DE112006003116T5

DE112006003116T5 - Abtastvorrichtung mit Führung von Lichtstrahlen

Info

Publication number: DE112006003116T5
Application number: DE112006003116T
Authority: DE
Inventors: Ikuo Saitam-shi Kikuchi
Original assignee: Optoelectronics Co Ltd; Opticon Inc
Current assignee: Optoelectronics Co Ltd; Opticon Inc
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2008-10-09
Also published as: JP2009520249A; US7360704B2; WO2007106179A3; US20070108290A1; WO2007106179A2

Abstract

Verfahren zum Lesen von Symbolen mit Daten identifizierenden Charakteristiken, welches die Schritte aufweist:
Vorsehen eines Nasenbereichs, der einen Teil einer Symbolerfassungsvorrichtung bildet, mit mehreren im gegenseitigen Abstand angeordneten Lichtquellen, die ausgebildet sind zum Anordnen von Bildern auf einer Oberfläche mit darauf gebildeten Symbolen;
Erzeugen mehrerer derartiger Bilder; und
Einstellen des Abstands zwischen der Oberfläche und der Symbolerfassungsvorrichtung derart, dass die Bilder eine vorgeschriebene Charakteristik annehmen, wenn die zu lesende Oberfläche ordnungsgemäß für das Lesen positioniert ist, wobei die vorgeschriebene Charakteristik sowohl das Sichtfeld als auch die Brennpunktebene feststellt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Symbolerfassungsvorrichtungen und insbesondere auf eine Symbolerfassungsvorrichtung oder eine andere Symbolerfassungsvorrichtung mit Führung von Lichtstrahlen, um die Brennweite und das Gesichtsfeld bei dieser Brennweite einer Bilderfassungsvorrichtung festzustellen.
Beschreibung des Standes der Technik
Symbolerfassungsvorrichtungen, die zum Lesen von Symbolen mit Datenidentifizierungscharakteristiken wie Strichcodes verwendet werden, sind bekannt. Typischerweise weist eine Symbolerfassungsvorrichtung eine Führung von Lichtstrahlen auf für eine geeignete Positionierung enthaltend die Positionierung der Brennweite und des Gesichtsfelds. D. h., die Symbolerfassungsvorrichtung muss relativ zu dem Symbol, das sich im Abstand befindet, an einer optimalen Position positioniert werden. Bekannte Verfahren zum Bestimmen der optimalen Position enthalten die Verwendung von Laserlichtquellen oder lichtemittierenden Dioden (LED). Es ist wichtig, die Vorrichtung korrekt zu positionieren, da sie als eine CCD-Kamera oder dergleichen arbeitet, und die Klarheit des Bildes und die Wirksamkeit des Lesens werden vermindert, wenn die Position nicht korrekt ist.
1 zeigt drei LED-Projektionsschemen auf eine Oberfläche zur Verwendung bei der Positionierung der zu lesenden Oberfläche relativ zu der Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik. Die Nachteile der LED-Schemen nach dem Stand der Technik bestehen darin, dass die Projektionen kein klares Sichtfeld liefern, und es gibt keinen Hinweis auf die Brennpunktebene, in der die zu lesende Oberfläche positioniert sein sollte.
2 ist eine alternative Anordnung nach dem Stand der Technik, die Laser verwendet. Der Laser liefert dem Benutzer dieselbe visuelle Darstellung ungeachtet des Abstands zwischen der Vorrichtung und der Oberfläche des Bildes. Während er das Sichtfeld klar zeigt, sind die Kosten relativ hoch. Zusätzlich ist es schwierig, die Brennweite festzustellen. Es ist wünschenswert, ein System zu haben, bei dem der Benutzer leicht die ordnungsgemäße Brennweite als auch das Sichtfeld der Bilderfassungsvorrichtung bei dieser Brennweite bestimmen kann. Die Lösung sollte minimale Kosten verursachen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung sieht allgemein eine Symbolerfassungsvorrichtung mit Führung von Lichtstrahlen für die Bestimmung der Brennweite und des Sichtfeldes vor.
Die vorliegende Erfindung sieht weiterhin eine Symbolerfassungsvorrichtung mit einem Satz von Lichtquellen für die Einstellung sowohl des Sichtfeldes als auch der Brennweite vor.
Die vorliegende Erfindung sieht weiterhin eine Symbolerfassungsvorrichtung mit einer Lichtquelle, die lichtemittierende Dioden (LED) aufweist, vor, ohne die Kosten von Laserquellen.
Ein Verfahren zum Lesen von Symbolen mit Datenidentifizierungscharakteristiken ist vorgesehen. Das Verfahren enthält die Schritte: Vorsehen eines Nasenbereichs, der einen Teil einer Symbolerfassungsvorrichtung bildet. Der Nasenbereich hat mehrere im gegenseitigen Abstand angeordnete Lichtquellen, die ausgebildet sind, um ein sichtbares Bild auf einer Oberfläche mit einem zu erfassenden Bild zu bewirken. Mehrere Bilder werden auf der Oberfläche erzeugt. Die Brennweite und das Sichtfeld sind optisch unterscheidbar anhand von Charakteristiken der vorgesehenen Bilder.
Ein System zum Lesen von Symbolen mit Datenidentifizierungscharakteristiken ist vorgesehen. Das System enthält: einen Nasenbereich, der einen Teil einer Symbolerfassungsvorrichtung bildet, wobei mehrere im gegenseitige Abstand angeordnete Lichtquellen für den Nasenbereich vorgesehen sind. Die Lichtquellen sind ausgebildet, um Bilder auf einer Oberfläche mit den darauf gebildeten Symbolen anzuordnen. Mehrere Bilder werden auf der Oberfläche als das Ergebnis der Lichtquelle erzeugt, und die Bilder übertragen Informationen, die ausreichend sind, um leicht die Brennpunktebene und das Sichtfeld festzustellen.
KURZBSCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Damit die Art, in der die vorgenannten Merkmale, Vorteile und Aufgaben der vorliegenden Erfindung erhalten und im Einzelnen verstanden werden, wird eine genauere Beschreibung der Erfindung, die vorstehend kurz zusammengefasst ist, durch Bezugnahme auf deren Ausführungsbeispiele, die in den angefügten Zeichnungen illustriert sind, gegeben.
Es ist jedoch festzustellen, dass die angefügten Zeichnungen nur typische Ausführungsbeispiele dieser Erfindung illustrieren und daher nicht als deren Bereich beschränkend anzusehen sind, da die Erfindung bei anderen in gleicher Weise wirksamen Ausführungsbeispielen angewendet werden kann.
1 zeigt einen Satz von drei Abtastprojektionen nach dem Stand der Technik.
2 zeigt eine alternative Abtastprojektion nach dem Stand der Technik, die einen Laser verwendet.
3 zeigt eine optimale Positionierung enthaltend Brennweite und Sichtfeld nach der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine erste detaillierte Darstellung von 3.
5 ist eine zweite detaillierte Darstellung von 3.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von lichtemittierenden Dioden (LEDn) und ihre zugehörigen Linsen in einem Abtastsystem zum Definieren oder Einstellen einer optimalen Brennweite und eines ausgeglichenen Sichtfelds. In den 3–5 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wiedergegeben.
Es wird nun auf 3 Bezug genommen, in der eine optimale Positionierung enthaltend Brennweite und Sichtfeld gezeigt ist. Ein Nasenbereich 10 einer Symbolerfassungsvorrichtung mit zwei lichtemittierenden Dioden, LED 12, LED 12', die an einer oberen Oberfläche positioniert sind, ist vorgesehen. LED 12 und LED 12' sind derart angeordnet, dass ein Abstand mit einem von null abweichenden Wert zwischen ihnen existiert. Von der LED 12 erzeugtes Licht wird durch die Linse 14 und die Linse 15 gestrahlt, um ein Bild auf jeder geeigneten Oberfläche zu bilden. In gleicher Weise wird von der LED 12' erzeugtes Licht durch die Linse 16 und die Linse 17 gestrahlt, um gleiche Reflexionen zu bilden. Eine imaginär angenommene Mittelachse 18 wird als eine Bezugslinie verwendet. Im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse 18 ist die imaginäre erste Oberfläche 20. Sie ist dadurch imaginär, dass, wenn eine geeignete Oberfläche hier angeordnet wird, ein Bild des Lichts erscheint. In gleicher Weise können eine zweite Oberfläche 22, eine dritte Oberfläche und eine vierte oder optimale Oberfläche abgebildet werden, um zu existieren und Bilder darauf zu bilden. Die Bilder, die auf diesen Oberflächen gebildet würden, sind in 4 gezeigt, obgleich die Struktur jedes individuellen Bildes nicht die perfekten Quadrate zu sein brauchen, die für erläuternde Zwecke in 4 gezeigt sind.
Wie ersichtlich ist, besteht einer der Unterschiede zwischen der ersten Oberfläche 20, der zweiten Oberfläche 22, der dritten Oberfläche 24 und der vierten Oberfläche oder optimalen Reflexionsfläche 26 darin, dass ein unterschiedlicher Abstand zwischen einem Paar von Mittelpunkten innerhalb des Bildes 30 und des Bildes 30' besteht. Die Abstände sind d₁, d₂, d₃ und d₄, die sich jeweils auf die erste Oberfläche 20, die zweite Oberfläche 22, die dritte Oberfläche 24 und die vierte Oberfläche oder optimale Reflexionsfläche 26 beziehen. Wie ersichtlich ist, ist der Wert von d₁ größer als der von d₂, der größer als der von d₃ ist, und d₄ ist null dadurch, dass die Mittelpunkte des Bildes 30 und des Bildes 30' zusammenfallen (d₁ > d₂ > d₃ und d₄ = 0). Die optimale Brennweite wird erhalten, wenn das Bild 30 und das Bild 30' so eingestellt sind, dass sie übereinstimmen (d₄ = 0).
Aufgrund der Bilder 28 und 28' erkennt der Benutzer das exakte Sichtfeld der Vorrichtung in ihrer optimalen Brennpunktebene, und er kann die Oberfläche mit den abzutastenden Bildern zweckmäßig so positionieren, dass das Bild innerhalb des durch die Bilder 28 und 28' definierten Sichtfelds und in der Brennpunktebene ist. Mit anderen Worten, die Erfindung sieht ein einfaches Verfahren zum Bestimmen sowohl des Sichtfelds als auch einer zweckmäßigen Brennweite anhand eines Satzes von zwei LEDn und vier Linsen vor.
Der Benutzer ordnet einfach die zu lesende Oberfläche vor der Bilderfassungsvorrichtung an und bewegt die Oberfläche näher zu oder weiter weg von der Vorrichtung. Wenn die Bilder 30 und 30' einander vollständig überlappen, ist die Oberfläche in der Brennpunktebene für eine optimale Bilderfassung positioniert, und das Sichtfeld in dieser Oberfläche ist durch die Bilder 28 und 28' gezeigt. Der Fachmann kann erkennen, wie die benötigten Linsen ausgewählt werden, um die ordnungsgemäßen Bilder zu übertragen.
wie ersichtlich ist, werden bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel zwei LEDn verwendet. Insbesondere werden die LED 12, die LED 12' und vier Linsen 14– 17 in Verbindung mit den beiden LEDn verwendet. Eine zusätzliche Fokussierlinse 28 kann oder kann nicht vorgesehen sein zur Einwirkung auf reflektierte Lichtstrahlen 36, 36' und zu deren Führung zu einem Lichtempfänger 40. Der Lichtempfänger 40 wandelt das Lichtsignal in einen anderen Typ von Signalen wie ein elektrisches Signal um. Der Lichtempfänger 40 kann eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD), ein Komplementär-Metalloxid-Halbleiter(CMOS)-Sensor oder jeder andere geeignete Empfänger sein. Zwei Strahlen 36, 36' werden verwendet, um das Sichtfeld α zu definieren. Die beiden von verschiedenen LEDn erzeugten Strahlen 32, 32' können durch zwei verschiedene Linsen konzentriert werden, d. h. die Linse 14 bzw. die Linse 16. Zwei weiteren Strahlen 34, 34' durch verschiedene Linsen 15, 17, aber vorzugsweise von den verschiedenen LEDn, d. h. LED 12, LED 12', werden verwendet, um die Brennweite zu definieren. Weiterhin sieht die vorliegende Erfindung das Lesen von eindimensionalen sowie zweidimensionalen, allgemein bekannten Strichcodesystemen sowie anderen Typen von Bildern vor.
Obgleich die vorstehende Beschreibung dieser Erfindung sich auf Strichcode-Symbolerfassungsvorrichtungen als Beispiel bezieht, ist die Erfindung selbst in gleicher Weise auf andere Verfahren und Systeme zum Lesen von Daten und anderen Formen von codierten Daten (Freistempel) als Strichcodes anwendbar.
Während das Vorstehende auf Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gerichtet ist, können andere und weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung erdacht werden, ohne den grundsätzlichen Bereich von dieser zu verlassen, und ihr Bereich ist durch die folgenden Ansprüche bestimmt.
Zusammenfassung:
Es ist ein Verfahren zum Lesen von Symbolen mit Daten identifizierenden Charakteristiken vorgesehen. Das Verfahren enthält die Schritte: Vorsehen eines Nasenbereichs (10), der einen Teil einer Symbolerfassungsvorrichtung bildet. Der Nasenbereich hat mehreren im gegenseitigen Abstand angeordnete Lichtquellen (12, 12'), die ausgebildet sind zum Werfen von Bildern auf eine Oberfläche (20, 22, 24, 26). Die Bilder können verwendet werden, um eine ordnungsgemäße Positionierung und die Brennpunktebene (26) der Vorrichtung festzustellen.

Claims

Verfahren zum Lesen von Symbolen mit Daten identifizierenden Charakteristiken, welches die Schritte aufweist: Vorsehen eines Nasenbereichs, der einen Teil einer Symbolerfassungsvorrichtung bildet, mit mehreren im gegenseitigen Abstand angeordneten Lichtquellen, die ausgebildet sind zum Anordnen von Bildern auf einer Oberfläche mit darauf gebildeten Symbolen; Erzeugen mehrerer derartiger Bilder; und Einstellen des Abstands zwischen der Oberfläche und der Symbolerfassungsvorrichtung derart, dass die Bilder eine vorgeschriebene Charakteristik annehmen, wenn die zu lesende Oberfläche ordnungsgemäß für das Lesen positioniert ist, wobei die vorgeschriebene Charakteristik sowohl das Sichtfeld als auch die Brennpunktebene feststellt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die vorgeschriebene Charakteristik die Anzahl derartiger Bilder oder der Abstand zwischen mehreren Bildern ist.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Anzahl von Linsen größer als die Anzahl von Lichtquellen derart ist, dass eine Lichtquelle mehr als eine Linse verwendet, und bei dem zumindest eines der Bilder verwendet wird, um das Sichtfeld der Bilderfassungsvorrichtung festzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend das Vorsehen von Linsen derart, dass vier Bilder vorhanden sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die mehreren Lichtquellen zumindest zwei lichtemittierende Dioden (LEDn) aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die mehreren Bilder vier Bilder aufweisen, die drei werden, wenn die Oberfläche bei der ordnungsgemäßen Brennweite angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Brennweite etwa einhundert Millimeter (100 mm) beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Symbolerfassungsvorrichtung eine in der Hand gehaltene Symbolerfassungsvorrichtung ist.
Strichcode-Abtastsystem zum Lesen von Symbolen mit Daten identifizierenden Charakteristiken, welches aufweist: einen Nasenbereich, der einen Teile einer Symbolerfassungsvorrichtung bildet, mit mehreren im gegenseitigen Abstand angeordneten Lichtquellen, die ausgebildet sind zum Anordnen von Bildern auf einer Oberfläche, auf der die Symbole gebildet sind; mehrere Linsen und eine geringere Anzahl von Lichtquellen, die so angeordnet sind, dass eine Anzahl von Bildern durch die Lichtquellen auf eine Oberfläche mit einem zu erfassenden Symbol angeordnet wird, und wobei sich die Anzahl von Bildern ändert, wenn die Oberfläche optimal zum Lesen des Symbols positioniert ist.
System nach Anspruch 9, weiterhin aufweisend das Vorsehen von Linsen zum Fokussieren von von den mehreren Lichtquellen erzeugten Lichtstrahlen.
System nach Anspruch 10, bei dem die Anzahl von Linsen größer als die Anzahl von Lichtquellen derart ist, dass eine Lichtquelle mehr als eine Linse verwendet.
System nach Anspruch 9, welches weiterhin die Schritte aufweist: Bestimmen des Sichtfelds in der Brennpunktebene, wenn die Anzahl von Bildern sich ändert.
System nach Anspruch 9, bei dem die mehreren Lichtquellen zumindest zwei lichtemittierende Dioden (LEDn) aufweisen.
System nach Anspruch 9, bei dem die mehreren Bilder in der Brennpunktebene abnehmen.
System nach Anspruch 9, bei dem die Brennweite etwa einhundert Millimeter (100 mm) beträgt.
System nach Anspruch 9, bei dem die Symbolerfassungsvorrichtung eine in der Hand gehaltene Symbolerfassungsvorrichtung ist.