CN1029878C - 扫描线校正装置及其方法 - Google Patents

Abstract

一种包含于扫描装置中的扫描机构，用于重复地扫描有不同光反射系数区域的标记，如条形码符号，被扫描机构以扫描线方式投射出的扫描光以高扫描速度横扫过标记，扫描线常常是弯曲的，会反过来影响扫描操作的质量，因而产生错误的信息输出，一种能在被扫描和阅读的标记上产生直线扫描线的弯曲校正被提出来了，从而优化了扫描元件的操作效能和扫描结果。

Description

本发明总的来说，涉及一种包含在扫描装置内的扫描机构，该扫描装置用于借助被扫描机构以线的形式投射出的高速地扫过标记的扫描光或激光束反复地扫描各部分光反射系数不同的标记，比如象条形码符号，以便于读出其中所含的信息。

更为具体地讲，本发明尤其涉及扫描机构的构造和实现该机构的方法，其中用来扫描和阅读标记的扫描线，（这种扫描线以往一般都是弯曲的，该弯曲有时会反过来影响扫描操作的质量或导致标记阅读不完全，以致于产生一个错误的信息输出），被创造性地加入了弯曲校正，此校正将产生扫描标记用的线性或直线扫描线。这种扫描线的弯曲校正优化了扫描元件的操作，以便能从包含在正被扫描器扫过和阅读的标记内的信息中获得准确、完整和高质量的数据。

用于扫描和阅读标的物（如用于外包装或出售的物品）上信息的激光扫描装置其实现问题在该特定技术领域是已知的，并且已经在商业中被广泛采纳。就此而论，各种类型的激光扫描装置都包含有扫描头，该扫描头装有光学阅读系统，诸如条形码阅读器，以阅读被条码阅读器发出的激光所扫描的标的物上之信息或条码符号。一般地讲，这样的激光扫描装置，尤其是那些条形码阅读器型的，可广泛地用于工业中，比如制造、发货、和零售商业中，并且还可以永久地加入到超级市场结帐计 算器的设备中，从而使其上印有或加有条形码符号的售出物品从位于计算器表面下的条形码阅读器上方通过，进而为消费者所购商品的货商提供一个记录，并为消费者提供一个读出数据（并且有可能是打印的记录）。

另一方面，条形码阅读器或激光扫描装置，也可以由一个被固定地装在沿支撑平板或计算器顶部延伸台架上的光学扫描单元构成，售出的物品可以放置在支撑平板或计算器顶部;或者依照本发明优选实施例的其他许多实现方式，可以是小型化、重量轻和有手枪式握把的枪形装置，而且这种活动的装置在售出物品或标的物上所印条形码符号上方被移过某一短的距离，从而扫描出条形码符号所提供的信息。

迄今为止，用于阅读显现在标签或物品表面上的条形码符号的各种光学阅读器和光学扫描系统已经发展起来。条形码本身是一种标记的编码图案，由一系列彼此分隔开约定的各种间隔宽度的各种宽度条构成，条和间隔具有不同的光反射特性。这种阅读器和光扫描系统把图纹标记光转换成电信号，电信号被解码成表征物品或说明物品所需的字母数字符号。这些符号通常以数码形式表示，并作为输入的数据被送入用于出售点处理、商品清单核对等处的数据处理系统中。这些常规类型的扫描系统已经在诸如美国专利US，4，251，798;4，369，361;4，387，297;4，409，470;4，760，248;和4，896，026中描述过了，所有这些专利作为即时的申请都委托 给了同一受委托人。

如上述某些专利所述的，尤其这类扫描系统的一个实施例是装在一个手持轻便式激光扫描头内的，该扫描头由一使用者握着，扫描头被构造成让使用者可把该头，更确切地说是其中投射出的光或激光束，对准标的物和要被阅读的符号上。

激光扫描器的光源通常是气体激光器或半导体激光器。作为扫描系统的光源，使用半导体激光器，如激光二极管，尤为理想，因为它们尺寸小，成本低、且功耗低。激光束一般用一透镜进行光学整形。以形成标的物某一间距处一定尺寸的光斑。最好标的物某一间距处的光斑尺寸大致与不同光反射系数区域，如符号的条和间隔，之中的最小宽度相同。

条形码符号由条杠或单元构成，这些条杠或单元通常是各种可能宽度的矩形。单元的特定排布定义了根据一套规则表示的特征，和用所使用的代码或“符号”说明的含义。条杠和间隔的相对尺寸由所用的编码类型而定，条杠和间隔的实际尺寸也是如此。每英寸条形码符号所表示特征的数目与符号的密度有关。为了给一所需特征序列编码，要把一组单元排布串接在一起以形成一个完整条形码符号，该条形码符号携带着由它自身相应单元分组表示的每个信号特征。在一些符号中，用同一的“开始”和“停止”特征表示条形码起点和结尾的位置。大量不同的条形码符号同时存在着。这些符号包括UPC/EAN码，39码，128码Codabar码和Inte rlenved    2    of    5）码。

为了讨论的目的，用一种符号定义和识别的特征将被认为是正规特征，同时未用该种符号定义和识别的特征将被认为是非正规特征。这样，不能被一给出种类符号解码的单元排布，就对应于该种类符号的非正规特征。

为了提高在给定表面区域内所能表示或储存的数据量，最近出现了几种新型条码符号。这些新型编码标准之一，49码，通过垂直堆积特征列而不是水平延伸条杠而引入了一种“二维”概念。那就是说，存在着若干列的条杠与间隔图案，而不仅仅是一列。49码的结构在美国专利4，794，239中作了描述，它被用作本文的参考。

一维单线扫描，如手持式阅读器通常提供的那样，在阅读这些二维条码时有一些缺点;即阅读器必须分别对准每一列条码。而多扫描线阅读器产生许多相互成一定角度的扫描线，从而使其不适于识别二维符号的49型码。

在现有技术的描述系统中，光束借助沿通向其表面有条形码的标的物的光路而设置的透镜或类似光学元件组，进行对准。通过沿一条线或多条线，用光束来回扫过符号来完成扫描功能。扫描组件可以包括一驱动装置或扫描电动机，它既可用于使光斑扫过符号又可用于跟踪以高速往返模式跨越和通过符号的扫描线，或扫描扫描器的视野，或者同时，做两件工作。

扫描系统通常还包括一个有检测从符号反射回来光 的功能的传感器或光电探测器。该光电探测器而且是固定在扫描器内或光路中的，在那里它有一个跨越并稍微超出符号展开的视野。符号反射出来的光，一部分被检测到并转换电信号，电子线路系统或软件把电信号解码成代表已扫描过符号的数字形式数据。例如，来自光电探测器的模拟电信号通常可以转换成受数字信号调制的脉冲宽度，这些脉冲宽度对应于条杠和间隔实际宽度。这样一种信号进而根据特定符号种类解码成符号的二进制解码数据，并成为字母数字特征。

现有扫描系统的解码过程，通常按下述方式进行工作。解码器从扫描器接收被数字信号调制的脉冲宽度，一个在软件中执行的算法，设法对扫描进行解码。如果扫描中起点和结尾特征以及它们之间的特征都被完整成功地解码出来，则解码过程的结束和良好阅读的标记（比如：发绿光和/或可听见的嘟嘟声）会被告知使用者。另外，解码器接收下一个扫描;完成另一个针对该扫描解码工作等等，直至获得完整解码的扫描或没有别的扫描在进行的时侯，便结束工作。

这样一种信号进而根据特殊的符号系统再解码成已解出符号的二进制数据，且以字母数字特征方式表示。

激光扫描器不是唯一的能对条形码符号进行阅读的光学仪器类型。条码阅读器的另一种类型是一种包含有基于电荷耦合器件（CCD）技术的探测器的类型。在这种阅读器中，探测器的尺寸比要被阅读的符号大或大致与之相同。全部符号被来自阅读器的光笼罩，每个C CD单元被顺序地读出;以确定一个条杠或间隔的情况。这种阅读器重量轻，便于使用，但是需要使阅读器直接接触或定位在符号上，以使符合能被正确地读出。阅读器符号之间的这种实际接触对于某些用途来说是优选的操作方式，或者对使用者来讲是个人爱好。

实际上，本发明旨在提供一种包含有可迅速摆动扫描元件或反射镜的扫描器，该扫描元件或反射镜被支撑住并被标出尺寸以便于适配;如果必要，为了进行高频扫描操作，可采用大尺寸扫描元件或反射镜，它适于装配在一个选出的并非一定为U形的弹性元件上，此弹性元件能使扫描元件或反射镜绕固定转轴移动，并采用U形弹性元件来撑住固定在弹性板上的扫描元件，弹性板在所需的低频下做振动。如前所述，总的来说，提供给扫描元件或反射镜的振荡频率，通过适宜的光或激光束投射到其上粘有包含着要读信息的标记的标的物上，产生一个迅速扫过标记的扫描线，从而其中所含的信息能被读出和获得。

一般地讲，由于投射的光或激光束以及扫描元件的振荡中都包含着一定的角度，所以扫过标记的扫描线具有一定的固有弯曲，尤其是在必须扫描符号上密排印制的信息时，比如可以是包含在用二维扫描装置的PDF系统（简捷数据排列）中的信息，这会引起包含在标记中的信息，在扫描线扫描振荡越过其表面的过程中被扫描线丢失，并且可能导致不完整的信息检索，进而造成该装置扫描操作质量的不良影响。

本发明克服了或至少修正了扫描技术中存在的前述缺点和缺陷，通过对普通的曲线扫描线进行弯曲校正或准直操作，从而产生一个特殊的线性或直线扫描线，它能够完整准确地阅读包含在标记，如条形码符号，内的信息。对扫描技术所作的改进，不需要在扫描机构中加入附加的结构件或操作件即可获得，而相反地，它是通过现在扫描组件的改形而获得的，改形的扫描组件简单，经济且样式新颖，消除了投射过被扫标记的扫描线的弯曲。

因此，首先是目前普遍存在的扫描线弯曲问题被创造性地解决了，在其中，装配于U形弯曲件上的扫描元件或反射镜有一个偏开U形弯曲件的自身对称轴，而通过其电激励为扫描反射镜提供扫描振荡的电磁驱动装置被固定在弯曲件的对称轴上，从而在扫描元件或反射镜的驱动或阅读启动装置与扫描反射镜之间造成一个相对偏离或偏心，该扫描元件或者反射镜使弯曲件产生了一个扭转运动，扫描反射镜则补偿和消除了扫过标记的扫描线的弯曲。

另一方面，依据改形的实施例，当扫描元件或反光镜以其纵轴或对称轴对准弯曲件中心线的方式进行装配时，类似的扫描线弯曲补偿或准直操作可以通过使驱动装置的磁铁相对于扫描元件和弯曲件的对称轴产生一个偏差来实现。这将又一次提供扫描线的一种准直，从而显著地改善现有扫描装置中的弯曲扫描线。

尽管上文提供了扫描线所需的准直，但由于扫描组 件相对于扫描装置中其它组件的方位问题，更由于装置中的光学问题，这种被准直的扫描线会相对于标记以一个斜角或斜交角投射到标记上，这就需要再延伸扫描范围，扫描范围扩展的要求增加了扫描装置组件上承受的应力;或者跨过标记的扫描线范围有可能不能包括进标记，如条形码符号，的端部或远角处，从而不能获得完整的对应于其内所含信息的数据。

因此，依据本发明更为优选的实施例，扫描元件或反射镜，通过弯曲件上一个适宜夹子的作用进行装配，以使它的对称轴完全处于对称位置，而由扫描元件夹子和弯曲件构成的组件组装在一起，使之相对于背部或平板形弯曲件以及电磁驱动系统有一个偏离。然后，弯曲件和对称地固定于其上的扫描元件或反射镜都相对于其他扫描装置元件偏心安装，这将产生一个所要求的扫描线准直，同时可大大地防止扫描线以一个斜交角投射到正在被扫描装置扫描和阅读的符号上。

因此，本发明的目的是提供一种包含有扫描元件，如扫描反射镜的扫描装置，扫描元件装在弯曲件上，为扫描元件提供振荡的电磁驱动装置被偏心地或偏离扫描元件对称轴地固定住，而且对扫描标记的弯曲扫描线施行准直作用。

另一个目的是提供另一种类型的扫描装置，在其中扫描元件或反射镜以其对称轴偏开弯曲件中心轴的方式安装，在弯曲件之上，以产生一个附加的振荡扭转运动分量，从而减小或消除投射在标记上光扫描线的弯曲。

本发明的进一步的目的是提供一种所述的扫描装置;在其中扫描元件或反射镜用一个夹子装在弯曲件上且其对称轴与弯曲件的纵向中心轴重合，包括着扫描元件、夹子和其上装有前者的弯曲件的扫描装置相对于背板是非对称的或偏离的，背板由相对于扫描元件电磁驱动装置偏心地固定着前述那些元件的第二弯曲件构成，从而使一般的弯曲扫描线获得准直。

本发明更进一步的目的是提供一种借助于在此所述的说明的扫描装置，对投射在标记上的扫描线进行准直的方法。

也就是说，本发明提出在一种阅读有光漫反射部分的标记用的、能从其中向所述标记引导光束且能收集从所述标记返回的反射光的扫描器中，一个用所述引出光束构成的光线对标记进行扫描的机构，其特征是，该机构包含：（a）一扫描器组件;（b）安装所述扫描器组件的夹持器装置，以在第一对和第二对终点之间在第一和第二扫描方向上进行多角振荡运动，所述的夹持器装置包含第一和第二振动机构，以在正交平面内振动，并且在关于所述扫描器组件快和慢振动转动各坐标的第一和第二正交扫描方向上做多角振动;以及（c）在所述第一和第二扫描方向上同步移动所述扫描器组件的阅读起始装置，它同步地在所述第一和第二对扫描终点之间使所述扫描器组件做多角振动，以沿第一和第二扫描方向引导光以便对标记上图案实施二维扫描;所述的阅读起始装置相对至少所述扫描组件对称轴偏心地定位， 以便产生一个垂直于快振动转动轴的第二运动以补偿来自被引导光扫过标记的扫描线弯曲并提高扫描线的平直度。

其中所述的扫描机构其质量中心是偏离所述扫描组件对称轴的。

其中所述的阅读起始机构包含一个装配于偏离开所述扫描组件对称轴的一个所述振动机构上的磁铁。

其中所述的扫描组件，所述的安装所述扫描组件的夹持机构和所述的阅读起始机构一起相对于所述扫描机构的支撑件偏离，使所述组件与所述扫描弯曲程度相适应，以便补偿所述扫描线的平直性。

其中所述的支撑件包含所述第二振动机构。

其中所述的第一振动机构包含一个有对支臂的U型弹簧件，所述扫描组件安装在所述臂之一的自由端处。

其中所述的第二振动机构包含一个大体平板形的弹簧，其一端固定在所述U型弹簧的另一臂端部，而另一端固定在所述扫描机构的基座上。

其中所述的阅读起始机构包含一个响应于其激励启动的电驱动激励装置，以振动所述夹持器机构从而在第一和第二扫描方向使所述的组件发生多角振荡，所述的激励装置包含一个有通道的电磁线圈，和一个偏心装于夹持器机构上且在所述线圈激励过程能进出通道的磁铁。

其中所述的磁铁在平板弹簧所述另一端与所述U型弹簧的所述另一臂之间连接点附近安装于夹持器装置之上。

其中所述的第一振动装置被用以做高频振动，且其中所述第二振动装置被用来做低频振动，以此在施加于所述线圈上重叠包含高频第一信号和低频第二信号的驱动信号作用下，实现对标记上光栅型扫描图案的扫描。

其中U型弹簧的臂其尺寸是不对称的。

其中所述扫描组件的质量中心偏离电磁线圈和所述磁铁构成的轴。

其中所述扫描组件质量中心的偏离提供了一个恢复力以使所述平板弹簧以高频沿第一扫描方向扭振，且使所述U型弹簧以低频沿第二扫描方向振动，从而在高低频驱动信号的重叠作用下，实现标记上的光栅型扫描。

其中所述的U型弹簧由弯曲的弹簧片构成。

其中所述扫描组件在大约500到1200HZ频率范围内扫描所述标记。

其中所述的阅读起始装置在扫描方向移动所述扫描组件以在标记上方实施光栅扫描图案。

其中所述的阅读起始装置，在扫描方向移动所述扫描组件以在标记上方实施全方向扫描图案。

其中所述的标记是条形码符号，且所述扫描器是条形码阅读器。

一种阅读具有不同光反射率区域的标记的方法，其特征是，它通过把来自所述扫描器的光引向所述标记以从被引导的光中形成一扫描线，并收集从所述标记上返回并穿过扫描标记用机构的中介组件的反射光，并包括：

在第一对和第二对扫描终点之间的第一和第二扫描 方向上对所述扫描机构的扫描器组件实施多角振动;在两正交平面内振动第一和第二振动装置，以便在分别关于所述扫描器组件快和慢振转坐标的第一和第二正交扫描方向上实现多角振动，有一质量中心的所述扫描器组件这样装配起来，使其偏离关于所述扫描器振转快轴的对称轴，且在第一和第二扫描方向利用阅读起始装置的激励作用同步地移动所述组件，以在所述第一和第二对扫描终点之间同步地多角振荡所述扫描器组件，从而沿第一和第二扫描方向引导光以便在标记上实施二维扫描图案;所述阅读起始装置相对于所述扫描器组件偏心地定位，以便垂直于振转快轴，旋加第二种运动，以补偿引导光扫描线的弯曲和提高扫描线的平直度。

其中所述的扫描器在所述的标记上实施一个光栅扫描图案。

其中所述的扫描器组件在所述标记上实施一个全方向扫描图案。

本发明前述的和其他的目的可以从结合附图的扫描装置各个实施例的详细说明中，得到更具体的解释，在其中：

附图1表示了一个激光扫描装置实施例的纵剖视图，其中该装置是一个手枪形组件的外形;

图2表示了可在本发明中采用的传统扫描装置的剖面图;

图3表示了与图2相似的扫描装置的剖面图，画有用于安装要被固定的扫描元件或反射镜的夹子，以产生 一个特殊的共振非对称扫描元件;

图4表示了图3扫描装置的正视图;

图5表示了依照现行技术规则的正在被扫描线扫过的条形码符号;

图6表示了用弯曲校正或准直的扫描线扫描的图5条形码符号，其扫描线被表示在其两个常规扫描取向上;

图7表示了依照本发明用于准直扫描线的扫描装置之一部分的第一实施例的后视图;

图8表示沿图7中8-8线剖开的断面图;

图9表示了依照本发明的与图7相似的扫描装置一部分的第二实施例;

图10表示了沿图9中10-10线剖开的断面图;

图11表示了代表本发明第三实施例的带有扫描及反射镜夹子的扫描装置一局部的正透视图，为了清楚起见省略了扫描反射镜;

图12表示了图11扫描组件的前视图;

图13表示了沿图12中13-13线剖开的断面图;以及

图14表示了用发明出的弯曲校正或准直扫描线进行扫描的包含一种简捷数据排列的符号。

下面是对附图更详细的说明。如图1所表示的，依照一种常规的实施例，激光扫描装置可以是手枪形构造的一个条形码阅读器单元100，尽管还有其它常见种类的扫描器构造可以用于本发明，该单元100有一个手枪握把型手柄153，且其上一可动触键154，当 其处在阅读符号点时，使使用者可激励光束151和探测器电路系统，而且如果该单元是自身携带能源式的则还存有电池。一个轻的塑料外壳155包容着激光光源，探测器158，光学系统和信号处理电路系统，和CPU140以及电源或电池162。外壳155前端的光透射窗156使发出的光束151射出并且使反射回来的光152射入。阅读器100被设计成能让使用者在某一位置上对准条形码符号，在该位置处阅读器100是与符号隔开的，如不接触符号或从符号上方移过。通常，这种类型的手持式条码阅读器按规定是要在隔开符号几英寸或更远距离的范围内进行工作。

如图1进一步所描述的，一个适宜的透镜157（或多透镜系统）可以用来把扫描光束聚集在相应参考面上的条形码符号上。光源146，比如半导体激光二极管，被固定住，以将光束引入到透镜157的光轴上，并且光束通过部分镀银的反射镜147，如果需要还要穿过其他透镜或光束整形部件，随之通过振荡反射镜或扫描元件159，该扫描元件被固定在当触键154按下时可激励的扫描电动机160上。如果光源146所产生的光是不可见的，瞄准光在必要时可造成一个可以固定或扫描的可见光点，如激光束;使用者在按下触键之前可以用这个可见光将阅读单元对准到符号上。

在前述内容中，光束151产生一个以往复运动方式横移过符号或条形码符号的扫描线，以便获悉其中包含的信息。通常，尽管由光束157构成的这种扫描线 趋于一种直线形状，但很多情况下，该线都有一预定程度的弯曲，如下文将进一步结合图5与所要描述。因此，常常是既使用弯曲扫描线反复地横移或扫过符号，仍有可能存在着光束151不能扫到的含在符号中的信息段，这样会导致不完整的或错误的数据输入到扫描装置中。弯曲的程度由局部半径高度“h”表示在图5中，它常常取决于扫描装置内投射光束的角偏差，被规定为α角。

因此，通常使用的扫描机构是包含在上述如图1所示的扫描装置内的，它在图2至4中表示出。

如图2所描述的，它表示了用于实现二维或两轴扫描图案的典型扫描机构200，一个夹子202包含着有一对臂206和208的U型弹簧204。扫描元件210，比如光反射器或反射镜，可借助夹持器202固定地安装在臂208的自由端，同时永磁铁212安装在臂206的相对自由端。电磁线圈214固定地安装在支撑件216的上端，后者固定在基座218上。电输入头220把激励信号供给电磁线圈214。臂206和永磁铁212固定在一基本呈平面的弹簧件222的一端222a处，而且其另一端222b固定在基座上。平板弹簧222由任意适宜的弹性材料制成，如弹簧片，弹性的金属箔，或扁条钢。夹持器包含U型弹簧构件204，206，208，它也可以由任何适宜的具有回弹性或挠性的金属材料制成;适宜的金属如铜铍合金。反射镜210的质量可以与永久磁铁212的质量相等，在某些时侯，可以比U型弹簧204的相应 质量高出许多。

在某些情况下，可能要扫描有光栅型扫描图案的标记，因此在这种扫描图案中，一系列的基本水平且大致平行的扫描线从上端的水平扫描线开始横移，然后向下进行中间的多层水平扫描线直到下端的水平扫描线，以均匀地覆盖所要扫描的区域。为了获得光栅型扫描图案，U型弹簧204和平板形弹簧222可以被设置成可在两相互正交的平面内振动的形式。如图所示，U型弹簧204的臂将在x-z平面内振动而平板弹簧222将在x-y平面内振动。通过夹持器结构202的这种安排反射镜或扫描器组件210可以装配成能在第一第二交替循环方向上多角振动的形式，第一第二交替循环方向是处在第一对和第二对扫描端点之间的。而且由于它们各自的形状和位置，U型弹簧204将在高频范围作振动，一般在200至800Hz范围内，同时平板弹簧222将在低频范围作振动，一般大约在50至200Hz。扫描符号所必需的振幅将取决于符号的尺寸，常常应至少有10～30°的光学角度。为了提高由夹持器机构202产生的扫描线角振幅，该夹持器可以是特别为某种用途设计的，角振幅的这种提高可以利用构造一个其臂的尺寸不对称，实际上是长度不同的U型弹簧204来获得，从而产生一个振动的非对称扫描元件。这样，在一个特殊的实施例中，臂208可以比臂206短，至少2∶1的比例。这样尺寸不对称的U型弹簧将在光栅型图案中，产生更长的x方向扫描线。

依据上述类型扫描机构的最新发展，为了能够在弯曲件上支撑住更大尺寸和更重的扫描元件或反射镜，后者，一般为U型弹簧，已经在构造不等长臂，和提供一种固定扫描元件的夹持器以便当扫描元件固定于高频振荡着的由弯曲件构成的U型弹簧短臂上时使扫描元件的质量中心与其转动轴重合方面形成优势。该形式扫描机构的这种优点是由共振的非对称扫描元件提供的，因此非对称尺寸的U型弹簧要具有较高的金属疲劳耐久性和抗断裂性，这是由于实验室应力实验结果降低所致的。因此，可在图3和4扫描机构实施例中，也可以在图11至13扫描元件夹持器类型中做参考。

本质上讲，特别参考了图3和4的扫描机构300包括一个共振的非对称的扫描元件，此扫描元件包含一个由U型弹簧构成的弯曲件，U型弹簧第一臂306上固定着一磁铁308，同时U型弹簧或弯曲件302的第二臂310比臂306短，其上端或自由端装有一弹性的夹持器构件312，适宜由铜铍合金构成，如下述更具体的描述的那样，夹持器是用以夹住和安装根据本发明制成的扫描元件或反射镜314。因此，反射镜其上端316有一较小的剖面宽度，以形成一个基本为矩形颈部318a、318b，而夹具或握臂320和322位于臂310上端处的夹持器构件312的相对两端。在反射镜314的颈部318下面，反对镜被扣住装配于弹簧臂310上，且位于两握臂320，322之间处，反射镜下部两侧翼明显地加宽以便为扫描提供 一个大的表面324，表面324在该处有一垂直于反射镜、夹持器和U型弹簧对称轴327沿伸的快速或高频转动轴326。反射器314在其上顶部318处装配于弯曲件或弹簧304上，此装配确定了反射镜质量M的中心，以便该中心包含在快速转动轴326（并且也包含在对称轴327）上，并因此将反射镜质量中心和转动轴之间的距离r减少到基本为0。

夹持器构件312上的握臂320，322与弹簧臂310的上端一起可以从图11中更详细地得到解释，该图描述了弹性握臂320和322在其下端分别具有耳状凸起330或凹口，以便产生更强的回弹性或弹性使握臂靠向其端部、反射镜的颈部318正是从该端部插入与弯曲件或U型弹簧304的夹持器构件312相接触的表面的。这样，如图4所示，反射镜314在握臂320和322下向上滑动，直至肩台332的上部宽棱与耳状凸起330的下部棱边相接触以使其能固定而弹性地装在夹持器构件中。

在扫描机构的前述实施例中，对称轴327通常被看作是穿过扫描元件和包含有磁铁212或308位置的弯曲件延伸的。尽管前述扫描机构通常或至少经常会发生弯曲的扫描线，参见图5，完全能够在任何特定扫描和阅读过程中通过在符号或标记上方多次施行扫描而扫出和读出符号中诸如条形码符号中所含的全部信息，但仍有机会在这种弯曲扫描线的扫描过程中出现未覆盖标的物上全部符号的可能，尤其在弯曲扫描线与符号边 缘相邻处端的凹陷处或可能是凸起处，因而会提供不完整或甚至可能是错误的信息数据。当严格限制且密录的大量信息或数据都包括一个特定符号中时这个问题尤为突出，如图14所示的，即为在很小区域内存有大量信息的例子，它与简捷数据排列系统在技术上是一致的。因此，可以想到扫描线的固有弯曲可能会在符号的外缘靠近符号一边缘和两相反边缘的中心区域一小部分错过含信息的区域。因此，为了能够得到包含于符号中的准确数据信息，必须让扫描线在其对包含于符号内的全部信息进行横扫和阅读时，有一个高的可靠性和精度。那样，使扫描线基本成直线以便在其扫过符号表面时能扫出其中所含全部信息将是十分重要的。

前文得到了一种新颖且特别简单的方法，它通过在至少扫描元件对称轴与给弯曲件和扫描元件施加振动的电磁驱动装置或磁铁之间提供一个偏心量或偏离量，以便产生一个关于y轴的第二运动或振动，此第二运动或振动将给扫描元件提供一个补偿扫描线弯曲且在符号上产生一线性或直线扫描线的运动分量。

这样，如图7和8所述的U型弯曲件和扫描元件的一个实施例，其中组件的标号与图3和4扫描机构实施例所设定的一样，尽管这种结构也可以用于图2的实施例，但扫描元件314的对称轴327在横向上是偏离其上装配着它的臂310的弯曲件302纵向中心线CF的，以使扫描元件314的对称轴327相对于磁铁308有一个β位移量，后者则与弯曲件302纵向中 心线对准。这将在扫描元件或反射镜314的振动频率之外产生一个扭力矩并补偿扫描线的弯曲，从而在扫描扫过标记的过程中将其准直。

依据图9和10给出的另一个实施例，扫描元件314的对称轴与弯曲件重合，如图2到4的扫描机构一样;但在这种情况下，与背板或平板弹簧件222或406连接的磁铁或驱动组件212或308，在横向上偏离开扫描元件210或314与弯曲件208或304的公共对称轴的，因此产生一个关于对称轴的扭动，导致一个关于y轴的进一步振动，补偿扫描线的弯曲在扫描线扫描过符号时校直它。

尽管这产生了一个基本直的扫描线SL，如图6所示，但其中确定的结构在对称轴与磁铁之间有一特定的偏移，该结构显然使扫描线产生一个斜交角，如其标号为SL'的虚线所示的，这有可能是扫描装置中光学系统确定的角α引起的，并可导致符号中所含全部信号的不完全扫出。

为了补偿前述的扫描线角度取向，和更准确地确定扫描线相对于符号或条码的恰当取向，在扫描元件或反射镜314的弯曲件304和夹持器312的实施例中，尤其是图11到13中所示的，包含有安装扫描元件或反射镜314的夹持器的U型弯曲件是横向错位的，以偏离开对面的弯曲件和扫描元件系统的对称轴。这样，使扫描元件或反射镜低频振荡平板弹簧件，即较宽的背板，使其在扫描机构中定位的中心与为振荡产生电磁能 量的磁铁212或318或激励装置的中心保持相接触，同时，构成高频振荡的整个U型弹簧，和对称地装于其上的扫描元件或反射镜，相对于背板、磁铁和扫描装置的其余组件是非对称的，因而由此固有偏离或偏心使整个单元产生一个关于y轴的扭力矩。这不仅校直了扫描线，而且同时确保了扫描线能恰当地相对于被扫描和阅读的符号取向。

从前文中，可以明确地看到，本发明的扫描机构和方法可用来消除或从根本上解决本文涉及的条码阅读器或扫描器类型所产生的弯曲扫描线引出的问题，进而大大地提高扫描操作的质量和精度。

在已经示出和说明过的本发明优选实施例的同时，当然还应理解为包括不违反本发明精神而进行的形式或细节方面的各种改进和变化，本发明的意图不仅仅限定于所示出和说明的具体的形式和细节，也不会少于整个发明在下述权利要求中所揭示的内容。

Claims (21)

1、在一种阅读有光漫反射部分的标记用的、能从其中向所述标记引导光束且能收集从所述标记返回的反射光的扫描器中，一个用所述引出光束构成的光线对标记进行扫描的机构，该机构包含：(a)一扫描器组件；(b)安装所述扫描器组件的夹持器装置，以在第一对和第二对终点之间在第一和第二扫描方向上进行多角振荡运动，所述的夹持器装置包含第一和第二振动机构，以在正交平面内振动，并且在关于所述扫描器组件快和慢振动转动各坐标的第一和第二正交扫描方向上做多角振动；以及(c)在所述第一和第二扫描方向上同步移动所述扫描器组件的阅读起始装置，它同步地在所述第一和第二对扫描终点之间使所述扫描器组件做多角振动，以沿第一和第二扫描方向引导光以便对标记上图案实施二维扫描；其特征是，

所述的阅读起始装置相对至少所述扫描组件对称轴偏心地定位，以便产生一个垂直于快振动转动轴的第二运动以补偿来自被引导光扫过标记的扫描线弯曲并提高扫描线的平直度。

2、如权利要求1的机构，其特征是，其中所述的扫描机构其质量中心是偏离所述扫描组件对称轴的。

3、如权利要求1的机构，其特征是，其中所述的阅读起始机构包含一个装配于偏离开所述扫描组件对称轴的一个所述振动机构上的磁铁。

4、如权利要求1的机构，其特征是，其中所述的扫描组件，所述的安装所述扫描组件的夹持机构和所述的阅读起始机构一起相对于所述扫描机构的支撑件偏离，使所述组件与所述扫描弯曲程度相适应，以便补偿所述扫描线的平直性。

5、如权利要求4的机构，其特征是，其中所述的支撑件包含所述第二振动机构。

6、如权利要求1所述的机构，其特征是，其中所述的第一振动机构包含一个有一对支臂的U型弹簧件，所述扫描组件安装在所述臂之一的自由端处。

7、如权利要求5所述的机构，其特征是，其中所述的第二振动机构包含一个大体平板形的弹簧，其一端固定在所述U型弹簧的另一臂端部，而另一端固定在所述扫描机构的基座上。

8、如权利要求7所述的机构，其特征是，其中所述的阅读起始机构包含一个响应于其激励启动的电驱动激励装置，以振动所述夹持器机构从而在第一和第二扫描方向使所述的组件发生多角振荡，所述的激励装置包含一个有通道的电磁线圈，和一个偏心装于夹持器机构上且在所述线圈激励过程能进出通道的磁铁。

9、如权利要求8所述的机构，其特征是，其中所述的磁铁在平板弹簧所述另一端与所述U型弹簧的所述另一臂之间连接点附近安装于夹持器装置之上。

10、如权利要求8所述的机构，其特征是，其中所述的第一振动装置被用以做高频振动，且其中所述第二振动装置被用来做低频振动，以此在施加于所述线圈上重叠包含高频第一信号和低频第二信号的驱动信号作用下，实现对标记上光栅型扫描图案的扫描。

11、如权利要求6所述的机构，其特征是，其中U型弹簧的臂其尺寸是不对称的。

12、如权利要求8所述的机构，其特征是，其中所述扫描组件的质量中心偏离电磁线圈和所述磁铁构成的轴。

13、如权利要求10所述的机构，其特征是，其中所述扫描组件质量中心的偏离提供了一个恢复力以使所述平板弹簧以高频沿第一扫描方向扭振，且使所述U型弹簧以低频沿第二扫描方向振动，从而在高低频驱动信号的重叠作用下，实现标记上的光栅型扫描。

14、如权利要求7所述的机构，其特征是，其中所述的U型弹簧由弯曲的弹簧片构成。

15、如权利要求1所述的机构，其特征是，其中所述扫描组件在大约500到1200HZ频率范围内扫描所述标记。

16、如权利要求1所述的机构，其特征是，其中所述的阅读起始装置在扫描方向移动所述扫描组件以在标记上方实施光栅扫描图案。

17、如权利要求1所述的机构，其特征是，其中所述的阅读起始装置，在扫描方向移动所述扫描组件以在标记上方实施全方向扫描图案。

18、如权利要求1所述的机构，其特征是，其中所述的标记是条形码符号，且所述扫描器是条形码阅读器。

19、一种阅读具有不同光反射率区域的标记的方法，它通过把来自所述扫描器的光引向所述标记以从被引导的光中形成一扫描线，并收集从所述标记上返回并穿过扫描标记用机构的中介组件的反射光，并包括：

在第一对和第二对扫描终点之间的第一和第二扫描方向上对所述扫描机构的扫描器组件实施多角振动;在两正交平面内振动第一和第二振动装置，以便在分别关于所述扫描器组件快和慢振转坐标的第一和第二正交扫描方向上实现多角振动，有一质量中心的所述扫描器组件这样装配起来，使其偏离关于所述扫描器振转快轴的对称轴，且在第一和第二扫描方向利用阅读起始装置的激励作用同步地移动所述组件，以在所述第一和第二对扫描终点之间同步地多角振荡所述扫描器组件，从而沿第一和第二扫描方向引导光以便在标记上实施二维扫描图案;其特征是，

所述阅读起始装置相对于所述扫描器组件偏心地定位，以便垂直于振转快轴，增加第二种运动，以补偿引导光扫描线的弯曲和提高扫描线的平直度。

20、如权利要求19所述的方法，其特征是，其中所述的扫描器在所述的标记上实施一个光栅扫描图案。

21、如权利要求19所述的方法，其特征是，其中所述的扫描器组件在所述标记上实施一个全方向扫描图案。

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