DE69130060T2

DE69130060T2 - Laserabtaster mit kombiniertem Abtastbereich

Info

Publication number: DE69130060T2
Application number: DE69130060T
Authority: DE
Inventors: Thomas Huntington Station New York 11746 Mazz; Patrick Jr. Shirley New York 11967 Salatto
Original assignee: Symbol Technologies LLC
Current assignee: Symbol Technologies LLC
Priority date: 1991-06-14
Filing date: 1991-12-30
Publication date: 1999-04-29
Anticipated expiration: 2011-12-31
Also published as: DE69133519T2; EP0517958A2; ES2119755T3; EP0864994A3; EP0517958B1; US5420411A; DE69130060D1; ATE322048T1; CA2056272C; US5945658A; ATE170306T1; JPH05182002A; EP0864994A2; EP0517958A3; CA2056272A1; EP0864994B1; DE69133519D1; US5723851A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Laserscanner bzw. eine Laserabtastvorrichtung mit kombiniertem Bereich, um elektro-optisch (Kenn-)Zeichen zu lesen, wie beispielsweise Strichcodes mit Teilen von unterschiedlichem Lichtreflektionsvermögen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Laserabtastvorrichtung mit kombiniertem Bereich wie beschrieben, die zwei optische Laserdiodenbeleuchtungssysteme verwendet, die auf unterschiedliche Arbeitsbereiche fokussiert sind. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel weist zwei optische Laserbeleuchtungssysteme auf, ein erstes System, welches für einen Berührungsbetrieb optimiert ist, und ein zweites System, welches für eine Fernbereichsabtastung optimiert ist, und die beiden Laserabtastsysteme sind in eine Laserabtastvorrichtung mit kombiniertem Bereich integriert.

2. Besprechung des Standes dir Technik

Das im US-Patent 4 496 831 offenbarte Laserabtastsystem weist einen tragbaren in der Hand zu haltenden Abtastkopf auf, der in verschiedenen Formen verkörpert sein kann, der jedoch vorzugsweise ein pistolenförmiges Gehäuse aus leichtgewichtigem Plastik hergestellt besitzt. Ein Handgriff- und ein Laufteil sind vorgesehen, um die verschiedenen Komponenten des Abtastsystems darin aufzunehmen. Innerhalb des Laufteils ist eine Miniaturlichtquelle, ein Miniaturoptikpfad, der Fokussierungslinsen aufweist, und ein Abtastsystem befestigt, um Licht von der Lichtquelle über ein Barcode- bzw. Strichcodesymbol zu leiten, und Miniaturabfühlmittel, um reflektiertes Licht von dem gerade abgetasteten Strichcodesymbol, zu detektieren.
Die Miniaturlichtquelle kann eine Laserröhre aufweisen, wie beispielsweise eine koaxiale Helium-Neon-Laserröhre, oder eine LED, oder vorzugsweise eine Halbleiterlaserdiode, die beträchtlich kleiner und leichter ist als eine Laserröhre, wodurch somit die erforderliche Größe und das Gewicht des Abtastkopfes verringert wird, und die den Abtastkopf leichter handzuhaben und besser manövrierbar macht. Licht, welches von der Lichtquelle erzeugt wird, läuft durch den optischen Pfad, der den Strahl auf das Abtastsystem leitet, welches innerhalb des Laufteils des Abtastkopfes befestigt ist. Das Abtastsystem schwenkt den Laserstrahl über das Strichcodesymbol und weist mindestens einen Abtastschrittmotor oder einen resonierenden bzw. hin- und herbeweglichen oder vibrierenden Balken oder eine Abtastvorrichtung auf, um den Strahl in Längsrichtung über das Symbol zu schwenken, und kann zwei Motoren aufweisen, wobei der zweite Motor den Strahl in Breitenrichtung über das Symbol schwenkt. Licht reflektierende Spiegel sind auf der Motorwelle oder den -wellen befestigt, um den Strahl durch den Auslaßteil zum Symbol zu leiten.
Eine Abfühlschaltung detektiert dann das Licht, welches von dem Symbol reflektiert wird und verarbeitet dieses, und sie weist im allgemeinen ein lichtempfindliches bzw. Photodetektorelement auf, wie beispielsweise eine Halbleiterphotodiode. Der Anwender positioniert die in der Hand gehaltene Einheit so, daß das Abtastmuster das zu lesende Symbol überquert, und das Photodetektorelement erzeugt serielle bzw. aufeinanderfolgende elektrische Signale, die zu verarbeiten sind, um den Strichcode zu identifizieren. Eine Signalverarbeitungsschaltung für einen Strichcode erzeugt ein Signal, welches an eine Strichmusterdekodierungsschaltung geleitet wird, um das Strichmuster zu dekodieren.
US-A-4 920 255 offenbart ein automatisches inkrementelles Fokussierungsabtastsystem, welches optisch ein Codemuster auf einem Objekt liest. Das System weist eine Abtastvorrichtung auf, die einen Strahl einer Strahlung auf das Objekt in einer von einer Vielzahl von Brennweiten leitet. Das System weist weiter eine Bereichsbestimmungseinheit auf, um den Bereich des Objektes bezüglich der Abtastvorrichtung zu messen.
US-A-3 989 348 offenbart eine optische Abtastvorrichtung, um einen optischen Strahl auf eine Oberfläche zu fokussieren, die an irgendeiner von einem Bereich von Abständen liegen kann, und zwar unter Verwendung einer Vielzahl von optischen Platten. Die Platten, die von unterschiedlicher Dicke sind, sind wahlweise in den optischen Pfad einzubringen, um den Strahl auf die Oberfläche zu fokussieren, und zwar gemäß ihres jeweiligen Abstandes.

Zusammenfassung der Erfindung

Entsprechend ist es ein primäres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Laserabtastvorrichtung mit kombiniertem Bereich vorzusehen, um elektro-optisch (Kenn-)Zeichen zu lesen, wie beispielsweise Strichcodes mit Teilen von unterschiedlichem Lichtreflektionsvermögen, wobei diese zwei oder mehr optische Laserdiodenbeleuchtungssysteme verwendet, die auf verschiedene Arbeitsbereiche fokussiert sind, und welche kostengünstig herzustellen ist, und die insbesondere bei in der Hand zu haltenden Anwendungen nützlich ist. Um das obige Ziel zu erreichen, sieht die vorliegende Erfindung eine Laserabtastanordnung für einen kombinierten Bereich vor, auf die im unabhängigen Anspruch 1 Bezug genommen wird. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen offenbart. Ein offenbartes bevorzugtes Ausführungsbeispiel weist zwei optische Laserbeleuchtungssysteme auf, ein erstes Laserbeleuchtungssystem, welches für einen Betrieb im Kontakt optimiert ist, und welches einen Bereich besitzt, der sich bis ungefähr zwei Fuß erstreckt, und ein zweites Laserbeleuchtungssystem, welches für eine Fernbereichsabtastung von ungefähr zwei bis siebzehn Fuß optimiert, und die beiden Laserabtastsysteme sind in einer Laserabtastvorrichtung mit kombiniertem Bereich integriert.
Abhängig davon, welches Laserbeleuchtungssystem ausgewählt wird, wird die Laserpunktgeschwindigkeit (beispielsweise die Amplitude des Antriebssignals für den Abtastmotor) gesteuert, um die Frequenz der empfangenen Lichtsignale zu begrenzen, und zwar auf die von Standard- Signalverarbeitungs- und Dekodierungsschaltungen. Eine Abtastung wird mit einem gewöhnlichem oszillierenden Spiegelelement erreicht, welches von einem Abtastmotor angetrieben wird, und entsprechend sollte die Amplitude des angelegten Abtastmotorantriebssignals für das erste Laserbeleuchtungssystem größer sein, welches für einen Kontakt- oder Nahbereichsbetrieb optimiert ist, und geringer für das zweite Laserbeleuchtungssystem für eine Fernbereichsabtastung.
Das Laserabtastsystem weist einen einzelnen gewöhnlichen Abtastspiegel auf, um zu bewirken, daß ein Laserstrahl über ein Blickfeld geführt wird, und optische Nah- und Fernbereichs-Laserbeleuchtungssysteme für jeweilige Nah- oder Fernbereichsabtastvorgänge. Ein optisches Sammelsystem ist vorgesehen, um Licht zu sammeln, welches von dem abgetasteten Blickfeld reflektiert wird, und um es in einen optischen Detektor zu leiten, der die reflektierte Laserstrahlung detektiert und elektrische Signale entsprechend dem reflektierten Licht erzeugt.
In einem offenbarten Ausführungsbeispiel weist der Abtastspiegel einen flachen Abtastspiegel auf, der von einem Abtastmotor angetrieben wird. Das optische Nahbereichs-Laserbeleuchtungssystem weist eine Nahbereichsdiodenanordnung mit sichtbarem Laser auf, die direkt vor dem Abtastspiegel positioniert ist. Das optische Fernbereichs-Laserbeleuchtungssystem weist einen Faltungsspiegel auf, der benachbart zu der Nahbereichsdiode mit sichtbarem Laser positioniert ist, und eine Fernbereichs diodenaordnung mit sichtbarem Laser, die positioniert ist, um Laserstrahlung auf den Faltungsspiegel zu leiten, und zwar zur Reflexion auf den Abtastspiegel.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel könnten das Nahbereichs-Laserbeleuchtungssystem und das Fernbereichs- Laserbeleuchtungssystem eine einzige integrierte Laserdiodenanordnung aufweisen, die ausgelegt ist, um entweder in einem Nah- oder einem Fernbereichsbetriebszustand zu arbeiten, die direkt vor dem Abtastspiegel positioniert ist.
Das Nahbereichs-Laserbeleuchtungssystem besitzt vorzugsweise einen Bereich von einem Kontakt hin bis ungefähr zwei Fuß vom Laserscanner bzw. der Laserabtastvorrichtung entfernt hin, während das Fernbereichs-Laserbeleuchtungssystem einen Bereich von ungefähr zwei Fuß bis siebzehn Fuß von der Laserabtastvorrichtung besitzt. Das optische Sammelsystem weist einen einzigen gewöhnlichen Sammelspiegel auf, der die gesamte abgetastete Laserstrahlung fokussiert, die von dem Blickfeld auf einen optischen Detektor wie beispielsweise eine Photodiode reflektiert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorangegangenen Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung für eine Laserabtastvorrichtung mit kombiniertem Bereich können leichter vom Fachmann verstanden werden mit Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung von verschiedenen bevorzugten Ausführungsbeispielen da von, und zwar gesehen in Verbindungen mit den beigefügten Zeichnungen, worin gleiche Elemente durch identische Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten bezeichnet werden, und in denen die Figuren folgendes darstellen:
Fig. 1 veranschaulicht Abtastdekodierungszonenbereiche für unterschiedliche Strichcodeauflösungen für eine kombinierte duale Nah- und Fernbereichsabtastvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm der Hauptfunktionen und -komponenten eines ersten Ausführungsbeispiels einer kombinierten dualen Nah- und Fernbereichsabtastvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 veranschaulicht eine schematische Ansicht einer beispielhaften Anordnung eines optischen Systems für eine kombinierte duale Nah- und Fernbereichsabtastvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 veranschaulicht eine Seitenansicht eines beispielhaften optischen Systems für eine kombinierte duale Nah- und Fernbereichsabtastvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist eine Vorderansicht des beispielhaften optischen Systems der Fig. 5;
Fig. 6a und b veranschaulichen Schnittansichten einer Laserdiodenanordnung, die die Konstruktion und die Hauptkomponenten davon veranschaulichen; und
Fig. 7 veranschaulicht eine stark vereinfachte Bauart einer Strichcodelesevorrichtung, die in Verbindung mit der Laserabtastvorrichtung mit kombiniertem Bereich der vorliegenden Erfindung verwandt werden kann.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Mit Bezug auf die Zeichnungen im Detail veranschaulicht Fig. 1 Abtastdekodierungszonenbereiche für unterschiedliche Strichcodeauflösungen für qualitativ hochwertige Strichcodesymbole bei 20ºC für eine kombinierte duale Nah- und Fernbereichsabtastvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Nahbereichsdekodierungszone sorgt für ein Ablesen der Strichcodemuster vom Kontakt bis ungefähr 0,6 m (zwei Fuß), während eine Fernbereichsdekodierungszone für das Lesen von Strichcodemustern von ungefähr 0,6 m bis 5,18 m (zwei bis siebzehn Fuß) sorgt. Wie in Fig. 1 gezeigt erreicht die erreichbare Auflösung für Strichcodemuster von einer Strichbreite von 0,13 mm (0,005 Inch) für Strichcodemuster in einem sehr nahen Bereich bis zu einer Strichbreite von 1-3 mm (0,050 Inch) für Strichcodemuster in einem entfernten bzw. Fernbereich. Ein überlappender Bereich besteht in der Region zwischen den Nah- und Fernbereichsdekodierungszonen und tatsächlich erstreckt sich die Nahbereichsdekodierungszone bis ungefähr 1,37 m (viereinhalb Fuß), während sich die Fernbereichsdekodierungszone von ungefähr 0,25 m (zehn Inch) bis ungefähr 6,10 m (zwanzig Fuß) erstreckt, jedoch sind die Dekodierungsvorgänge, die außerhalb der oben erwähnten eingegrenzteren Bereiche ausgeführt werden, nicht optimiert.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm der Hauptfunktionen und -komponenten eines Ausführungsbeispiels einer kombinierten dualen Nah- und Fernbereichsabtastanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel wird entweder die Nah- oder die Fernbereichslaserdiode selektiv durch einen Bediener aktiviert, der einen Auslöser 12 betätigt, und zwar mit ersten und zweiten Auslöserrastpositionen wie folgt. Im Betrieb wird der Auslöser anfänglich für einen Fernbereichsbetrieb auf eine erste Rastposition aktiviert. Die Logikschaltungsschaltung 32 in der kombinierten Dualbereichsabtastvorrichtung wählt die Fernbereichslaserdidoe aus und wählt eine geeignete Zielabtastamplitude für den Abtastvorrichtungsmotor aus, und zwar zum Betrieb in einem Zielbetriebszustand. In einem Zielbetriebszustand wird, wie es in der Technik bekannt ist, ein flacher Abtastspiegel zuerst aktiviert, um langsam zu oszillieren, was eine horizontale Abtastlinie des sichtbaren Laserstrahls erzeugt, die vom Bediener verwendet wird, um die Abtastvorrichtungen auf Distanzen von bis zu 18 Fuß zu zielen.
Der Auslöser wird dann auf eine zweite Rastposition aktiviert. Die Logikschaltung 16 wählt den Fernbereichslaserstrahl und die Fernbereichsabtastamplitude basierend auf der langen Ruhezeit in der ersten Auslöserrastposition aus. Nachdem der Auslöser auf die zweite Rastposition heruntergedrückt wird, wird der flache Abtastspiegel dann in seiner normalen Fernbereichsabtastfrequenz und -breite oszilliert, und eine Detektionsschaltung wird eingeschaltet. Das in einen gekrümmten Sammelspiegel zurückreflektierte Licht wird auf einem Photodetektor fokussiert und auf ein Signal verstärkt, welches dann in ein Digitalsignal digitalisiert wird, welches von einem Dekoder verarbeitet wird. Die Abtastung wird mit einem gewöhnlichen oszillierenden Flachspiegelelement erreicht, welches von einem Abtastmotor angetrieben wird, und entsprechend sollte die Amplitude für das angelegte Abtastmotorantriebssignal für das erste Laserbeleuchtungssystem größer sein, welches für einen Kontakt- oder Nahbereichsbetrieb optimiert ist, und geringer für das zweite Laserbeleuchtungssystem für eine Fernbereichsabtastung. Die unterschiedlichen Abtastgeschwindigkeiten begrenzen die Frequenz der empfangenen Lichtsignale auf die von Standard- Signalverarbeitungs- und Dekodierungsschaltungen. Für den Nahbereichsbetrieb zielt ein Bediener die Abtastvorrichtung auf einen Nahbereichsstrichcode (von Kontakt bis 0,61 m (24 Inch)). Der Auslöser wird dann betätigt, indem man ihn direkt in die zweite Rastposition des Auslöserschalters zieht. Die Logikschaltung 32 wählt den Nahbereichslaser 20 und die Nahbereichsabtastamplitude basierend auf der minimalen Verweilzeit in der ersten Auslöserrastposition aus. Der Abtastspiegel wird zuerst in einem Zielbetriebszustand betätigt, in der der Abtastmotor langsam oszilliert, um eine sichtbare horizontale Abtastlinie zu erzeugen, die vom Bediener verwendet wird, um die Abtastvorrichtung zu zielen. Der Abtastspiegel wird dann in seiner normalen Bereichsabtastfrequenz und -breite oszilliert, und die Detektionsschaltung wird eingeschaltet. Das auf den Sammelspiegel zurückreflektierte Licht wird auf den Photodetektor fokussiert und auf ein Signal verstärkt, welches dann in ein Digitalsignal digitalisiert wird, welches von einer Strichcodedekoderschaltung verarbeitet wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel könnte das Nahbereichslaserbeleuchtungssystem und das Fernbereichslaserbeleuchtungssystem eine einzige integrierte Laserdiodenanordnung aufweisen, die ausgelegt ist, um entweder in einem Nah- oder in einem Fernbereichsbetriebszustand zu arbeiten, die direkt vor dem Abtastspiegel positioniert ist. In einem alternativen bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Nah- und Fernbereichsbeleuchtungssysteme getrennte Nahbereichs- und Fernbereichslaserdiodenanordnugen auf, wie in den Fig. 3, 4 und 5 veranschaulicht.
Die ausgewählte Festkörperlaserdiode erzeugt einen Laserstrahl und die Fokussierungsoptiken in der Laserdiodenanordnung übertragen den Laserstrahl auf einen flachen Abtastspiegel, der oszilliert wird, um zu bewirken, daß der Laserstrahl über das abgetastete Strichcodemuster geschwenkt wird. Die Abtastung wird mit einem gewöhnlichen oszillierenden flachen Spiegelelement erreicht, welches von einem Abtastmotor angetrieben wird, und wegen der kurzen Distanz zu einem Nachbereichsstrichcodeziel sollte die Amplitude des angelegten Abtastmotorantriebssignals für das erste Laserbeleuchtungssystem größer sein, welches für einen Kontakt- oder Nahbereichsbetrieb optimiert ist, und folglich sollte sie wegen der weiteren Distanz zu einem Fernbereichsstrichcodeziel geringer für das zweite Laserbeleuchtungssystem für die Fernbereichsabtastung sein. Die unterschiedlichen Abtastgeschwindigkeiten schränken die Frequenz der empfangenen Lichtsignale auf die der Standard-Signalverarbeitungs- und -dekodierungsschaltungen ein. Der oszillierende Abtastspiegel reflektiert den Laserlichtstrahl durch ein Ausgangsfenster auf das Strichcodesymbol. Typischerweise wird der Laserstrahl über das Strichcodesymbol mit ungefähr 36 mal pro Sekunde hin- und hergeführt. Ein optischer Detektor fühlt das von dem Strichcodesymbol zurückreflektierte Laserlicht ab und wandelt die Lichtsignale in ein Analogsignal um, welches von der Analogschaltung 22 in einer in der Technik bekannten und von den hier zitierten Patenten des Standes der Technik offenbarten Weise verarbeitet wird. Das Muster des Analogsignals stellt die Information in dem Strichcodesymbol dar.
Signalkonditionierungsschaltungen in einer Digitalisierungsschaltung 24 wandeln das Analogsignal in ein Digitalstrichcodesignal um, und zwar auch in einer in der Technik bekannten Weise, und dieses Muster wird an ein Schnittstellensteuervorrichtungsmodul in einer Konsole 26 zur Dekodierung übertragen.
Fig. 3 veranschaulicht eine schematische Ansicht einer beispielhaften Anordnung eines optischen Systems für eine kombinierte duale Nah- und Fernbereichsabtastvorrichtungsanorndung der vorliegenden Erfindung. Eine Nahbereichslaserdiodenanordnung 40 mit sichtbarem Licht und eine Fernbereichsdiodenanordnung 42 mit sichtbarem Licht sind gezeigt, und zwar schematisch an entgegengesetzten Seiten eines Photodiodendetektors 44 positioniert, der Laserstrahlung detektiert, die darauf durch einen Sammelspiegel 46 geleitet wird. In alternativen Ausführungsbeispielen können die Positionierungen der Elemente 40, 42 und 44 in unterschiedlichen geometrischen Anordnungen variiert werden.
Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen jeweils eine Seitenansicht und eine Vorderansicht eines beispielhaften optischen Systems für eine kombinierte duale Nah- und Fernbereichsabtastanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug darauf wird eine Nahbereichslaserdiodenanordnung 50 mit sichtbarem Licht nahe dem Vorderteil einer Lesevorrichtungskanone 52 positioniert, und zwar direkt vor einem flachen Abtastspiegel 54, der von einem Abtastmotor 56 und einem Antriebsmechanismus 58 oszilliert wird. Ein flacher Fernbereichsfaltungsspiegel 60 ist benachbart zu der Laserdiodenanordnung 50 positioniert, und wird von einer Fernbereichslaserdiodenanordnung 62 mit sichtbarem Licht beleuchtet, die auf einer Wärmesenke 64 befestigt ist, und zwar positioniert benachbart zum flachen Abtastspiegel 54 im Hinterteil des Kanonengehäuses. Die Laserstrahlung von der Laserdiode 62 wird auf den Faltungsspiegel 60 geleitet, der sie auf den oszillierenden Abtastspiegel 54 reflektiert, der sie durch die Austrittsöffnung der Kanone leitet.
Die Laserstrahlung, die von dem Strichcodemuster reflektiert wird, wird von einem gekrümmten Sammelspiegel 66 empfangen und gesammelt, der sie reflektiert und auf einen Photodiodendetektor 68 fokussiert. Der flache Abtast spiegel 54 und der gekrümmte Sammelspiegel 66 sind vorzugsweise als ein integrales Spiegelelement geformt, wie in Fig. 5 gezeigt, welches von dem Abtastmotor 56 in einer in der Technik bekannten Weise angetrieben wird.
Fig. 6 veranschaulicht eine Schnittansicht einer typischen Laserdiodenanordnung, die die Konstruktion und die Hauptkomponenten davon veranschaulicht. Mit Bezug darauf weist eine typische Laserdiodenanordnung 70 ein Anordnungsgehäuse 72 auf, und zwar mit einer Laserdiodenpackung 74 mit sichtbarem Licht an einem Ende und mit einer Linse, die von einer Feder 76 gegen eine Fokussierungslinse 78 am entgegengesetzten Ende des Gehäuses federvorgespannt ist. Eine Mittelöffnung 80 am entgegengesetzten Ende des Gehäuses gestattet es, daß ein Laserstrahl, der in einer geeigneten Distanz durch die Linse 78 fokussiert wird, als der Laserstrahl austritt. In der Nahbereichslaserdiodenanordnung fokussiert die Linse 78 den Laserstrahl für Nahbereichsabtastvorgänge, während in der Fernbereichslaserdiodenanordnung die Linse 78 den Laserstrahl für Fernbereichsabtastvorgänge fokussiert.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel könnten das Nahbereichslaserbeleuchtungssystem und das Fernbereichslaserbeleuchtungssystem eine einzige integrierte Laserdiodenanordnung aufweisen, die ausgelegt ist, um entweder in einem Nah- oder einem Fernbetriebszustand zu arbeiten, und zwar direkt vor dem Abtastspiegel positioniert, wie beispielsweise an der Position der Nahbereichslaserdiodenanordnugn 60 in den Fig. 4 und 5. In diesem Ausführungsbeispiel werden zwei Laseröffnungen bzw. -aper turen 80' und 80' benachbart zueinander an entgegengesetzten Seiten der Mitte der Anordnung positioniert, wie in gestrichelter Linie in Fig. 6 gezeigt, die Linse wird als eine integrale Linse ausgebildet, und zwar mit zwei unterschiedlichen Fokussierungsoberflächen, aufgeteilt unterhalb der Mitte, wie von der gestrichelten Linie 82 in Fig. 6 angezeigt, so daß eine Linsenoberfläche mit unterschiedlicher Krümmung, eine für die Nahfokussierung und eine für die Fernfokussierung vor jeder der beiden unterschiedlichen Ausgangsöffnungen 80', 80' positioniert ist. Die Laserdiodenpackung 74 würde zwei unterschiedliche Laserdioden aufnehmen, eine direkt hinter jeder Laseröffnung 80', 80' positioniert. Es sei bemerkt, daß das Laserdiodenelement selbst ziemlich klein ist, so daß die Positionierung von zwei solcher Laserdioden Seite an Seite in der Laserdiodenpackung 74 leicht aufgenommen wird.
Fig. 7 veranschaulicht eine stark vereinfachte Bauart einer Strichcodelesevorrichtung, die in Verbindung mit der Laserabtastanordnung mit kombiniertem Bereich verwendet werden kann, und die beim Verständnis der Erfindung nützlich ist. Eine Lesevorrichtung 100 kann in einer in der Hand gehaltenen Abtastvorrichtung eingerichtet werden, wie veranschaulicht, oder in einer auf einem Tisch positionierten Arbeitsstation oder in einem stationärem Scanner bzw. einer Abtastvorrichtung. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Anordnung in einem Gehäuse 155 aufgebaut, welches einen Austritts- bzw. Ausgangsanschluß 156 aufweist, durch den ein heraustretender Laserlichtstrahl 151 geleitet wird, um auf Symbole 170 auf zutreffen und um darüber geführt zu werden, die außerhalb des Gehäuses gelegen sind.
Die in der Hand gehaltene Vorrichtung der Fig. 7 ist im allgemeinen von der im US-Patent 4 760 248 offenbarten Bauart.
Mit Bezug auf Fig. 7 wird genauer detailliert ein herauslaufender Lichtstrahl 151 in der Lesevorrichtung 100 erzeugt, und zwar gewöhnlicherweise durch eine Laserdiode oder ähnliches, und wird geleitet, um auf ein Strichcodesymbol aufzutreffen, welches auf einem Ziel ein paar Inch von dem Vorderteil der Leseeinheit angeordnet ist. Der herauslaufende Strahl 151 wird in einem Abtastmuster geführt, und der Anwender positioniert die in der Hand gehaltene Einheit so, daß dieses Abtastmuster das zu lesende Symbol überquert. Das reflektierte Licht 152 von dem Symbol wird von einer lichtansprechenden Vorrichtung 158 in der Leseeinheit detektiert, was serielle elektrische Signale erzeugt, die verarbeitet und dekodiert werden sollen, um die von dem Strichcode dargestellten Daten wiederzugeben.
In einer bevorzugten Form ist die Leseeinheit 100 eine pistolenförmige Vorrichtung 100 mit einem Handgriff 153 der Pisstolengriff-Bauart, und ein beweglicher Auslöser 154 wird eingesetzt, um es dem Anwender zu gestatten, den Lichtstrahl 151 und die Detektorschaltung zu aktivieren, wenn er auf das zu lesende Symbol gezielt wird, wodurch Batterielebensdauer eingespart wird, wenn die Einheit sich selbst versorgt. Ein leichtgewichtiges Plastikgehäu se 155 enthält die Laserlichtquelle, den Detektor 158, die Optik- und die Signalverarbeitungsschaltungen, und die CPU 140 genauso wie die Leistungsquelle oder Batterie 162. Ein lichtdurchlässiges Fenster im Vorderteil des Gehäuses 155 gestattet es, daß der herauslaufende Lichtstrahl 151 austritt, und daß der hereinkommende reflektierte Lichtstrahl 152 eintritt. Die Lesevorrichtung 100 ist ausgerichtet, um auf ein Strichcodesymbol vom Anwender gezielt zu werden, und zwar aus einer Position, in der die Lesevorichtung 100 vom Symbol beabstandet ist, d.h., das Symbol nicht berührt, oder sich über das Symbol bewegt. Typischerweise wird diese Bauart einer in der Hand gehaltenen Strichcodelesevorrichtung ausgelegt, um in dem Bereich von vielleicht mehreren Inches zu arbeiten (1 Inch = 2,54 cm).
Die Lesevorrichtung 100 kann auch als ein tragbares Computerterminal funktionieren und kann eine Tastatur 148 und eine Anzeige 149 aufweisen, wie in dem US-Patent 4 409 470 beschrieben.
Wie weiter in Fig. 7 abgebildet, kann eine geeignete Linse 157 (oder ein Mehrfachlinsensystem) verwendet werden, um den abgetasteten bzw. geführten Strahl auf das Strichcodesymbol in einer geeigneten Referenzebene zu fokussieren. Eine Lichtquelle 146, wie beispielsweise eine Halbleiterlaserdiode wird positioniert, um einen Lichtstrahl in die Achse der Linse 157 einzuleiten, und der Strahl läuft durch einen teilweise versilberten Spiegel 147 und andere Linsen oder eine Strahlformstruktur, wie benötigt, und zwar zusammen mit einem oszillierenden Spiegel 159, der an einem Abtastmotor 160 angebracht ist, der aktiviert wird, wenn der Auslöser 154 gezogen wird. Wenn das von der Quelle 146 erzeugte Licht nicht sichtbar ist, kann ein Ziellicht in dem optischen System vorgesehen werden. Das Ziellicht erzeugt, falls benötigt, einen Punkt von sichtbarem Licht, der fest sein kann oder genauso wie der Laserstrahl abgetastet bzw. geführt werden kann; der Anwender setzt dieses sichtbare Licht ein, um die Leseeinheit auf das Symbol zu zielen, bevor er den Auslöser 154 zieht.

Claims

1. Laserabtastanordnung mit kombiniertem Bereich zum elektro-optischen Lesen von (Kenn-)Zeichen (170) mit Teilen mit unterschiedlichem Lichtreflexionsvermögen, wobei die Anordnung folgendes aufweist:

a. ein Laser-Scan- bzw. -Abtast-System mit einem Scan- bzw. Abtastspiegel (54) zum Bewirken, daß ein Laserstrahl über ein Sichtfeld hinweg geführt bzw. gescannt wird;

b. ein Kurzstrecken- bzw. Nahbereichslaserbeleuchtungssystem (50) für Kurzstrecken- bzw. Nahbereichsscan- bzw. -abtastvorgänge;

c. ein Langstrecken- bzw. Fernbereichslaserbeleuchtungssystem (62), und zwar für eine Langstrecke bzw. einen Fernbereich, die bzw. der länger bzw. weiter entfernt ist als die Kurzstrecke bzw. der Nahbereich, für Langstrecken- bzw. Fernbereichsscan- bzw. -abtastvorgänge;

d. ein optisches Sammelsystem (66) zum Sammeln von Licht, das von dem gescannten Sichtfeld reflektiert wird; und

e. einen optischen Detektor (68) zum Detektieren von Licht, das von dem optischen Sammelsystem dorthin geleitet wird, und zum Erzeugen elektrischer Signale entsprechend dem reflektierten Licht, gekennzeichnet durch

manuell betätigbare Schaltmittel zum selektiven Aktivieren des Nahbereichslaserbeleuchtungssystems zum Betrieb in nahen oder kurzen Bereichen im Sichtfeld, und zum selektiven Aktivieren des Fernbereichslaserbeleuchtungssystems zum Betrieb in fernen oder langen Bereichen im Sichtfeld.

2. Abtastanordnung nach Anspruch 1, wobei die manuell betätigbaren Schaltmittel Auslöser- oder Triggermittel (12) für die Laserabtastanordnung umfassen.

3. Abtastanordnung nach Anspruch 2, wobei die Auslöser- oder Triggermittel (12, 154) erste und zweite Auslöser- oder Trigger-Rastpositionen umfassen, die durch einen Bediener selektiv betätigt werden.

4. Abtastanordnung nach Anspruch 1, wobei der Scan- bzw. Abtastspiegel (54) ein flacher Spiegel ist, der von einem Führungs- bzw. Scanner-Motor (56) angetrieben wird.

5. Abtastanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das optische Sammelsystem einen Sammelspiegel (66) umfaßt, der die von dem Blickfeld reflektierte, gescannte Laserstrahlung auf den optischen Detektor (58) fokussiert.

6. Abtastanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Nahbereichslaserbeleuchtungssystem (50) eine Nah- oder Kurzbereichs-Laserdiode (50) mit sichtbarem Strahl umfaßt, die vor dem Scan- bzw. Abtastspiegel (54) angeordnet ist.

7. Abtastanordnung nach Anspruch 6, wobei das Fernbereichslaserbeleuchtungssystem einen bei der Nah- oder Kurzbereichs-Laserdiode (50) mit sichtbarem Strahl angeordneten Faltungsspiegel (60) und eine Fern- oder Langbereichs-Laserdiode (62) mit sichtbarem Strahl umfaßt, die zum Leiten von Laserstrahlung zu dem Faltungsspiegel (60) angeordnet ist, und zwar für eine Reflektion der Laserstrahlung auf den Scan- bzw. Abtastspiegel (54).