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Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung 2004-245149 , eingereicht am 25. August, 2004. Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung, so dass deren Beschreibungen alle hierin durch Bezugnahme enthalten ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft Geräte zum optischen Lesen eines Ziels, an dem optisch lesbare Informationen wie etwa ein Informationscode, zum Beispiel ein Barcode oder ein zweidimensionaler Code, angebracht sind.
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Handleser zum optischen Lesen von Informationen haben den Zweck, optisch lesbare Informationscodes wie etwa Barcodes, zweidimensionale Codes oder weitere gleichartige Codes zu lesen. In dieser Anmeldung wird ein Ziel selbst oder ein Ziel, an das eine optisch lesbare Information angebracht ist, zusammenfassend als das ”Ziel” bezeichnet.
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Um die Anwendbarkeit von Handlesern zum optischen Lesen von Informationen zu verbessern, sind Handleser zum optischen Lesen von Informationen, die einen in einem Abstand von ihnen angeordneten Informationscode lesen können, bereitgestellt worden.
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Der Handleser zum optischen Lesen von Informationen hat ein handgehaltenes Körpergehäuse auf, das an seinem einen Endabschnitt ein Lesefenster aufweist. Ferner hat der Handleser zum optischen Lesen von Informationen einen Fotodetektor wie etwa einen CCD-(charge coupled device)Feldsensor, eine Abbildungsoptik mit einer Abbildungslinse und eine Leseeinheit, die aus einer Lichtbeleuchtungsvorrichtung wie etwa einer LED (light emitting diode) gebildet ist. Der Fotodetektor, die Abbildungseinheit und die Leseeinheit sind jeweils in dem Körpergehäuse eingebaut.
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Um das Lesefenster (den Fotodetektor) mit dem Ziel auszurichten, sind Handleser zum optischen Lesen von Informationen herkömmlich mit einer Markierungsstrahlaussendeeinheit, die eine Laserdiode (LD) verwendet, einer LED oder weiteren gleichartigen Lichtbeleuchtungsvorrichtungen ausgestattet. Die Markierungsstrahlaussendeeinheit ist dazu geeignet, einen Markierungsstrahl auf das Ziel zu strahlen, um eine Leseposition des Lesers anzuzeigen wie etwa ein Sehfeld (FOV) des Fotodetektors und/oder die Mittenposition des FOV auf dem Ziel.
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Ein Beispiel solcher Markierungsstrahlaussendeeinheiten ist in der
japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. H9-201689 offenbart. Die offenbarte Markierungsstrahlaussendeeinheit verwendet als Lichtquelle eine LD, die dazu geeignet ist, einen Markierungsstrahl mit guter Sichtbarkeit auszusenden, und eine Spaltplatte, um auf dem Ziel ein Strahlmuster vorbestimmter Form auszubilden.
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Insbesondere ist, wie es in den 9A, 9B und 10 gezeigt ist, eine Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 1 mit einer LD (Laserdiode) 2 und einer Spaltplatte 3, die der Laserstrahlaussendeebene der LD in einem vorbestimmten Abstand gegenüberliegt, ausgestattet. Ferner umfasst die Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 1 eine Abbildungslinse 4, die derart koaxial zu der LD angeordnet ist, dass sie der Spaltplatte 3 in einem vorbestimmten Abstand gegenüberliegt.
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Wie es in den 9B und 11 gezeigt ist, umfasst die Spaltplatte 3 eine dünne Metallplatte, und eine Mehrzahl von Spalte 3a sind durch diese ausgebildet. Die Form jedes Spaltes 3a und die Anordnung der Spalte 3a entsprechen einem gewünschten Strahlmuster eines Markierungsstrahls M10. Zum Beispiel besteht das Strahlmuster des Markierungsstrahls M10 aus vier L-förmigen Musterelementen, die den vier Eckabschnitten des Sehfeldes eines CCD-Feldsensors als einem Fotodetektor eines Lesers optischer Informationen entsprechen. Ferner besteht das Strahlmuster des Markierungsstrahls M10 aus einem Kreuzmusterelement, das die Mitte des Sehfeldes anzeigt.
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Insbesondere tritt in der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 1 ein von der Laserdiode 2 ausgesendeter Laserstrahl in die Spaltplatte 3 ein, so dass Teilstrahlen, die durch die Spalte 3a der Spaltplatte 3 hindurchtreten, als der Markierungsstrahl M10 mit dem gewünschten Strahlmuster durch die Abbildungslinse 4 auf ein Ziel R gestrahlt werden (siehe 10).
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In der Struktur der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 1, wie sie in 10 dargestellt ist, ist eine geeignete Beziehung zwischen dem Abstand ”a” zwischen dem Hauptpunkt der Abbildungslinse 4 entlang der optischen Achsenrichtung und dem Abstand ”b” zwischen der Laserstrahlaussendeposition der LD 2 und dem Hauptpunkt der Abbildungslinse in dieser Richtung gemäß der folgenden Gleichung (Linsengleichung) dargestellt worden: 1/a + 1/b = 1/f wobei ”f” die Brennweite der Abbildungslinse 4 darstellt.
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In der Struktur der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 1 wie sie in 11 dargestellt ist, wird jedoch der von der LD ausgesendete Laserstrahl so aufgeweitet, dass er ein im Wesentlichen horizontal gestrecktes elliptisches Querschnittsprofil aufweist. Dies kann ein Verlust der Lichtmenge des Laserstrahls bewirken, wenn dieser durch die Spalte 3a der Spaltplatte 3 hindurchtritt, was zur Folge hat, dass der Betrag der Helligkeit des Markierungsstrahls unzureichend sein kann.
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Um den Verlust an Intensität des Laserstrahls zu verhindern, muss erwogen werden, den aufgeweiteten Laserstrahl so zu bündeln, dass er einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist, und zu bewirken, dass der gebündelte Laserstrahl in die Spaltplatte 3 eintritt.
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Insbesondere umfasst die Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 5, wie es in 12 gezeigt ist, zusätzlich zu der Struktur der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 1 in 9 eine Sammellinse 6, die koaxial zwischen der LD 2 und der Spaltplatte 3 angeordnet ist. Die Sammellinse 6 ist dazu geeignet, den von der LD 2 ausgesendeten Laserstrahl so zu bündeln, dass er einen im Wesentlichen kreisförmigem Querschnitt aufweist.
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Die Struktur der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 5 kann jedoch zur Folge haben, dass die Fläche der Spaltplatte 3 übermäßig klein ist. Dies kann es aufgrund der übermäßig geringen Breite des jeweiligen Spaltes 3a schwierig machen, die Spalte 3a durch die dünne Platte zu bilden oder den gebündelten Strahl durch die Spalte 3a zu lenken. Das letztgenannte Problem kann bewirken, dass die Helligkeit des Markierungsstrahls M10 auf dem Ziel R abnimmt und ein Streifenmuster (Beugungsstreifenmuster) auf dem Ziel R erscheint.
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Um die Abnahme des Spaltplattenbereichs zu vermeiden, wie es in 13 dargestellt ist, ist eine Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 7 so ausgelegt, dass die LD 2 und die Sammellinse 6 so angeordnet sind, dass sie entlang der Richtung der optischen Achse ausreichend voneinander entfernt sind.
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Die Struktur der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 7 kann jedoch bewirken, dass ihre Länge entlang der Richtung der optischen Achse zunimmt, d. h. ihre Größe zunimmt. Dies kann die Instabilität der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 7 verschlechtern, wodurch es schwierig ist, die Vorrichtung 7 in dem Handleser zum optischen Lesen von Informationen zu installieren.
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In der
EP 0 349 770 A1 ist eine Vorrichtung zum optischen Lesen von Informationen offenbart, die eine Aufnahmeeinheit mit einem vorgegebenen Lesebereich aufweist und ausgelegt ist, einen im Lesebereich festgestellten Informationscode optisch zu lesen. Die Vorrichtung umfasst eine Lichtstrahlquelle zum Ausstrahlen eines Lichtstrahls, eine der Lichtstrahlquelle nachgeordnete Apertur, eine der Apertur koaxial nachgeordnete Zerstreuungslinse zur Aufweitung des von der Lichtstrahlquelle ausgesendeten Lichtstrahls und eine der Zerstreuungslinse nachgeordnete Sammellinse zum Bündeln des aufgeweiteten Lichtstrahls zu einem Markierungslichtstrahl, der die Leseposition der Aufnahmeeinheit anzeigt.
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Aus der
US 5 783 811 A , die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung dienlich sein kann, ist ferner eine Einrichtung zur Erzeugung eines Markierungslichtstrahls in Form eines Fadenkreuzes für einen Strichcodeleser bekannt.
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Es ist Aufgabe der vorliegende Erfindung, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zum optischen Lesen von Informationen bereitzustellen, die dazu geeignet ist, einen Markierungsstrahl mit einem vorbestimmten Strahlmuster klar und hell auf ein Ziel zu strahlen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum optischen Lesen von Informationen bereitgestellt. Die optische Informationsvorrichtung umfasst eine Aufnahmeeinheit, die eine vorbestimmte Leseposition besitzt und konfiguriert ist, um optisch Informationen eines Ziels aufzunehmen, wenn die Informationen an der Leseposition angeordnet sind, und eine Markierungsstrahlaussendeeinheit. Die Markierungsstrahlaussendeeinheit umfasst eine Lichtstrahlquelle, die konfiguriert ist, um einen Lichtstrahl auszusenden, und ein Strahlmusterausbildungselement, das auf einer Lichtstrahlaussendeseite der Lichtstrahlquelle angeordnet ist. Die Markierungsstrahlaussendeeinheit umfasst eine Zerstreuungslinse, die koaxial zwischen der Lichtstrahlquelle und dem Strahlmusterausbildungselement angeordnet ist und konfiguriert ist, um den von der Lichtstrahlquelle ausgesendeten Lichtstrahl aufzuweiten. Die Markierungsstrahlaussendeeinheit umfasst eine Sammellinse, die koaxial zwischen der Zerstreuungslinse und dem Strahlmusterausbildungselement angeordnet ist und die konfiguriert ist, um den aufgeweiteten Lichtstrahl zu sammeln bzw. zu bündeln, so dass der aufgeweitete Lichtstrahl auf das Strahlmusterausbildungselement auftrifft. Das Strahlmusterausbildungselement ist konfiguriert, um einen Markierungsstrahl auf der Grundlage des auftreffenden gebündelten Lichtstrahls zu bilden, um den Markierungsstrahl auszustrahlen. Der Markierungsstrahl weist ein vorbestimmtes Strahlenmuster auf, das die Leseposition der Aufnahmeeinheit anzeigt.
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Weitere Ziele und Aspekte der Erfindung werden ersichtlich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
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1 eine Seitenansicht im Teilquerschnitt ist, die schematisch die Struktur einer pistolenförmigen Vorrichtung zum Lesen eines zweidimensionalen Codes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ein Blockdiagramm ist, das schematisch die elektrische Struktur der Vorrichtung zum Lesen eines zweidimensionalen Codes gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
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3 eine Ansicht ist, die schematisch die Musterform eines vorbestimmten Markierungsstrahlmusters auf einem Ziel darstellt, welches durch eine in 2 gezeigte Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung gebildet ist;
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4 eine Ansicht ist, die schematisch die Struktur der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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5 eine Ansicht ist, die schematisch darstellt:
ein erstes Querschnittsprofil eines Laserstrahls, der von einer Laserdiode der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung ausgesendet wird,
ein zweites Querschnittsprofil eines Laserstrahls, der durch eine Zerstreuungslinse ausgeweitet ist, und
ein drittes Querschnittsprofil eines Laserstrahls, der durch eine Sammellinse gebündelt ist, um auf eine Spaltplatte aufzutreffen, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6 eine Ansicht ist, die schematisch die Struktur einer Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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7A eine Draufsicht ist, die schematisch die Struktur einer Musterausbildungslinse der in 6 gezeigten Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung darstellt;
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7B eine perspektivische Ansicht ist, die schematisch einen Teil der in 7A gezeigten Musterausbildungslinse zeigt;
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7C eine perspektivische Ansicht ist, die schematisch einen Teil der in 7A gezeigten Musterausbildungslinse zeigt;
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8 eine Ansicht ist, die schematisch die Struktur einer Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung gemäß einer Modifikation der vorliegenden Erfindung darstellt;
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9A eine Ansicht ist, die schematisch eine Struktur und eine Anordnung einer herkömmlichen Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung darstellt;
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9B eine Ansicht ist, die schematisch eine Struktur und eine Anordnung von Spalten einer in 9A gezeigten Spaltplatte darstellt;
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10 eine Ansicht ist, die schematisch eine Beziehung zwischen einem Ziel und der in 9A gezeigten Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung darstellt;
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11 eine Ansicht ist, die schematisch eine Beziehung zwischen der Spaltplatte und einem Strahlprofil eines von einer Laserdiode der in 9A gezeigten Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung ausgesendeten Laserstrahls darstellt;
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12 eine Ansicht ist, die schematisch die Struktur und Anordnung einer Modifikation der in 9A gezeigten Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung darstellt; und
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13 eine Ansicht ist, die schematisch die Struktur und Anordnung einer weiteren Modifikation der in 9A gezeigten herkömmlichen Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung darstellt.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsformen ist die Erfindung auf einen pistolenförmigen Leser eines zweidimensionalen Codes angewendet.
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1 ist eine Seitenansicht im Teilquerschnitt, die schematisch die Struktur eines pistolenförmigen Lesers CD eines zweidimensionalen Codes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist ein Blockdiagramm, das schematisch die elektrische Struktur des Lesers CR eines zweidimensionalen Codesgemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
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Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst der Leser CR eines zweidimensionalen Codes als ein Beispiel von Geräten zum optischen Lesen eines Ziels gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein pistolenförmiges Gehäuse 11. Das pistolenförmige Gehäuse 11 hat zum Beispiel einen dünnen quaderförmigen Hauptkörper 11a. Ein lateraler Endabschnitt des Hauptkörpers 11a ist abgerundet.
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Das pistolenförmige Gehäuse 11 weist an einer Seite (insbesondere der Unterseite in 1) des einen lateralen Endabschnitts des Hauptkörpers 11a einen Griffabschnitt 11b auf, der sich von dem Hauptkörper 11a weg erstreckt. Der Griffabschnitt 11b ist einteilig mit dem Hauptkörper 11a ausgebildet. Ein Anwender kann mit Hilfe des Griffabschnitts 11b den Leser CR eines zweidimensionalen Codes leicht in einer Hand halten und bedienen.
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Der Hauptkörper 11a ist an einer Seitenoberfläche des weiteren lateralen Endabschnitts mit einem Lesefenster 11c ausgestattet, das zum Beispiel eine rechteckige Form aufweist und durchsichtig ist. Der Leser CR eines zweidimensionalen Codes umfasst ferner einen Auslöseschalter 12. Der Auslöseschalter 12 ist auf einer Seitenoberfläche des Griffabschnitts 11b angeordnet, der zu dem Lesefenster 11c weist. Mit Hilfe des Auslöseschalters 12 kann der Anwender dem Leser CR eines zweidimensionalen Codes eine Leseoperation anweisen.
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Der Leser CR eines zweidimensionalen Codes umfasst einen Lesemechanismus (optischen Lesemechanismus) RM, der in dem weiteren lateralen Endabschnitt des Gehäuses 11 angeordnet ist. In der ersten Ausführungsform wird der weitere Endabschnitt des Gehäuses 11 als ”Kopfabschnitt” bezeichnet.
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Der Leser CR eines zweidimensionalen Codes ist dazu geeignet, einen zweidimensionalen Code wie etwa einen QR-(Quick Response)Code, der an einem Ziel R durch Aufdrucken oder anderen gleichartigen Verfahren angebracht ist (siehe 2). Das Ziel R umfasst einen Katalog bzw. Verzeichnis und ein Etikett bzw. eine Markierung oder ein Kennzeichen, das bzw. die ein Stück Papier oder ein anderes Medium ist. Das Ziel R kann ebenso wie ein allgemeiner Barcode an Waren angebracht werden. Der zweidimensionale Code umfasst Informationen wie etwa eine Seriennummer des Herstellers, ein Name, eine eindeutige Identifikationsnummer, ein Herstellungsdatum der Waren oder eine URL, die Informationen im Internet anzeigt.
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In jüngeren Jahren umfasst das Ziel R den Bildschirm einer Anzeige wie etwa einer Flüssigkristallanzeige (LCD) in einem Computerterminal wie etwa einem Mobiltelefon oder einem PDA (Personal Digital Assistant = Minicomputer), wobei ein zweidimensionaler Code auf dem Bildschirm der Anzeige angezeigt ist.
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Der zweidimensionale Code besteht zum Beispiel aus Zellen unterschiedlicher Farbe wie etwa schwarze oder weiße Zellen, die in einer Matrix angeordnet sind, um darin bestimmte Muster zu bilden und dadurch Daten anzuzeigen. Eine der Farben schwarz und weiß entspricht einem von Bitwerten ”0” und ”1”, und die andere der Farben schwarz und weiß dem anderen der Bitwerte ”0” und ”1”. Nach dem Lesen der Zellen ist es möglich, die gelesenen Farbdaten leicht zu digitalisieren, um sie zu dekodieren.
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Wie es in den 1 bis 3 schematisch dargestellt ist, umfasst der Lesemechanismus RM einen Fotodetektor 13, eine Abbildungslinse 14, die eine Abbildungsoptik bildet, und eine Mehrzahl von, zum Beispiel ein Paar von, Lichtbeleuchtungsvorrichtungen 15, wobei diese Lichtbeleuchtungsvorrichtungen 15 nur in 2 dargestellt sind. Der Lesemechanismus RM umfasst ferner eine Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 zur Markierung der Position des Sehfeldes (FOV = Field Of View) des Fotodetektors 13 und/oder die Mitte des Sehfeldes.
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Der Fotodetektor 13 ist zum Beispiel aus einem CCD-Feldsensor gebildet. Der Fotodetektor 13 ist in der Mitte des Kopfabschnitts des Hauptkörpers 11a angeordnet. Der Fotodetektor 13 hat einen aktiven Bereich (Bereich lichtempfindlicher Pixel), der aus Pixeln aufgebaut ist, die zum Beispiel horizontal und vertikal in Form einer Matrix angeordnet sind. Insbesondere entspricht in der ersten Ausführungsform der Pixelbereich des Fotodetektors 13 dessen FOV.
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Der Fotodetektor 13 hat ferner eine vorbestimmte optische Achse. Der Fotodetektor 13 ist so angeordnet, dass sein Pixelbereich parallel und gegenüberliegend dem Lesefenster 11c des Hauptkörpers 11a und seine optische Achse koaxial mit der Mitte des Lesefensters 11c ausgerichtet ist. Das Seitenverhältnis des Sehfeldes des Fotodetektors 13 ist zum Beispiel auf 3:4 eingestellt. Die Belichtungszeit, d. h. die Verschlussgeschwindigkeit des Fotodetektors 13 kann von außen gesteuert bzw. eingestellt werden.
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Die Abbildungslinse 14 hat einen rohrförmigen Körper und eine Mehrzahl von Linsenelementen, die darin koaxial angeordnet sind. Die Abbildungslinse 14 hat eine vorbestimmte optische Achse. Die Abbildungslinse 14 ist so angeordnet, dass sich ihre optische Achse orthogonal zu der Kopfendoberfläche, die das Lesefenster 11c des Hauptkörpers 11a enthält, erstreckt. Das heißt, das Lesefenster 11c, der Fotodetektor 13 und die Abbildungslinse 14 sind koaxial zueinander in dem Hauptkörper 11a ausgerichtet.
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Die Lichtbeleuchtungsvorrichtungen 15 sind alle, außer an einer radialen Seite, insbesondere Oberseite der Abbildungslinse 14, um diese herum angeordnet. Insbesondere umfasst jede der Lichtbeleuchtungsvorrichtungen 15 eine Leuchtdiode (LED), die als eine Lichtquelle dient. Jede der Lichtbeleuchtungsvorrichtungen 15 umfasst ferner eine optische Linse, die zwischen der entsprechenden Leuchtdiode und dem Lesefenster 11c angeordnet ist. Eine optische Achse einer jeweiligen optischen Linse ist zu dem Lesefenster 11c gerichtet, so dass jede optische Linse dazu geeignet ist, ein von einer jeweiligen Leuchtdiode durch das Lesefenster 11c ausgesendetes Licht zu sammeln bzw. zu bündeln und zu zerstreuen.
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Insbesondere wenn das Lesefenster 11c des Lesers CR eines zweidimensionalen Codes so angeordnet ist, dass es dem Ziel R, auf dem der zweidimensionale Code angebracht ist, gegenüberliegt, wird ein von den einzelnen Lichtbeleuchtungsvorrichtungen 15 ausgesendetes Licht durch das Lesefenster 11c auf den zweidimensionalen Code gestrahlt. Ein von dem zweidimensionalen Code reflektiertes Licht tritt durch das Lesefenster 11c in die Abbildungslinse 14. Das in die Abbildungslinse 14 eingetretene reflektierte Licht wird durch die Abbildungslinse 14 auf den Pixelbereich des Fotodetektors 13 fokussiert, so dass ein Bild, das dem zweidimensionalen Code entspricht, durch den Fotodetektor 13 aufgenommen wird.
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Ferner umfasst der Leser CR eines zweidimensionalen Codes, wie es in 1 gezeigt ist, eine Schaltungsplatine 19, die in dem Hauptkörper 11a, an seiner einen Endseite, insbesondere der der Kopfseite gegenüberliegenden Rückseite, angeordnet ist. Auf der Schaltungsplatine 19 sind elektrische Komponenten des Lesers CR eines zweidimensionalen Codes CR eingebaut (siehe 2). Wie es nur in 2 dargestellt ist, umfasst der Leser CR eines zweidimensionalen Codes CR einen Bedienungsschalter 20, eine LED (light emitting diode = Leuchtdiode) 21, eine Flüssigkristallanzeige 22, einen Piepser 23 und eine Übertragungsschnittstelle 24. Diese Elemente 20 bis 24 sind jeweils zur weiteren Seite (insbesondere Oberseite in 1) des einen lateralen Endabschnitts des Hauptkörpers 11a hin angeordnet.
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Mit Hilfe des Bedienungsschalters 20 kann ein Anwender dem Leser CR eines zweidimensionalen Codes verschiedene Anweisungen eingeben. Die LED 21 ist dazu geeignet, Informationen visuell anzuzeigen, um einem Anwender eine Nachricht zu übermitteln. Der Piepser 23 ist dazu geeignet, eine Reihe von Pieptöne auszusenden, um einem Anwender eine Nachricht zu übermitteln. Über die Übertragungsschnittstelle 24 kann der Leser CR eines zweidimensionalen Codes CR mit externen Vorrichtungen kommunizieren.
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Ferner umfasst der Leser CR eines zweidimensionalen Codes eine Batterie 25 als eine Energiequelle zur Aktivierung der oben genannten optischen Vorrichtungen 13, 15, 16, der auf der Schaltungsplatine 19 installierten elektrischen Komponenten bzw. der oben genannten E/A-Vorrichtungen 12, 20–24.
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Wie es in 2 gezeigt ist, ist auf der Schaltungsplatine 19 eine Regelungsschaltung 26, die zum Beispiel wenigstens aus einem Mikrocomputer {einer CPU (Central Processing Unit = Zentralverarbeitungseinheit), einer internen Speichereinheit mit einem ROM (Read Only Memory = Nurlesespeicher), einen RAM (Random Access Memory = Direktzugriffsspeicher) und dergleichen und Peripheriegeräten} besteht, angeordnet. Es ist zu beachten, dass die Regelungseinheit als festverdrahtete logische Schaltung ausgelegt sein kann.
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Die Regelungsschaltung 26 arbeitet auf der Grundlage einer von der Batterie 25 zugeführten Leistung. Die Regelungsschaltung 26 arbeitet in Übereinstimmung mit zum Beispiel im ROM und/oder RAM gespeicherten Programmen, um den gesamten Leser CR eines zweidimensionalen Codes zu steuern bzw. zu regeln und Dekodierungsprozesse und weitere Prozesse auszuführen. Die Programme können von einem Signal tragenden Medium in die interne Speichereinheit geladen werden. Beispiele geeigneter Signal tragender Medien umfassen beschreibbare Medien wie etwa Floppy-Disks und CD-(Compact Disk)ROMs und Übertragungsmedien wie etwa digitale und analoge Datenübertragungskanäle.
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Die Regelungsschaltung 26 ist kommunizierbar mit dem Auslöseschalter 12 und dem Bedienungsschalter 20 gekoppelt, so dass die von dem Auslöseschalter 12 und dem Bedienungsschalter 20 ausgesendeten Signale der Regelungsschaltung 26 zugeführt werden. Die Regelungsschaltung 26 ist kommunizierbar mit dem Fotodetektor 13, den Lichtbeleuchtungsvorrichtungen 15 bzw. der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 verbunden.
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Das heißt, die Reglungsschaltung 26 arbeitet, um den Fotodetektor 13, die Lichtbeleuchtungsvorrichtungen 15 und die Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 anzusteuern bzw. zu regeln, um so Leseprozesse des an dem Ziel R angebrachten zweidimensionalen Codes auszuführen. Die Regelungsschaltung 26 ist ferner kommunizierbar mit der LED 21, dem Piepser 23 und der Flüssigkristallanzeige 22 gekoppelt, um diese anzusteuern bzw. zu regeln. Ferner ist die Regelungsschaltung 26 kommunizierbar mit der Übertragungsschnittstelle 24 gekoppelt, um zum Beispiel mit externen Vorrichtungen, die zum Beispiel einen Managementcomputer umfassen, über die Übertragungsschnittstelle 24 zu kommunizieren.
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Insbesondere ist die Regelungsschaltung 26 dazu geeignet, die Belichtungszeit (die Verschlussgeschwindigkeit) des Fotodetektors 13 zu steuern bzw. zu regeln.
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Ferner sind auf der Schaltungsplatine 19 ein Verstärker (AMP) 17, ein Analog/Digital-(A/D)Wandler 28, ein Speicher 29, eine Schaltung 30 zur Erfassung eines bestimmten Verhältnisses, ein Synchronsignalgenerator 31 und ein Adressgenerator 32 so installiert, dass sie jeweils kommunizierbar mit der Regelungsschaltung 26 gekoppelt sind.
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Der Verstärker 17 ist elektrisch mit dem Fotodetektor 13 verbunden und dazu geeignet, ein von dem Fotodetektor 13 ausgegebenes Bildsignal mit einer auf einem von der Regelungsschaltung 26 übertragenen Verstärkungsregelungssignal basierenden Verstärkung zu verstärken. Der A/D-Wandler 28 ist elektrisch mit dem Verstärker 17 verbunden und dazu geeignet, das verstärkte Bildsignal in digitale Bilddaten {Lichtstärkedaten (Pixeldaten) jedes Pixels des lichtempfindlichen Pixelbereichs des Fotodetektors 13} umzuwandeln.
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Der Synchronsignalgenerator 31 erzeugt zum Beispiel periodisch ein Synchronsignal, um dieses, geregelt durch die Regelungsschaltung 26, periodisch an den Fotodetektor 13, die Schaltung 30 zum Erfassen eines bestimmten Verhältnisses und den Adressgenerator 32 auszugeben.
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Der Adressgenerator 32 zählt periodisch eine Anzahl der übertragenen Synchronsignale, um in Antwort auf das Zählresultat Adresssignale zu erzeugen und dadurch die Adresssignale zu dem Speicher 29 auszugeben.
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Insbesondere werden die von dem A/D-Wandler 28 gesendeten Bilddaten in dem Speicher 29 so gespeichert, dass sie den ausgegebenen Adresssignalen entsprechen. Die Schaltung 30 zur Erfassung eines bestimmten Verhältnisses ist dazu geeignet, bestimmte Muster (Bitmuster) in den Bilddaten in Antwort auf die Synchrondaten auf der Grundlage der Regelung der Regelungsschaltung 26 zu erfassen. Die Regelungsschaltung 26 und die Schaltung 30 zur Erfassung eines bestimmten Verhältnisses identifizieren die Art des Informationscodes, der den Bilddaten entspricht, auf der Grundlage der erfassten bestimmten Muster und dekodieren dadurch die Bilddaten auf der Grundlage des identifizierten Resultats. Das heißt, mit Hilfe der bestimmten Muster in den Bilddaten können die Regelungsschaltung 26 und die Schaltung 30 zur Erfassung des bestimmten Verhältnisses die Art bzw. den Typ der Bilddaten (des Informationscodes) identifizieren.
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Im Folgenden ist die Struktur der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 mit Bezug auf die 3 bis 5 beschrieben.
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Die Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 ist um den Lesemechanismus RM angeordnet. Zum Beispiel ist die Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 so auf der einen radialen Seite (Oberseite) der Abbildungslinse 14 angeordnet, dass die einzelnen Lichtbeleuchtungsvorrichtungen 15 und die Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 voneinander positionsmäßig unabhängig sind.
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Die Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 ist dazu geeignet, einen Markierungsstrahl M mit einem vorbestimmten Strahlmuster auszusenden, um eine Leseposition eines Fotodetektors wie etwa das FOV des Fotodetektors 13 auf dem Ziel R anzuzeigen.
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3 stellt die Musterform des vorbestimmten Markierungsstrahlmusters auf dem Ziel R dar.
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Wie es in 3 angezeigt ist, umfasst das vorbestimmte Strahlmuster des Markierungsstrahls M vier L-förmige Strahlmusterelemente (Teilstrahlen) Ma bis Md, die den vier Eckabschnitten des FOV des Fotodetektors, dessen Seitenverhältnis 3:4 beträgt, entsprechen. Zusätzlich umfasst das vorbestimmte Strahlenmuster des Markierungsstrahls M auch ein Kreuzmusterelement Me, das die Mitte des FOV anzeigt. Insbesondere haben jedes der L-förmigen Strahlmusterelemente (Teilstrahlen) Ma bis Md und das Kreuzmusterelement Me eine vorbestimmte Musterbreite (Strahlbreite).
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Wie es in 4 dargestellt ist, umfasst die Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 eine Laserdiode 33 als eine Lichtquelle, die so gerichtet ist, dass deren optische Achse durch das Lesefenser 11c führt. Die Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 umfasst ferner eine Zerstreuungslinse 34, eine Sammellinse 35, eine Spaltplatte 36 als ein Beispiel von Musterausbildungselementen, eine Abbildungslinse 37 und eine Linsenapertur 38. Die optischen Elemente 34 bis 38 sind auf der Laserstrahlaustrittsseite (Lesefensterseite) der Laserdiode 33 in dieser Reihenfolge in vorbestimmten Abständen koaxial ausgerichtet.
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Insbesondere ist die Laserdiode 33 dazu geeignet, einen aufgeweiteten Laserstrahl im sichtbaren Frequenzbereich, wie etwa einen roten Laserstrahl, in Richtung der Zerstreuungslinse 34 auszusenden. Der Querschnitt des Laserstrahls, der als „L1” in 5 dargestellt ist, hat im Wesentlichen das Profil einer horizontal gestreckten Ellipse. Das heißt, die Längsrichtung des Querschnitts des Laserstrahls L1 ist parallel zur horizontalen Richtung des FOV des Fotodetektors 13.
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Die Zerstreuungslinse 34 ist dazu geeignet, den von der Laserdiode 33 ausgesendeten aufgeweiteten Laserstrahl L1 weiter aufzuweiten, so dass der aus der Zerstreuungslinse 34 austretende aufgeweitete Laserstrahl einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
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Insbesondere hat die Zerstreuungslinse 34 eine Austrittsoberfläche 34a, die der Sammellinse 35 gegenüberliegt, wobei diese Austrittsoberfläche 34a in der vertikalen Richtung konkave gekrümmt ist. Der aufgeweitete Laserstrahl L1, der auf die Zerstreuungslinse 34 auftrifft, kann durch die Austrittsoberfläche 34a in der vertikalen Richtung weiter aufgeweitet werden, so dass der aufgeweitete Laserstrahl L2 einen im Wesentlichen kreisförmigen Durchmesser von zum Beispiel der Hauptachsenlänge des aufgeweiteten Laserstrahls L1.
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Die Sammellinse 35 ist zum Beispiel als Konvexlinse ausgelegt. Insbesondere ist die Sammellinse 35 dazu geeignet, den von der Zerstreuungslinse 34 ausgehenden aufgeweiteten Laserstrahl L2 zu bündeln, so dass der gebündelte Strahl in die Spaltplatte 36 eintreten kann.
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Ein durch die Sammellinse 35 gebündelter Laserstrahl, der durch „L3” in 5 dargestellt ist und auf die Spaltplatte 36 auftrifft, weist einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Sammellinse 35 ist so ausgelegt, dass das Verhältnis einer Länge in der vertikalen Richtung, die durch die Mitte des Strahls L3 führt, zu der in der horizontalen Richtung, die durch deren Mitte führt, auf ein Verhältnis eingestellt ist, das im Wesentlichen gleich dem Seitenverhältnis des FOV des Fotodetektors von 3:4 ist.
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Wie es in 5 dargestellt ist, umfasst die Spaltplatte 36 eine dünne Metallplatte 39 mit einer horizontal länglichen plattenartigen Form, wobei diese Form dem Bereich des FOV des Fotodetektors entspricht, so dass die dünne Metallplatte 39 ein Verhältnis ihrer Längsseite zu ihrer Querseite aufweist, das im Wesentlichen gleich dem Seitenverhältnis des FOV des Fotodetektors von 4:3 ist. Die dünne Metallplatte 39 ist koaxial mit den Sammellinsen 35 ausgerichtet.
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Die Spaltplatte 36 umfasst ferner eine Mehrzahl von Spalte 38a bis 38e, die durch die dünne Metallplatte 39 ausgebildet sind. Die Form jedes der Spalte 38a bis 38e und die Anordnung der Spalte 38a bis 38e entsprechen dem Strahlmuster des Markierungsstrahls M (siehe 5).
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Wie es in 5 dargestellt ist, entspricht die Anzahl der Spalte 38a bis 38e der der Strahlmusterelemente Ma bis Me, und die Form und Ausrichtung jeder der Spalte 38a bis 38e entsprechen jenen der jeweiligen Strahlmusterelemente Ma bis Me.
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Insbesondere sind die Spalte 38a bis 38d jeweils im Wesentlichen L-förmig, und die Spalte 38a bis 38d sind an Eckabschnitten eines vorbestimmten ersten reckeckigen Bereichs AR1 der dünne Metallplatte 39 angeordnet, wobei dieser erste rechteckige Bereich AR1 einem zweiten rechteckigen Bereich AR2 entspricht, der dem von den L-förmigen Strahlmusterelementen Ma bis Md gebildeten FOV entspricht. Der Spalt 38e ist im Wesentlichen kreuzförmig und in der Mitte des ersten rechteckigen Bereichs angeordnet, was dem Strahlmusterelement Me entspricht. Ferner entspricht die Breite der jeweiligen Spalte 38a bis 38e der des jeweiligen Strahlmusterelements Ma bis Me.
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Wenn der Laserstrahl in die dünne Metallplatte 39 eintritt, treten Teilstrahlen, die durch die Spalte 38a bis 38e der Spaltplatte 36 hindurchtreten, in die Abbildungslinse 37 als der Markierungsstrahl M mit dem in 3 gezeigten Strahlmuster ein.
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Die Abbildungslinse 37 ist dazu geeignet, auf der Grundlage des Markierungsstrahls M durch die Linsenapertur 38 hindurch auf dem Ziel R ein Bild zu erzeugen. Die Linsenapertur 38 ist dazu geeignet, Streulicht zu beseitigen, wenn das Ziel R vergleichsweise weit von dem Lesefenster 11c entfernt ist.
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In der ersten Ausführungsform ist die Regelungsschaltung 26 dazu geeignet, die Laserdiode 33 der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 während des Betriebs des Lesers CR eines zweidimensionalen Codes so zu steuern, dass die Laserdiode 33 entweder kontinuierlich oder periodisch den Laserstrahl aussendet.
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Ferner wird angenommen, dass der Auslöseschalter 12 ausgelegt so ist, dass ein Anwender ihn in zwei Druckbetätigungen (einer ersten und einer zweiten Druckbetätigung) betätigen kann. Unter dieser Annahme drückt ein Anwender, um den Markierungsstrahl M auf das Ziel R zu strahlen, den Auslöseschalter bei der ersten Druckbetätigung wie in einer halben Druckbetätigung. Der der halben Druckbetätigung des Auslöseschalters 12 entsprechende und die Aussendung des Markierungsstrahls M repräsentierende Befehl wird zu der Regelungsschaltung 26 gesendet, so dass die Regelungsschaltung 26 betriebsbereit ist, die Laserdiode 33 so anzusteuern, dass diese den Laserstrahl aussendet.
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Im Folgenden sind Operationen des Lesers CR eines zweidimensionalen Codes gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
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Wenn ein Anwender den an dem Ziel R angebrachten zweidimensionalen Code lesen möchte, positioniert der Anwender den sich im eingeschalteten Zustand befindlichen Leser CR eines zweidimensionalen Codes so, dass das Lesefenster 11c gegenüber dem Ziel R und in einem beliebigen Abstand zu diesem angeordnet ist.
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Während der Leser CR eines zweidimensionalen Codes in einem solchen Zustand angeordnet ist, da der Laserstrahl kontinuierlich von der Laserdiode 33 der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 ausgesendet wird, so dass der Markierungsstrahl M kontinuierlich von der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 auf das Ziel R gestrahlt wird (siehe 3). Der Markierungsstrahl M zeigt die Leseposition (FOV) des Fotodetektors 13.
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Anschließend richtet der Anwender den Leser CR eines zweidimensionalen Codes mit dem Ziel R so aus, dass er an einer Position angeordnet ist, wo sich der zweidimensionale Code in der Mitte des ausgesendeten Markierungsstrahls M (FOV) befindet. Während der Markierungsstrahl M auf das Ziel R gestrahlt ist, betätigt der Anwender den Auslöseschalter 12, um ihn einzuschalten.
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In Antwort auf das Einschalten des Auslöseschalters 12 steuert die Regelungsschaltung 26 die Laserdiode 33 so, dass die Aussendung des Markierungsstrahls M zeitweise unterbrochen ist und schaltet die Lichtbeleuchtungsvorrichtungen 15 an.
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Als Folge davon wird ein von den einzelnen Lichtbeleuchtungsvorrichtungen 15 ausgesendetes Beleuchtungslicht durch das Lesefenster 11c auf den zweidimensionalen Code des Ziels R gestrahlt. Ein von dem zweidimensionalen Code des Ziels R reflektiertes Licht tritt durch das Lesefenster 11c in die Abbildungslinse 14 ein. Das in die Abbildungslinse 14 eingetretene reflektierte Licht wird auf den Pixelbereich des Fotodetektors 13 durch die Abbildungslinse 14 fokussiert, so dass ein Bild, das dem zweidimensionalen Code entspricht, von dem Fotodetektor 13 aufgenommen wird.
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Während der von der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 ausgesendete Markierungsstrahl M auf das Ziel R gestrahlt wird, wie es in 5 gezeigt ist, wird der von der Laserdiode 33 ausgesendete Laserstrahl L1 aufgeweitet, so dass er ein im Wesentlichen horizontal gestrecktes elliptisches Querschnittsprofil aufweist (siehe 5), mit dem er in die Zerstreuungslinse 34 eintritt. Der aufgeweitete Laserstrahl L1 tritt jedoch in die Zerstreuungslinse 34 ein, so dass der aufgeweitete Laserstrahl L1 in der vertikalen Richtung weiter aufgeweitet ist, so dass er ein im Wesentlichen kreisförmiges Querschnittsprofil aufweist. Der aufgeweitete Laserstrahl L2, der ein im Wesentlichen kreisförmiges Querschnittsprofil aufweist, wird von der Sammellinse 35 gebündelt.
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Anschließend tritt der durch die Sammellinse 35 gebündelte Laserstrahl L3 in die Spaltplatte 36 ein, wobei sein Strahlprofil im Querschnitt kreisförmig gehalten wird, wobei dieses kreisförmige Profil des Strahls L3, der in die Spaltplatte 36 eintritt, dem ersten vorbestimmten Bereich AR1 entspricht. Insbesondere wird, wie es in 5 gezeigt ist, der in die Spaltplatte 36 eintretende Laserstrahl L3 im Vergleich zu einem Fall, in dem der Laserstrahl direkt in die Spaltplatte 36 eintritt, stärker gebündelt. Dadurch kann der Sammel- bzw. Bündelwirkungsgrad des von der Laserdiode 33 ausgesendeten Laserstrahls erhöht werden, wodurch es möglich ist, die Verluste der Lichtmenge des in die Spaltplatte 36 eintretenden Laserstrahls niedrig zu halten.
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Insbesondere ist in der ersten Ausführungsform das Verhältnis der Länge in der vertikalen Richtung, die durch die Mitte des in die Spaltplatte 36 eintretenden Laserstrahls L3 führt, zu der in der horizontalen Richtung, die durch dessen Mitte führt, auf das Verhältnis eingestellt, das im Wesentlichen gleich dem Seitenverhältnis des FOV des Fotodetektors von 3:4 ist. Dadurch ist es möglich, die Verluste der Menge des in die Spaltplatte 36 eintretenden Laserstrahls L3 weiter zu verringern, wodurch es ermöglicht wird, den Eintrittswirkungsgrad des in die Spaltplatte 36 eintretenden Laserstrahls L3 zu erhöhen.
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Ferner wird in der ersten Ausführungsform der von der Laserdiode 33 ausgesendete Laserstrahl zuerst in der vertikalen Richtung aufgeweitet, und danach wird der aufgeweitete Laserstrahl L2 von der Sammellinse 35 gebündelt, um in die Spaltplatte 36 eingekoppelt zu werden. Dadurch kann der auf die Spaltplatte 36 fokussierte gebündelte Laserstrahl L3 in Übereinstimmung mit dem ersten vorbestimmten Bereich AR1 auf der Spaltplatte 36, der dem FOV entspricht, ausreichend groß gehalten werden. Insbesondere ist es in der ersten Ausführungsform anders als in dem Fall, in dem nur eine Sammellinse bereitgestellt wird, möglich, den Wirkungsgrad des Bündelns des Laserstrahls L3 in die Spaltplatte 36 zu erhöhen, ohne dabei die Spaltplatte 36 (die Spalte 38a bis 38e) übermäßig klein zu machen. Dadurch ist es ferner leicht möglich, die Spalte 38a bis 38e in der dünnen Metallplatte 39 auszubilden.
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Ferner noch ist es in der ersten Ausführungsform möglich, den Wirkungsgrad des Bündelns des Laserstrahls L3 in die Spaltplatte 36 zu erhöhen, ohne dabei einen großen Abstand zwischen der Laserdiode 33 und der Sammellinse 35 aufrecht zu erhalten. Mit anderen Worten, die Struktur der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 kann den Wirkungsgrad des Bündelns des Laserstrahls L3 in die Spaltplatte 36 erhöhen, ohne dabei die Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 und/oder das Gehäuse 11 zu vergrößern. Die freie Gestaltung der Spalte durch die dünne Metallplatte 39 erlaubt wünschenswerte Designs von Strahlmustern des Markierungsstrahls M.
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In der ersten Ausführungsform ermöglicht die Verwendung der Laserdiode 33 als eine Lichtstrahlquelle einen auf das Ziel R zu strahlenden Markierungsstrahl guter Sichtbarkeit. Ferner beseitigt die Linsenapertur 38 in der ersten Ausführungsform Streulicht, selbst wenn das Ziel R vergleichsweise weit von dem Lesefenster 11c entfernt ist, wodurch es möglich ist, die Klarheit des Strahlmusters des auf das Ziel R gestrahlten Markierungsstrahls M zu verbessern.
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Wie es oben ausgeführt ist, umfasst die Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 in der ersten Ausführungsform die Zerstreuungslinse 34 und die Sammellinse 35 zwischen der Laserdiode 33 als einer Lichtstrahlquelle und der Spaltplatte 36 als einem Musterausbildungselement. Durch diese Struktur kann der von der Laserdiode 33 ausgesendete Laserstrahl zuerst aufgeweitet und anschließend gebündelt werden, um in die Spaltplatte 36 einzutreten. Dadurch ist es möglich, den Markierungsstrahl M klar und hell mit dem vorbestimmten Strahlmuster auf das Ziel R zu strahlen, anders als wenn ein von einer Laserdiode ausgesendeter Laserstrahl direkt in eine Spaltplatte eintritt, was im Stand der Technik beschrieben ist (siehe 8A).
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Ferner ist es anders als wenn nur eine Sammellinse vorgesehen ist möglich, den Wirkungsgrad des Bündelns des Laserstrahls L3 in die Spaltplatte 36 zu erhöhen und dabei die Spaltplatte 36 (die Breiten der Spalte 38a bis 38e) ausreichend groß zu halten. Ferner ist es möglich, den Wirkungsgrad des Bündelns des Laserstrahls L3 in die Spaltplatte 36 zu erhöhen, ohne dabei einen großen Abstand zwischen der Laserdiode 33 und der Sammellinse 35 aufrecht zu erhalten, wodurch eine Vergrößerung der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 und/oder des Gehäuses 11 verhindert wird.
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Die 6 und 7A bis 7C stellen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Erläuterungen der Elemente eines Lesers eines zweidimensionalen Codes gemäß der zweiten Ausführungsform, mit Ausnahme einer Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform, die im Wesentlichen gleich wie jene des Lesers CR eines zweidimensionalen Codes CR gemäß der ersten Ausführungsform sind, sind weggelassen oder vereinfacht. Das heißt, Erläuterungen sind im Wesentlichen auf die Struktur der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform gerichtet.
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In der zweiten Ausführungsform besteht ein Unterschied der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 41 gegenüber der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass als ein Musterausbildungselement eine Musterausbildungslinse 42 an Stelle der Spaltplatte 36 vorgesehen ist. Es ist zu beachten, das in der zweiten Ausführungsform das Strahlmuster des Markierungsstrahls M aus den vier L-förmigen Strahlmusterelemente (Teilstrahlen) Ma bis Md entsprechend den vier Eckabschnitten des FOV des Fotodetektors und dem Kreuzmusterelement Me, das die Mitte des FOV anzeigt, aufgebaut ist (siehe 3).
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Insbesondere ist die Musterausbildungslinse 42 zum Beispiel aus durchsichtigem Kunststoff, durchsichtigem Glas oder einem anderen durchsichtigen Material hergestellt und dazu geeignet, das vorbestimmte Muster des Markierungsstrahls M zu bilden.
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Insbesondere ist die Musterausbildungslinse 42, wie es in 7A dargestellt ist, aus einem Basiselement 42a mit einer horizontal länglichen, plattenförmigen Gestalt aufgebaut, wobei diese Gestalt dem Bereich des FOV des Fotodetektors entspricht. Das Basiselement 42a ist koaxial mit der Sammellinse 35 ausgerichtet. Die Musterausbildungslinse 42 umfasst ferner eine Zylinderlinsengruppe 43, die aus einer Mehrzahl von Zylinderlinsenelementen 43a bis 43e aufgebaut ist. Die Zylinderlinsengruppe 43 ist mit einer Oberfläche S des Basiselements 42a verbunden, wobei diese eine Oberfläche S der Abbildungslinse 37 gegenüberliegt.
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Wie es in den 7A bis 7C dargestellt ist, entspricht die Anzahl der Zylinderlinsenelemente 43a bis 43e der der Strahlmusterelemente Ma bis Me, und die Form und Ausrichtung der einzelnen Zylinderlinsenelementen 43a bis 43e entspricht jenen von der entsprechenden Strahlmusterelemente Ma bis Me. Ferner sind die Zylinderlinsenelemente 43a bis 43e so auf der Oberfläche S des Basiselements 42a angeordnet, dass sie der Anordnung der Strahlmusterelemente Ma bis Me entsprechen.
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Insbesondere ist jedes der Zylinderlinsenelemente 43a bis 43d im Wesentlichen L-förmig. Das Zylinderlinsenelement 43a weist eine im Wesentlichen zylindrische (halbkreisförmige) brechende Oberfläche 43a1 mit einer im Wesentlichen kontinuierlichen L-Form auf, wenn sie von der Seite der Abbildungslinse aus betrachtet wird. Ähnlich weisen die Zylinderlinsenelemente 43b bis 43d jeweils im Wesentlichen zylindrische brechende Oberflächen 43b1 bis 43d1 mit im Wesentlichen kontinuierlicher L-Form auf, wenn sie von der Seite der Abbildungslinse betrachtet werden.
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Wie es in 7C dargestellt ist, ist das Zylinderlinsenelement 43e im Wesentlichen kreuzförmig. Insbesondere besitzt das Zylinderlinsenelement 43e eine im Wesentlichen zylindrische (halbkreisförmige) brechende Oberfläche 43e1 mit einer im Wesentlichen kontinuierlichen Kreuzform, wenn sie von der Seite der Abbildungslinse aus betrachtet wird.
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Das heißt, eine zylindrische brechende Oberfläche einer Zylinderlinse weist die gewöhnliche Eigenschaft auf, zu bewirken, dass, wenn ein Laserstrahl in die zylindrische Linse eintritt, der eintretende bzw. einfallende Laserstrahl gebrochen wird, wodurch der einfallende Laserstrahl linear bzw. entlang einer Linie fokussiert wird.
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Daher wird, wenn der Laserstrahl in die L-förmigen Zylinderlinsenelemente 43a bis 43d der Zylinderlinsengruppe 43 eintritt, der in das L-förmige Zylinderlinsenelement 43a eintretende Teilstrahl durch dessen brechende Oberfläche 43a1 gebrochen. Der gebrochene Teilstrahl, der eine Form und eine Strahlbreite besitzt, die jenen des L-förmigen Strahlmusterelements Ma entsprechen, wird so gelenkt, dass er in die Abbildungslinse 37 eintritt.
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Entsprechend werden die Teilstrahlen, die in die L-förmigen Zylinderlinsenelemente 43b bis 43d eintreten, durch deren brechende Oberflächen 43b1 bis 43d1 gebrochen, so dass die gebrochenen Teilstrahlen, die jeweils eine Form und Strahlbreite besitzen, die jenen der entsprechenden L-förmigen Musterelemente Mb bis Md entsprechen, so umgelenkt werden, dass sie in die Abbildungslinse 37 eintreten.
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Ferner wird, wenn der Laserstrahl in das kreuzförmige Zylinderlinsenelement 43e der Zylinderlinsengruppe 43 eintritt, der in das kreuzförmige Zylinderlinsenelement 43e eintretende Teilstrahl durch dessen brechende Oberfläche 43e gebrochen. Der gebrochene Teilstrahl, der die Form und Strahlbreite besitzt, die jenen des kreuzförmigen Musterelements Me entsprechen, wird so umgelenkt, dass er in die Abbildungslinse 37 eintritt.
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In der Struktur der ersten Ausführungsform, wie sie in dem L-förmigen Zylinderlinsenelement 43a als eine Repräsentation der L-förmigen Zylinderlinsenelemente 4a bis 43d in 7B dargestellt ist, ist das Zylinderlinsenelement 43a so aufgebaut bzw. konfiguriert, dass sich der Krümmungsradius an jeder Position auf ihrer brechenden Oberfläche 43a1 in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen jeder Position auf der brechenden Oberfläche 43a1 und der Laseraussendeposition der Laserdiode 33 ändert.
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Zum Beispiel bezieht sich das Bezugszeichen ”r” auf den Krümmungsradius der brechenden Oberfläche 43a1 des L-förmigen Zylinderlinsenelements 43a. Wenn der Krümmungsradius ”r” am Umfang eines Endes der L-förmigen brechenden Oberfläche 43a1 auf ”r1” eingestellt wird, so ist der Krümmungsradius (r2) an einer Position auf der brechenden Oberfläche 43a1 umso größer, je weiter die Position auf der brechenden Oberfläche 43a1 von dem einen Ende in Richtung des Eckabschnitts des L-förmigen Zylinderlinsenelements 43a entfernt ist.
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Entsprechend ist der Krümmungsradius r2 an einer Position auf der brechenden Oberfläche 43a1, wenn der Krümmungsradius ”r” an dem Umfang des weiteren Endes der L-förmigen brechenden Oberfläche 43a1 auf ”r3” eingestellt ist, umso größer, je weiter die Position auf der brechenden Oberfläche 43a1 von dem weiteren Ende in Richtung des Eckabschnitts des L-förmigen Zylinderlinsenelements 43a entfernt ist.
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Das heißt, in der zweiten Ausführungsform ist der Brechungswinkel einer Position auf der brechenden Oberfläche 43a1 umso kleiner, je größer der Krümmungsradius an der Position auf der brechenden Oberfläche 43a1 ist. Eine Einstellung des Krümmungsradius an jeder Position auf der brechenden Oberfläche 43a1 ermöglicht daher die Einstellung des Brechungswinkels an dieser Position, so dass es möglich ist, die Strahlbreite des L-förmigen Teilstrahls konstant zu halten, der durch das L-förmige Zylinderlinsenelement 43a geleitet wird.
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Der Krümmungsradius an jeder Position auf jeder der brechenden Oberflächen 43b1 bis 43d1 von jeder der L-förmigen Zylinderlinsenelementen 43b bis 43d ist auf die gleiche Weise eingestellt worden wie das L-förmige Zylinderlinsenelement 43a. Dadurch ist es möglich, die Strahlbreite der durch die jeweiligen L-förmigen Zylinderlinsenelemente 43b bis 43d hindurchtretenden L-förmigen Teilstrahlen konstant zu halten.
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Entsprechend bezieht sich das Bezugszeichen ”ra” auf den Krümmungsradius der brechenden Oberfläche 43e1 des kreuzförmigen Zylinderlinsenelements 43e. Wenn der Krümmungsradius ”ra” am Umfang eines Endes der brechenden Oberfläche 43e1 auf ”r10” gesetzt wird, ist der als ”r11” bezeichnete Krümmungsradius an einer Position der brechenden Oberfläche 43e1 umso größer, je weiter die Position auf der brechenden Oberfläche 43e1 von dem einen Ende in Richtung des Eckabschnitts des Mittenabschnitts des Linsenelements 43e entfernt ist.
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Das heißt, in der zweiten Ausführungsform ist der Brechungswinkel an einer Position auf der brechenden Oberfläche 43e1 umso kleiner, je größer der Krümmungsradius an der Position auf der brechenden Oberfläche 43e1 ist. Eine Einstellung des Krümmungsradius an jeder Position auf der brechenden Oberfläche 43e1 ermöglicht daher eine Einstellung des Brechungswinkels an dieser Position, so dass es möglich ist, die Strahlbreite des durch das kreuzförmige Zylinderlinsenelement 43e gelenkten Teilstrahls konstant zu halten.
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Wie es oben ausgeführt ist, ist es gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ebenso wie gemäß der ersten Ausführungsform, möglich:
den Markierungsstrahl M deutlich und hell mit dem vorbestimmten Strahlmuster auf das Ziel R zu strahlen,
den Wirkungsgrad des Bündelns des Laserstrahls L3 in die Zylinderlinsengruppe 43 zu erhöhen und dabei die Zylinderlinsengruppe 43 (die Breiten der Zylinderlinsenelement 43a bis 43e) ausreichend groß zu halten, und
den Wirkungsgrad des Bündelns des Laserstrahls L3 in die Zylinderlinsengruppe 43 zu erhöhen, ohne dabei einen großen Abstand zwischen der Laserdiode 33 und der Sammellinse 35 aufrecht zu halten, wodurch eine Vergrößerung der Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 16 und/oder des Gehäuses 11 verhindert wird.
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Abgesehen von den Effekten erlaubt in der zweiten Ausführungsform eine freie Ausbildung jeder der Linsenelemente und eine freie Anordnung der Linsenelemente auf der einen Oberfläche S des Basiselements 42a wünschenswerte Designs von Strahlmustern des Markierungsstrahls M.
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In sowohl der ersten als auch der zweiten Ausführungsform und ihren Modifikationen werden als ein Musterausbildungselement die Spaltplatte 36 oder die Musterausbildungslinse 42 verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Struktur begrenzt.
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In der vorliegenden Erfindung kann als eine Musterausbildungslinse ein Beugungsgitter mit einer Hologrammebene verwendet werden. Die Hologrammebene des Beugungsgitters weist ein vorbestimmtes Beugungsmuster auf, das dem in 3 gezeigten vorbestimmten Strahlmuster entspricht.
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Insbesondere wird, wie es in 8 dargestellt ist, der Laserstrahl durch das Beugungsmuster der Hologrammebene gebeugt, wenn der durch die Sammellinse 35 gebündelte Laserstrahl auf die Hologrammebene des Beugungsgitters 50 auftrifft. Als Folge davon werden die Teilstrahlen erster Beugungsordnung und zweiter Beugungsordnung von der Hologrammebene als der Markierungsstrahl M mit dem in 3 gezeigten Strahlmuster auf das Ziel R gestrahlt.
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In dieser Modifikation ist es möglich, die gleichen Effekte wie gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform zu erhalten.
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In sowohl der ersten als auch der zweiten Ausführungstal und ihren Modifikationen ist die vorliegende Erfindung auf einen pistolenförmigen Leser für einen zweidimensionalen Code angewendet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Struktur der ersten und zweiten Ausführungsform und ihren Modifikationen begrenzt. Das heißt, ein optischer Leser von Informationen gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine andere Struktur als eine handgehaltene Struktur aufweisen.
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Die Strahlmuster des Markierungsstrahls können stark abweichend sein. Zum Beispiel kann eine rechteckige oder quadratische Rahmenform entsprechend dem FOV des Fotodetektors 13 als das Strahlmuster des Markierungsstrahls verwendet werden. Ferner können eine Mehrzahl von kreuzförmigen Musterelementen, die die Mitte anzeigen, und der eine oder andere laterale (oder longitudinale) Endabschnitt des FOV als das Strahlmuster des Markierungsstrahls verwendet werden. Ferner kann die Linsenapertur in den Markierungsstrahl-Ausstrahlungsvorrichtungen gemäß der ersten oder der zweiten Ausführungsform und ihren Modifikationen verwendet werden, falls dies erforderlich ist, so dass die Linsenapertur weggelassen werden kann, wenn sie von den Vorrichtungen nicht gebraucht werden.
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Es ist zu beachten, dass in der ersten und der zweiten Ausführungsform und ihren Modifikationen der Ausdruck „Linse und/oder Linsenelement(e)” konzeptionell alle optischen Elemente umfasst, die aus durchsichtigen Materialien gebildet und so ausgelegt sind, dass sie optisch auf Licht wirken, das auf sie auftrifft.
