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HINTERGRUND
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Es wurden unterschiedliche elektrooptische Systeme zum Auslesen optischer Zeichen, z.B. Strichcodes, entwickelt. Ein Strichcode (oder auch Barcode) ist ein codiertes Muster von grafischen Zeichen, das auf einer Reihe von Strichen (Balken) und Lücken (Räume) unterschiedlicher Breiten basiert. In einem Strichcode haben die Striche und Lücken unterschiedliche Lichtreflexionseigenschaften. Manche Strichcodes weisen eine eindimensionale Struktur auf, in der Striche und Lücken in nur einer Richtung voneinander beabstandet sind, um eine Reihe von Mustern zu bilden. Beispiele eindimensionaler Strichcodes umfassen Uniform Product Code (UPC), der gewöhnlich im Einzelhandel verwendet wird. Einige der Strichcodes weisen eine zweidimensionale Konstruktion auf, in der mehrere Reihen von Strich- und Lückenmustern vertikal gestapelt sind, um einen einzelnen Strichcode zu bilden. Beispiele von zweidimensionalen Strichcodes sind Code 49 und PDF417.
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Systeme, die eine oder mehrere Bildgebungssensoren zum Auslesen und Decodieren von Strichcodes verwenden, werden gewöhnlich als auf Bildgebung basierende Strichcodelesegeräte, Bildgebungsscanner oder Bildgebungslesegeräte bezeichnet. Ein Bildgebungssensor weist allgemein eine Vielzahl lichtempfindlicher Elemente oder Pixel auf, die in einer oder mehreren Reihen fluchtend angeordnet sind. Beispiele von Bildgebungssensoren sind ladungsgekoppelte Bauelemente (CCD) oder auf Komplementär-Metalloxid-Halbleitern (CMOS) basierende Bildgebungschips.
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Auf Bildgebung basierende Strichcode-Lesegeräte können tragbar oder stationär sein. Ein tragbares Strichcode-Lesegerät ist ein Gerät, das von einem Benutzer in der Hand gehalten und relativ zu Zielobjektzeichen, beispielsweise einem Zielobjektstrichcode, bewegt werden kann, um gelesen, d.h. bildgebend aufgenommen, und decodiert zu werden. Stationäre Strichcode-Lesegeräte sind in einer, beispielsweise in Bezug auf eine Ladenkasse, feststehenden Stellung angebracht. Zielobjekte, z.B. eine Produktverpackung, die einen Zielobjektstrichcode aufweist, werden an einem oder mehreren transparenten Fenstern vorüber bewegt oder gewischt und bewegen sich dadurch in einem Sichtfeld der stationären Strichcode-Lesegeräte. Das Strichcode-Lesegerät stellt gewöhnlich ein hörbares und/oder visuelles Signal bereit, um anzuzeigen, dass der Zielobjektstrichcode erfolgreich bildgebend aufgenommen und decodiert ist. In manchen Fällen werden Strichcodes nicht vorüber bewegt, sondern präsentiert.
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KURZDARSTELLUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die beigefügten Figuren, in denen sich ähnliche Bezugszeichen über sämtliche getrennten Ansichten hinweg auf identische oder funktionsmäßig ähnliche Elemente beziehen, sind zusammen mit der detaillierten nachstehenden Beschreibung in die Spezifikation aufgenommen und bilden einen Bestandteil derselben, und sie dienen dazu, Ausführungsformen von Konzepten näher zu veranschaulichen, die die vorliegende Erfindung verwenden, und sie erklären unterschiedliche Grundzüge und Vorteile jener Ausführungsformen.
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1 veranschaulicht einen Arbeitsplatz gemäß einigen Ausführungsformen.
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2A zeigt schematisch einen multiplanaren Arbeitsplatz, der mehrere Halbleiter-Bildwandler aufweist, gemäß einigen Ausführungsformen.
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2B veranschaulicht schematisch einen Bildgebungsscanner gemäß einigen Ausführungsformen.
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3 veranschaulicht schematisch eine kompakte hybride optische Linse, die die erste Fresnel-Fläche und die zweite Mikrolinsenfeldfläche aufweist, gemäß einigen Ausführungsformen.
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4–5 zeigen in schematischen Ansichten das Belichtungssystem zum Erzeugen des Belichtungssichtfelds gemäß einigen Ausführungsformen.
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6A und 6B veranschaulichen jeweils das Scanintensitätsprofil in X-Richtung und das Scanintensitätsprofil in Y-Richtung des Belichtungssichtfelds gemäß einigen Ausführungsformen.
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Der Fachmann wird erkennen, dass Elemente in den Zeichnungen mit Blick auf Vereinfachung und Anschaulichkeit dargestellt sind und nicht unbedingt maßstäblich gezeichnet sind. Beispielsweise sind die Abmessungen einiger der Elemente in den Zeichnungen möglicherweise in Bezug auf andere Elemente übertrieben dargestellt, um ein Verständnis für Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu erleichtern.
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Wo es angemessen erschien, wurden die Vorrichtungs- und Verfahrenskomponenten in den Figuren durch herkömmliche Symbole dargestellt, wobei lediglich jene speziellen Einzelheiten gezeigt sind, die für ein Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung von Bedeutung sind, um die Beschreibung nicht mit Einzelheiten zu überladen, die dem Fachmann, der den Vorteil aus der vorliegenden Beschreibung zieht, ohne weiteres einleuchten werden.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Ein Bildgebungsscanner enthält eine Belichtungsquelle, eine Belichtungslinse, eine Bildgebungslinsenanordnung, einen Bildgebungssensor und eine Steuereinrichtung. Die Belichtungslinse weist eine erste Fresnel-Fläche, die der Belichtungsquelle zugewandt ist, und eine zweite Fläche auf, auf der sich ein Mikrolinsenfeld befindet. Die erste Fresnel-Fläche ist dazu eingerichtet, Licht, das von der Belichtungsquelle her empfangen ist, in Richtung der zweiten Fläche zu lenken, um Belichtungslicht durch das auf der zweiten Fläche vorhandene Mikrolinsenfeld hindurch in Richtung eines Zielobjekts zu erzeugen. Das Belichtungslicht weist ein vorbestimmtes Belichtungssichtfeld auf. Der Bildgebungssensor enthält lichtempfindliche Elemente, die dazu eingerichtet sind, Licht von dem Zielobjekt innerhalb eines Bildgebungssichtfelds durch die Bildgebungslinsenanordnung hindurch wenigstens während einer Zeitperiode zu erfassen, in der das Zielobjekt durch das Belichtungslicht belichtet ist. Der Bildgebungssensor ist dazu eingerichtet, von den lichtempfindlichen Elementen stammende Bilddaten auszugeben. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, die Bilddaten zu verarbeiten, um ein Abbild eines auf dem Zielobjekt vorhandenen Strichcodes zu decodieren.
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1 veranschaulicht einen Arbeitsplatz 10 gemäß einigen Ausführungsformen. Der Arbeitsplatz 10 ist stationär und weist ein Gehäuse 20 auf. Das Gehäuse 20 hat ein im Wesentlichen horizontales Fenster 25H und ein im Wesentlichen vertikales Fenster 25V. In einer Ausführungsform kann das Gehäuse 20 in den Verkaufsschalter eines Transaktionspunktsystems integriert sein. Das Transaktionspunktsystem kann ferner eine Registrierkasse 48, einen Berührungsbildschirm, einen Drucker zur Erzeugung von Verkaufsbelegen oder eine sonstige Benutzerschnittstelle aufweisen. Zu dem Arbeitsplatz gehört häufig eine Waage 46, die in dem Gehäuse 20 eingebaut ist. Eine horizontale Platte 26 ist mit der Waage 46 verbunden, um ein Produkt zu wiegen, das auf die horizontalen Platte 26 gelegt ist. Der Arbeitsplatz 10 kann vom Einzelhandel genutzt werden, um Transaktionen durchzuführen, die den Kauf von Produkten betreffen, die ein Identifizierungszielobjekt, z.B. UPC-Symbole, tragen.
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Gemäß einer Verwendung kann eine Bedienperson das Produkt 30 an einem der Fenster (z.B. 25H oder 25V) von rechts nach links oder von links nach rechts in einem "Wisch"-Modus gleitend vorbei bewegen oder "wischen", um ein Bild des auf dem Produkt 30 vorhandenen Strichcodes 40 mittels des Arbeitsplatzes 10 aufnehmen zu lassen. Alternativ kann die Bedienperson in einem "Darbietungs"-Modus den auf dem Produkt 30 befindlichen Strichcode 40 der Mitte des Fensters 25V darbieten. Die Wahl hängt von dem Wunsch der Bedienperson oder von dem Aufbau des Arbeitsplatzes ab. Nach einem erfolgreichen Lesen des Zielobjektstrichcodes wird durch den Arbeitsplatz 10 ein visuelles und/oder akustisches Signal erzeugt, um dem Benutzer anzuzeigen, dass der Zielobjektstrichcode 40 erfolgreich bildgebend aufgenommen und decodiert wurde.
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Wie schematisch in 2A gezeigt, sind an dem Arbeitsplatz 10 mehrere Bildgebungsscanner 50 befestigt, um Licht aufzufangen, das durch ein oder beide Fenster von einem Zielobjekt her gelangt, das ein ein- oder zweidimensionales Symbol, beispielsweise ein zweidimensionales Symbol auf einem Führerschein, oder ein beliebiges Dokument sein kann, wie weiter unten beschrieben. 2B veranschaulicht schematisch einen Bildgebungsscanner 50 gemäß einigen Ausführungsformen. Der Bildgebungsscanner 50 in 2B enthält die folgenden Komponenten: (1) einen Bildgebungssensor 62, der hinter einer Bildgebungslinsenanordnung 60 positioniert ist; (2) eine Belichtungslinsenanordnung 70, die vor einer Belichtungsquelle 72 positioniert ist; und (3) eine Steuereinrichtung 90.
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Der Bildgebungssensor 62 kann eine CCD- oder eine CMOS-Bildgebungsvorrichtung sein. Der Bildgebungssensor 62 weist im Allgemeinen mehrere Pixelelemente auf. Diese mehreren Pixelelemente können durch eine eindimensionale Matrix lichtempfindlicher Elemente gestaltet sein, die linear in einer einzigen Zeile angeordnet sind. Diese mehreren Pixelelemente können auch durch eine zweidimensionale Matrix lichtempfindlicher Elemente gestaltet sein, die in zueinander senkrechten Zeilen und Spalten angeordnet sind. Der Bildgebungssensor 62 dient dazu, Licht zu erfassen, das mittels einer Bildgebungslinsenanordnung 60 entlang eines optischen Pfades oder einer Achse 61 durch das Fenster 25H (oder 25V) aufgefangen ist. Allgemein sind der Bildgebungssensor 62 und die Bildgebungslinsenanordnung 60 dazu eingerichtet, zusammenzuwirken, um Licht von einem Strichcode 40 in Form von Bilddaten über ein zweidimensionales Bildgebungssichtfeld (FOV) hinweg aufzufangen. Der Strichcode 40 kann im Allgemeinen an einem beliebigen Ort in einem Betriebsbereich von Abständen zwischen einem nahen Arbeitsabstand (WD1) und einen fernen Arbeitsabstand (WD2) angeordnet sein.
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In 2B sind die Belichtungslinsenanordnung 70 und die Belichtungsquelle 72 dazu eingerichtet, zusammenzuwirken, um ein Belichtungslicht während einer Belichtungszeitperiode in Richtung des Strichcodes 40 zu erzeugen. Die Belichtungsquelle 72 kann eine oder mehrere Leuchtdioden (LED) beinhalten. Die Belichtungsquelle 72 kann ferner einen Laser oder eine sonstige Lichtquelle beinhalten.
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In 2B ist die Steuereinrichtung 90, beispielsweise ein Mikroprozessor, betriebsmäßig mit dem Bildgebungssensor 62 und der Belichtungsquelle 72 verbunden, um den Betrieb dieser Komponenten zu steuern. Die Steuereinrichtung 90 kann ferner genutzt werden, um sonstige Vorrichtungen in dem Bildgebungsscanner zu steuern. Der Bildgebungsscanner 50 enthält einen Speicher 94, auf den durch die Steuereinrichtung 90 zugegriffen werden kann, um Daten zu speichern und abzurufen. In vielen Ausführungsformen enthält die Steuereinrichtung 90 ferner einen Decoder zum Decodieren eines oder mehrerer Strichcodes, die sich innerhalb des Bildgebungssichtfelds (FOV) des Bildgebungsscanners 50 befinden. In einigen Ausführungsformen kann der Strichcode 40 durch digitales Verarbeiten eines aufgenommenen Bildes des Strichcodes mittels eines Mikroprozessors decodiert werden.
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Im Betrieb sendet die Steuereinrichtung 90 gemäß einigen Ausführungsformen ein Befehlssignal, um die Belichtungsquelle 72 für eine vorbestimmte Belichtungszeitperiode mit Strom zu versorgen. Die Steuereinrichtung 90 belichtet dann den Bildgebungssensor 62, um ein Bild des Strichcodes 40 aufzunehmen. Das aufgenommene Bild des Strichcodes 40 wird in Form von Bilddaten zu der Steuereinrichtung 90 übertragen. Solche Bilddaten werden durch den Decoder in der Steuereinrichtung 90 digital verarbeitet, um den Strichcode zu decodieren. Die Informationen, die anhand des Decodierens des Strichcodes 40 gewonnen werden, werden anschließend in dem Speicher 94 gespeichert oder für eine weitere Verarbeitung an andere Vorrichtungen gesendet.
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Ein auf Bildgebung basierender Strichcodescanner erfordert gewöhnlich eine Hochleistungs-LED im sichtbaren Lichtbereich, um eine Belichtung für das Lesen eines Strichcodes unabhängig von der Umgebung und der Ausrichtung des Strichcodes bereitzustellen. Die grelle Belichtung war Bedienpersonen bisher in hohem Maße unangenehm. Diese Beschreibung schlägt einen Ansatz eines kompakten Belichtungsaufbaus vor, um einen hohen Sichtkomfort zu ermöglichen, während die gewünschten Anforderungen an Signal und Sichtfeld für ein Lesen von Strichcodes erfüllt werden.
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Ein bekannter Ansatz zur Verbesserung der Sichtbeeinträchtigung aufgrund der grellen LED-Belichtung in einem auf Bildgebung basierenden Strichcodelesegerät basiert auf dem Einsatz eines Diffusers, um die harte LED-Chip-Abbildung weicher zu machen und die Lichtstärke zu verringern. Unvorteilhafterweise wird dies zu Lasten der Scannerleistung und des höheren Energieverbrauchs erzielt, der auf den durch die Natur eines Lichtdiffusers vorhandenen Leistungsverlust zurückzuführen ist. Es ist häufig sehr kompliziert, falls nicht unmöglich, die Leistungsanforderung zu erfüllen und gleichzeitig einen akzeptablen Sichtkomfort bereitzustellen.
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In dieser Beschreibung enthält das Belichtungssystem eine hybride optische Linse, die die erste Fresnel-Fläche und die zweite Mikrolinsenmatrixfläche kombiniert, um die Chip-Abbildung im Auge des Benutzers, d.h. die aufscheinende Lichtquelle, wesentlich zu verbreitern und zu vereinheitlichen, um einen hohen Sichtkomfort zu ermöglichen und gleichzeitig die gewünschten Anforderungen an Signalpegel, Einheitlichkeit und Sichtfeld für ein Lesen von Strichcodes bei minimalem Leistungsverlust und somit optimalem Energieverbrauch effizient zu erfüllen.
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3 veranschaulicht schematisch eine kompakte hybride optische Linse 170, die die erste Fresnel-Fläche 175 und die zweite Mikrolinsenfeldfläche 176 aufweist. Die kompakte hybride optische Linse 170 kann als eine Komponente der Belichtungslinsenanordnung 70 von 2 verwendet werden. Wie in 3 veranschaulicht, kollimiert die erste Fresnel-Fläche 175 den von der LED-Lichtquelle 72 stammenden divergenten Strahl. Und folglich lenkt jede Mikrolinse auf der zweiten Mikrolinsenfeldfläche 176 sämtliche Strahlen, die mittels der Fresnel-Fläche 175 aufgefangen und kollimiert sind, effizient zu dem gewünschten Sichtfeld. In einigen Ausführungsformen haben sämtliche Mikrolinsen im Wesentlichen das gleiche Sichtfeld, und sie überlappen sämtliche in dem Fernfeld, um das gleichmäßige Belichtungsmuster mit der Form und dem Seitenverhältnis zu erzeugen, das mit der einzelnen Mikrolinse übereinstimmt.
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In einigen Ausführungsformen wird die Größe des Belichtungsmusters 78, d.h. das Belichtungssichtfeld, wie in 4–5 gezeigt, einfach durch die X-, Y-Abmessungen und die Brennweite jeder Mikrolinse, wie beispielsweise 176 (i, j), ermittelt. Falls die einzelne Mikrolinse beispielsweise eine Rechteckform mit einer Brennweite von F und X-, Y-Abmessungen Dx und Dy aufweist, wird das sich ergebende Belichtungsmuster eine Rechteckform mit dem Seitenverhältnis Dx/Dy und den X- und Y-FOVs Dx/F bzw. Dy/F aufweisen. Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Belichtungsaufbauansatz, der eine oder mehrere komplizierte optische Linsen verwendet, um Strahlen zu verzerren, um die gewünschte Form, die gewünschte Abmessung und das gewünschte Seitenverhältnis eines Belichtungsmusters zu erreichen, kann eine Belichtungslinsenanordnung 70, die die kompakte hybride optische Linse 170 aufweist, wesentlich flexibler, effizienter und kostengünstiger sein, indem einfach die Form der einzelnen Mikrolinse, ihre X-, Y-Abmessungen und ihre Brennweite gesteuert werden. Von größter Bedeutung ist, dass die aufscheinende Lichtquelle in diesem Aufbauansatz eine Abmessung der Sammelöffnung der Fresnel-Fläche aufweist, die geeignet entworfen werden kann, um wesentlich größer zu sein als die virtuelle Chip-Abbildung der LED-Lichtquelle, indem der Abstand zwischen der LED-Lichtquelle 72 und der Fresnel-Fläche 175 eingestellt wird, und somit den Sichtkomfort wesentlich zu verbessern. Darüber hinaus spaltet dieser Aufbauansatz das komplizierte Konstruktionsproblem, das ein sehr kompliziertes optisches Verzerren des Strahls verwendet, um die divergente LED-Lichtquelle in das gewünschte Belichtungsmuster zu überführen, in zwei einfache Schritte auf, die lediglich eine Auf-Achse-Konstruktion verwenden, was eine effizientere Konstruktion hinsichtlich des Durchsatzes und der Belichtungsmusterqualität ermöglicht.
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In einer Ausführungsform der kompakten hybriden optischen Linse 170 zur Verbesserung des Sichtkomforts, des Leistungswirkungsgrads und der Einheitlichkeit des gegenwärtigen bioptischen Produkts. In dieser Ausführungsform weist die Fresnel-Fläche 175 eine Brennweite von 30,5 mm auf; das Mikrolinsenfeld enthält 30 × 60 rechtwinklige Mikrolinsen, wobei jede Mikrolinse eine Brennweite von 3 mm und X- und Y-Abmessungen von 2 mm bzw. 1 mm aufweist, woraus sich ein Sichtfeld von ~38° × 18° ergibt, das für das Sichtfeld der vertikalen Seite auf der Grundlage der optischen Anordnung unseres gegenwärtigen Bioptikprodukts erforderlich ist. Diese Konstruktion der kompakten hybriden optischen Linse 170 kann die, wie durch eine Bedienperson wahrgenommene aufscheinende Lichtquellenabmessung von etwa 50 mm aufweisen, die über 25 Mal größer ist als diejenige der gegenwärtigen die Sicht belästigenden Konstruktion, die in dem gegenwärtige Bioptikprodukt auf der Basis des herkömmlichen Belichtungsaufbauansatzes genutzt wird, der eine aufscheinende Lichtquellenabmessung haben kann, die kleiner als 2 mm ist. 6A zeigt das X-Scanintensitätsprofil mit dem gewünschten X-Sichtfeld von ~38°. 6B zeigt das Y-Scanintensitätsprofil mit dem gewünschten Y-Sichtfeld von ~18°
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Im Vergleich zu dem herkömmlichen Belichtungsaufbauansatz, der eine oder mehrere komplizierte optische Linsen verwendet, um Strahlen zu verzerren, um die gewünschte Form, die gewünschte Abmessung und das gewünschte Seitenverhältnis eines Belichtungsmusters zu erreichen, und anschließend die Diffusoren verwendet, um den Sichtkomfort zu verbessern, bietet die kompakte hybride optische Linse 170, wie in 3 gezeigt, viele Vorteile. Erstens ermöglicht sie eine Konstruktion mit einem wesentlich verbesserten Sichtkomfort. Beispielsweise ist es in einigen Ausführungsformen möglich, eine 25-fache Verbesserung der Sichtwahrnehmung gegenüber der herkömmlichen Konstruktion zu erreichen, die in einigen Strichcodebildgebungsscannerprodukten auf der Grundlage des herkömmlichen Ansatzes verwendet wird. Zweitens ermöglicht die kompakte hybride optische Linse 170, wie sie in 3 gezeigt ist, einen höheren Leistungswirkungsgrad, da sie sämtliche Strahlen, die durch die Fresnel-Fläche aufgefangen und kollimiert sind, zu dem gewünschten Sichtfeld lenkt. Drittens bietet dieser Ansatz einen einfachen, jedoch effizienten Weg, um die Gestalt, die Abmessung, das Seitenverhältnis und die Einheitlichkeit des sich ergebenden Belichtungsmusters zu steuern.
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Dieser Vorschlag kann verwendet werden, um das Sichtbelästigungsproblem unseres gegenwärtigen Bioptikprodukts zusammen mit einer Verbesserung des Leistungswirkungsgrads und der Belichtungsmusterqualität zu lösen. Es kann außerdem in sämtlichen sonstigen auf Bildgebung begründeten Strichcodelesegeräten und/oder Scannern zur Verbesserung des Sichtkomforts, des Leistungswirkungsgrads und der Belichtungsmusterqualität genutzt werden.
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In einem Aspekt betrifft diese Beschreibung eine Vorrichtung, die eine Belichtungsquelle, eine Belichtungslinse, eine Bildgebungslinsenanordnung, einen Bildgebungssensor und eine Steuereinrichtung enthält. Die Belichtungslinse weist eine erste Fresnel-Fläche, die der Belichtungsquelle zugewandt ist, und eine zweite Fläche auf, auf der sich ein Mikrolinsenfeld befindet. Die erste Fresnel-Fläche ist dazu eingerichtet, Licht, das von der Belichtungsquelle her empfangen ist, in Richtung der zweiten Fläche zu lenken, um Belichtungslicht durch das auf der zweiten Fläche vorhandene Mikrolinsenfeld hindurch in Richtung eines Zielobjekts zu erzeugen. Das Belichtungslicht weist ein vorbestimmtes Belichtungssichtfeld auf. Der Bildgebungssensor enthält lichtempfindliche Elemente, die dazu eingerichtet sind, Licht von dem Zielobjekt innerhalb eines Bildgebungssichtfelds durch die Bildgebungslinsenanordnung hindurch wenigstens während einer Zeitperiode zu erfassen, in der das Zielobjekt durch das Belichtungslicht belichtet ist. Der Bildgebungssensor ist dazu eingerichtet, von den lichtempfindlichen Elementen stammende Bilddaten auszugeben. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, die Bilddaten zu verarbeiten, um ein Abbild eines an dem Zielobjekt vorhandenen Strichcodes zu decodieren.
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In einigen Ausführungsformen kann die Belichtungsquelle bei einer Brennpunktposition der ersten Fresnel-Fläche angeordnet sein, um Licht von der Belichtungsquelle in Richtung der zweiten Fläche der Belichtungslinse zu klimatisieren. In einigen Ausführungsformen kann die Belichtungsquelle dazu eingerichtet sein, Licht von der Belichtungsquelle in Richtung der zweiten Fläche der Belichtungslinse zu klimatisieren. In einigen Ausführungsformen kann die erste Fresnel-Fläche eine Brennweite zwischen 10 mm und 60 mm aufweisen.
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In einigen Ausführungsformen kann das Mikrolinsenfeld in einer Matrix von M Zeilen und N Spalten angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen kann das Mikrolinsenfeld in sonstigen regulären oder irregulären Mustern angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen kann die ganze Zahl M wenigstens 20 sein, und die ganze Zahl N kann ebenfalls wenigstens 20 sein. In einigen Ausführungsformen ist mindestens eine von der ganzen Zahl M und der ganzen Zahl N größer als 50.
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In einigen Ausführungsformen enthält das Mikrolinsenfeld wenigstens 200 Mikrolinsen, die jeweils eine Brennweite zwischen 1 mm und 6 mm aufweisen. In einigen Ausführungsformen enthält das Mikrolinsenfeld wenigstens 200 Mikrolinsen, die jeweils eine Brennweite zwischen 2 mm und 4 mm aufweisen. In einigen Ausführungsformen weisen wenigstens 200 Mikrolinsen in dem Mikrolinsenfeld eine rechteckige Form auf.
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In einigen Ausführungsformen enthält das Mikrolinsenfeld wenigstens 200 Mikrolinsen, von denen jede Licht, das von der ersten Fresnel-Fläche her empfangen ist, in ein entsprechendes Sichtfeld projiziert, das von rechteckiger Gestalt ist. In einigen Ausführungsformen kann das Mikrolinsenfeld wenigstens 400, wenigstens 800 oder 1200 derartige Mikrolinsen enthalten. In einigen Ausführungsformen ist das vorbestimmte Belichtungssichtfeld von rechteckiger Gestalt.
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In einigen Ausführungsformen enthält das Mikrolinsenfeld wenigstens 200 Mikrolinsen, wobei mehrere Mikrolinsen jeweils Licht, das von der ersten Fresnel-Fläche her empfangen ist, in ein entsprechendes Sichtfeld projizieren, das das vorbestimmte Belichtungssichtfeld um wenigstens 90% überlappt. In einigen Ausführungsformen kann das Mikrolinsenfeld wenigstens 400, wenigstens 800 oder 1200 derartige Mikrolinsen enthalten.
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In einigen Ausführungsformen enthält das Mikrolinsenfeld wenigstens 200 Mikrolinsen, wobei mehrere Mikrolinsen jeweils Licht, das von der ersten Fresnel-Fläche her empfangen ist in ein entsprechendes Sichtfeld projizieren, das sich im Wesentlichen innerhalb des vorbestimmten Belichtungssichtfelds befindet. In einigen Ausführungsformen kann das Mikrolinsenfeld wenigstens 400, wenigstens 800 oder 1200 derartige Mikrolinsen enthalten.
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In einem Aspekt betrifft diese Beschreibung ein Verfahren, das (1) ein Projizieren von Licht von einer Belichtungsquelle her auf eine erste Fresnel-Fläche einer Belichtungslinse und (2) ein Lenken des Lichts umfasst, das von der Belichtungsquelle her mittels der ersten Fresnel-Fläche empfangen ist, in Richtung einer zweiten Fläche der Belichtungslinse, um Belichtungslicht in Richtung eines Zielobjekts durch ein auf der zweiten Fläche vorhandenes Mikrolinsenfeld hindurch zu erzeugen. Das Belichtungslicht weist ein vorbestimmtes Belichtungssichtfeld auf. Das Verfahren umfasst ferner ein Erfassen von Licht von dem Zielobjekt innerhalb eines Bildgebungssichtfelds durch eine Bildgebungslinsenanordnung hindurch mittels eines Bildgebungssensors, der lichtempfindliche Elemente aufweist, wenigstens während einer Zeitperiode, in der das Zielobjekt durch das Belichtungslicht belichtet ist, wobei der Bildgebungssensor dazu eingerichtet ist, von den lichtempfindlichen Elementen stammende Bilddaten auszugeben. Das Verfahren umfasst ferner ein Verarbeiten und Decodieren der Bilddaten, die ein Bild eines Strichcodes des Zielobjekts abtasten, das auf den Bildgebungssensor projiziert ist.
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In einigen Ausführungsformen umfasst das Lenken von Licht ein Kollimieren des von der Belichtungsquelle stammenden Lichts in Richtung der zweiten Fläche der Belichtungslinse, um das Belichtungslicht zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen ist das vorbestimmte Belichtungssichtfeld von rechteckiger Gestalt.
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In einigen Ausführungsformen enthält das Mikrolinsenfeld wenigstens 200 Mikrolinsen, und das Verfahren umfasst ferner ein Projizieren von Licht, das von der ersten Fresnel-Fläche her empfangen ist, mittels jeder der mindestens 200 Mikrolinsen in ein entsprechendes Sichtfeld, das das vorbestimmte Belichtungssichtfeld um wenigstens 90% überlappt. In einigen Ausführungsformen kann das vorbestimmte Belichtungssichtfeld von rechteckiger Form sein.
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In einigen Ausführungsformen enthält das Mikrolinsenfeld wenigstens 200 Mikrolinsen, und das Verfahren umfasst ferner ein Projizieren von Licht, das von der ersten Fresnel-Fläche her empfangen ist, mittels jeder der mindestens 200 Mikrolinsen in ein entsprechendes Sichtfeld, das sich im Wesentlichen innerhalb des vorbestimmten Belichtungssichtfelds befindet. In einigen Ausführungsformen kann das vorbestimmte Belichtungssichtfeld von rechteckiger Form sein.
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In der obigen Beschreibung wurden spezielle Ausführungsformen beschrieben. Allerdings wird dem Fachmann einleuchten, dass unterschiedliche Modifikationen und Änderungen durchgeführt werden können, ohne dass der Schutzumfang der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist, verlassen ist. Dementsprechend sollen die Beschreibung und die Figuren der Veranschaulichung dienen und sollen nicht beschränken, und sämtliche derartigen Modifikationen sollen in den Schutzbereich der vorliegenden Ausführungen einbezogen sein.
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Der Nutzen, die Vorteile, die Lösungen für Probleme und beliebige Elemente, die dazu führen können, dass irgendein Nutzen, Vorteil oder Problem auftritt oder ausgeprägter wird, sind nicht als kritische, erforderliche oder unentbehrliche Merkmale oder Elemente eines beliebigen oder sämtlicher der Ansprüche zu erachten. Die Erfindung ist ausschließlich durch die beigefügten Patentansprüche einschließlich eventueller Änderungen, die während der Anhängigkeit dieser Anmeldung vorgenommen werden, und sämtlicher Äquivalente jener Patentansprüche definiert, wie sie veröffentlicht sind.
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Darüber hinaus werden relationale Begriffe, wie "erster" und "zweiter", "oberer" und "unterer" und dergleichen in diese Schriftstück möglicherweise lediglich verwendet, um eine Instanz oder einen Vorgang von einer weiteren Instanz bzw. Vorgang zu unterscheiden, ohne unbedingt irgendeine tatsächliche derartige Beziehung oder Reihenfolge zwischen derartigen Instanzen oder Vorgängen vorauszusetzen oder zu implizieren. Die Begriffe "umfasst", "umfassend" "weist auf", "aufweisend", "beinhaltet", "beinhaltend", "enthält", "enthaltend" oder beliebige sonstige grammatische Formen davon, sollen eine nicht exklusive Einbeziehung abdecken, so dass Prozesse, Verfahren, Artikel oder Vorrichtungen, die eine Liste von Elementen "umfassen", "haben", "beinhalten" oder "enthalten", nicht lediglich jene Elemente enthalten, sondern vielmehr andere Elemente enthalten können, die nicht ausdrücklich aufgelistet oder für solche Prozesse, Verfahren, Artikel oder Vorrichtungen spezifisch sind. Ein Element dem ein "umfasst ... ein", "weist auf ... ein", "beinhaltet ... ein" oder "enthält ... ein" vorangeht, schließt nicht, ohne weitere Beschränkungen, das Vorhandensein weiterer identischer Elemente in den Prozessen, Verfahren, Artikeln oder Vorrichtungen aus, die das Element umfassen, aufweisen, beinhalten oder enthalten. Der unbestimmte Artikel sowie dessen grammatikalische Formen sind im Sinne von "ein oder mehrere" definiert, es sei denn, es ist hierin ausdrücklich Anderslautendes angegeben. Die Begriffe "im Wesentlichen", "im Grunde", "etwa", "ungefähr" oder beliebige sonstige Abwandlungen davon, sind als "nahe bei" definiert, wie es von einem Fachmann verstanden wird, und in einer nicht als beschränkend zu bewertenden Ausführungsform ist der Begriff mit "innerhalb von 10%", in einer anderen Ausführungsform mit innerhalb von 5%, in einer anderen Ausführungsform mit innerhalb von 1% und in einer weiteren Ausführungsform mit innerhalb von 0,5% definiert. Der Begriff "verbunden/gekoppelt" in dem hier verwendeten Sinne ist als verbunden/angeschlossen definiert, obwohl dies nicht notwendig unmittelbar und nicht notwendig mechanisch bedeuten muss. Eine Vorrichtung oder Konstruktion, die in einer gewissen Weise "eingerichtet" ist, ist wenigstens in jener Weise eingerichtet, kann jedoch auch in sonstigen Weisen eingerichtet sein, die nicht aufgelistet sind.
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Es ist einsichtig, dass einige Ausführungsformen auf einem oder mehreren generischen oder spezialisierten Prozessoren (oder "Verarbeitungseinheiten") basieren können, wie beispielsweise Mikroprozessoren, digitalen Signalverarbeitungsprozessoren, kundenspezifisch angepassten Prozessoren und im Feld programmierbaren Gatteranordnungen (FPGAs) und eindeutigen gespeicherten Programmanweisungen (die sowohl Software als auch Firmware beinhalten), die den einen oder die mehreren Prozessoren steuern, um einige, die meisten oder sämtliche hier beschriebene Funktionen des Verfahrens und/oder Vorrichtungen in Verbindung mit gewissen Schaltkreisen einzurichten, die keinen Prozessor beinhalten. Alternativ könnten einige oder sämtliche Funktionen durch eine Ablaufsteuereinheit durchgeführt werden, die keine gespeicherten Programmanweisungen aufweist, oder in einem oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen (ASICs), in denen jede Funktion oder einige Kombinationen gewisser Funktionen als maßgeschneiderte Logik durchgeführt werden. Selbstverständlich könnte eine Kombination der beiden Ansätze verwendet werden.
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Darüber hinaus kann eine Ausführungsform als ein von einem Computer auslesbares Speichermedium verwirklicht werden, auf dem von einem Rechner lesbarer Code gespeichert ist, um einen Computer (der beispielsweise einen Prozessor aufweist) dafür zu programmieren, ein Verfahren durchzuführen, wie es hier beschrieben und beansprucht ist. Beispiele solcher von einem Computer auslesbarer Speichermedien umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Festplatte, eine CD-ROM, ein optisches Speichergerät, ein magnetisches Speichergerät, einen ROM (Festwertspeicher), einen PROM (programmierbaren Festwertspeicher), einen EPROM (löschbaren programmierbaren Festwertspeicher), einen EEPROM (elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher) und ein Flashmemory. Weiter wird angenommen, dass der Fachmann, ungeachtet einer möglicherweise wesentlichen Anstrengung und vieler Konstruktionsalternativen, beispielsweise durch verfügbare Zeit, aktuelle Technologie und wirtschaftliche Überlegungen motiviert, geleitet durch die hier beschriebenen Konzepte und Grundzüge ohne weiteres in der Lage sein wird, mit einem minimalem Versuchsaufwand derartige Softwarebefehle und Programme sowie Integrierte Schaltkreise zu erzeugen.
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Die Zusammenfassung ist unterbreitet, um dem Leser ein rasches Verständnis der Natur der technischen Beschreibung zu ermöglichen. Sie ist in dem Sinne vorgelegt, dass sie nicht verwendet wird, um den Schutzumfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder zu begrenzen. Weiter ist aus der vorhergehenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, dass zur Vereinfachung der Beschreibung in vielfältigen Ausführungsformen unterschiedliche Merkmale zusammengestellt sind. Diese Methode der Beschreibung soll nicht in der Weise interpretiert werden, dass sie ein Bestreben widerspiegelt, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern, als in jedem Patentanspruch ausdrücklich aufgeführt sind. Vielmehr liegt der erfindungsgemäße behandelte Gegenstand, wie die nachfolgenden Patentansprüche widerspiegeln, in weniger als sämtlichen Merkmalen einer einzelnen offenbarten Ausführungsform. Folglich sind die nachfolgenden Patentansprüche hierdurch in die detaillierte Beschreibung einbezogen, wobei jeder Patenanspruch eigenständig als ein getrennt beanspruchter Gegenstand für sich steht.
