CN102087695A - 标记读取器的万能支架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及标记读取器的万能支架。用于保持读取装置的万能支架，该读取装置收集和处理机器可读数据，包括适于放置在表面上以为该读取装置提供保持稳定性；托架臂，其具有凸缘部分和托架部分；以及，用于可旋转地将托架臂连接到基座的铰链，其中所述托架臂适于能被替换使得可利用该基座为多于一种的读取装置提供保持稳定性。

Description

标记读取器的万能支架
技术领域
本发明涉及标记读取装置的支架，更具体地涉及用于多个标记读取装置的万能支架。
背景技术
标记读取装置(也称为成像器、扫描器、读取器、标记读取器等)可适于读取由信息传达标记(也称为符号、符号表示、条形码等)表示的数据。例如，一种类型的符号是矩形条和空的排列，这些条和空以特定的方式布置以用于机器可读的形式表示数据元素。标记读取装置通常将光发射到符号上并接收从条形码或标记散射和/或反射回的光。所接收的光由处理器翻译，该处理器执行信号和/或图像处理以提取由符号所表示的数据。光学标记读取装置通常利用可视光或红外光。标记读取器也可读取其它类型的数据，例如RFID仪，诸如指纹的生物信息等。
一维(1D)光学条形码读取器的特征是读取沿着单个轴线、以条和空的宽度编码的数据，使得如此的符号可以从沿着该轴线的单个扫描读取，假设沿着该轴线以足够高的分辨率对该符号进行取样。
为了允许在单个条形码符号中编码更大量的数据，已经开发了数个一维堆叠条形码符号表示，这些符号表示将编码数据划分成多个行，每一行包括各自的1D条形码图案，必须扫描并解码这些行中的一些或全部，然后在联系在一起以形成完整的消息。扫描仍要求仅在一维中的相对更高的分辨率，但需要在第二维上的不同位置处的多个线性扫描以读取整个符号。
已经开发了已知为二维(2D)矩阵符号表示的一类条形码符号表示，这类符号表示要求基于图像的读取并提供比1D符号表示更多的数据密度和容量。2D矩阵码将数据编码为正多边形矩阵中的深或浅的数据元素，并随附图解定位器、方向和参照结构。
许多情况下标记读取器本质上可以是可便携的且无线的，由此提供额外的灵活性。在这些情况下，上述读取器形成无线网络的一部分，在该无线网络中，收集在终端内的数据经由无线链路被通信到位于电路中枢上的主机。例如，读取器可包括用于与远程计算机通信的无线电收发器或光收发器。
一些数据收集装置，如手持标记读取器，能够捕获图像并读取条形码。条形码的读取和解码表示与捕获图像中所涉及的读取不同的操作。条形码的读取和解码包括成像一维或二维图形符号然后将其解码为由该符号编码的字母数字的、完整ASCII的或其它的数据序列。图像的捕获包括存储该图像的电子视觉拷贝/表征。
对上述系统的努力已经朝向持续开发以提供该系统的多功能性、实用性和高效性。
附图说明
图1是示例性读取器系统的框图。
图2是示例性读取器的示意性框图。
图3a-3d是示例性读取器系统的立体图。
图4是示例性读取器系统的示例性凸缘和凸缘配合铰链的立体分解图。
具体实施方式
将参照示例性实施例，这些实施例在附图中图示。其它实施例可以是各种形式并且示例性实施例不应当被理解为限于本文所公开的实施例。相反，这些代表性实施例被详细描述以使本公开充分且完整，并向本领域技术人员传达本公开的范围、结构、操作、功能、和潜在的应用。在可能的情况下，在所有附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的零件。本文所用的术语“扫描”或“进行扫描”指的是从信息传达标记(或符号)读取或提取数据。本文所用的术语成像指的是获取或建立电子图像。
图1和2图示了示例性扫描系统的构造，其中多个读取器112在机构或便利设施，例如零售商店中被操作或使用。
人工操作者可将具有读取器112的手持读取器112瞄准包括信息传达标记(IBI)113或资料记录表、文本或其它元素的目标并致动读取器上的触发器115。IBI或资料记录表可以是原始由机器产生的并且是机器可读的符号表示，例如1-D条形码，2-D条形码、1-D堆叠条形码、标志、字形、颜色码等。
当使用读取器的实施例时，人工操作者可直观地将读取器直接指向待收集的数据，无论其类型如何，然后致动触发器。
示例性的读取器112可以是移动装置，例如手持扫描器、便携数据终端(PDT)、个人数字助理(PDA)、移动电话、交易终端等。便携数据终端或PDT通常是电子设备，该电子设备用于经由无线传输(WLAN或WWAN)输入或接收数据并还可用作在商店、仓库、医院或从远程地点访问数据库的领域中使用的读取器。个人数字助理(PDA)是通常用作个人备忘记事本的手持装置，并可具有诸如计算、用作时钟和日历、玩电脑游戏、访问互联网、记录笔记、用作地址簿和用作电子数据表之类的许多用途。读取器可具有显示器116。
示例性的读取器具有图像传感器，该传感器对在成像视场中看见的代表图像进行数字化。读取器可与当地交易处理系统140通信(有线地或无线地)，交易处理系统140例如收银机、顾客站或员工站。交易处理系统140可以位于交易的一点(POT)或销售处并可与当地服务器122通信(有线地或无线地)。当地服务器122可与网络120通信和或与远程/网络服务器134通信。
示例性的读取器112可具有数个用于捕获和读取图像的子系统，这些子系统中的一些可具有设置在其内或其上的符号标记。读取器112可具有光学读取器组件114，光学读取器组件114设置在壳体117的头部内，壳体117可构造为用于操作者手持。触发器115可用于控制读取器112的操作。光学读取器组件114具有成像接收光学器件152，成像接收光学器件152具有光轴(OA)以用于接收从目标T反射的光并将该反射光从目标T导向或投射到后面-被照射的图像传感器154。光轴是通过成像光学器件的对称线。
接收光学器件152具有焦点，来自无限远处的平行光线汇聚到该焦点。如果该焦点与后面-被照射的图像传感器重合，目标(在无限远处)处于“焦点对准”。如果来自目标点的光被汇聚到后面-被照射的图像传感器并且合乎要求，就说目标T处于焦点对准。相反，如果光没有很好地被汇聚，该目标就处于焦点不对准。“对焦”是调节接收光学器件和后面-被照射的图像传感器之间的距离以使目标T近似地处于焦点对准的过程。目标可以是任何物体或基材并可具有1D或2D条形码符号或文本或其它机器可读标记。触发器115可用于控制读取器112的全部或部分操作。
示例性的后面-被照射的图像传感器154可具有布置在一维或二维排列中的像素，其中像素可适于以滚动快门、全局快门或全帧操作模式操作，该后面-被照射的图像传感器154是彩色或黑白2DCCD、CMOS、NMOS、PMOS、CID、CMD等的固态后面-被照射的图像传感器。该传感器包括光敏二极管(或像素)的排列，该光敏二极管将入射的光能转换为电荷。固态后面-被照射的图像传感器允许处理全帧图像数据的各区域。在已知为全帧(或全局)快门的电子快门操作模式中，在积分前对整个成像器进行重置以去除二极管中的任何残留信号。然后二极管(像素)在一定时间长度上(曝光时间段)累积电荷，对于所有的像素光收集在大约相同的时间开始和结束。在积分时间段(在该时间段的时间中光被收集)结束时，所有的电荷同时被传送到传感器的光屏蔽区域。光屏蔽阻止了在读出过程中的进一步的电荷累积。然后信号被转移到传感器的光屏蔽区域的外部并被读出。
可利用一个或多个函数或算法来处理图像传感器的输出以适当地调节信号以进一步的下游处理中使用，包括被数字化以提供目标T的数字化图像。进行数字化或数字化可以是用物体、图像或信号(通常是模拟信号)的一组离散的点或样本来表示该物体、图像或信号。结果就是被称为该物体的“数字表示”或者更确切地说是“数字图像”和该信号的“数字形式”的数字数据。
微控制器160可执行数个处理功能并与其它部件，例如图像传感器一起定位在板上。微控制器160可包括预定量的存储器以储存固件和数据。固件可以是软件程序或嵌入在该微控制器内的或编程在该微控制器上的指令组，该指令组提供用于微控制器如何操作并如何与其它硬件通信的必要指令。固件可以二进制的或数字的图像数据文件存储在微控制器的闪存(ROM)中并可被擦除和重写。固件可被认为是“半永久的”，因为除非被更新否则它将保持不变。该固件的更新或加载可由装置驱动器处理。
读取器112中的各部件可由一个或多个总线168、数据线或其它信号或数据通信形式连接。
主处理器118或当地/主服务器170可用于执行数个功能操作，这可包括执行数个相关步骤，该相关步骤的具体步骤可由存储在存储器166中的特定构造设置决定或基于该特定构造设置。一些数据可存储在设置为微控制器160的一部分的存储器中。
处理器118、170的示例性功能可以是解码在目标或捕获的图像中提供的机器可读符号表示。一维符号表示可包括从非常大到超级小的码128、交叉二五码、库德巴码(Coda bar)、码93、码11、码39、UPC、EAN、MSI或其它1D符号表示。堆叠的1D符号表示可包括PDF、码16K、码49或其他堆叠的1D符号表示。2D符号表示可包括阿兹特克(Aztec)、数据矩阵(Datamatrix)、Maxicode、QR-码或其它2D符号表示。解码是用于描述翻译包含在投射到图像传感器154上的图像中的机器可读码的术语。该码具有在其中编码的数据或信息。
一个或多个处理器118、170的示例性功能可以是促进图像捕获功能、解码功能和操作者界面功能的操作。操作软件可被用于操作处理器以几乎同时地或以多任务角色实现这些功能。
成像读取器组件112还可具有瞄准发生器光源132、瞄准光圈133、瞄准光学器件136、一个或多个照明源146和照明光学器件148以建立投射在横跨接收光学系统150的操作视场的一部分的目标上或附近的瞄准光图案，从而辅助操作者正确地将扫描器瞄准待读取的条形码图案。数个代表性的所生成的瞄准图案都是可行的且不限于任何特定图案或任何类型的图案，例如直线的、线状的、圆形的、椭圆的等图形的任意组合，无论连续还是不连续，即由多组离散的点、划线等限定。通常，瞄准光源可包括任意光源，该光源足够小或简洁并且明亮以在目标上提供期望的照明图案。
光源132还可包括与激光准直透镜(在这些图中未示出)组合的一个或多个激光二极管以将激光聚焦到通常在扫描头前面的并大约位于目标T的平面上的一点。然后该光线可通过衍射干涉图案发生元件，例如制造成带有期望图案的全息元件，而被成像。
可采用带有不同颜色的照明和瞄准光源。例如，在一个上述实施例中，读取器可包括白色和红色LED，红色和绿色LED，白色、红色和绿色LED，或响应于例如最经常由读取器成像的符号的颜色而选择的一些其它组合。可根据整体功率预算来选择地对不同颜色的LED中每一个施加一定水平的脉冲。读取器可包括用于照明目标区域T的照明组件，该照明组件可包括一个或多个功率供应144、照明146和照明光学器件148。
在示例性实施例中，照明源可以是用于从目标反射激光的激光器。这可被称为激光扫描，其中所反射的激光被转换为从IBI反射的信号转换为代表所转换的光的IBI信号。在上述实施例中，如果照明激光器在照明功能的基础上还提供瞄准功能，那么瞄准图案生成器可不是必要的。
通信模块180提供从成像读取器112到其它成像读取器或其它系统(诸如服务器/远程处理器124)的通信链路。
示例性的读取器112可具有显示器116，显示器116可由显示控制器222控制，显示控制器222将显示数据存储在显示缓冲器210中。
示例性的读取器112可具有按键214以便于读取器112的控制。电池218可用于向读取器的部件提供能量。
处理器、存储器和执行或控制示例性的数据读取(例如图形捕获和解码功能)的相关联电路系统可设置在读取器内或设置在相关联的电路板上，该电路板位于读取器112的壳体117内。
在操作过程中或为了存储，读取器可放置或存储在支架中。图3a-3d图示了四种示例性的读取器系统310-313，其中四个示例性读取器320-323被设置在相应的示例性支架330-333中。每个支架包括共同的基座340和带有不同的相应的臂或凸缘部分以及读取器保持器或托架部分的铰链344。读取器支架的凸缘部分和托架部分包括托架臂。示例性的读取器支架适于以允许放置、使用和从相应的支架移除的方式保持读取器。示例性的基座适于安放在相对平的表面上并提供稳定的平台以用于其所保持的读取器的操作，从而阻止读取器掉落或翻转。读取器可在支架上旋转以实现最优的读取或操作性能。
参照图4，示例性的相应的凸缘具有凸缘铰链配合部分342，该配合部分与共同的基座铰链配合部分(未示出)相配合。凸缘铰链配合部分和基座铰链配合部分由销380保持在一起以形成铰链344。凸缘和托架(未示出)适于保持示例性的特定读取器。凸缘可由铰链344可旋转地连接到基座，这便于凸缘相对于基座340旋转。凸缘可制造成带有凸缘铰链配合部分的重要部分。基座可制造为带有基座铰链配合部分的重要部分。凸缘和基座340因此可枢转或可旋转地彼此连接。
在示例性实施例中，铰链可拆卸地连接到基座并且凸缘和托架永久性地连接到铰链的外构件。因此可通过从基座拆卸掉适于保持第一示例性读取器的第一一体的铰链/凸缘/托架并代之以安装到基座的适于保持第二示例性读取器的第二一体的铰链/凸缘/托架而构造用于不同读取器的不同支架。
在示例性的实施例中，凸缘可拆卸地连接到铰链。因此可通过从铰链拆卸掉适于保持第一示例性读取器的第一一体的凸缘/托架并代之以安装到铰链的适于保持第二示例性读取器的第二一体的凸缘/托架而构造用于不同读取器的不同支架。
参照图3a，示例性的读取系统310包括交易终端读取器320，交易终端读取器320由支架330保持，支架330包括基座340、铰链344、凸缘部分368和托架部分364，托架部分364适于保持或支持交易终端读取器320。托架部分364和凸缘部分368由铰链344可旋转地连接到基座。托架部分364可包括一对托臂，该对托臂支持所述读取器并阻止水平(从一侧到另一侧)类型的运动或可导致读取器掉出的摇摆运动。可通过使读取器从托架的顶部滑到底部而将读取器放置在托架部分中。
示例性的交易终端读取器目前在多种场合使用，在这些场合中人们在诸如零售商店、饭店等机构进行交易。触摸屏显示器集成在终端320的顶部。在壳体内可设置一个或多个读取器以从诸如具有磁条的卡、符号标记(例如条形码)、RFID仪、生物信息(例如指纹)等的信息传达装置获取信息。示例性的交易终端读取器在共同所有的名称为“交易终端”的7472825号美国专利中描述，该专利的公开内容通过引用并入本文。
参照图3b，示例性的读取系统311包括标记读取器321，标记读取器321由支架331保持。支架331包括基座340、铰链344、凸缘部分369和托架部分365，托架部分365适于保持或支持标记读取器321。托架部分365和凸缘部分369由铰链344可旋转地连接到基座。托架部分365可包括一对托臂，该对托臂支持所述读取器并阻止水平(从一侧到另一侧)类型的运动或可导致读取器掉出的摇摆运动。可通过将该读取器在托臂之间推入托架而将其放置在托架部分内。
参照图3c，示例性的读取系统312包括标记读取器322，标记读取器322由支架332保持。支架332包括基座340、铰链344、凸缘部分370和托架部分366，托架部分366适于保持或支持标记读取器322。托架部分366和凸缘部分370由铰链344可旋转地连接到基座。托架部分365可包括甜甜圈型托臂，该托臂支持所述读取器并阻止水平(从一侧到另一侧)类型的运动或可导致读取器掉出的摇摆运动。可通过将读取器的前表面放置在托架内并放置在托臂的孔内而将该读取器放置在托架部分内。
参照图3d，示例性的读取系统313包括移动装置型读取器323，移动装置型读取器323由支架333保持。支架333包括基座340、铰链344、凸缘部分371和托架部分367，托架部分367适于保持或支持移动装置型读取器323。托架部分367和凸缘部分371由铰链344可旋转地连接到基座。托架部分367可包括一对托臂，该对托臂支持所述读取器并阻止水平(从一侧到另一侧)类型的运动或可导致读取器掉出的摇摆运动。可通过使读取器从托架的顶部滑到底部而将读取器放置在托架部分中。
在示例性的实施例中，支架构造适合于标记扫描器向下扫描，其中信息传达标记(IBI)被放置在该扫描器下以用于IBI读取。如果标记读取器是光学标记读取器，那么凸缘的长度适当地适合作为标记读取器的焦距。凸缘的旋转位置适合于最优的数据读取和操作性能。扫描操作(对于扫描程序使用者或工厂可以可选择的关系来执行该扫描操作)可由参数控制，这些参数控制被启动以作为自动区别过程的一部分处理解码是连续的还是不连续的等的代码。扫描和解码参数的允许组合一起限定读取器将使用的扫描-解码关系或模式。在连续模式(也称为连续扫描模式、连续流动式接收模式、流动式接收模式、飞掠扫描模式、忙碌扫描模式或演示模式)读取器以静止的方式被保持并且使目标(例如位于包装上的符号)从读取器的旁边经过。在连续模式中，读取器依次获取连续的图像曝光并且连续地解码或尝试解码这些图像中的一些或全部。在连续模式中曝光时间和解码时间都是有限的。
不连续模式是这样的模式，在该模式中扫描和/或解码停止或被中断并且必须具有致动事件，例如拉或推触发器或将IBI放置在读取器的视场里。示例性地以不连续模式使用读取器是经由手持操作。当被触发时，读取器可连续地曝光图像并连续地解码图像。一旦读取器不再被触发解码就停止。但是，图像的曝光可以继续。在不连续模式中，曝光时间、解码时间的超时限制以及解码进取性(aggressiveness)可被增加到多于连续模式中的设置。注意到，不连续模式通常被启用，因为操作者知道符号的存在。因此解码器可放弃进行符号存在的确定，因为推定符号就在视场中。不连续模式可提供比连续模式更长范围的扫描。在连续模式和不连续模式之间切换可通过使用位于读取器上的触发器实现。例如，当触发器被操作者压下时，读取器可在不连续模式运行；当触发器被释放时，在预定时间段后读取器可切换到连续模式。扫描子程序可指定一个或多个地址缓冲器空间以及扫描是连续的还是不连续的，扫描数据可存储在该空间中。在连续模式和不连续模式之间切换的另一示例可以由符号表示实现，其中在模式间的切换依赖于所检测的符号表示的类型。读取器可在预定时限后停止尝试解码符号。当处于连续模式时，读取器可限制待解码的符号类型。
瞄准图案生成器可被编程为在连续模式或不连续模式下运行。
在连续模式中，当前的装置可被构造为如果在一定时间段内没有感测到符号就自动切换到低功率状态。在感测到符号时，扫描器此时可自动切换回高功率状态的连续模式。在低功率状态，扫描器可从每次扫描时瞄准器和/或照明光源都开启改变到仅对一些扫描开启或不开启(例如每2或3次或更少的扫描)。以此方式系统仍可感测符号的存在，但消耗更少的电流因此也就产生更少的内部发热。在感测到符号后，读取器每次扫描可使用瞄准/照明，直到感测到另一休止时间段。模式改变可响应于合适的信号由主机通过到该扫描器的直接连接或无线连接实现。
示例性的图像读取系统可具有在连续模式和不连续模式之间的自动切换。示例性的在这些模式之间的切换方法可通过支架检测器384(图3b)检测读取器是否在支架上来实现。如果读取器在支架上，那么读取器切换到连续模式；而当不在支架内时则切换到不连续模式。检测器可以各种技术实施，包括光学感测、电磁感测或机械感测。对于光学感测，检测器可具有可被读取器读取的IBI型性质。当读取器检测到特定的条/空顺序时，读取器就自动切换到连续模式，否则，它就切换到手持模式。对于电磁感测，检测器可以是磁体。对于机械感测，检测器可以是开关，该开关位于这样的位置，当将图像读取器放置在支架中的该位置时，该开关被压下。

Claims (6)

1.用于保持读取装置的万能支架，该读取装置收集并处理机器可读数据，包括：
基座，其适于放置在表面上以为该读取装置提供保持稳定性；
托架臂，其具有凸缘部分和托架部分；以及
铰链，其用于可旋转地将托架臂连接到基座，
其中托架臂适于能被替换从而可使用该基座来为多于一种的读取装置提供保持稳定性。
2.根据权利要求1的万能支架，其中所述铰链包括凸缘铰链配合部分、基座铰链配合部分和用于将该凸缘铰链配合部分和该基座铰链配合部分可转动地保持在一起的销。
3.根据权利要求1的万能支架，其中该读取装置包括：
图像传感器，其用于将从信息传达标记(IBI)反射的光转换为代表该光的输出信号；
接收光学器件，其用于将来自目标的光导向到该图像传感器；
处理器，其用于解码该输出信号；
照明源，其用于产生照明该目标和照明光学器件的照明光，该照明光学器件用于将该照明光导向到该目标上；
适于手持操作的壳体，其包围该图像传感器、接收光学器件和照明源。
4.根据权利要求1的万能支架，其中该读取装置包括光学标记读取器，该光学标记读取器是下列的至少一种：交易终端；手持标记读取器；便携数据终端；和个人数字助理。
5.根据权利要求1的万能支架，还包括位于该支架中的传感器，该传感器用于检测该读取器是否放置在该托架部分内。
6.根据权利要求1的万能支架，还包括位于该支架中的传感器，该传感器用于检测该读取器是否放置在该托架部分内，并且其中该读取器位于该支架内与否，该读取器的操作特征会改变。
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