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Diese
Erfindung bezieht sich auf die optimale und einheitliche Beleuchtung
von Oberflächen,
die spiegelnd oder unregelmäßig sein
können,
und auf die einheitliche Beleuchtung von computerlesbaren Codes,
Symbologien und dergleichen, die direkt auf derartige Oberflächen oder
auf ein symbologietragendes Medium angewandt werden können, das wiederum
auf derartige Oberflächen
angewandt werden kann. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf
die optimale und einheitliche Beleuchtung von Oberflächen, Codes,
Symbologien oder dergleichen, um Abbilden und erfolgreiches Decodieren
von computerlesbaren Codes, Symbologien oder dergleichen zu vereinfachen.
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Es
ist recht oft notwendig, durch automatisierte Mittel die Existenz,
den Standort oder die Charakteristiken eines Artikels für automatisierte
Zwecke zu bestimmen. Automatische Handhabung von Teilen zur Verarbeitung,
wie etwa zu Zwecken maschineller Bearbeitung oder Montage, und automatisierte Sortierung,
Beförderung,
Manipulation und andere Handhabung von Teilen, Komponenten, Einheiten und
dergleichen erfordert in der Regel, dass eine Form von computerlesbarem
Code oder Symbologie auf den Artikel angewandt wird. Hin und wieder
ist es zweckdienlich, die Symbologie auf ein Medium, wie etwa ein
druckempfindliches Etikett anzuwenden. In anderen Fallen ist es
wünschenswerter
und möglicherweise
effizient, die Symbologie direkt auf den Artikel anzuwenden. Die
Symbologie kann ein herkömmlicher
Strichcode, ein gestapelter Strichcode oder eine andere 2-D-Symbologie
sein.
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Das
Computerlesen von Symbologie, wie durch ein ortsfestes oder tragbares
Lesegerät
oder einen Bildaufnehmer, erfordert angemessene Beleuchtung der
Zielsymbologie. Dies kann Probleme bereiten, wenn das Medium, welches
die Symbologie trägt,
auf eine unregelmäßige oder
gekrümmte
Oberfläche
angewandt wird. Die Probleme sind ausgeprägter, wenn die Symbologie direkt
auf den Artikel angewandt wird und die Artikeloberfläche normalerweise
spiegelnd ist und/oder die Artikeloberfläche unregelmäßig ist.
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Das
Abbilden und Decodieren einer 1-D- oder 2-D-Symbologie erfordert,
dass die Einsen und Nullen der Symbologie für die decodierenden Algorithmen
erkennbar sind, was wiederum erfordert, dass während des Abbildungsvorgangs
ein angemessener Kontrast zwischen den Einsen und Nullen erhalten
wird. Insbesondere beim Abbilden einer 2-d-Symbologie ist es nicht
von Bedeutung, ob die Einsen in Bezug auf die Nullen dunkel oder
hell sind; es ist lediglich wichtig, dass der Kontrast zwischen den
zwei Zuständen
für adäquate Trennung
hinreichend ist. Zum Beispiel wird der Code, wenn die Symbologie
als ein schwarzer Code auf weißem
Hintergrund oder als ein weißer
Code auf einem schwarzen Hintergrund gedruckt wird, in fast jeder
beliebigen Beleuchtung leicht erkennbar sein, wenn der Code und
der Hintergrund beide Oberflächen
mit einem matten Reflexionsvermögen
sind. Die matten Oberflächen
stellen sicher, dass, ungeachtet der Richtung, aus der sie beleuchtet
werden, das von ihnen reflektierte Licht gleichmäßig über ein breites winkelförmiges Streuverhalten
gestreut wird und somit in der Kameralinse adäquate Beleuchtung bereitstellen
wird. Diese Situation wird in der Regel erreicht, wenn die Symbologien
auf Etiketten gedruckt werden, die an Teilen oder Komponenten angebracht sind.
An Etiketten können
jedoch leicht unerlaubte Änderungen
vorgenommen werden, und sie sind im Vergleich zu den Teilen oder
Komponenten, an denen sie festgemacht sind, oftmals brüchig. Deswegen
ist es oft von Vorteil, die Symbologie direkt auf den Teilen oder
Komponenten zu markieren. Unglücklicherweise
weisen die Teile und Komponenten oftmals spiegelnde (spiegelähnliche)
Oberflächen auf,
die das Licht nicht einheitlich über
ein breites winkelförmiges
Streuverhalten streuen, sondern die Lichtstrahlen eher umleiten,
so dass der Ausfallwinkel genau gleich dem Einfallwinkel ist. Falls
die Beleuchtung von einer kleinen Quelle (einer Quelle mit einem
kleinen winkelförmigen
Ausmaß wie
von der beleuchteten spiegelnden Oberfläche gesehen) kommt, ist es
sehr wahrscheinlich, dass das von der Oberfläche reflektierte Licht die
Kameralinse verfehlen wird und die Oberfläche somit schwarz erscheinen
wird. Umgekehrt können
die Lichtstrahlen, falls die kleine Lichtquelle so positioniert
ist, dass der Ausfallwinkel die Lichtstrahlen von der Quelle direkt
in die Kameralinse leitet, überwältigend
leuchtend sein und die Oberfläche
somit weiß erscheinen
lassen. Somit besteht eine untragbare Situation, da die Oberfläche gemäß sehr geringen Änderungen
der genauen winkelförmigen
Beziehung zwischen der spiegelnden Oberfläche, die abgebildet wird, der
Lichtquelle und der Kameralinse entweder schwarz oder weiß erscheinen
kann. Diese Situation ist besonders schädlich, wenn sich die Symbologie,
die abgebildet wird, auf einer Oberfläche befindet, die gleichzeitig
spiegelnd und gekrümmt
ist, so dass einige Teile leuchtend erscheinen und andere Teile
dunkel erscheinen.
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US-A-5 861 910 offenbart
eine Beleuchtungsleitungsvorrichtung zur Verwendung mit einem Bildaufnehmer
für codierte
Symbologie. Die Vorrichtung kann ein erstes Muster an Beleuchtung
projizieren, um die codierte Symbologie auf einem spiegelnden Substrat
mit einem breiten Muster an Beleuchtung oder mit einem zweiten Muster
an Beleuchtung zu beleuchten, um die Symbologie mit einem Muster der
Dunkelfeldbeleuchtung zu beleuchten.
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DE-A-2739274 offenbart
eine Beleuchtungsleitungsvorrichtung für ein Mikroskop. Die Vorrichtung
kann ein Muster der Hellfeldbeleuchtung projizieren. Die Vorrichtung
beinhaltet ein Schutzschildelement, das selektiv positioniert werden
kann, um einiges an Beleuchtung, die von der Vorrichtung projiziert
wurde, zu empfangen. Das Schutzschildelement modifiziert das projizierte
Muster der Hellfeldbeleuchtung in ein Muster der Dunkelfeldbeleuchtung.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind eine Beleuchtungsleitungsvorrichtung gemäß Anspruch
1 und ein Verfahren von selektiver Änderung eines Beleuchtungsmusters
gemäß Anspruch
19 bereitgestellt.
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Andere
Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindungen werden nach der folgenden
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Zusammenhang
mit den Zeichnungen und nach den beiliegenden Ansprüchen bei
ihren Verfahren und Konstruktionsdetails und Arrangements von Teilen
von oben gesehen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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In
der Zeichnung:
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ist 1 ein
schematischer Seitenaufriss im Teilschnitt eines tragbaren Bildaufnehmers
zum Inkorporieren eines Beleuchtungsgeräts und Benutzen von Verfahren;
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ist 2 ein
schematischer Vorderaufriss des Bildaufnehmers aus 1;
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ist 3 eine
perspektivische schematische Darstellung der Beleuchtungsmontage
des Bildaufnehmers aus 1 und 2 mit vorderer
Abdeckung und Einfassung, auseinander gezogen, um Details davon
besser zu zeigen;
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ist 4 ein
Seitenaufriss im Schnitt des Beleuchters der Beleuchtungsmontage
für den
Bildaufnehmer aus 1 und 2, wobei
die Beleuchtungsquelle entfernt ist, um die Details davon besser zu
zeigen;
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ist 5 ein
Vorderaufriss des Beleuchters aus 1, 3 und 4;
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ist 6 eine
Draufsicht der Beleuchtungsquelle für den Beleuchter aus 1, 3, 4, und 5 für den tragbaren
Bildaufnehmer aus 1 und 2;
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ist 7 ein
schematisches Diagramm, das das Streuverhalten der Beleuchtung auf
und hervorgehend aus dem Beleuchter aus 1, 3, 4,
und 5 zeigt;
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ist 8 eine
schematische Darstellung des Beleuchters und der Beleuchtungsquelle
aus 1–7,
die in Beziehung zu einem Ziel angeordnet sind;
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ist 9 eine
schematische Aufzeigung der Beleuchtung von dem Beleuchter aus 1 und 3–5 in
Beziehung zu einem Symbologieziel;
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ist 10 eine
schematische Darstellung, die des Weiteren die Beleuchtung von dem
Beleuchter aus 1, 3–5 und 8 in
Beziehung zu einem Symbologieziel zeigt;
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ist 11 eine
diagrammatische Aufzeigung einer Beleuchtungskrümmung für Dunkelfeldbeleuchtung aus
dem Beleuchter aus 1 und 3–5;
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ist 12 ein
Vorderaufriss einer alternativen Ausführungsform eines Beleuchters
für den
Bildaufnehmer aus 1 und 2;
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ist 13 eine
Draufsicht einer alternativen Ausführungsform der Beleuchtungsquelle
für den Bildaufnehmer
aus 1 und 2;
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ist 14 eine
schematische Draufsicht einer alternativen Ausführungsform einer Beleuchtungsquelle
für den
Bildaufnehmer aus 1 und 2;
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ist 15 noch
eine andere Draufsicht einer alternativen Ausführungsform der Beleuchtungsquelle
für den
Bildaufnehmer aus 1 und 2;
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ist 16 ein
schematischer Vorderaufriss eines tragbaren Bildaufnehmers, ähnlich den
Bildaufnehmern aus 1–15 und
gepasst mit einer Beleuchtungsumleitungshalterung, die die vorliegende
Erfindung inkorporiert;
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ist 17 ein
schematischer Vorderaufriss des tragbaren Bildaufnehmers aus 16,
wobei die Beleuchtungsumleitungshalterung aus 15 gestrichelt
ist, um die Details des Bildaufnehmers besser zu zeigen;
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ist 18 ein
Aufriss im Teilschnitt auf Linie 18-18 aus 16;
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ist 19 ein
schematischer Vorderaufriss einer alternativen Ausführungsform
der Beleuchtungsumleitungshalterung, die die vorliegende Erfindung
inkorporiert;
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ist 20 ein
vertikaler Aufriss entlang Linie 20-20 aus 19 mit
Teilen, die auseinander gezogen sind, um die Details davon besser
zu zeigen;
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ist 21 ein
vertikaler schematischer Teilschnitt eines Abschnitts von noch einer
anderen Konfiguration der Beleuchtungsumleitungshalterung, die die
vorliegende Erfindung inkorporiert; und
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ist 22 ein
vertikaler schematischer Teilschnitt eines Abschnitts von noch einer
weiteren anderen Konfiguration der Beleuchtungsumleitungshalterung,
die die vorliegende Erfindung inkorporiert.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Unter
Bezugnahme auf 1 und 2 wird bei 30 im
Allgemeinen ein Bildaufnehmer oder eine Abbildungsvorrichtung der
Art gezeigt, die Bilder von Symbologie, wie etwa das von Strichcodes,
gestapelten Strichcodes und 2-D(dimensional)-Codes oder Symbolen,
elektronisch erfasst und das erfasste Bild in decodierte elektronische
Signale mit decodierten Werten konvertiert, die an ein Datenerfassungsgerät verteilt
werden. Derartige Signale können
hiernach decodiert und weiter verarbeitet und/oder innerhalb des
Bildaufnehmers benutzt und/oder zum Decodieren, Speichern und/oder
zur Verwendung für Buchhaltung,
Bestandsaufnahme, Materialhandhabung, Herstellungsverfahren oder
dergleichen an das Signalverarbeitungsgerät übertragen werden, und/oder
derartiges weiteres Verarbeiten kann als Ganzes oder in Teilen innerhalb
des Bildaufnehmers 30 oder eines derartigen Verarbeitungsgeräts ausgeführt werden.
Während
ein Gehäuse 32 für den Bildaufnehmer 30 als
eins für
einen tragbaren Bildaufnehmer konfiguriert und konstruiert wurde,
kann es ebenso gut für
ortsfeste Verwendung befestigt werden oder es kann anderweitig konstruiert
und konfiguriert werden, so dass die Komponenten und Montagen darin
innerhalb eines ortsfesten Gehäuses
befestigt sind. Das Gehäuse 32 ist
konstruiert und konfiguriert, um Abbildungskomponenten 34 innerhalb eines
Raumes 36 mit einer Öffnung 38,
die als Ganzes oder in Teilen durch ein Fenster 40 geschlossen wird,
zu befestigen und einzuschließen.
Ein elektrischer Kanal 42 erstreckt sich von einer Elektronikeinheit 44 (1)
durch das Gehäuse 32 zur
Zwischenverbindung mit dem Signalverarbeitungsgerät, wenn Signalverarbeitung
und Decodierung nicht durch die Einheit 44 und mit dem
zugehörigen
Gerät zur
Versorgung des Bildaufnehmers 30 mit Eingangsleistung und
Steuerung und anderen elektronischen Signalen ausgeführt wird,
wenn und falls erforderlich. Es ist ebenfalls durchaus möglich, den
Bildaufnehmer 30 so zu konstruieren, dass er ohne Kanal 42 batteriebetrieben
ist, so dass die darin erzeugten Signale von den erfassten Bildern
und Signale, die von dem Bildaufnehmer 30 empfangen werden
sollen, zwischen dem Speicher- und dem Benutzungsgerät anderweitig übertragen
werden, wie durch Hochfrequenz.
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Die
Elektronikeinheit 44, die durch geeignete und herkömmliche
Komponenten innerhalb des Gehäuses 32 befestigt
ist, befestigt wiederum und umfasst beispielsweise eine CPU-Karte 50 und
eine Netzteilkarte 52 sowie auch andere zugehörige Komponenten,
Verbindungsstücke,
gedruckte Schaltungen, und elektronische Verbindungen. Die Elektronikeinheit 44 kann
anderweitig innerhalb des Gehäuses 30 befestigt
werden und kann zusätzliche und/oder
andere Komponenten zum Erzeugen von entsprechenden Ausgabesignalen
umfassen, abhängig
von den Signalen, die von einer Bildempfangsvorrichtung 60 (1)
empfangen werden und/oder anderweitig innerhalb des Bildaufnehmers 30 verarbeitet
werden. Die Bildempfangsvorrichtung 60 umfasst ein CCD
(Charged Coupled Device), kann aber statt dessen einen CMOS (komplementärer Metall-Oxid-Halbleiter)
oder eine ähnliche
Vorrichtung zum Empfangen eines Bilds aus einer in einem Artikel
getragenen Symbologie benutzen. Ein geeigneter Filter oder eine
Filtereinheit 62 ist in der Nähe der Bildempfangsvorrichtung 60 positioniert,
und stellt zusammen mit Vorrichtung 60 und anderen Komponenten
(Linsen usw.) einen Kameraantrieb 70 für den Bildaufnehmer 30 bereit.
Der Kameraantrieb 70 ist innerhalb des Gehäuses 32 befestigt
und ist darin positioniert, um ein Bild der Symbologie für weiteres Verarbeiten
innerhalb des Bildaufnehmers 30 zu empfangen.
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Es
ist von höchster
Wichtigkeit, dass die Abbildungsvorrichtung 30 möglichst
das am besten definierte Bild empfängt. Um auszuführen, dass
es extrem wichtig ist, dass die abzubildende Symbologie nicht nur
im Fokus für
die Abbildungsvorrichtung 30 ist, sondern auch dass Beleuchtung
für die
und von der Symbologie über
den gesamten Bereich der Symbologie einheitlich und vorzugsweise
diffus ist. Der Kameraantrieb 70 ist konfiguriert und konstruiert und
umfasst geeignete und herkömmliche
Linsen, um das Fokussieren der Symbologie auf die Bildempfangsvorrichtung 60 auszuführen. Eine
Beleuchtungsmontage 80 ist innerhalb des Gehäuses 30 in der
Nähe des
Fensters 40 davon befestigt, um die abzubildende Symbologie
zu beleuchten.
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Die
Beleuchtungsvorrichtung 80 (1) umfasst
einen Beleuchter 82 (1–5),
der von im Wesentlichen tassen- oder schalenförmiger Konfiguration ist und
eine Basis 84 (1, 3, 4 und 5)
und eine Umfassungswand 86 umfasst, die sich über eine
vorbestimmte Distanz x (4) im rechten Winkel zu der
Basis 84 erstreckt, um an einer Umfassungskante 88 zu
enden. Eine Vielzahl von ersten Öffnungen 90 (4 und 5)
erstreckt sich durch die Basis 84 nahe der Wand 86.
Während
neun derartige Öffnungen 90 gezeigt
sind, können
mehr oder weniger Öffnungen
benutzt werden. Eine zentrale Öffnung 94,
die sich in der Mitte davon durch die Basis 84 erstreckt,
ist vorzugsweise zur Umfassungswand 86 konzentrisch. Nach
Montage innerhalb des Gehäuses 32 des
Bildaufnehmers 30 ist die zentrale Öffnung 94 des Beleuchters 82 nach
den optischen Linsen des Kameraantriebs 70 ausgerichtet,
um zu ermöglichen,
dass das Bild der beleuchteten Symbologie auf die Bildempfangsvorrichtung 60 geworfen wird.
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Eine
innere Oberfläche 100 der
Basis 84 des Beleuchters 80 und eine innere Oberfläche 102 der Umfassungswand 86 davon
sind in entweder glattem Rot oder Weiß, rauem Chrom, Weiß mit matter
Oberflächenbehandlung
oder auf jede beliebige andere Art und Weise oberflächenbehandelt,
so dass ein annähernd
Lambertsches oder im Wesentlichen Lambertsches Ausgabebeleuchtungsmuster
herbeigeführt
wird und von jedem Punkt auf den jeweiligen Oberflächen 100, 102,
die beleuchtet sind, nach außen
projiziert wird, wie hiernach erläutert wird.
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Während die
Umfassungswand 86 als sich von der Basis 84 mit
einem Winkel von 90 Grad erstreckend gezeigt und beschrieben wird,
sollte es verstanden werden, dass die Umfassungswand 86 die
Basis 84 genauso gut in anderen geeigneten Winkeln treffen
kann und dass der Beleuchter 82 alternativ mit einer schüsselähnlichen
Form gebildet sein kann, wobei sich die Basis und die Seitenwand
mit einer ausgewählten
Neigung ineinander krümmen,
wie es etwa in einem Parabolreflektor gefunden werden könnte.
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Eine
Beleuchtungsquelle 110 (1, 3 und 6)
ist bereitgestellt, um Beleuchtung zu den Oberflächen 100 bzw. 102 des
Beleuchters 82 hin und auf diese zu werfen. Eine Gruppierung 112 (1 und 6)
von Beleuchtungsvorrichtungen, wie etwa auf der Oberfläche befestigte
Leuchtdioden (LEDs) 114 ohne Linse, ist an einem Beleuchtungsträger 116 (1, 3 und 6)
befestigt, der wiederum durch herkömmliche Mittel und wie in 1 und 8 gezeigt
innerhalb des Gehäuses 32 und
gegen die abgeschrägte
periphere Kante 88 des Beleuchters 82 am Platz
gesichert wird. LEDs 114 sind an dem Träger 116 gesichert
und darauf in einer Gruppierung 112 positioniert, so dass
jede LED 114 der Gruppierung 112, wenn sie beleuchtet
wird, eine im Wesentlichen Lambertsche oder fokussierte Beleuchtung
auf die Oberflächen 100, 102 des
Beleuchters 82 wirft.
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Die
Beleuchtung 118 (7), die
von jeder LED 114 so geworfen wird (1, 6 und 8), wird
ein annähernd
Lambertsches Ausgabebeleuchtungsmuster herbeiführen (die maximale Energie wird
auf der Achse nach vorne geworfen, und abnehmende Mengen von Energie
werden in zunehmend von der Achse versetzte Richtungen geworfen)
und die Beleuchtung 118 der benachbarten LEDs 114 wie in 7 gezeigt überschneiden;
mit Ausnahme eines zentralen Raums 119, so dass die Beleuchtung
nicht in die Linsen des Kameraantriebs 70 scheint. Die
Beleuchtung 118 von den LEDs 114, die auf die
Oberfläche 102 der
Umfassungswand 86 auftrifft, wird in den Beleuchter 82 zurück und gegen
die Oberfläche 100 der
Basis 84 geleitet, um die Beleuchtung 118 ferner zu
verstärken
und ihr mehr Wirksamkeit zu verleihen. Die Oberflächen 102 können mit
einem retroreflektierenden Material abgedeckt sein, wie etwa einem
reflektierenden Material, das für
reflektierende Verkehrsschilder und Nummernschilder verwendet und von
3M hergestellt wird, um die Menge an Licht, die auf die Oberfläche 100 zurückgegeben
wird, zu verstärken.
All die verschiedenen Beleuchtungskomponenten 118 zusammen
stellen einen Bereich von Beleuchtung 120 (7)
bereit, der von dem Beleuchter 82 und der Beleuchtungsvorrichtung 80 zu
der abzubildenden Symbologie hin, wie etwa ein Ziel 130 (8, 9 und 10),
und auf diese projiziert wird. Das Ziel 130 wird von einer
Oberfläche 132 getragen,
die die Wand einer Packung oder eine äußere Oberfläche eines Teils, einer Komponente,
einer Unterbaugruppe oder einer Baugruppe sein kann.
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Der
Beleuchtungsträger 116 (3 und 6)
kann seine Oberfläche
in ausgewählten
Bereichen mit einem transparenten leitfähigen Material beschichtet
haben, um die LEDs 114 ohne Linse elektrisch zusammenzuschalten,
oder die LEDs 114 können
anderweitig durch relativ dünne
Leitungen von leitfähiger
Tinte oder leitfähigem
Draht 122 (6) elektrisch zusammengeschaltet
sein. Die LEDs 114 und beliebige elektrische Leiter 122,
die benutzt werden, um die LEDs 114 in eine elektrische Schaltung
zusammenzuschalten, sind ausgewählt, um
klein genug zu sein, so dass etwaige Schatten derselben, die auf
der Symbologie 130 erscheinen könnten (8–10),
nicht im Fokus sind, wenn der Bildaufnehmer 30 bezüglich eines
bestimmten Ziels 130 im Fokus ist. Somit werden jegliche
Schattenbilder beliebiger derartiger Drähte 122 und LEDs 114 verwischt
und beeinträchtigen
das Bild des Ziels 130, das auf die Bildempfangsvorrichtung 60 geworfen
wird, nicht.
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Das
Beleuchtungssystem der vorliegenden Erfindung korrigiert diese Situation,
indem es eine Lichtquelle bereitstellt, die über eine große Spanne von
Winkeln eine bekannte und relativ konstante Beleuchtung bereitstellt,
wenn sie 38 bis 102 mm (1,5 Zoll bis 4 Zoll) dicht bei gelegene
Symbologien beleuchtet. Der Grundsatz der Beleuchtung ist in 9, 10 und 11 gezeigt.
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Eine
von den Beleuchteroberflächen 100, 102 projizierte
diffuse Beleuchtung wird im Wesentlichen alle Punkte auf der Symbologie 130 (8–10) über eine
große
Spanne an Winkeln gleichmäßig beleuchten.
Eine derartige Beleuchtung ist sowohl beim Beleuchten von spiegelnden
als auch von matten Oberflächen
nützlich.
Wenn die Beziehung wie in 10 gezeigt
ist, wobei das Objekt 130 senkrecht zur Kameraachse liegt,
tritt keiner der Lichtstrahlen von dem Beleuchter, die auf die Oberfläche 130 auftreffen,
in die Kameralinse ein, wenn die Oberfläche spiegelnd ist. Es lässt sich
sehen, dass Licht von jedem beliebigen Punkt auf der Beleuchteroberfläche 100 oder 102 von
der spiegelähnlichen
Oberfläche
abprallt und die Linse verfehlt. Dies geschieht, weil der Ausfallwinkel
immer gleich dem Einfallwinkel ist und somit Licht, das einen beliebigen Abschnitt
des Beleuchters 100 oder 102 verlässt, zurück auf den
symmetrisch gegenüber
gelegenen Abschnitt des Beleuchters zurückleitet. Falls die Oberfläche 130 matt
wäre, würde das
auf die Oberfläche 130 aufprallende
Licht selbstverständlich über eine große Spanne
von Winkeln zurückgestrahlt,
und somit würde
Lichtenergie in die Kameralinse eintreten. Eine Abbildung, die die
grobe Verteilung von Licht, das an einem zentralen Punkt A auf der
Oberfläche 130 empfangen
wird, über
dem Ankunftswinkel zeigt, ist in 11 gezeigt.
Es sei angemerkt, dass die Verteilung über einen breiten Winkel glatt
ist, mit Ausnahme einer Null, B in 11, was
der Tatsache entspricht, dass wenig oder kein Licht von der Region des
zentralen Lochs 94 ausgestrahlt wird. Das in 10 gezeigte
Arrangement ist zum Abbilden eines spiegelnden Teils, der auf sich
eine matte Symbologie befindlich aufweist, ideal. Bei diesem Arrangement
wird der spiegelnde Hintergrund schwarz erscheinen, und die Eins-Regionen
der Symbologie, die zum Beispiel aus Datenzellen gebildet sein können, welche
matt weiß gemalt
sind, heben sich als hell gegen den dunklen Hintergrund ab. Die
matten Eins-Datenzellen können
auch aus jeder beliebigen anderen Unregelmäßigkeit oder Störung der
spiegelnden Oberfläche
(welche das Licht über
eine große
Spanne von Winkeln reflektiert) gefertigt sein, wie durch eine Lasermarkierung
oder Peening mit einem Werkzeug gebildet. Selbstverständlich können die Codes
auch dadurch gebildet werden, dass so markiert wird, dass die gestörten oder
hellen Bereiche als eine Null angesehen werden, und der schwarze
Hintergrund, der von der spiegelnden Oberfläche gebildet wird, kann als
die Einsen angesehen werden. Die vorhergehende Beleuchtungseinrichtung
ist als Dunkelfeldbeleuchtung bekannt, da der spiegelnde Hintergrund
dunkel zu sein scheint.
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Wenn
eine spiegelnde Oberfläche,
wie etwa 130 in 10, aus
der gezeigten Position geringfügig in
eine beliebige Richtung geneigt wird, angenommen um etwa 10 Grad,
wird Licht von den Abschnitten der Beleuchteroberflächen 100 und 102 nun
direkt in die Kameralinse reflektiert, so dass die Oberfläche 130 dem
Bildaufnehmer hell erscheinen wird. Die Oberflächenhelligkeit, wie von der
Kamera gesehen, wird ungefähr
gleich der Helligkeit des Beleuchters erscheinen. Irgendwelche matten
Markierungen auf der Oberfläche,
die durch eine dunkle Farbe oder Peening oder Lasermarkierung bewirkt
werden, werden nun im Vergleich zum Hintergrund dunkel erscheinen.
Dies geschieht deswegen, weil das direkt von der spiegelnden Oberfläche 130 reflektierte
Licht viel heller zu sein scheint als das Licht, das von der Störung, die
verwendet werden kann, um entweder einen Eins- oder einen Null-Abschnitt
einer Symbologie zu definieren, zerstreut wird (wobei nur ein geringer
Anteil in die Kameralinse eintritt). Bei der von der Achse versetzten
Verwendung stellt der Beleuchter eine Hellfeldbeleuchtung bereit,
da der Hintergrund der spiegelnden Oberfläche heller zu sein scheint
als die darin enthaltenen Objekte.
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Es
sei angemerkt, dass die Anordnung des Beleuchtungsträgers 116 die
Gruppierung 112 der LEDs 114 relativ dicht an
der Beleuchterbasis 84 positioniert, so dass eine relativ
dünnere
Beleuchtungskomponente für
den Bildaufnehmer 30 und ein relativ kompakterer und effizienterer
Bildaufnehmer 30 als die Vorrichtungen des Stands der Technik,
die Diffusoren benutzen, ermöglicht
wird.
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Die
LEDs 114 werden ausgewählt,
um eine Beleuchtung in einer angemessenen Farbe bereitzustellen,
und mit einem Beleuchtungspotenzial, das für die durch den Bildaufnehmer 30 zu
beleuchtenden Ziele angemessen ist. Um die annähernd Lambertsche und Großspannenausgabe
der LEDs 114 zu erleichtern, werden nur LEDs ohne Linse
benutzt. Die üblichen
Lichtreflektoren und Abdeckungen, die für die meisten LEDs bereitgestellt
werden, sind für die
Beleuchtungsquelle 110 nicht erforderlich. Die LEDs 114 werden
auf dem Träger 116 mit
zwölf LEDs 114 in
einem äußeren Kreis
und sechs LEDs 114 in einem inneren Kreis arrangiert. Eine
erste Schaltung 140 (6) aus neun
LEDs 114 (sechs von dem äußeren Kreis und drei von dem
inneren Kreis) und Leitern 122 endet an den Verbindungsstücken 142;
während
eine zweite, ähnliche
Schaltung 146 aus neun LEDs 114 und Leitern 122 an
den Verbindungsstücken 148 endet.
Die Schaltungen 140 und 146 können separat, zusammen oder
der Reihe nach aktiviert werden, wie von geeigneten angemessenen und
herkömmlichen
Quellen beschrieben. Derartige Beleuchtungsschaltungen können auch
mit verschiedenen ausgewählten
Intensitäten
und über
ausgewählte
Zeitintervalle mit Strom versorgt werden, um ein gewünschtes
Helligkeitsniveau und eine gewünschte
Dauer der Beleuchtung bereitzustellen.
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Der
Beleuchter 82 und die Beleuchtungsquelle 110 stellen
eine Dunkelfeldbeleuchtungsvorrichtung 80 für den Bildaufnehmer 30 bereit.
Ziele in einer Spanne von bis zu annähernd 102 mm (vier (4) Zoll)
von dem Bildaufnehmer 30 (genauer gesagt 38 mm bis 102
mm (1,5 Zoll bis 4 Zoll); d. h. von A bis B in 8)
werden als in einen Dunkelfeld liegend angesehen und am besten durch
die diffuse Beleuchtungsvorrichtung 80 beleuchtet. Die
Beleuchtungsvorrichtung 80 kann auch für Ziele in einer mittleren Spanne
(d. h. zwischen B und C in 8) benutzt werden;
die Beleuchtung von der Vorrichtung 80 kann aber, wenn
sie für
die mittlere Spanne benutzt wird, mit einer Beleuchtung von einer
Hellfeldbeleuchtungsvorrichtung 160 (1–3 und 8), die
im Folgenden detaillierter beschrieben werden soll, unterstützt oder
ersetzt werden. Ziele, die in Distanzen von mehr als 204 mm (8 Zoll)
(von C zu D B hin in 8) angeordnet sind, werden üblicherweise durch
die Hellfeldbeleuchtungsvorrichtung 160 ausreichend beleuchtet;
jedoch kann die Dunkelfeldbeleuchtungsvorrichtung 80 noch
immer benutzt werden, wenn eine zusätzliche Beleuchtung erforderlich ist.
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Eine
Vielzahl von Hellfeldbeleuchtungsvorrichtungen 162 (1–3 und 8),
die vorzugsweise herkömmliche
LEDs mit Linse beinhalten, werden von einem Hellfeldbeleuchtungsträger 164 getragen
und beinhalten damit zusammen eine Hellfeldbeleuchtungsquelle 166.
Die LEDs 162 erstrecken sich von ihrem Träger 164 heraus
und sind nahe der Peripherie des Trägers 164 und durch
die Öffnungen 90 (4)
des Beleuchters 82 in einem Kreis angeordnet. Eine vergrößerte Öffnung 168 (3)
ist durch den Träger 164 gebildet
und so positioniert, dass, wenn der Träger 164 innerhalb
des Gehäuses 32 angeordnet
ist, die Optik des Kameraantriebs 70 und die Bildempfangsvorrichtung 60 mit
der zentralen Öffnung 94 des
Beleuchters 82 und dem zentralen Bereich 136 (2 und 6)
des Dunkelfeldbeleuchtungsträgers 116 ausgerichtet
ist und mit Bezug darauf eine unbehinderte Ausrichtung aufweist.
Geeignete herkömmliche
und passende elektrische Leiter (nicht gezeigt) werden dem Träger 164 und
den LEDs 162 bereitgestellt und schalten die LEDs 162 mit
einer passenden Quelle elektrischer Leistung und Steuerorgane zusammen,
so dass das Helligkeitsniveau und die Dauer der Beleuchtung der
LEDs 162 angemessen und selektiv gesteuert werden kann. Die
neun für
die Hellfeldbeleuchtungsvorrichtung 160 gezeigten LEDs 162 sind
beispielhaft und es können entweder
weniger oder mehr LEDs 162 benutzt werden. Alternativ dazu
können
anstatt der LEDs 162 für die
Hellfeldbeleuchtungsvorrichtung 160 andere geeignete und
passende Beleuchtungsvorrichtungen benutzt werden.
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Die
Hellfeldbeleuchtungsvorrichtung 160 und die Dunkelfeldbeleuchtungsvorrichtung 80 werden
jeweils in dem Gehäuse 32 montiert
und innerhalb des Gehäuses 32 zwischen
dem Kameraantrieb 70 und dem Fenster 40 des Gehäuses 32 in
Position gesichert. Die Anordnung der Vorrichtungen 160 und 80 innerhalb
des Gehäuses 32 ist
so, dass eine Visierlinie 180 (1 und 8)
von dem Ziel 130 (8) durch
einen zentralen Bereich des Fensters 40, des Dunkelfeldträgers 116,
der zentralen Öffnung 94 des
Beleuchters 82, der Linsen des Kameraantriebs 70 und
auf die CCD-Bildempfangsvorrichtung 60 geschaffen
wird. Da der Dunkelfeldbeleuchtungsträger 116 transparent
ist und dazu dienen kann, Mechanismen innerhalb des Gehäuses 32 vor
dem Eintritt von Schmutz, Staub, Flüssigkeit und anderer unzulässiger Masse
darin zu schützen,
kann das Fenster 40 entweder einfach eine Öffnung oder
eine transparente Abdeckung aus Glas, Kunststoff oder dergleichen
beinhalten. Eine Einfassung 182 (1 und 3)
und eine vordere Abdeckung 184 (1–3)
schließen
die Vorderseite des Gehäuses 32 ab.
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Wenn
die Hellfeldbeleuchtungsvorrichtung 160 innerhalb des Gehäuses 32 korrekt
installiert ist, sind die LED-Beleuchtungsvorrichtungen 162 angeordnet,
um ihre Beleuchtung vorwärts
von dem Gehäuse 32 zu
leiten (in Richtung des Pfeils F in 1 und 8),
wie zuvor in der Beschreibung detaillierter beschrieben wurde. Wenn
die Dunkelfeldbeleuchtungsvorrichtung 80 innerhalb des
Gehäuses 32 korrekt
installiert ist, sind die LED-Beleuchtungsvorrichtungen 114 angeordnet,
um ihre Beleuchtung rückwärts von
dem Gehäuse 32 zu
leiten (in Richtung des Pfeils R in 1 und 8),
wie zuvor in dieser Beschreibung detaillierter beschrieben wurde.
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Eine
alternative Ausführungsform
und Konstruktion eines Beleuchters 200 ist in 12 gezeigt und
eine Beleuchtungsquelle 202 zum Zusammenspiel mit dem Beleuchter 200 ist
in 13 gezeigt. Der Beleuchter 200 ist ebenfalls
schüsselförmig (wie der
Beleuchter 82 aus 4) und umfasst
eine Basis 204 (12) und
Seitenwände 206 mit
Oberflächen 208 bzw. 210,
die wie die Oberflächen 100, 102 des zuvor
in dieser Beschreibung beschriebenen Beleuchters 82 oberflächenbehandelt
sind. Der Beleuchter 200 umfasst ebenso Öffnungen 212,
die so bemessen, angeordnet und für denselben Zweck wie die Öffnungen 90 des
Beleuchters 82 sind (d. h. für Hellfeldbeleuchtungs-LEDs
(nicht gezeigt)). Eine zentrale Öffnung 214,
die durch die Basis 204 des Beleuchters 200 bereitgestellt
ist, ist gleich und für denselben
Zweck wie die zentrale Öffnung 94 des Beleuchters 82 positioniert.
Verlängerte Öffnungen 216 sind
mit Sichtungs- und Ortungsstrahlen (nicht gezeigt) ausgerichtet
und stellen dafür Öffnungen
bereit, wobei sie zum Beispiel Quellen von Laserbeleuchtung (nicht
gezeigt) beinhalten können,
die, wenn aktiviert, eine von dem Anwender wahrnehmbare Sichtungs-Linie über dem
Ziel 130 erzeugen. Wenn sich die wahrnehmbare Sichtungs-Linie
nicht nur auf dem Ziel befindet, sondern im Wesentlichen auch die
Breite des Ziels 130 beträgt, zeigt dies dem Anwender
des Bildaufnehmers 30 an, dass sie sich innerhalb des Sichtfelds
für den
Bildaufnehmer 30 befinden, und der Betrieb des Bildaufnehmers 30 kann
fortgesetzt werden, um das Ziel 130 anzuvisieren und abzubilden.
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Eine
Vielzahl von LEDs 230 ohne Linse, die von einem Beleuchtungsträger 231 getragen
werden, sind als Beleuchtungsvorrichtungen für die Beleuchtungsquelle 202 bereitgestellt.
Elektrische Leiter, wie etwa leitfähige Streifen, Farbe oder Drähte 232, schalten
die LEDs 230 entweder in einer ersten Schaltung 233,
welche an den Verbindungsstücken 234 endet,
zusammen; während ähnliche
elektrische Leiter 235 die LEDs 230 in einer zweiten
Schaltung 236, die an den Verbindungsstücken 237 endet, zusammenschalten.
Die Beleuchtungsquelle 202, der Träger 231, die LEDs 230 und
die Drähte 232, 235 werden
montiert und funktionieren wie für
die Beleuchtungsquelle 110, den Träger 116, die LEDs 114 und
die leitfähigen
Drähte 122 der
Beleuchtungsquelle 110 (1–8)
beschrieben. Die Beleuchtungsquelle 202 soll des Weiteren
nahe dem Beleuchter 200 angeordnet sein und damit zusammenspielen,
um hoch diffuses Licht bereitzustellen, wie oben für die Beleuchtungsvorrichtung 80 (1–8)
beschrieben.
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14 und 15 zeigen
alternative Beleuchtungsquellen 240, 242 für einen
Bildaufnehmer, wie etwa den Bildaufnehmer 30, und die die
vorliegende Erfindung einschließen.
Die Beleuchtungsquellen 240, 242 sind zum Zusammenwirken
mit einem Beleuchter, wie etwa dem Beleuchter 80 der Ausführungsform
aus 1–8 oder
dem Beleuchter 200 der Ausführungsform aus 12,
bemessen und konfiguriert. Jede Beleuchtungsquelle 240, 242 umfasst
eine Vielzahl von Beleuchtungsvorrichtungen 244 bzw. 246,
die vorzugsweise LEDs ohne Linse, wie etwa die LEDs 114 ohne
Linse (6) und die LEDs 230 ohne Linse (10),
sind. Die Träger 248 bzw. 250 sind
aus klarem und (für
die ausgestrahlten LED-Wellenlängen)
durchlässigem Material,
wie etwa Glas, Kunststoff etc., angefertigt und können entweder
mit elektrisch leitfähigen
aber transparenten Leitern für
die LEDs 244 bzw. 246 ohne Linse oder geeigneten
leitfähigen
aber relativ dünnen
elektrischen Leitern, wie etwa denjenigen, die bei 122 (6)
und 232 (13) gezeigt und beschrieben
sind, versehen sein. Derartige Leiter für die LEDs 244, 246 sind
auch mit einer Quelle an elektrischer Leistung und mit einer geeigneten
Steuerung elektrisch verbunden, um die LEDs 244, 246 entweder
in einer einzelnen oder in vielfach ausgewählten Schaltungen zu arrangieren,
und um die Helligkeit und die Dauer der Beleuchtung von den Quellen 240, 242 zu
steuern. Die Unterschiede zwischen den Beleuchtungsquellen 240, 242 sind,
dass die Quelle 240 acht LEDs 244 in einem äußeren Kreis
und vier LEDs in einem inneren Kreis umfasst; während die Quelle 242 zehn
LEDs 246 in einem äußeren Kreis
und fünf LEDs 246 in
einem inneren Kreis umfasst. Die Beleuchtungsmuster, die durch das
Zusammenspiel der Beleuchtungsquellen 240 und 242 mit
Beleuchtern, wie etwa 82 (4 und 5)
und 200 (12), bereitgestellt werden,
sind annähernd
oder im Wesentlichen Lambertsch und überlappend, wie etwa das, das
in 7 gezeigt ist, und stellen eine diffuse Zielbeleuchtung,
wie etwa 120 der Ausführungsform
aus 1–8,
bereit.
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In
allen Ausführungsformen
der Beleuchtungsvorrichtung versteht es sich, dass, obwohl die Farbe
der LED-Lichtquellen als rot bezeichnet wurde, die Beleuchtungsvorrichtung
gleichermaßen
gut unter Verwendung von LEDs von gelber, grüner oder einer Lichtausgabe
anderer Farbe hätte
hergestellt werden können,
falls die reflektierende Oberfläche des
Beleuchters weiß,
verchromt oder dieselbe Farbe wie die LED-Quelle ist.
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Die
Abbildungsvorrichtung 30 (1–8),
wie hier oben beschrieben, stellt ein Beleuchtungsmuster zur Beleuchtung
derjenigen Symbologiedatenzellen bereit, die sich innerhalb eines
Dunkelfelds, wie durch den Kameraantrieb 70 gesehen, befinden
werden. Die Datenzellen, die ein speziell codiertes Symbol ausmachen,
können
eine Kombination aus schwarzen und weißen Datenzellen oder eine Kombination
aus Datenzellen aus anderen Paaren entgegengesetzter Farben sein.
Ein erfolgreiches Decodieren derartiger Symbologie wird leichter erzielt,
falls die Bildempfangsvorrichtung 60 (1 und 8)
Reflektionen der Symbologiedatenzellen, die durch den Bildaufnehmer 30 beleuchtet
werden, des höchstmöglichen
Kontrasts empfängt.
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16–18 zeigen
einen Bildaufnehmer 300, der mit dem Bildaufnehmer 30 der
Ausführungsform
aus 1–8 identisch
ist, der jedoch eine Dunkelfeldbeleuchtungsverstärkungs- und -leitungshalterung
oder -vorrichtung 310 umfasst, die die vorliegende Erfindung
einschließt.
Der Bildaufnehmer 300, wie der Bildaufnehmer 30,
umfasst ein Gehäuse 320,
das Abbildungskomponenten innerhalb eines Raums 322 (18)
innerhalb des Gehäuses 310 verkleidet.
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Die
Abbildungskomponenten für
den Bildaufnehmer 300 umfassen einen Kameraantrieb 370, eine
Dunkelfeldbeleuchtungsvorrichtung 380 und eine Hellfeldbeleuchtungsvorrichtung 460,
die in der Konstruktion, der Anordnung innerhalb des Gehäuses 320 und
im Betrieb dem Kameraantrieb 70, der Dunkelfeldbeleuchtungsvorrichtung 80 bzw.
der Hellfeldbeleuchtungsvorrichtung 160 der Ausführungsform
aus 1–8 identisch
sind. Die jeweiligen Hellfeldbeleuchtungsvorrichtungen und Dunkelfeldbeleuchtungsvorrichtungen
stellen Hellfeldbeleuchtungsmuster bzw. Dunkelfeldbeleuchtungsmuster bereit.
Der Bildaufnehmer 300 umfasst auch eine Bildempfangsvorrichtung
(nicht gezeigt) und ist mit einer Elektronikeinheit (nicht gezeigt)
versehen, die in der Konstruktion, der Anordnung innerhalb des Gehäuses 320 bzw.
dem Betrieb der Bildempfangsvorrichtung 60 und der Elektronikeinheit 44 der
Ausführungsform
aus 1–8 ebenfalls
identisch sind.
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Die
Dunkelfeldbeleuchtungsvorrichtung 380 (18),
wie die Beleuchtungsvorrichtung 80, umfasst einen scheibenförmigen Beleuchter 382 mit
einer Basis 384 und eine Umfassungsmauer 386,
die an einer peripheren Kante 388 endet. Eine zentrale Öffnung 394 erstreckt
sich durch die Basis 384 und ist mit optischen Linsen (nicht
gezeigt) des Kameraantriebs ausgerichtet. Eine Beleuchtungsquelle 410 für die Beleuchtungsvorrichtung 380 umfasst
eine Gruppierung 412 von Leuchtdioden 414, die
auf einem Beleuchtungsträger 416,
der gegen die periphere Kante 388 des Beleuchters 382 positioniert
ist, angeordnet ist. Der Typ ausgewählter Dioden 414,
die Konfiguration der Gruppierung 412, die elektrische Zusammenschaltung
und Antriebskraft der Dioden 414 und ihre Wechselwirkung
mit den Beleuchtern 382 ist wie oben für zuvor beschriebene Ausführungsformen.
Es ist wichtig anzumerken, dass die Dioden 414 der Gruppierung 412 nicht
innerhalb eines zentralen Abschnitts 415 des Trägers 416,
der mit der zentralen Öffnung 394 ausgerichtet
ist, die mit dem Kameraantrieb und der Bildempfangsvorrichtung ausgerichtet
ist, angeordnet sind.
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Die
Hellfeldbeleuchtungsvorrichtung 460 (17 und 18),
wie die Beleuchtungsvorrichtung 160, umfasst eine Vielzahl
von Leuchtdioden 462, die um die Peripherie eines Trägers 464 angeordnet
sind. Bei dieser speziellen Ausführungsform sind
neun LEDs 462 in einem Kreis in bogenförmigen Abständen von 40 Grad nahe der Peripherie
des Trägers 464 (17)
angeordnet. Wenn der Träger 464 nahe
einer äußeren Oberfläche der
Basis 384 des Beleuchters 382 (18)
angeordnet ist, erstreckt sich jede LED 462 durch eine Öffnung 390,
die durch die Basis 384 gebildet ist, in einem Kreis, der
der kreisförmigen
Anordnung der LEDs 462 auf dem Träger 464 entspricht
und damit ausgerichtet ist. Die LEDs 462 sind in einer
elektrischen Schaltung verbunden und funktionieren wie hier zuvor
für die
Hellfeldbeleuchtungsvorrichtungen der Ausführungsformen aus 1–15 beschrieben.
Ein Fenster, wie etwa das Fenster 40 der Ausführungsform
aus 1–8,
ist für
den Bildaufnehmer 300 nicht bereitgestellt, kann jedoch
bereitgestellt werden, falls gewünscht.
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Die
Beleuchtungsverstärkungs-
und -leitungshalterung 310 ist in 16 in
Position in dem Bildaufnehmer 300, in 18 in
Position und im vertikalen Teilschnitt und in 17 gestrichelt
gezeigt. Die Halterung 310 ist in der Konfiguration scheibenförmig, wobei
ihre äußere periphere
Kante 500 für
einen Schnappverschluss mit einer peripheren Lippe 502 (18)
einer vorderen Abdeckung 484 des Gehäuses 320 bemessen
und konfiguriert ist. Eine hintere Oberfläche 506 der Halterung 310 ist
nahe einer Stirnfläche 508 des
LED-Trägers 416 angeordnet, wenn
der Schnappverschluss an der Verwendungsstelle in dem Gehäuse 320 ist.
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Die
Beleuchtungshalterung 310 umfasst eine zentrale Öffnung 510, die
angeordnet ist, um in Ausrichtung mit der zentralen Öffnung 394 und
dem Kameraantrieb und der Bildempfangsvorrichtung zu sein, eine
optionale ringförmig
geformte innere Maske 512 und einen äußeren ringförmigen Ring 514. Die
Maske 512 beinhaltet eine Schicht aus schwarzem Material
ringförmiger
Konfiguration, das an einer Stirnfläche 516 der Halterung 310 angebracht
ist. Das ausgewählte
schwarze Material ist für
den Durchgang von Licht dort hindurch undurchlässig und nicht reflektierend.
Die Maske 512 kann herausschnappbar entfernbar von der
Halterung 310 hergestellt werden und bei gewissen Anwendungen,
wenn der höchste
Abbildungskontrast nicht benötigt
wird, kann sie gänzlich
ausgelassen oder durch ein transparentes Element oder eine große Öffnung ersetzt werden.
Der äußere ringförmige Ring 514 ist
als Fresnel 520 gebildet, wobei seine Fresneloberfläche der
Stirnfläche 508 des
LED-Trägers 416 gegenüberliegt.
Die Konfiguration der Fresneloberfläche 520 ist so, dass,
wenn die Beleuchtung darauf aufprallt, die Beleuchtung vorwärts (in
Richtung von Pfeil F, 18) und zu einer Mittellinie
x-x, die durch die Mitte der zentralen Öffnung 510 verläuft, geleitet
wird. Der äußere ringförmige Ring 514 ist
in Ausrichtung mit dem Kreis der LEDs 462 angeordnet.
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Der
Schnappverschluss der Halterung 310 innerhalb der Abdeckung 484 des
Gehäuses 320 ist derart,
dass er das leichte Einfügen
und Entfernen der Halterung 310 erlaubt. Die Halterung 310 kann permanent
innerhalb der Abdeckung 484 installiert sein, wenn dies
gewünscht
ist. Zusätzlich
dazu kann die Maske 512 als eine separate Struktur bereitgestellt
werden oder durch das Konstruieren des entsprechenden ringförmigen Abschnitts
der Halterung 310 von passend nicht reflektierendem gefärbtem Material,
das für
den Durchgang von Licht dort hindurch undurchlässig ist.
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Während die
Fresnelkonfiguration des äußeren ringförmigen Rings 514 als
den ringförmigen
Ring 514 vollständig
umrandend gezeigt wird, kann er ebenfalls mit bogenförmigen Fresnelsegmenten
gebildet werden, die den entsprechenden Positionen von LEDs 462 entsprechen,
und mit bogenförmigen klaren
Segmenten, die zwischen den Fresnelsegmenten angeordnet sind. Eine
solche Halterung 310 würde
innerhalb der Abdeckung 484 (wie in 16–18 gezeigt)
gepasst werden, um zwischen einer ersten Anordnung, wobei die Fresnelsegmente
nach den LEDs 462 ausgerichtet sind, um die Beleuchtung
wie oben beschrieben zu leiten, und einer zweiten Anordnung, wobei
die klaren Segmente nach den LEDs 462 ausgerichtet sind,
was erlaubt, dass ihre Beleuchtung als Hellfeld geleitet wird, wie oben
für die
LEDs 162 der Ausführungsform
aus 1–8 beschrieben,
rotierbar zu sein. Wenn die Maske 52 entfernt oder ursprünglich nicht
vorhanden ist, ermöglichen
die mit Strom versorgenden LEDs 412 ebenfalls das Erreichen
von Dunkelfeldbeleuchtungsmodi aus 8–11 ohne
die Halterung 310 zu entfernen. Die so mit bogenförmigen Fresnelsegmenten
konfigurierte Halterung könnte, falls
so gewünscht,
permanent in der Position von 16–18 innerhalb
des Gehäuses 320 installiert
werden, um die zuvor beschriebene erste und zweite Anordnung davon
zu erlauben.
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Der
Bildaufnehmer 300 ohne die Halterung 310 funktioniert
wie oben für
den Bildaufnehmer 30 aus 1–8 beschrieben.
Wenn der Kontrast der Symbologiezellen, die zum Decodieren abgebildet
werden, nicht optimiert wird, um ein erfolgreiches Decodieren für Zellen
bereitzustellen, die in einem Dunkelfeld lokalisiert sind, kann
die Beleuchtungverstärkungs-
und -leitungshalterung 310 in Position schnappverschlossen
werden, wie in 16–18 gezeigt.
Wenn der äußere ringförmige Ring 514 bogenförmige Fresnelsegmente
umfasst, müssen
sie nach den LEDs 462 ausgerichtet werden. Wenn die Gesamtoberfläche des äußeren ringförmigen Rings 514 mit
der Fresnelkonfiguration bereitgestellt wird, ist keine solche Ausrichtung
notwendig.
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Wenn
LEDs 462 wie oben für
LEDs 162 beschrieben aktiviert werden, anstatt Hellfeldbeleuchtung
bereitzustellen (wie für
den Bildaufnehmer 30 der Ausführungsform aus 1–8 beschrieben),
wird ihre entsprechende Beleuchtung durch die Fresneloberfläche nach
vorne (in die Richtung von Pfeil F – 18) und
in Richtung der Mittellinie x-x geleitet, um eine verstärkte Dunkelfeldbeleuchtung bereitzustellen,
die dazu dient, den Kontrast zwischen den Symbolzellen zu maximieren
und folglich ein Bild auf der Bildempfangsvorrichtung bereitzustellen,
das eine erfolgreiche Decodierung bereitstellt.
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Die
LEDs 412, wenn benutzt, werfen ihre Beleuchtung auf die
innere Oberfläche
der Basis 384 und der peripheren Wände 386 der Beleuchtung 380 und
würden
außer
der Anordnung der Maske 512 und ihrer Undurchlässigkeit
für Licht
eine diffuse Beleuchtung der geplanten Symbologie bereitstellen. Wenn
die Halterung 310 als solches etabliert ist, kann die Leistung
der LEDs 412 abgeschnitten werden, und folglich wird keine
Beleuchtung durch die LEDs 412 bereitgestellt. Falls gewünscht, kann
die Leistung an die LEDs 412 an bleiben, und dieser Abschnitt
der diffusen Beleuchtung, der durch die LEDs 412 bereitgestellt
wird, der den äußeren ringförmigen Ring 514 erreicht,
wird ebenfalls durch die Fresneloberfläche in Richtung der Symbologie
geleitet, wie oben beschrieben.
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Eine
alternative Ausführungsform
der Beleuchtungsverstärkungs- und -leitungshalterung 550, die
die vorliegende Erfindung inkorporiert, wird in 19 und 20 gezeigt.
Die Halterung 550 ist ebenfalls konfiguriert und bemessen,
um innerhalb der Abdeckung 484 (18) des
Bildaufnehmers 300 (oder der Abdeckung 184 des
Bildaufnehmers 30 aus 1–8)
gepasst zu werden. Die Halterung 550 umfasst Folgendes:
einen zylindrischen Körper 552 (aus
klarem Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material, klar oder
anders) mit einer ringförmigen
Basis 554, eine Vielzahl von klappenähnlichen, reflektierenden Beleuchtungsleitern 556,
die um eine Kante 558 des Körpers 552 angeordnet
sind, und eine relativ große
zentrale Öffnung 560.
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Gesichert
an einer inneren Oberfläche 562 einer
ringförmigen
Basis 554 ist eine Vielzahl von kollimierenden Linsen 564,
wobei es eine solche Linse 564 für jede durch einen Träger 568 getragene
LED 566 gibt. Die LEDs 566 und der Träger 568 entsprechen
den LEDs 162 und dem Träger 164 der
Ausführungsform
aus 1–8 und
würden,
außer
der Anordnung der Halterung 550, wie oben für die LEDs 162 beschrieben
funktionieren.
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Die
Anzahl der Beleuchtung leitenden Klappen 556 entspricht
der Anzahl von Linsen 564 und LEDs 566. Die Anordnung
und Positionierung der Leiter 556 entspricht der Positionierung
der Linsen 564, so dass eine innere Oberfläche 570 von
jedem dieser klappenähnlichen
Leiter Beleuchtung von ihrer ausgerichteten LED 566 empfängt. Jede
solche innere Oberfläche 570 weist
eine reflektierende spiegelnde Oberfläche auf, und jeder klappenähnliche
Leiter ist an einem ausgewählten
Winkel Ax (20) mit Bezug auf die periphere
Kante 558 des Körpers 552 angeordnet.
Der Winkel Ax ist so ausgewählt,
dass Beleuchtung, die von den LEDs 566 beim Durchgehen
durch die kollimierenden Linsen 564 auftrifft, auf die
reflektierende Oberfläche 570 aufprallt
und nach vorne (in die Richtung des Pfeils F, 20)
und in Richtung einer Mittellinie x-x, die durch den Körper 552 durchgeht,
geleitet wird. Der Winkel Ax kann zum Beispiel 60 Grad sein, aber
andere geeignete und passende Winkel können benutzt werden.
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Die
Halterung 550 ist bemessen und konfiguriert, um rotierbar
innerhalb der Abdeckung 184 des Bildaufnehmers 30 (oder
der Abdeckung 484 des Bildaufnehmers 300) befestigt
zu sein, um nahe an dem Träger 116 für die LEDs 114 (oder
dem Träger 416 für die LEDs 414 der
Ausführungsform
aus 16–18)
angeordnet zu sein. Wenn die Halterung 550 in eine Anordnung
mit klappenähnlichen Beleuchtungsleitern 556 in
Ausrichtung mit LEDs 566 rotiert wird, funktioniert sie,
um die Beleuchtung wie in dem vorangehenden Absatz beschrieben zu
leiten, und folglich die Dunkelfeldbeleuchtung wie oben beschrieben
zu optimieren. Wenn die Halterung 550 in eine Anordnung
rotiert wird, bei der ihre Klappen 556 nicht nach den LEDs 566 ausgerichtet
sind, funktionieren die LEDs als Hellfeldbeleuchtungsvorrichtungen,
wie oben für
die LEDs 162 des Bildaufnehmers 30 beschrieben.
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Die
zentrale Öffnung 560 der
Halterung 550 erlaubt diffuse Dunkelfeldbeleuchtung von
der Beleuchtungsvorrichtung 80 der Ausführungsform aus 1 bis 8,
wie oben für
die Ausführungsform beschrieben.
Es ist ebenfalls möglich,
die Leistung zu der Beleuchtungsvorrichtung 80 zu unterbrechen, wenn
die Halterung 550 angeordnet ist, um Beleuchtung von den
LEDs 566 in Richtung der Symbologie zu leiten, abhängig davon,
welches Arrangement von Beleuchtung optimale Dunkelfeldbeleuchtung
bereitstellt.
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21 zeigt
noch eine weitere Ausführungsform
der Beleuchtungsverstärkungs-
und -leitungshalterung 600. Eine ringförmige Basis 602 der
Vorrichtung 600 umfasst eine Anzahl von kollimierenden Linsen 604,
die den oben beschriebenen für
die Halterung 550 aus 19 und 20 ähnlich sind,
wobei jede zur Ausrichtung mit einer nach vorne feuernden LED (ebenfalls
wie oben für
die LEDs 566 beschrieben) angeordnet ist. Ein peripheres
Schutzschild 610 mit einer inneren reflektierenden Oberfläche 612 umgibt
die Basis 602 und ist an einem Winkel bezüglich der
Basis 602 angeordnet, so dass wenn die Linsen 604 Licht
von ihren entsprechenden LEDs empfangen, solches Licht in Richtung
der Symbologie geleitet wird, wie oben für die Ausführungsformen aus 16–18 und 19 und 20 beschrieben.
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22 zeigt
noch eine weitere Ausführungsform
einer Dunkelfeldbeleuchtungsverstärkungs- und -leitungshalterung 650,
die die vorliegende Erfindung inkorporiert. Eine ringförmige Basis 652 der
Halterung 650 wird mit einer Anzahl von transparenten Licht
leitenden Stäben 654 bereitgestellt,
wobei die Anzahl und Anordnung solcher Stäbe 654 der Anzahl von
vorwärts
feuernden Hellfeld-LEDs 656 entspricht, wie oben für die anderen
Ausführungsformen beschrieben.
Jeder Stab 654 umfasst eine Endfläche 656, die an einem
ausgewählten
Winkel zu der Horizontalen angeordnet ist. Wenn die Stäbe 654 in
Ausrichtung mit ihren entsprechenden LEDs 656 angeordnet
sind, verläuft
Licht von den LEDs durch die entsprechenden Stäbe 654 und wird durch
die Flächen 656 davon
nach vorne (in die Richtung von Pfeil F, 22) und
in Richtung der Mittellinie x-x verlaufenden Vorrichtung 650 geleitet.
Die Halterung 650 wird rotierbar durch das Gehäuse des
Bildaufnehmers getragen, um entweder Stäbe 654 in Ausrichtung
mit den LEDs 656 anzuordnen oder Stäbe 654 aus einer solchen
Ausrichtung zu entfernen. Ansonsten funktioniert die Halterung 650,
um entweder Dunkelfeldbeleuchtung bereitzustellen oder um Hellfeldbeleuchtung
von solchen LEDs wie oben beschrieben für die Halterungen 300 (16–18), 550 (19 und 20)
und 600 (21) zu erlauben.
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Aus
der obigen Beschreibung ist es folglich ersichtlich, dass eine neue
und neuartige Vorrichtung und Verfahren zum Leiten der Beleuchtung
bereitgestellt worden sind, bereitgestellt durch einen Symbologiebildaufnehmer,
um codierte Symbologie zum Abbilden und Decodieren zu beleuchten,
so dass eine solche Beleuchtung selektiv geleitet werden kann, um
entweder eine erste oder Hellfeldbeleuchtung oder eine zweite oder
Dunkelfeldbeleuchtung bereitzustellen. Die Vorrichtung und die Verfahren
involvieren das Bereitstellen von entweder einer leicht einfügbaren und
entfernbaren Beleuchtungsleitungshalterung für die Bilder, um Hellfeldbeleuchtung
zu Dunkelfeldbeleuchtung umzuleiten, oder um den Bildaufnehmer mit
einer Komponente bereitzustellen, die selektiv positioniert sein
kann, um entweder die Hellfeldbeleuchtung oder die Dunkelfeldbeleuchtung bereitzustellen.