DE112006003324T5

DE112006003324T5 - Abtastvorrichtung miz modularen Teilen

Info

Publication number: DE112006003324T5
Application number: DE112006003324T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Hayakawa
Original assignee: Optoelectronics Co Ltd; Opticon Inc
Current assignee: Optoelectronics Co Ltd; Opticon Inc
Priority date: 2005-12-05
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2008-10-09
Also published as: US20070125864A1; WO2007067879A3; JP2009518667A; US7942331B2; WO2007067879A2; DE112006003324T8

Abstract

Modulare Vorrichtung zum Identifizieren von Symbolen mit Charakteristiken identifizierenden Daten, welche aufweist:
ein Gehäuse mit einer befestigten Lichtquelle und mehreren mehrseitigen Wänden, wobei eine Wand zumindest teilweise angeordnet ist, um einem von der Lichtquelle ausgehenden Lichtpfad zu ermöglichen, aus dem Gehäuse herauszutreten, um die identifizierenden Symbole zu erreichen;
ein oberes Modul, das an der Oberseite des Gehäuses befestigt ist, aufweisend ein flaches Teil mit einer Lichtempfangs- und -verarbeitungsoptik sowie nachfolgenden elektronischen Verarbeitungsvorrichtungen, die daran befestigt sind; und
ein unteres Modul, das auf der Unterseite des Gehäuses befestigt ist, mit einer inneren Oberfläche mit einem daran befestigten, sich drehenden Spiegel zum Leiten des Lichtpfads, wobei das obere Modul, das untere Modul und das Gehäuse miteinander verbunden sein können.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Abtastvorrichtungen und insbesondere auf eine Abtastvorrichtung mit modularen Abschnitten.
Beschreibung des Standes der Technik
Abtastvorrichtungen sind bekannt. Abtastsymbole mit Charakteristiken identifizierenden Daten wie Strichcodes sind auch bekannt. Die Verwendung von diskreten Komponenten begrenzt eine weitere Miniaturisierung der Strichcode-Abtastvorrichtung. Weiterhin kann eine nicht ordnungsgemäße Ausrichtung der Komponenten zu einer Funktionsunfähigkeit der Abtastvorrichtung führen. Somit müssen die diskreten Komponenten während der Montage sorgfältig ausgerichtet werden, wodurch die Ausbildung und die Zusammensetzung der Abtastvorrichtung komplex und kostenaufwendig werden.
Das US-Patent 6729545 für Li et al. offenbart eine integrierte Abtastvorrichtung zum Abtasten eines Strichcodes in allen Richtungen, wobei die Abtastvorrichtung auf einem gemeinsamen Substrat gebildet ist. Die Abtastvorrichtung kann eine Spiegelanordnung oder ein Abtastmodul, eine Laserdiode und einen Detektor enthalten, die auf einem einzelnen Substrat oder mehreren verbundenen Substraten befestigt sind. Es können Linsen verwendet werden, um einen Laserstrahl von der Laserdiode zu fokussieren sowie einen Laserstrahl, der von dem mikrobearbeiteten Spiegel abgelenkt wurde, zu erweitern. Jedoch ist für praktische Anwendungen bei gewöhnlichen Abtastvorrichtungen eine einfachere und effizientere Herstellung einer Abtastvorrichtung erforderlich.
Das veröffentliche japanische Patent mit der Veröffentlichungsnummer 2002-304593 für Keyence Corp. Beschreibt einen optischen Informationslaser, der miniaturisiert wird durch Verringern von unnützem Raum, der nicht erforderlich ist, wenn der optische Informationslaser verwendet wird, und durch Verbessern der Anordnungsdichte von Komponenten, die jedes Teil des optischen Lasers bilden.
In 1 ist die Vorrichtung des veröffentlichen japanischen Patents gezeigt. Die Vorrichtung hat einen frei einsetzbaren und entfernbaren Rahmen 27, der in das Gehäuse 28 eingepasst und in diesem fixiert ist. Ein Vorrichtungshauptkörper 25, der durch Befestigen von Signalverarbeitungs-Schaltungsteilen wie einem Laserstrahl-Emissionsteil 1, einem Lichtempfangsteil 2 und einem analogen und einem digitalen Signalverarbeitungsteil 3 und 4 auf biegbaren Schaltungssubstraten 21a–21e und Biegen der Substrate erhalten wurde, ist an dem Rahmenkörper 27 angebracht und fixiert und in dem Gehäuse 28 aufgenommen.
Wie ersichtlich ist, werden bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik diskrete Komponenten verwendet, die eine Montage in einer arbeitsaufwendigen und ineffizienten Weise erfordern. Daher ist es wünschenswert, eine Abtastvorrichtung mit modularen Bereichen, die frei von diskreten Komponenten und in einer einfachen und effizienten Weise zusammengesetzt sind, vorzusehen. Es ist weiterhin wünschenswert, die Abtastvorrichtung mit niedrigen Kosten und in kompakter Form zu erhalten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung sieht allgemein eine modulare Vorrichtung mit modularen Teilen zum Identifizieren von Symbolen mit Charakteristiken identifizierenden Daten vor.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Abtastvorrichtung vor, die effizient zusammengesetzt und ausgerichtet ist.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Abtastvorrichtung vor, die kostengünstig ist und eine kompakte Form hat.
Eine modulare Vorrichtung zum Identifizieren von Symbolen mit Charakteristiken identifizierenden Daten ist vorgesehen. Die Vorrichtung hat ein Gehäuse mit einer darin befestigten Lichtquelle und mehreren Wänden, wobei eine Wand zumindest teilweise so angeordnet ist, dass einem von der Lichtquelle ausgehenden Lichtpfad ermöglicht wird, aus dem Gehäuse herauszutreten, um die identifizierenden Symbole zu erreichen. Die Abtastvorrichtung hat weiterhin ein oberes Modul, das auf der Oberseite des Gehäuses befestigt ist, aufweisend ein flaches Teil mit lichtempfangender und -verarbeitender Optik sowie darauf befestigten, nachfolgenden elektronischen Verarbeitungsvorrichtungen; und ein unteres Modul, das auf der Unterseite des Gehäuses befestigt ist, mit einer inneren Oberfläche mit einem darauf befestigten sich drehenden Spiegel zum Richten des Lichtpfads.
Es ist eine modulare Strichcode-Abtastvorrichtung zum Identifizieren verschiedener Typen von Strichcodes oder dergleichen vorgesehen. Die Abtastvorrichtung hat ein Gehäuse, das eine darin befestigte Lichtquelle und mehrere Wände aufweist, wobei eine Wand zumindest teilweise so angeordnet ist, dass einem von der Lichtquelle ausgehenden Lichtpfad ermöglicht wird, aus dem Gehäuse herauszutreten, um die Strichcodes zu erreichen. Die Abtastvorrichtung hat weiterhin ein oberes Modul, das auf der Oberseite des Gehäuses befestigt ist, aufweisend ein flaches Teil mit einer lichtempfangenden und -verarbeitenden Optik sowie darauf befestigten, nachfolgenden elektronischen Verarbeitungsvorrichtungen; und ein unteres Modul, das auf der Unterseite des Gehäuses befestigt ist, mit einer inneren Oberfläche mit einem darauf befestigten, sich drehenden Spiegel zum Richten des Lichtpfads.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Damit die Art und Weise, in der die vorstehend genannten Merkmale, Vorteile und Aufgaben der vorliegenden Erfindung erhalten werden, im Einzelnen verstanden werden kann, wird eine besondere Beschreibung der Erfindung, die vorstehend kurz zusammengefasst ist, durch Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele von dieser gegeben, die in den angefügten Zeichnungen illustriert sind.
Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass die angefügten Zeichnungen nur typischer Ausführungsbeispiele dieser Erfindung illustrieren und daher nicht als ihren Bereich beschränkend anzusehen sind, da die Erfindung andere in gleicher Weise wirksame Ausführungsbeispiele zulässt.
1 stellt eine Abtastvorrichtung nach dem Stand der Technik dar.
2 stellt eine kompakte Abtastvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Bildung einer Module aufweisenden Abtastvorrichtung zum Identifizieren von Symbolen mit Charakteristiken identifizierenden Daten. Die Module enthalten ein oberes Modul 100 und ein unteres Modul 200 sowie ein mittleres oder zentrales Modul 300. Das obere Modul 100 ist als die Befestigungsplattform für eine Lichtempfangsoptik 104 vorgesehen, die von Symbolen wie einem Strichcode (nicht gezeigt) reflektiertes Licht empfängt und das reflektierte Licht in optoelektronische Signalprozessoren für weitere Verarbeitung transformiert. Ein Schnittstellenverbinder 106 ist auch an einer gedruckten Schaltungsplatte 102 befestigt für die Verbindung mit äußeren Vorrichtungen. Der Schnittstellenverbinder 106 kann auch für Leistungszuführungszwecke zur Kopplung an eine Leistungsquelle (nicht gezeigt) verwendet werden. Eine digitale ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) 108 und eine analoge ASIC 110 können auch auf der gedruckten Schaltungsplatte 102 befestigt sein. Die digitale ASIC 108 und die analoge ASIC 110 sind jeweils anwendungsspezifische integrierte Schaltungschips, die für die Abtastanwendung nach der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind.
Das untere Modul 200 hat ein unteres Substrat mit einer inneren Oberfläche 202, die mit einem in einer Richtung wirkenden Motor 204 zum Antreiben eines mit diesem gekoppelten Polygonspiegels 206 versehen ist. Der Polygonspiegel 206 dreht sich in Beziehung auf das untere Substrat 202.
Das zentrale Modul 300 hat ein Chassis oder Gehäuse 302, das eine seitliche Stütze sowohl für das obere Modul 100 als auch das untere Modul 200 liefert. Das zentrale Modul 300 hat mehrseitige Wände für die Strukturstützung sowie eine seitliche Öffnung oder Kerbe in zumindest einer Wand wie der Wand 310. Die Kerbe ist ausgebildet, um Licht innerhalb des Gehäuses 302 aus dem Gehäuse 302 heraus zu reflektieren. Das zentrale Modul 300 hat weiterhin eine zylindrische Öffnung 308, die in einer seitlichen Wand hiervon ausgebildet ist, um eine Lichtquelle wie eine Laserdiode 304 darin zu positionieren. Die Laserdiode 304 erzeugt einen Laserstrahl, der ausgebildet ist zur Erzeugung eines Lichtpfads zu dem Polygonspiegel 206 hin und drehend von dem Polygonspiegel 206 reflektiert wird. Eine Fokussierlinse 306 kann in dem Lichtpfad zwischen dem Polygonspiegel 206 und der Laserdiode 304 angeordnet sein.
Das obere Modul 100 und das untere Modul 200 haben jeweils eine Öffnung 120 bzw. 220, die angeordnet sind zum Aufnehmen einer Befestigungsvorrichtung (nicht gezeigt) für die starre Befestigung des oberen Moduls 100 und des unteren Moduls 200 an dem zentralen Modul 300. Das zentrale Modul 300 hat entsprechende Aufnahmelöcher 320 für die Aufnahme der Befestigungsvorrichtung.
Die Abtastvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung erzeugt ein Lichtmuster enthaltend ein ungerichtetes Lichtmuster zum Abtasten von Strichcodes. Licht von der Laserdiode 304 kann zuerst von zumindest einem Spiegel (nicht gezeigt) weg reflektiert werden. Der/die Spiegel führt/führen das Laserlicht zu dem sich drehenden Polygonspiegel 206. Der Polygonspiegel 206 wirkt als ein Beugungsgitter, das bewirkt, dass das Laserlicht seinen Verlauf wieder ändert. Wenn die Zeit verstreicht, nimmt der Grad, mit dem der Polygonspiegel 206 den Verlauf des Lichts ändert, in einer zyklischen Weise zu und dann ab. Diese kontinuierliche Änderung des Verlaufs ermöglicht dem Laserlicht, sich schließlich über den gesamten Strichcode (nicht gezeigt) ohne Bewegung des Strichcodes selbst zu bewegen. Das Laserlicht kann von einer anderen Reihe von Spiegeln (nicht gezeigt) weg reflektiert werden, bevor es auf den der Abtastung unterzogenen Strichcode trifft. An diesem Punkt trifft das Licht auf den Strichcode und wird von diesem weg reflektiert. Wenn der Laserstrahl von dem Strichcode weg reflektiert wird, wird das Licht gestreut und nicht fokussiert, wie das Laserlicht war. Das gestreute Licht kann entlang desselben Pfades, auf dem sich das Laserlicht bewegt hat, zurückkehren, bis es die Lichtempfangsoptik 104 erreicht. Die Lichtempfangsoptik 104 empfängt das empfängt das gestreute Licht und sendet ein digitales Signal zu der Ausleseschaltung wie der digitalen ASIC 108 und der analogen ASIC 110, wobei die Signalstärke auf der Intensität des empfangenen Lichts beruht. Die Ausleseschaltung verarbeitet dann dieses Signal. Nachdem das Laserlicht von jeder Linie des Strichcodes weg reflektiert wurde und das sich ergebende Signal von der Ausleseschaltung verarbeitet wurde, wird der Strichcode als abgetastet angesehen.
Wie ersichtlich ist, ist das zentrale Modul 300 vorzugsweise aus einem einzelnen Stück mit einfacher Geometrie gebildet. Das obere Modul 100 und das untere Modul 200 haben eine noch einfachere Geometrie dahingehend, dass beide strukturell aus einem flachen plattenartigen Stück oder Teil gebildet sind, d. h. der gedruckten Schaltungsplatte 102 und dem unteren Substrat 202. Alle drei Module können leicht in kompakter Form und unter geringen Kosten hergestellt werden. Zusätzlich sind vorzugsweise keine elektronischen Komponenten oder Schaltungen auf dem zentralen Modul 300.
Auf dem unteren Modul 200 sind mit Ausnahme des Motors 204 vorzugsweise keine anderen elektronischen Teile befestigt. Die Steuerung des Motors 204, der typischerweise ein in einer Richtung wirkender Motor ist, kann leicht innerhalb des unteren Moduls 200 oder durch eine an dem oberen Modul 100 befestigte Steuervorrichtung dahingehend erfolgen, dass ein Steuerpfad hierfür leicht erhalten werden kann.
Zusätzlich sind nur einfache und leichte Schritte erforderlich, um die Module zusammenzusetzen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden das obere Modul 100 und das untere Modul 200 einfach an dem zentralen Modul befestigt durch Ausrichten derselben unter Verwendung der vorgeformten Öffnungen. Mit anderen Worten, die Öffnungen 120 in dem oberen Modul 100, die Öffnungen 220 in dem unteren Modul 200 und die Öffnungen 320 in dem zentralen Modul 300 sind alle vorgeformt für eine einfache und leichte Montage ohne aufwendige Werkzeuge oder Prozesse.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel wird das zentrale Modul 300 nicht benötigt, da es möglich ist, die Lehre der vorliegenden Erfindung ohne die kastenförmige Stützung des Moduls 300 zu erzielen. Beispielsweise können Stützpfosten an den vier Ecken angeordnet sein, die das Modul 100 mit dem Modul 200 beispielsweise an ihren jeweiligen vier Ecken verbinden. Bei diesem alternativen Ausführungsbeispiel können Teile wie die Fokussierungslinse 306 und die Laserdiode 304 geeignet entweder an dem Modul 100 oder dem Modul 200 befestigt sein.
Während die vorstehende Beschreibung auf Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gerichtet ist, können andere und weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung ausgedacht werden, ohne deren grundsätzlichen Bereich zu verlassen, und der Bereich hiervon wird durch die folgenden Ansprüche bestimmt.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist eine modulare Strichcode-Abtastvorrichtung zum Identifizieren verschiedener Typen von Strichcodes oder dergleichen vorgesehen. Die Abtastvorrichtung hat ein Gehäuse (302), das eine darin befestigte Lichtquelle (304) und mehrere Wände aufweist, wobei eine Wand (310) zumindest teilweise angeordnet ist, um einem von der Lichtquelle ausgehenden Lichtpfad zu ermöglichen, aus dem Gehäuse herauszutreten, um die Strichcodes zu erreichen. Die Abtastvorrichtung hat weiterhin ein oberes Modul (100), das auf der Oberseite des Gehäuses befestigt ist, aufweisend ein flaches Teil (102) mit einer Lichtempfangs- und -verarbeitungsoptik (104) sowie nachfolgenden elektronischen Verarbeitungsvorrichtungen (108, 110), die darauf befestigt sind; und ein unteres Modul (200), das auf der Unterseite des Gehäuses befestigt ist, mit einer inneren Oberfläche (202), auf der ein sich drehender Spiegel (206) zum Leiten des Lichtpfads befestigt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6729545 [0003]
- JP 2002-304593 [0004]

Claims

Modulare Vorrichtung zum Identifizieren von Symbolen mit Charakteristiken identifizierenden Daten, welche aufweist: ein Gehäuse mit einer befestigten Lichtquelle und mehreren mehrseitigen Wänden, wobei eine Wand zumindest teilweise angeordnet ist, um einem von der Lichtquelle ausgehenden Lichtpfad zu ermöglichen, aus dem Gehäuse herauszutreten, um die identifizierenden Symbole zu erreichen; ein oberes Modul, das an der Oberseite des Gehäuses befestigt ist, aufweisend ein flaches Teil mit einer Lichtempfangs- und -verarbeitungsoptik sowie nachfolgenden elektronischen Verarbeitungsvorrichtungen, die daran befestigt sind; und ein unteres Modul, das auf der Unterseite des Gehäuses befestigt ist, mit einer inneren Oberfläche mit einem daran befestigten, sich drehenden Spiegel zum Leiten des Lichtpfads, wobei das obere Modul, das untere Modul und das Gehäuse miteinander verbunden sein können.
Modulare Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend zumindest eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des oberen Moduls oder des unteren Moduls an dem Gehäuse.
Modulare Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das untere Modul weiterhin einen Motor zum Antreiben des sich drehenden Spiegels aufweist.
Modulare Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der sich drehende Spiegel ein Polygonspiegel ist.
Modulare Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Lichtquelle ein Laser ist.
Modulare Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das flache Teil eine Schaltungsplatte ist.
Modulare Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das untere Modul im Wesentlichen alle optischen und elektronischen Signalverarbeitungsvorrichtungen für die modulare Vorrichtung aufweist.
Modulare Strichcode-Abtastvorrichtung zum Identifizieren verschiedener Typen von Strichcodes oder dergleichen, welche aufweist: ein Gehäuse mit einer darin befestigten Lichtquelle und mehreren mehrseitigen Wänden, wobei eine Wand zumindest teilweise angeordnet ist, um einem von der Lichtquelle ausgehenden Lichtpfad zu ermöglichen, aus dem Gehäuse herauszutreten, um irgendeinen der Typen von Strichcodes zu erreichen; ein oberes Modul, das an der Oberseite des Gehäuses befestigt ist, aufweisend ein flaches Teil mit einer Lichtempfangs- und -verarbeitungsoptik sowie nachfolgenden elektronischen Verarbeitungsvorrichtungen, die daran befestigt sind; und ein unteres Modul, das auf der Unterseite des Gehäuses befestigt ist, mit einer inneren Oberfläche mit einem daran befestigten, sich drehenden Spiegel, um den Lichtpfad zu leiten.
Modulare Strichcode-Abtastvorrichtung nach Anspruch 8, weiterhin aufweisend zumindest eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des oberen Moduls oder des unteren Moduls an dem Gehäuse.
Modulare Strichcode-Abtastvorrichtung nach Anspruch 8, bei der das untere Modul weiterhin einen Motor zum Antreiben des sich drehenden Spiegels aufweist.
Modulare Strichcode-Abtastvorrichtung nach Anspruch 8, bei der sich drehende Spiegel ein Polygonspiegel ist.
Modulare Strichcode-Abtastvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Lichtquelle ein Laser ist.
Modulare Strichcode-Abtastvorrichtung nach Anspruch 8, bei der das flache Teil eine Schaltungsplatte ist.
Modulare Strichcode-Abtastvorrichtung nach Anspruch 8, bei der das untere Modul im Wesentlichen alle optischen und elektronischen Signalverarbeitungsvorrichtungen für die modulare Strichcode-Abtastvorrichtung aufweist.