gezichtsveld van een beeldvormend samenstel van de barcodelezer van FIG. 3;

FIG. 5B een zijaanzicht in dwarsdoorsnede van het gezichtsveld van een beeldvormend samenstel van de barcodelezer van FIG. 3;

FIG. 6 een perspectivisch aanzicht van sommige van de componenten van de barcodelezer van FIG. 3 in uiteengenomen toestand, en

FIG. 7 een zijaanzicht in dwarsdoorsnede van sommige van de componenten van de barcodelezer van FIG. 3.

Elementen in de figuren worden getoond voor eenvoud en duidelijkheid en zijn niet noodzakelijk op schaal getekend. De afmetingen van sommige van de elementen in de figuren kunnen bijvoorbeeld zijn overdreven ten opzichte van andere elementen om het begrijpen van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding te helpen verbeteren.

De inrichting en werkwijze componenten worden gerepresenteerd, waar geschikt, door conventionele symbolen in de figuren, waarbij alleen die specifieke details worden getoond die relevant zijn voor het begrijpen van de uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding om zo niet de beschrijving onduidelijk te maken met details die op zichzelf gemakkelijk duidelijk zijn.

Uitgebreide beschrijving

Overeenkomstig een aspect van de onderhavige beschrijving wordt een inrichting verschaft die een behuizing, een beeldvormend samenstel, een verlichtingssamenstel en een optisch element omvat. Het beeldvormend

BE2019/5248 samenstel is gepositioneerd in de behuizing en omvat een beeldsensor met een meervoudig aantal fotogevoelige elementen die een hoofdzakelijk plat tweedimensionaal oppervlak vormen. De beeldsensor heeft een gezichtsveld heeft (FOV), en het FOV heeft een centrale FOV-as. De beeldsensor is ingericht om licht gereflecteerd van een doel en licht uitgezonden van het doel op te nemen. Het verlichtingssamenstel is gepositioneerd in de behuizing en ingericht om licht uit te zenden met een centrale verlichtingsas. De centrale verlichtingsas bij het punt van het verlichtingssamenstel is niet-parallel met de centrale FOV-as. Het optische element is gepositioneerd in de behuizing en ingericht om de centrale verlichtingsas opnieuw te richten naar de centrale FOV-as bij een oppervlak. Het optische element verschaft een optische vergroting van minder dan 1.5x.

Overeenkomst een ander aspect van de onderhavige beschrijving wordt een samenstel verschaft dat een behuizing, een beeldvormend samenstel, een verlichtingssamenstel en een prisma omvat. De behuizing heeft een scanhoofd en een handvat. Het scanhoofd heeft een proximaal uiteinde, een distaai uiteinde en een centrale hoofdas die zicht uitstrekt vanaf het proximale uiteinde naar het distale uiteinde. Het beeldvormende samenstel is gepositioneerd in het scanhoofd en heeft een gezichtsveld (FOV) gericht naar het proximale uiteinde. Het FOV heeft een centrale FOV-as parallel in relatie tot de centrale hoofdas. Het beeldvormende samenstel is ingericht om zowel licht gereflecteerd aan een doel als licht uitgezonden vanaf een doel op te nemen. Het verlichtingssamenstel is gepositioneerd in het scanhoofd voor het beeldvormend samenstel en is naar het proximale uiteinde toegekeerd met een scherpe hoek ten opzichte van de centrale hoofdas. Het verlichtingssamenstel is ingericht om licht uit te zenden met een centrale verlichtingsas. De centrale verlichtingsas bij het punt van het verlichtingssamenstel is niet parallel met de centrale FOV-as. De prisma is gepositioneerd in het scanhoofd voor het

BE2019/5248 verlichtingssamenstel, en ingericht om de centrale verlichtingsas opnieuw te richten zodat de centrale verhchtingsas convergeert naar de centrale FOV-as als beide assen zich uitstrekken van het proximale uiteinde vandaan.

Onder verwijzing naar de tekeningen toont FIG. 1 een voorbeeldbarcodelezer 100 met een behuizing 102 met een handvatgedeelte 104, waarnaar ook wordt verwezen als een handvat 104, en een hoofdgedeelte 106, waarnaar ook wordt verwezen als een scanhoofd 106. Het hoofdgedeelte 106 omvat een venster 108 en is ingericht om te zijn gepositioneerd aan het bovenstuk van het handvatgedeelte 104. Het handvatgedeelte 104 is ingericht om te worden vastgepakt door een leesgebruiker (niet getoond) en omvat een trekker 110 voor activatie door de gebruiker. Inbegrepen bij de uitvoeringsvorm is ook een basis 112 die is vastgemaakt aan het handvatgedeelte 104 tegenovergesteld aan het hoofdgedeelte 106. De basis 112 is ingericht om op een oppervlak te staan en de behuizing 102 te ondersteunen in een over het algemeen recht opstaande positie. De barcodelezer 100 kan worden gebruikt in een hands-free modus als een stationair werkstation wanneer het is geplaatst op de toonbank. De barcodelezer 100 kan ook worden gebruikt in een vasthoudmodus wanneer het wordt opgepakt vanaf de toonbank en in een hand van een operator wordt gehouden. In de hands-free modus kunnen producten naar het venster 108 worden geschoven, geveegd of daaraan worden getoond. In de vasthoudmodus kan de barcodelezer 100 worden bewogen richting een barcode op een product en kan de trekker 110 handmatig worden ingedrukt om het beeldvormen van de barcode te initiëren. In sommige implementaties kan de basis 112 worden weggelaten en kan de behuizing 102 ook andere vasthoudvormen hebben. Andere implementaties kunnen alleen vasthoud of alleen hands-free configuraties verschaffen.

FIG. 2 toont een schematisch blokdiagram van een gedeelte van een barcodelezer 100 in overeenstemming met sommige uitvoeringsvormen.

BE2019/5248

Het dient te worden begrepen dat FIG. 2 niet op schaal is getekend. De barcodelezer 100 in FIG. 2 omvat: (1) een eerste printplaat 114; (2) een tweede printplaat 116; (3) een beeldvormend samenstel 118 dat een beeldsensor 120 en een beeldlens-samenstel 122 omvat; (4) een richtend samenstel 124 dat een richtende lichtbron 126 omvat; (5) een verlichtingssamenstel 128 dat een verlichtingslichtbron 130 omvat; (6) een besturingsmodule 132; en (7) een geheugen 134.

De beeldsensor 120 kan een CCD of CMOS beeldsensor zijn die over het algemeen meerdere fotogevoelige pixelelementen omvatten die zijn uitgelijnd in een ééndimensionaal rooster voor lineaire sensors of een tweedimensionaal rooster voor tweedimensionale sensors. De beeldsensor 120 is werkzaam om Echt te detecteren dat is opgenomen door het beeldvormend samenstel 118 langs een optisch pad of centrale gezichtsveld (FOV) as 136 door het venster 108. Over het algemeen is het paar van de beeldsensor 120 en beeldvormend lenssamenstel 122 ontworpen om samen te werken voor het opnemen van licht dat is verstrooid aan, gereflecteerd aan, of uitgezonden vanaf een barcode als pixeldata over een eendimensionaal of tweedimensionaal FOV 138 dat zich uitstrekt tussen een nabije werkafstand (NWD) en een verre werkafstand (FWD). NWD en FWD duiden op de afstanden waartussen het beeldvormende samenstel 118 is ontworpen om barcodes te lezen. In sommige uitvoeringsvormen ligt de NDW tussen ongeveer 0 en ongeveer 2 centimeter vanaf de neus 158 en de FWD ligt tussen ongeveer 25 en ongeveer 150 inches vanaf de neus 158.

De beeldsensor 120 wordt bediend door de besturingsmodule 132, zoals een microprocessor die daarmee communicatief is verbonden. Additioneel is de besturingsmodule 132 communicatief verbonden met het richtend lichtsamenstel 126, verlichtingslichtbron 130 en geheugen 134. Hoewel de verbinding tussen deze componenten is getoond als een enkele communicatie-bus 140, is dit slechts ter illustratie en een willekeurige communicatieverbinding tussen de apparaten kan specifiek zijn of meer dan

BE2019/5248 de twee geselecteerde apparaten omvatten. Bijkomend is plaatsing van componenten aan beide zijdes van de printplaat op een gelijke wijze mogelijk. Bij bediening kan het geheugen 134 toegankelijk zijn voor de besturingsmodule 132 voor het opslaan en verkrijgen van data. In sommige uitvoeringsvormen kan de eerste printplaat 114 ook een decodeermodule 142 omvatten voor het decoderen van één of meerdere barcodes die zijn opgenomen door de beeldsensor 120. De decodeermodule 142 kan worden geïmplementeerd in de besturingsmodule 132 of als een separate module 142.

Zoals hiervoor is aangegeven is de verlichtingslichtbron 130 communicatief verbonden met de besturingsmodule 132 en wordt geactiveerd door de besturingsmodule 132 als respons op een gebruiker die de trekker 110 beweegt in een vasthoudmodus. In een handsfree modus kan de besturingsmodule 132 continu de verlichtingslichtbron 130 activeren. De verlichtingslichtbron 130 is werkzaam om Echt uit te zenden door het venster 108 langs een optisch pad of centrale verlichtingsas 137 door het venster 108. In een uitvoeringsvorm is de verlichtingslichtbron 130 verticaal verschoven van de beeldsensor 120. In een andere uitvoeringsvorm heeft de barcodelezer, ter voorkoming van het richten van een intense hoeveelheid licht op het midden van een barcode en het over-satureren van de barcode, twee verlichtingslichtbronnen, die elk horizontaal zijn geplaatst aan beide zijden van de beeldsensor 120.

Zoals hiervoor ook is aangegeven, is de verlichtingslichtbron 130 verschaft op de eerste printplaat 114, terwijl de beeldsensor 120 is verschaft op de tweede printplaat 116. Zoals getoond in de uitvoeringsvorm van FIG. 3 strekt de eerste printplaat 114 zich uit in het handvat 104 op dezelfde hoek als het handvat 104. De tweede printplaat 116 is echter gepositioneerd in het scanhoofd 106 zodat de eerste printplaat 114 is geplaatst op een schuine hoek ten opzichte van de tweede printplaat 116. In een voorkeursuitvoeringsvorm is de hoek tussen de eerste printplaat 114 en de tweede

BE2019/5248 printplaat 116 tussen 10 en 20 graden, en bij voorkeur ongeveer 15 graden, wat correspondeert met een voorkeurs ergonomisch ontwerp voor een lezergebruiker om de lezer 100 vast te houden en te richten. Anders gezien heeft het scanhoofd 106 een proximaal uiteinde 141, een distaai uiteinde 143 en een centrale hoofdas 145. De eerste printplaat 114 is over het algemeen naar het proximale uiteinde 141 van het scanhoofd 106 toegekeerd (zoals gedefinieerd door een vector normaal aan het eerste printplaat-vlak) met dezelfde schuine hoek met de centrale hoofdas 145 als tussen de eerste printplaat 114 en de tweede printplaat 116. Op zijn beurt is de centrale verlichtingsas 137 bij het punt van de verliehtingslichtbron 130 gericht op over het algemeen dezelfde schuine, niet-parallelle hoek ten opzicht van de centrale FOV-as 136 van het beeldvormend samenstel 118. Hiermee wordt een optisch element 135 verschaft voor de verlichtingslichtbron 130om de centrale verlichtingsas 137 opnieuw te richten naar de centrale FOV-as 136.

Het optische element 135 kan een willekeurig optisch element zijn dat licht uitgezonden door de verlichtingslichtbron 130 opnieuw richt, en, specifieker, de centrale verlichtingsas 137 van de verlichtingslichtbron 130 opnieuw richt met weinig tot geen vergroting van het licht. In sommige uitvoeringsvormen is het optische element 135 een prisma, zoals een afbuigende prisma, hoewel het optische element 135 ook een spiegel, een reeks spiegels, optische golfgeleiders, etc. kan zijn. Waar het optische element 135 een optische golfgeleider is, zal verondersteld worden dat een optische golfgeleider het ruimtelijk bereik beperkt waarbinnen het licht kan propageren door middel van een gebied met een verhoogde refractieve index vergeleken met het omliggende medium. Voorbeelden van geschikte optische golfgeleiders omvatten, maar zijn niet beperkt tot, enkele modus optische fiber, kanaal golfgeleider, vlakke golfgeleiders en strook golfgeleiders. Bij voorkeur vergroot het optische element niet, of vergroot alleen minimaal, het verlieh tin gslicht van de verlichtingslichtbron 130 om spiegelende reflecties aan de barcode te voorkomen. In een uitvoeringsvorm

BE2019/5248 verschaft het optische element 135 een optische vergroting van minder dan 1.5x, waarbij de vergroting van het optische element 135 wordt gemeten als: M = f/(f-do), waarbij f de focale lengte van het optische element 135 is en d₀de afstand is tussen het optische element 135 en de verhchtingslichtbron 130.

Het optische element 135 is bij voorkeur gemaakt van een laagdispersie materiaal met een Abbe getal van ten minste 40, om zo de golflengte van het licht uitgezonden door de verlichtingslichtbron 130 te behouden (bijvoorbeeld 620-660 nanometer). Het Abbe getal is een maat voor de golflengte dispersie van een materiaal (waarbij hoge waarden lage dispersie aangeven). Voorbeelden van lage dispersie materialen omvatten, maar zijn niet beperkt tot, poly(methyl methacrylaat) (PMMA), kroonmateriaal (bijvoorbeeld kroonglas, kroonkunstof), cyclo olefin polymeer, acryl, en polycarbonaat).

In een uitvoeringsvorm is het optische element 135 gehecht of anderszins vastgemaakt aan het venster 108. In een andere uitvoeringsvorm kan het venster 108 zijn gevormd zodat het optische element 135 integraal met het venster 108 is. In nog een andere uitvoeringsvorm, waarbij de barcodelezer 100 twee verlichtingslichtbronnen heeft, kan een optisch element 135 zijn verschaft voor elke verlichtingslichtbron. In een andere uitvoeringsvorm waarbij de barcodelezer 100 twee verlichtingsbronnen heeft kunnen de optische elementen 135 met elkaar worden geïntegreerd, zoals een enkele prisma die zich in breedte uitstrekt naar elk van de verlichtingslichtbronnen.

Onder verwijzing naar FIG. 3 en FIG. 4, waarin een barcodelezer 100 wordt getoond met een exemplarische componenten-opstelling. In deze opstelling omvat de lezer 100 een handvatgedeelte 104 dat zich uitstrekt in een over het algemeen opstaande richting en een hoofdgedeelte 106 gepositioneerd op een bovenkant van het handvatgedeelte 104. Het handvatgedeelte 104 en het hoofdgedeelte 106 zijn over het algemeen hol,

BE2019/5248 wat het mogelijk maakt dat elektrische componenten daarin worden geïnstalleerd. Het hoofdgedeelte 106 heeft een proximaal uiteinde 141, welke kan worden gedefinieerd als een vlak bij de neus 158, en een distaai uiteinde 143, welke kan worden gedefinieerd als een vlak bij de achterkant van het hoofdgedeelte 106. Conceptueel strekt een centrale hoofdas 145 zich uit vanaf het proximale uiteinde 141 naar het distale uiteinde 143 van het hoofdgedeelte 106 en een centrale handvat-as 151 strekt zich uit vanaf een boven uiteinde 147 naar een onder uiteinde 149 van het handvat 104. De centrale FOV-as 136 is dus parallel en collineair met de centrale hoofdas 145 doordat het oppervlak van de printplaat 116 normaal staat op de centrale FOV-as 136. Hoewel getoond als zijnde collineair met de centrale hoofdas 145, hoeft de centrale FOV-as 136 niet collineair te zijn, alhoewel deze over het algemenen parallel is aan de centrale hoofdas 145. Op zijn beurt is de printplaat 114 niet-normaal aan de centrale FOV-as 136, zodat de centrale verlichtingsas 137 divergeert vanaf de centrale FOV-as 136 bij het punt van de verlichtingslichthron 130.

In een uitvoeringsvorm kan installatie worden gefaciliteerd door het invoeren van de elektrische componenten naar beneden toe in het handvatgedeelte 104 en vervolgens het hoofdgedeelte 106 vast te maken aan de bovenkant van het handvatgedeelte 104. De elektronische componenten kunnen worden vastgemaakt in de handvat- en/of hoofdgedeeltes via een willekeurig aantal geschikte middelen, inclusief, maar niet beperkt tot, glijrails, bevestigingsmiddelen, staken, sluitingen, schroeven enzovoort. Om verontreinigingen te reduceren en/of te elimineren, en/of de installatie binnen de lezer 100 te beschermen is een uitgangsvenster 108 verschaft in het hoofdgedeelte.

Intern omvatten de elektronische componenten een eerste printplaat 114 met een decodeermodule, waarbij de printplaat 114 zich ten minste deels uitstrekt door het handvatgedeelte 104. In de onderhavige uitvoeringsvorm is printplaat 114 een stijve geprinte printplaat met een

BE2019/5248 platte vorm waarvan kan worden gezegd dat deze een eerste printplaat-vlak of substraat definieert. De elektronische componenten omvatten verder een tweede printplaat 116. In de onderhavige uitvoeringsvorm is de tweede printplaat 116 gepositioneerd achter het eerste vlak van de eerste printplaat 114 ten opzichte van het venster 108. De tweede printplaat 116 omvat een beeldvormend samenstel 118 met een beeldsensor 120 en een beeldlens 122. Het samenstel is ingericht zodat de beeldsensor 120 werkzaam is om beelddata op te nemen over het FOV 138, waarbij dat FOV 138 zich uitstrekt door het eerste vlak van de eerste printplaat en het venster 108.

Aangezien in de getoonde uitvoeringsvorm de twee printplaten 114 en 116 niet in hetzelfde vlak liggen, kan de eerste printplaat 114 worden ontworpen om zich uit te strekken in het hoofdgedeelte 106 (zoals getoond) zodat het FOV 138 door een volledig omsloten uitsnijding 144 gaat, ook opening genoemd, in de eerste printplaat 114. Hoewel de uitsnijding 144 deels omsloten kan zijn, kan een configuratie met een volledig omsloten uitsnijding voordelig zijn vanuit een structuur oogpunt aangezien het bovengedeelte van de eerste printplaat 114 kan worden gebruikt om verscheidene componenten daaraan vast te maken.

Bijkomend zijn in de getoonde uitvoeringsvorm de vlakken van de twee printplaten 114 en 116 niet parallel. In het bijzonder zijn de vlakken ten opzichte van elkaar verschoven door tussen 10 en 20 graden, en bij voorkeur 15 graden, wat ervoor zorgt dat de centrale verlichtingsas 137 divergeert vanaf de centrale FOV-as 136 met dezelfde hoek. Zodanig kan het venster 108 worden ontworpen met een optisch element 135 om de centrale verlichtingsas 137 opnieuw te richten naar de centrale FOV-as 136, en meer specifiek naar een centraal dwarsvlak van het FOV 138.

Onder verwijzing naar FIG. 5 A en FIG. 5B die respectievelijk een vooraanzicht in dwarsdoorsnede en zijaanzicht in dwarsdoorsnede tonen van het FOV 138 van een beeldvormend samenstel 118 met een tweedimensionale beeldsensor 120. Doordat het een tweedimensionale

BE2019/5248 beeldsensor 120 is, heeft het FOV 138 van het beeldvormend samenstel 118 zowel een horizontale of transversale FOV-component 153, als een verticale of sagittale FOV-component 155, zodat de centrale FOV-as 136 zich uitstrekt langs zowel een centraal dwarsvlak 153 als langs een centraal sagittaal vlak 155. Met de centrale verlichtingsas 137 niet parallel aan de centrale FOV-as 136 bij het punt van de verlichtingslichtbron 130, richt de optische component 135 de centrale verlichtingsas opnieuw naar het dwarsvlak 153 zodat de centrale verlichtingsas 137 het dwarsvlak 153 doorsnijdt, bij voorkeur binnen het werkafstandbereik van de barcodelezer 100. In een uitvoeringsvorm is een oppervlak 139 met een barcode tussen 2 centimeter en 70 centimeter geplaatst vanaf de neus 158 van het hoofdgedeelte 106, en bij voorkeur op ongeveer de helft van de afstand tussen de NWD en FWD.

Onder verwijzing naar FIG. 6 en FIG. 7 die een aanzicht in uiteengenomen toestand en zijaanzicht in dwarsdoorsnede tonen van sommige van de componenten van de lezer 100, kan de bovenkant van de eerste printplaat 114 worden gebruikt als een bevestigingspunt voor de tweede printplaat 116 en een venstervatting (window bezel) 146 die het venster 108 huisvest. De tweede printplaat 116 is op vaste wijze vastgemaakt aan de eerste printplaat 114 via een chassis-element 148 die als een afstandhouder en/of uitlijnelement kan functioneren. In het bijzonder is de tweede printplaat 116 vastgemaakt aan de achterkant van het chassiselement 148 gebruikmakend van een stuttend element 150. Op zijn beurt is het chassis element 148 vastgemaakt aan de eerste printplaat 114 via stuttende elementen 152. Stuttende elementen 150 en 152 kunnen zijn aangebracht in hun ontvangende openingen door middel van een perspassing. Alternatief kunnen andere vastmakende werkwijzen worden gebruikt, zoals, maar niet beperkt tot, het gebruik van klinken, schroeven, lijmen, uitlijnzakken, enzovoort. Omvat in het chassiselement 148 is een beeldlens 122 voor het verschaffen van het gewenste FOV 138. Additioneel

BE2019/5248 is een richtende lens 154 ook geïnstalleerd in het chassiselement 148 voor een richtend-lichtbron 126 die is gepositioneerd op de tweede printplaat 116. Aan de tegenovergestelde zijde van de eerste printplaat 114 is de venstervatting 146 op vaste wijze daaraan vastgemaakt gebruikmakend van uitlijnpinnen 156 die zijn ingericht om te passen in uitlijnholtes op de printplaat 114. Een venster 108 is op vaste wijze gepositioneerd in de venstervatting 146 door middel van adhesie of perspassing. Een of meerdere optische elementen 135 kunnen op vaste wijze zijn vastgemaakt aan het venster 108 gebruikmakend van lijm en/of integraal als onderdeel van het vormen van het venster 108. De optische element(en) 135 zijn gepositioneerd op het venster 108 om te worden uitgelijnd met een corresponderende verliehtingslichtbron(nen) 130. In een voorkeursuitvoeringsvorm is het venster 108 gepositioneerd tussen het achteruiteinde van de venstervatting 146 en het vooroppervlak van de eerste printplaat 114.

Het gebruik van hier beschreven configuratie maakt het mogelijk dat de beeldsensor relatief ver achter in het hoofdgedeelte kan worden gepositioneerd ten opzichte van het venster 108 of de voorkant van het hoofdgedeelte, wat kan worden gedefinieerd als een vlak dat normaal is aan de centrale FOV-as 136, en die het FOV 138 doorsnijdt bij het meest frontale gedeelte 158 van het hoofdgedeelte 106. Additioneel kan dit worden bereikt via direct zicht zonder het gebruik van spiegels. In sommige uitvoeringsvormen is de directe afstand tussen de beeldsensor 120 en het venster 108 tussen 25 en 35 mm. In dit geval is de breedte van het FOV 138 bij het venster tussen 20 en 25 mm. Ook is in sommige uitvoeringsvormen de directe afstand tussen de beeldsensor 120 en een voorkant van het hoofdgedeelte 106 tussen 65 en 75 mm. In dit geval is de breedte van het FOV bij de voorkant van het hoofdgedeelte tussen 45 en 50 mm. De voornoemde afstanden kunnen worden gemeten langs de centrale FOV as 136.

BE2019/5248

Tenslotte zijn de eerste printplaat 114 en de tweede printplaat 116 verbonden via een communicatiekabel (bijvoorbeeld kabel, flexibel PCB, etc.) om noodzakelijke communicatie tussen de elektronische componenten op beide printplaten mogelijk te maken.

In bedrijf in overeenstemming met sommige uitvoeringsvormen stuurt de besturingsmodule 132 een commandosignaal om energie toe te voeren aan de verlichtingsbron 130 voor een vooraf bepaalde verlichtingstijdsperiode. De besturingsmodule 132 laat de beeldsensor 120 dan activeren in een poging om een beeld van een barcode op te nemen. De opgenomen beeld(en) worden overgebracht naar de besturingsmodule 132 als pixeldata. Dergelijke pixeldata worden digitaal verwerkt door de decodeermodule (in of buiten de besturingsmodule 132) om de barcode te decoderen, als er een aanwezig is in het FOV 138. De informatie verkregen uit het decoderen van de barcode wordt dan opgeslagen in het geheugen 134 en/of verstuurd naar andere apparaten voor verdere verwerking via communicatiemiddelen die worden gebruikt om de lezer 100 te verbinden met de andere apparaten.

De hier beschreven configuratie maakt verder opnieuw-richten van de centrale verlichtingsas 137 mogelijk, in het bijzonder wanneer de centrale verlichtingsas 137 oorspronkelijk niet-parallel met de centrale FOV-as 136 is, hetgeen resulteert in uniform verlichten van de barcode terwijl de barcode binnen de FOV van het beeldvormend samenstel 118 blijft. Daarnaast vermijdt de afwezigheid van vergroting (of minimale vergroting) door het optische element 135 het projecteren van hotspots op de barcode, wat de beeldkwaliteit verbetert.

In de voorgaande beschrijving zijn specifieke uitvoeringsvormen beschreven. Op gemerkt wordt echter dat verscheidene aanpassingen en veranderingen kunnen worden gemaakt zonder buiten de beschermingsomvang van de uitvinding zoals uiteen gezet in de conclusies hierna te treden. Dienovereenkomstig dienen de beschrijving en figuren te

BE2019/5248 worden beschouwd op een illustratieve wijze in plaats van in een beperkende zin, en alle dergelijke aanpassingen zijn bedoeld om te zijn omvat binnen de beschermingsomvang van de onderhavige leer.

De voordelen, oplossingen voor problemen en ieder element dat kan leiden tot enig voordeel, of oplossing die plaats heeft of meer uitgesproken wordt, moeten niet worden geïnterpreteerd als een kritieke, benodigde, of essentiële maatregel of element van één van de of alle conclusies. De uitvinding wordt alleen gedefinieerd door de bij gevoegde conclusies inclusief aanpassingen die worden gemaakt gedurende het hangende zijn van deze aanvrage en alle equivalenten van die verleende conclusies. Voor het doel van helderheid en een beknopte beschrijving, worden maatregelen hierin beschreven als deel van dezelfde of separate uitvoeringsvormen. Opgemerkt wordt echter dat de beschermingsomvang van de uitvinding uitvoeringsvormen kan omvatten die combinaties hebben van alle of enkele van de maatregelen die hierin zijn beschreven. Verondersteld mag worden dat de getoonde uitvoeringsvormen gelijke of gelijkwaardige componenten omvatten, afgezien van waar deze zijn beschreven als anders.

Bovendien kunnen in dit document betrekkelijke termen zoals eerste en tweede, bovenkant en onderkant, en dergelijke alleen worden gebruikt om één entiteit of actie te onderscheiden van een andere entiteit of actie zonder dat noodzakelijkerwijs één van deze feitelijke relaties of ordes tussen dergelijke entiteiten of acties nodig is of wordt geïmpliceerd. De termen “omvat”, “omvattende”, “’’heeft”, “hebbende”, “bevat”, “bevattende” of iedere andere variatie daarvan, zijn bedoeld om een niet-uitsluitende inclusie te dekken, zodanig dat een proces, werkwijze, artikel, of inrichting die een lijst van elementen omvat, heeft, bevat niet alleen die elementen omvat, maar ook andere elementen kan omvatten die niet uitdrukkelijk zijn vermeld of inherent zijn aan een dergelijk proces, werkwijze, artikel of inrichting. Een element voorafgegaan door “omvat ... een”, “heeft... een”, “bevat... een” sluit niet, zonder meer beperkingen, het bestaan uit van

BE2019/5248 additionele identieke elementen in het proces, de werkwijze, het artikel, of de inrichting die het element omvat, heeft, bevat. De term “een” is gedefinieerd als één of meer, tenzij dat hierin expliciet anders is aangegeven. De termen “in hoofdzaak”, “essentieel”, “ongeveer”, of iedere andere versie daarvan, zijn gedefinieerd als zijnde dichtbij, zoals begrepen door de vakman, en in één niet beperkende uitvoeringsvorm is de term gedefinieerd als zijnde binnen 10%, in een andere uitvoeringsvorm als zijnde binnen 5%, in een andere uitvoeringsvorm als zijnde binnen 1% en in een andere uitvoeringsvorm als zijnde binnen 0.5%. De term “gekoppeld” zoals hierin gebruikt is gedefinieerd als verbonden, hoewel niet noodzakelijkerwijs direct en niet noodzakelijkerwijs mechanisch. Een apparaat of structuur die is “geconfigureerd” op een zekere manier is geconfigureerd op ten minste die manier, maar kan ook worden geconfigureerd op manieren die niet zijn aangegeven.

Opgemerkt wordt dat enkele uitvoeringsvormen één of meerdere generieke of gespecialiseerde processors (of “verwerkingsapparaten”) kunnen omvatten, zoals microprocessors, digitale signaal processors, customized processors, en veldprogrammeerbare gate arrays (FPGAs) en uniek opgeslagen programma instructies (omvattende zowel software als hardware) die de één of meerdere processors besturen, om in combinatie met bepaalde niet-processor circuits, enkele, de meeste, of alle functies te implementeren van de werkwijze en/of inrichting die hierin is beschreven. Als alternatief zouden enkele of alle functies kunnen worden geïmplementeerd door een toestandsmachine die geen opgeslagen programma instructies heeft, of in één of meerdere applicatie-specifieke geïntegreerde circuits (ASICs), waarin elke functie of enkele combinaties van zekere functies zijn geïmplementeerd als custom logic (op maat gemaakt). Uiteraard zou een combinatie van de twee aanpakken kunnen worden gebruikt.

BE2019/5248

Bovendien kan een uitvoeringsvorm worden geïmplementeerd als een door een computer leesbaar opslagmedium met daarop opgeslagen een door een computer leesbare code voor het programmeren van een computer (e.g., omvattende een processor) om een werkwijze uit te voeren zoals hierin wordt beschreven en geclaimd. Voorbeelden van dergelijke door een computer leesbare opslagmedia omvatten, maar zijn niet beperkt tot, een harde schijf, een CD-ROM, een optisch opslagapparaat, een magnetisch opslagapparaat, een ROM (read-only memory), een PROM (programmable read-only memory), een EPROM (erasable programmable read-only memory), een EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory) en een flash geheugen. Verder wordt opgemerkt dat men ondanks mogelijk significante inspanning en vele ontwerpkeuzes die gemotiveerd zijn door, bijvoorbeeld, beschikbare tijd, huidige technologie, en economische overwegingen, wanneer geleid door de concepten en principes die hierin zijn beschreven gemakkelijk in staat zal zijn tot het genereren van dergelijke software instructies en programma’s en IC’s met minimaal experimenteren.

De samenvatting van de beschrijving wordt verschaft om de lezer in staat te stellen snel achter de aard van de technische beschrijving te komen. Het wordt ingediend in de veronderstelling dat het niet zal worden gebruikt om de conclusies te interpreteren of de beschermingsomvang daarvan te beperken. Bijkomend kunnen in de voorgaande uitgebreide beschrijving verscheidene maatregelen samen zijn gegroepeerd in verscheidene uitvoeringsvormen voor het doel van het stroomlijnen van de beschrijving. Deze wijze van beschrijving dient niet te worden geïnterpreteerd als reflecterende een intentie dat de uitvoeringsvormen die worden geclaimd meer maatregelen nodig hebben dan uitdrukkelijk worden opgesomd in elke conclusie. In plaats daarvan ligt het onderwerp van de uitvinding, zoals de volgende conclusies uitdrukken, in minder dan alle maatregelen van een enkele beschreven uitvoeringsvorm. Dus de volgende conclusies zijn hierbij ingelijfd in de uitgebreide beschrijving, waarbij elke

BE2019/5248 conclusie op zichzelf staat als separate geclaimde materie. Het enkele feit dat bepaalde maatregelen worden benoemd in onderling verschillende conclusies geeft niet aan dat een combinatie van deze maatregelen niet kan worden gebruikt voor een voordeel. Een groot aantal varianten zal duidelijk 5 zijn voor de vakman. Alle varianten worden geacht te zijn omvat binnen de beschermingsomvang van de uitvinding zoals gedefinieerd in de volgende conclusies.

Claims

1. Inrichting omvattende:

een behuizing;

beeldvormend samenstel gepositioneerd in de behuizing en omvattende een beeldsensor met een meervoudig aantal fotogevoelige elementen die een hoofdzakelijk plat tweedimensionaal oppervlak vormen, waarbij de beeldsensor een gezichtsveld heeft (FOV), waarbij het FOV een centrale FOV-as heeft, waarbij de beeldsensor is ingericht om ten minste één van de volgende op te nemen: licht gereflecteerd van een doel en licht uitgezonden vanaf het doel;

een verlichtingssamenstel gepositioneerd in de behuizing en ingericht om licht met een centrale verlichtingsas uit te stralen, waarbij de centrale verlichtingsas bij het punt van het verlichtingssamenstel nietparallel met de centrale FOV-as is; en een optisch element gepositioneerd in de behuizing en ingericht om de centrale verlichtingsas opnieuw te richten naar de centrale FOV-as bij een oppervlak, waarbij het optische element een optische vergroting verschaft van minder dan 1.5x.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de centrale FOV-as zich uitstrekt langs een dwarsvlak en een sagittaal vlak, en de centrale verlichtingsas het dwarsvlak bij het oppervlak doorsnijdt.

3. Inrichting volgens conclusie 2, waarbij de centrale verlichtingsas het dwarsvlak doorsnijdt binnen het bereik van twee centimeter en 70 centimeter vanaf een neus van de behuizing.

4. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het optische element een prisma is.

5. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het optische element een optische vergroting heeft van nul.

BE2019/5248

6. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het optische-element materiaal een Abbe getal heeft van ten minste 40.

7. Inrichting volgens conclusie 6, waarbij het optische element materiaal één of meer van de volgende laag-dispersie materialen is: poly (methyl methacrylate), kroonglas, kroonkunststof, cyclo olefin polymeer, acryl en polycarbonaat.

8. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, verder omvattende een venster, waarbij het FOV zich uitstrekt door het venster, en waarbij het optische element integraal met het venster is.

9. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies 1-7, verder omvattende een venster, waarbij het FOV zich door het venster heen uitstrekt, en waarbij het optische element is gehecht aan een oppervlak van het venster.

10. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het verlichtingssamenstel is bevestigd aan een oppervlak van een substraat, waarbij het oppervlak van het substraat is gebogen zodat de centrale FOVas niet normaal is ten opzichte van het oppervlak van het substraat.

11. Inrichting volgens conclusie 10, waarbij het substraat een opening omvat, en het beeldvormend samenstel is bevestigd achter het substraat, waarbij de centrale FOV-as zich uitstrekt door de opening.

12. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het verlichtingssamenstel een eerste verlichtingssamenstel omvat en het optische element een eerste optische element omvat, waarbij de inrichting verder omvat:

een tweede verlichtingssamenstel apart van het eerste verlichtingssamenstel en gepositioneerd in de behuizing, waarbij het tweede verlichtingssamenstel is ingericht om licht met een tweede centrale verlichtingsas uit te zenden, waarbij de tweede centrale verlichtingsas bij het punt van het verlichtingssamenstel niet parallel met de centrale as van het FOV is; en

BE2019/5248 een tweede optisch element ten minste deels gepositioneerd in de behuizing en ingericht om de tweede centrale verlichtingsas opnieuw te richten om ten minste deels de centrale as van het FOV bij het oppervlak te doorsnijden.

13. Inrichting volgens conclusie 12, waarbij het eerste optische element integraal is met het tweede optische element.

14.. Samenstel omvattende:

een behuizing met een scan-hoofd en een handvat, waarbij het scanhoofd een proximaal uiteinde en een distaai uiteinde heeft, en een centrale hoofdas die zich vanaf het proximale uiteinde naar het distale uiteinde uitstrekt;

een beeldvormend samenstel gepositioneerd in het scanhoofd, waarbij het beeldvormend samenstel een gezichtsveld (FOV) heeft gericht naar het proximale uiteinde, waarbij het FOV een centrale FOV as heeft parallel in relatie tot de centrale hoofdas, waarbij het beeldvormend samenstel is ingericht om ten minste één van de volgende op te nemen: licht gereflecteerd van een doel en licht uitgezonden vanaf een doel;

een verlichtingssamenstel gepositioneerd in het scanhoofd voor het beeldvormend samenstel en naar het proximale uiteinde toegekeerd met een scherpe hoek ten opzichte van de centrale hoofdas, waarbij het verlichtingssamenstel is ingericht om licht met een centrale verlichtingsas uit te zenden, zodat de centrale verlichtingsas bij het punt van het verlichtingssamenstel niet parallel aan de centrale FOV-as is; en een prisma gepositioneerd in het scanhoofd voor het verlichtingssamenstel, en ingericht om de centrale verlichtingsas opnieuw te richten zodat de centrale verlichtingsas convergeert naar de centrale FOV-as als beide assen zich van het proximale uiteinde vandaan uitstrekken.

BE2019/5248

15. Samenstel volgens conclusie 14, waarbij de scherpe hoek ten opzichte van de centrale hoofdas binnen het bereik van tien graden en twintig graden is.

16. Samenstel volgens conclusie 14 of 15, verder omvattende een

5 venster bij het proximale uiteinde van het scanhoofd, waarbij het FOV zicht uitstrekt door het venster, en waarbij de prisma integraal met het venster is.

17. Samenstel volgens één van de conclusies 14-16, verder omvattende een venster bij het proximale uiteinde van het scanhoofd, waarbij het FOV

10 zich uitstrekt door het venster, en waarbij de prisma is gehecht aan een oppervlak van het venster dat naar het verlichtingssamenstel is gekeerd.

18. Samenstel volgens één van de conclusies 14-17, waarbij het verlichtingssamenstel is bevestigd aan een oppervlak van een substraat, waarbij het oppervlak van het substraat naar het proximale uiteinde is

15 gekeerd in een richting op de scherpe hoek ten opzichte van de centrale hoofdas.

19. Samenstel volgens conclusie 18, waarbij het substraat een opening omvat, en waarbij het beeldvormend samenstel is bevestigd achter het substraat, waarbij het FOV zich uitstrekt door de opening.