DE69333135T2

DE69333135T2 - Leservorrichtung ohne Auslöser

Info

Publication number: DE69333135T2
Application number: DE69333135T
Authority: DE
Inventors: Boris Metlitsky; Paul Dvorkis; Edward Barkan
Original assignee: Symbol Technologies LLC
Current assignee: Symbol Technologies LLC
Priority date: 1993-03-08
Filing date: 1993-11-25
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2013-11-26
Also published as: US5436440A; US5408081A; JP2004348758A; CN1041247C; CN1109615A; EP0615207A2; DE69333135D1; JPH06274670A; JP3790535B2; EP0615207A3; KR940022329A; EP0615207B1; JP3602863B2; US5545888A; US5581072A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf handgehaltene Laserscanner zum Scannen und Lesen von codierten (Kenn-)Zeichen, z.B. Strichcodesymbolen, sowie auf Scanner ohne Auslöser im Allgemeinen. Ferner werden verschiedene Digitalisierschaltungen offenbart zur Signalverarbeitung.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Handgehaltene Laserscanner sind bekannt. Siehe z.B. US-Patent Nrn. 4,387,297 ; 4,409,470 und 4,806,742 , die für diese Technik repräsentativ sind. Eine alleinstehende Laserscanner-Workstation, siehe beispielsweise US-Patent Nr. 4,369,361 , mit eingebauten Laser-Scan- und Sensorkomponenten ist auch bekannt. Es ist auch bekannt, einen sogenannten "Dummy"-Ständer oder eine Halterung vorzusehen, auf dem bzw. der ein handgehaltener Laserscanner wahlweise getragen wird, wenn er nicht von einem menschlichen Bediener gehalten oder verwendet wird. Solche Ständer dienen typischerweise hauptsächlich als praktische Tischständer oder Ausrüstungsstützen, um für den Bediener schnellen Zugriff auf den Scanner vorzusehen. In einigen Fällen, siehe z.B. US-Patent Nr. 5,105,070 , ist der Ständer zweckmäßig beim Ändern der Richtung eines von dem getragenen Scanner ausgesandten Laserstrahls. Jeder der vorgenannten handgehaltenen Scanner verwendet einen Auslöser, der bei manueller Betätigung das Scannen und Lesen der (Kenn-)Zeichen einleitet. Es wurde kürzlich vorgeschlagen, einen sogenannten handgehaltenen Laserscanner "ohne Auslöser" vorzusehen, bei dem statt einem manuell betätigen Auslöser der Scanner eine zusätzlich Infrarotlicht emittierende Diode (LED) und einen komplementären Infrarotsensor verwendet, die beide in einem Vorderende oder einer Nase des Scanners angebracht sind. Wenn die Nase nahe zu einem Symbol angeordnet ist, wird Licht von der LED von dort reflektiert und von dem Sensor detektiert. Zusätzliche Steuerschaltungen im Scanner schalten den Laser und die Scan-Komponenten ansprechend auf eine solche Detektion an, um das Scannen und Lesen des Symbols einzuleiten.
Der Arbeitsbereich dieses Scanners ohne Auslöser ist daher beschränkt durch den Abfühlbereich des Infrarotsensors. Ein Symbol, das außerhalb des Bereichs des Sensors angeordnet ist, kann nicht gescannt werden, weil der Sensor die Laser- und Scan-Komponenten nicht einschalten wird. Abgesehen von den zusätzlichen Kosten für die Infrarot-LED und den Sensor kann darüber hinaus diese Abfühltechnik ohne Auslöser unpraktisch bei der Verwendung sein. Um ein weiteres Symbol zu lesen, oder um das gleiche Symbol erneut zu lesen, muss der Scanner weg von dem Symbol außerhalb des Abfühlbereichs (z. B. ungefähr 15 cm) bewegt, und dann zurückgebracht werden, so dass er im Abfühlbereich angeordnet ist. Dies kann große, ermüdende Handbewegungen erfordern. Zusätzlich ist der Scanner ohne Auslöser vielen fehlerhaften Leseversuchen unterworfen, da jegliches Objekt, das nahe der Nase angeordnet ist, den Scanner einschalten wird, und dies kann natürlich Gegenstände umfassen, die kein Symbol tragen.
Es ist auch in der Technik bekannt, ein Digitalsignal aus einem analogen Signal zu konstruieren, welches aus einer Photoelektrischen Umformung von Licht erzeugt wird, das von einem Symbol während des Scannens reflektiert wird, und zwar unter Verwendung von Signalverarbeitungs-Digitalisierungsschaltungen, die entweder festgelegte Schwellenwertpegel verwenden, die direkt von dem Analogsignal abgeleitet sind, oder die eine erste Ableitung des Analogsignals mit einem Spitzensignal vergleichen, das den Spitzen des Analogsignals folgt. Jedoch sind solche bekannten Digitalisierschaltungen fehlerträchtig aufgrund von Faktoren, wie beispielsweise hohen Umgebungslichtpegeln und Rauschen, insbesondere in Fällen, wo der Lesestrahlpunkt schlecht fokussiert ist, d.h. bei Fernbereichsleseanwendungen oder beim Lesen von Symbolen mit sehr hoher Dichte.
EP-A-0 425 274 wurde als Grundlage für den Oberbegriff der Ansprüche 1 und 9 verwendet und offenbart Einheiten mit einer Strahlscanfunktion und einer Lichtempfangsfunktion und einer Photoelektrischen Umwandlungsfunktion, wobei die Einheiten von dem Hauptkörper eines stationären Strichcodelesers als getrennte Einheit getrennt sind. Die getrennte Einheit ist lösbar an der Hauptkörpereinheit angebracht. Die getrennte Einheit ist auf der Hauptkörpereinheit angebracht, zur Verwendung als ein stationärer Leser, wenn ein Produkt, auf dem ein Strichcode aufgedruckt ist, relativ klein und leicht ist. Wenn ein Produkt groß oder schwer ist, wird die getrennte Einheit von der Hauptkörpereinheit getrennt zur Verwendung als ein handgehaltener Leser. Dies verbessert die Betriebsfähigkeit des Strichcodelesers und beseitigt die Notwendigkeit, einen stationären Strichcodeleser und einen handgehaltenen Strichcodeleser getrennt vorzusehen.
EP-A-0 490 605 betrifft eine tragbare Scanvorrichtung für codierte Symbole, die ein Gehäuseglied aufweist, das ein Paar von geneigten Tragoberflächen besitzt, die unter einem Winkel zueinander orientiert sind, sowie einen Bodenteil besitzt, auf dem ein reflektierender Spiegel angebracht ist. Eine der geneigten Tragoberflächen umfasst eine transparente Platte. Ein tragbarer handgehaltener optischer Scanner ist benachbart zu der anderen geneigten Tragoberfläche angeordnet, um eine Vielzahl von scannenden Lichtstrahlen in Form eines Scanmusters auf den reflektierenden Spiegel zu projizieren, der das Scanmuster auf die transparente Platte reflektiert, über der ein codiertes Etikett hinwegbewegt wird, wodurch ermöglicht wird, dass die scannenden Lichtstrahlen das codierte Etikett scannen. Ein benachbart zu der anderen geneigten Tragoberfläche angebrachter Magnet wird von einem Sensor abgefühlt, welcher in dem handgehaltenen Scanner angebracht ist, um Steuersignale zu erzeugen, die verwendet werden, um den Scanner in unterschiedlichen Betriebsarten zu betreiben, abhängig davon, ob der Scanner auf dem Gehäuse angebracht ist oder verwendet wird, um ein codiertes Etikett manuell zu scannen.
US-A-4 916 318 offenbart einen optischen Leser vom Scannertyp mit einer Laserquelle, die verwendet wird zum Lesen von Information auf einem Gegenstand, wie beispielsweise ein Strichcode. Ein umleitendes bzw. reflektierendes optisches Glied leitet einen von der Laserquelle emittierten Laserstrahl zu dem zu scannenden Gegenstand um. In dem Leser ist eine Projektionslinse vorhanden, die zwischen der Laserquelle und dem reflektierenden optischen Glied angeordnet ist. Ein lichtempfangendes Glied empfängt den Laserstrahl, der von dem gescannten Gegenstand reflektiert wurde, um die Information auf dem Gegenstand zu lesen. Ein optisches Glied, wie beispielsweise eine ebene parallele Platte, wird in dem Strahl der Laserquelle vor- und zurückbewegt, um die Strahltaille des Laserstrahls zu verändern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
1. Ziele der Erfindung
Es ist ein Ziel dieser Erfindung, einen neuartigen Scanner ohne Auslöser vorzusehen.
Dieses Ziel wird erreicht durch einen Leser ohne Auslöser gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 9. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein System und ein Verfahren zum elektro-optischen Lesen codierter (Kenn-)Zeichen, wie beispielsweise Strichcodesymbolen weist einen elektro-optischen Leser auf mit einem Handgriff, um einem menschlichen Bediener zu ermöglichen, den Leser zu halten und auf zu lesende (Kenn-)Zeichen zu richten, in einer beabsichtigten Verwendungsposition. Der Leser besitzt Mittel zum Scannen der (Kenn-)Zeichen mit einem ersten Scanmuster, z.B. einer einzigen Scanlinie, die die (Kenn-)Zeichen überquert, wenn der Leser von de Bediener so gehalten und gerichtet wird, oder ein Mehrfach-Linien-Rasterscanmuster, das sich über die (Kenn-)Zeichen hinweg erstreckt. Das Rastermuster kann einen Satz paralleler Scanlinien oder einen Satz sich schneidender Scanlinien oder ein krummliniges bzw. kurvilineares Scanmuster sein.
Eine alleinstehende Halterung mit Tragmitteln zum Trage des Lesers in einer weiteren beabsichtigten Verwendungsposition, d.h. wenn der Leser nicht von dem Bediener gehalten wird, kann verwendet werden. Die Halterung umfasst einen Ausgangsanschluss und Wandlermittel zum Umwandeln des ersten Scanmusters in ein zweites unterschiedliches Scanmuster, z.B. eine Vielzahl von Scanlinien, und zum Richten des zweiten Scanliniens durch den Ausgangsanschluss bzw. die Ausgangsöffnung, um sich über (Kenn-)Zeichen hinweg zu bewegen, die außerhalb des Ausgangsanschlusses bzw. der Ausgangsöffnung angeordnet sind, wenn der Leser von der Halterung getragen wird. Das zweite Scanmuster kann auch einen Satz paralleler, sich schneidender oder curvilinearer Scanlinien sein. Im Fall, wenn beide Scanmuster jeweilige Sätze paralleler Linien umfassen, können sich die ersten und zweiten Scanmuster voneinander unterscheiden hinsichtlich Höhe, Intensität, Kippwinkel oder irgendeinem anderen Merkmal.
Somit ist der Leser funktionsfähig zum Lesen von (Kenn-)Zeichen, und zwar entweder gehalten in der Hand eines menschlichen Bedieners oder getragen auf einer alleinstehenden Halterung. Das Scanmuster wird praktischerweise verändert durch einfaches Einsetzen des Lesers in die Halterung.
Die Halterung kann eine Basis und einen hohlen Kopf oberhalb der Basis umfassen. Der Ausgangsanschluss ist am Kopf angeordnet und weist zur Basis. Die Wandlermittel können eine Vielzahl von Strahlfaltspiegeln umfassen, die innerhalb des Kopfes angeordnet sind. Ein von dem Laser erzeugter Lichtstrahl trifft nacheinander auf diese Spiegel und wird von diesen reflektiert, bevor er durch den Ausgangsanschluss zu der Basis hin austritt. Bei einem weiteren Leser trifft der Lichtstrahl direkt auf einen Hauptspiegel, der von den Strahlfaltspiegeln umgeben ist. Ein Antrieb dreht den Haupt spiegel, so dass er den darauf auftreffenden Lichtstrahl zu den Strahlfaltspiegeln hin reflektiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auf dem Leser kein Auslöser vorgesehen, wodurch ein sogenannter "auslöserfreier" Scanner bzw. ein Scanner "ohne Auslöser" gebildet wird. Diese Erfindung schlägt vor, den Arbeitsbereich davon zu beschränken, indem der Lichtstrahl so fokussiert wird, dass seine Strahltaille im Inneren des Lesers geordnet ist. Die Strahltaille besitzt einen minimalen Strahlquerschnitt, gesehen in einer Scanrichtung, entlang von der sich die (Kenn-)Zeichen erstrecken. Der Arbeitsbereich ist begrenzt aufgrund des Abstandes, über den sich der Lichtstrahl innerhalb des Lasers bewegt zwischen der Strahltaille und dem' Ausgangsfenster, durch das der Lichtstrahl auf dem Weg zu den (Kenn-) Zeichen hindurchgeht. Nur (Kenn-)Zeichen innerhalb des begrenzten Arbeitsbereichs können gelesen werden. Keine zusätzliche LED oder kein zusätzlicher Sensor sind erforderlich.
Verschiedene Signalverarbeitungs-Digitalisierungsschaltungen, die eine wahre und getreue digitale Rekonstruktion des gescannten Symbols vorsehen, werden auch vorgeschlagen.
Die neuartigen Merkmale, die als charakteristisch für die Erfindung angesehen werden, sind insbesondere in den beigefügten Ansprüchen beschrieben. Die Erfindung selbst jedoch, sowohl hinsichtlich ihres Aufbaus als auch ihres Betriebsverfahrens, sowie weitere Ziele und Voreile davon, werden am Besten verstanden aufgrund der folgenden Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele, wenn diese gelesen wird in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Vorderansicht eines handgehaltenen Scanners;
2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 von 1;
3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 von 2;
4 ist eine perspektivische Ansicht des Scanners von 1 in einer beabsichtigten Verwendungsposition;
5 ist eine perspektivische Ansicht einer in dem Scanner von 1 verwendeten optischen Anordnung und zeigt Strahlquerschnitte in einer vergrößerten Ansicht;
6 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils der optischen Anordnung des Scanners von 1;
7 ist eine teilweise geschnittene, teilweise im Aufriss gezeigte Ansicht des Scanners von 1 in einer weiteren beabsichtigten Verwendungsposition in einer alleinstehenden Halterung;
8 ist eine Draufsicht im Schnitt entlang der Linie 8-8 von 7;
9 ist eine Ansicht analog zur 7, aber mit einer weiteren alleinstehenden Halterung;
10 ist eine Draufsicht im Schnitt entlang der Linie 10-10 von 9;
11 ist eine schematische Ansicht einer Steueranordnung zur Verwendung in der Kombination aus Scanner und Halterung von 7;
12 ist eine Ansicht analog zu 2, aber mit einem Scanner ohne Auslöser gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
13 ist ein Blockdiagramm einer Signalverarbeitungs-Digitalisierungsschaltung;
14 ist ein Satz von Wellenformen an verschiedenen Stellen der Schaltung von 13;
15 ist ein Blockdiagramm einer weiteren Signalverarbeitungs-Digitalisierungsschaltung;
16 ist ein Satz von Wellenformen an verschiedenen Stellen in der Schaltung von 15;
17 ist ein elektrisches schematisches Diagramm von noch einer weiteren Signalverarbeitungs-Digitalisierungsschaltung;
17b ist ein elektrisches schematisches Diagramm einer alternativen Digitalisierungsschaltung, die in 17a gezeigt ist.
18 ist ein elektrisches schematisches Diagramm von noch einer weiteren Signalverarbeitungs-Digitalisierungsschaltung;
19 ist ein Satz von Wellenformen an verschiedenen Stellen in der Schaltung von 18;
20 ist ein Blockdiagramm eines integrierten Schaltungschips, auf dem eine Digitalisierungsschaltung umfasst ist;
21 ist eine perspektivische Ansicht eines Verkaufssystems unter Verwendung eines alleinstehenden Scanners.
22 ist eine isometrische Ansicht einer alleinstehenden Workstation mit einem lösbaren bzw. entfernbaren Scanner; und
23 ist eine Vorderansicht der Workstation von 22.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Bezugnehmend zuerst auf die 1 bis 4 der Zeichnungen identifiziert das Bezugszeichen 10 allgemein einen leichtgewichtigen (weniger als ein Pfund), handgehaltenen Laserscanner, der vollständig von einem Verwender getragen werden kann, zur Verwendung in einem Laserscansystem, das funktioniert zum Lesen, Scannen und/oder Analysieren codierten (Kenn-) Zeichen, und der von dem Verwender sowohl vor als auch während des Lesens davon nacheinander auf jeweilige (Kenn-)Zeichen gerichtet werden kann. Die Ausdrücke "(Kenn-)Zeichen" oder "Symbol", wie sie untereinander austauschbar hier verwendet werden, sollen (Kenn-)Zeichen abdecken, die aus verschiedenen Teilen mit unterschiedlichen Lichtreflexionseigenschaften bei der Wellenlänge der verwendeten Lichtquelle, z.B. einem Laser, aufgebaut sind. Die (Kenn-)Zeichen können das überall vorhandene UPC-Strichcodesymbol (Universal Product Code) oder irgendwelche der schwarzen und weißen gewerblichen Symbole, z.B. Code 39, Codabar, Interleaved 2 of 5, etc. sein. Die (Kenn-)Zeichen können auch irgendwelche alphabetischen und/oder numerischen Zeichen sein. Der Ausdruck "Symbol" soll (Kenn-) Zeichen umfassen, die in einem Hintergrundfeld angeordnet sind, wobei die (Kenn-)Zeichen, oder zumindest ein Teil davon, eine unterschiedliche Lichtreflexionseigenschaft besitzen als das Hintergrundfeld. Bei dieser letzteren Definition ist das "Lesen" des Symbols besonders nützlich im Bereich der Robotik und der Objekterkennung.
Bezugnehmend nun auf 1 umfasst der Scanner 10 ein allgemein pistolenförmiges Gehäuse mit einem Handgriffteil 12 mit einem allgemein rechteckigen Querschnitt, der allgemein langgestreckt ist entlang einer Handgriffachse, und mit einem allgemein horizontal langgestreckten Trommel- bzw. Lauf- oder Körperteil 11. Die Querschnittsmaße und Gesamtgröße des Handgriffteils 12 sind derart, dass der Scanner praktisch in eine Benutzerhand passt und von dieser gehalten werden kann. Die Körper- und Handgriffteile sind gebildet aus einem leichtgewichtigen, elastischen, schlagbeständigen, selbsttragenden Material, wie beispielsweise einem synthetischen Kunststoffmaterial. Das Kunststoffgehäuse ist vorzugsweise spritzgussgeformt, kann aber vakuumgeformt oder blasgeformt sein, um eine dünne hohle Schale zu bilden, die einen Innenraum begrenzt, dessen Volumen weniger misst als ein Wert in der Größenordnung von 820 cm³ (50 Kubikzoll), und in einigen Anwendungen ist das Volumen in der Größenordnung von 410 cm³ (25 Kubikzoll) oder weniger. Solche speziellen Werte sollen nicht selbstbeschränkend sein, sondern sollen eine allgemeine Annäherung der gesamten Maximalgröße und des Volumens des Gehäuses vorsehen. Die Schale bzw. das Gehäuse ist gebildet aus zwei Gehäuseteilen 12a, 12b, die sich entlang einer allgemein vertikalen Verbindungslinie 12c treffen.
In einer beabsichtigten Verwendungsposition gesehen, d.h. als der handgehaltene Scanner, wie er in 4 gezeigt ist, besitzt der Körperteil 11 einen vorderen Schnauzenbereich oder eine Nase mit einer geneigten Vorderwand 11a. Der Körperteil 11 besitzt auch einen hinteren Bereich oder ein Heck mit einer Rückwand 11b, die von der geneigten Vorderwand 11a nach hinten beabstandet ist. Der Körperteil 11 besitzt auch eine obere Wand 11c, eine untere Wand 11d unterhalb der oberen Wand 11c sowie ein Paar entgegengesetzter Seitenwände 11e, 11f zwischen den oberen und unteren Wänden. Die vordere Wand 11a ist bezüglich der oberen und unteren Wände geneigt.
Ein manuell betätigbarer und vorzugsweise niederdrückbarer Auslöser 13 ist auf einem elastischen Auslegerarm 13a angebracht, zur Bewegung relativ zu dem Gehäuse in einem nach vorn weisenden Bereich, wo der Handgriffteil und der Körperteil zusammentreffen und wo der Zeigefinger des Verwenders normalerweise liegt, wenn der Verwender den Handgriffteil in der beabsichtigten Verwendungsposition ergreift. Die Bodenwand 11d besitzt eine untere Öffnung, und der Handgriff 12 besitzt einen nach vorn weisenden Schlitz, durch den der Auslöser 13 ragt und bewegt wird. Ein Ende des Arms 13a liegt über einem Auslöserschalter 25, welcher aus einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand umgeschaltet wird beim Drücken des Auslösers 13.
Ein Ausgangsfenster 14 ist stationär an der Nase angebracht und ist lichtdurchlässig, um zu gestatten, dass Laserlicht vom Inneren zum Äußeren des Gehäuses und umgekehrt hindurchgeht.
Ein flexibles, nicht starres, elektrisches Spiralkabel 15 mit mehreren Bewegungsfreiheiten verbindet den Scanner mit den übrigen Komponenten des Laserscansystems, dessen Betrieb in größere Einzelheiten unten erklärt wird.
Eine Vielzahl von Komponenten ist in dem Scanner angebracht, und wie unten erklärt wird, werden zumindest einige davon durch den Auslöser 13 betätigt, und zwar entweder direkt oder indirekt, mittels eines Steuermikroprozessors. Eine der Komponenten ist eine betätigbare Laserlichtquelle (siehe 3, 5 und 6), z. B. eine Halbleiterlaserdiode 33, die bei Betätigung durch den Auslöser 13 funktioniert zum Erzeugen und Leiten eines ausgehenden Laserstrahls, dessen Licht für das menschliche Auge sichtbar oder mindestens marginal sichtbar ist. Der von der Laserdiode emittierte Strahl ist stark divergent; er divergiert unterschiedlich in verschiedenen Ebenen parallel und senkrecht zu der Längsrichtung der Strahlfortpflanzung; er ist nicht-radial symmetrisch, d. h. anamorph; er besitzt einen Strahlquerschnitt, der allgemein ähnlich einem Oval ist. Die Diode kann vom Typ der kontinuierlichen Welle oder vom Impulstyp sein. Die Diode erfordert eine niedrige Spannung (z. B. 12 Volt Gleichspannung oder weniger), die geliefert wird von einem Leistungsregler und einer Batteriequelle (Gleichspannungsquelle), die innerhalb des Scanners vorgesehen sein kann, oder durch ein wiederaufladbares Batteriepackzubehör, das lösbar an dem Scanner befestigt ist, oder durch einen Leistungsleiter in dem Kabel 15, der mit dem Scanner von einer externen Leistungsversorgung (z. B. einer Gleichspannungsquelle) aus verbunden ist.
Wie am Besten in 6 gezeigt ist, ist eine optische Anordnung 30 in dem Scanner auf einer dünnen gedruckten Leiterplatte 16 angebracht und ist einstellbar positioniert relativ zu derselben zum optischen Modifizieren, d. h. Fokussieren, und Leiten des emittierten Laserstrahls entlang eines ersten optischen Pfads 21a, 21c zu einer Bezugsebene hin, die außerhalb des Kopfes angeordnet ist, und zwar entweder an der Nase zum Lesen von Symbolen in Kontakt mit der vorderen Wand 11a, oder vor der Nase zum Lesen von Symbolen, die nicht mit der Vorderwand 11a in Kontakt stehen. Die Bezugsebene liegt allgemein senkrecht zu der Längsrichtung, entlang von der sich der emittierte Laserstrahl fortpflanzt. Ein zu lesendes Symbol 100 (siehe 5) ist in der Umgebung der Bezugsebene angeordnet, entweder in der Bezugsebene, oder auf einer oder der anderen Seite davon; d. h. an irgendeiner Stelle innerhalb der Tiefenschärfe des optisch modifizierten Laserstrahls und innerhalb eines Bereichs von Arbeitsabständen, gemessen relativ zu dem Scanner. Der Laserstrahl wird von dem Symbol reflektiert, und zwar als gespiegelte Komponente in einer Richtung und als gestreute Komponente in vielen Richtungen, und der Teil des gestreuten Laserlichts, der sich entlang eines zweiten optischen Pfads 21c und 21b weg von dem Symbol und zurück zu dem Scanner bewegt, wird hierin als der zurückkehrende Teil bezeichnet.
Wie am Besten in 6 gezeigt ist, umfasst die optische Anordnung ein langgestrecktes zylindrisches optisches Rohr bzw. einen optischen Tubus 34, das bzw. der in einem Endbereich eine zylindrische Bohrung besitzt, in der ein ringförmiger Gehäuseteile der Diode 33 eng aufgenommen ist, um die Diode in einer festgelegten Position zu halten, und an dem entgegengesetzten Endbereich des optischen Rohrs 34 umfasst eine Linsentrommel bzw. einen Objektivtubus 35, eine Blende 45, blockierende Wandteile 44, die die Blende umgeben und begrenzen, sowie zylindrische Seitenwandteile 46, die einen Innenraum begrenzen.
Die optische Anordnung umfasst ferner eine Fokussierlinse 32, zum Beispiel eine plan-konvexe Linse, die im Innenraum der Seitenwandteile 46 in dem ersten optischen Pfad angeordnet ist, und zusammen mit der Blende funktionsmäßig vorgesehen ist, zum Fokussieren des emittierten Laserstrahls auf eine Strahltaille (z.B. siehe Position d₃ in 5) an der Bezugsebene. Die Blende 45 kann auf jeder Seite der Linse 32 angeordnet sein, aber ist vorzugsweise auf der stromabwärtigen Seite. Vorspannmittel oder eine gespannte Schraubenfeder 47 sind bzw. ist innerhalb des optischen Rohrs angeordnet und ein Schraubenende liegt gegen einem Gehäuseteil der Diode an, wogegen das andere Schraubenende gegen eine planare Seite der Linse 32 anliegt. Die Feder drängt die Linse ständig gegen die blockierenden Wandteile, wodurch die Linse relativ zu der Blende in festgelegter Weise angeordnet ist. Die Linse und die Blende werden gemeinsam bewegt, wenn der Objektivtubus in Längsrichtung bewegt wird.
Die Blende besitzt einen Querschnitt, der wie nachfolgend beschrieben wird, allgemein ungefähr gleich ist zu dem Querschnitt des emittierten Laserstrahls an der Blende, wodurch gestattet wird, dass ein Großteil des emittieren Laserstrahls entlang des ersten optischen Pfads auf dem Weg zu dem Symbol durch die Blende hindurch geht. Der Blendenquerschnitt ist vorzugsweise rechteckig oder oval, wobei in diesem Fall das längere Maß des rechteckigen oder ovalen Querschnitts mit der größeren Divergenz des Laserstrahls ausgerichtet ist, um mehr Energie zu dem Symbol hin zu übertragen. Die optische Anordnung umfasst einen optischen Block 50 mit einem Vorderteil 52 und einem Rückteil 54, die zusammen einen Innenraum begrenzen, in dem die Diode 33, das optische Rohr 34, der Objektivtubus 35 und die vorgenannten, darin enthaltenen Komponenten, aufgenommen sind. Ein Kühlkörper 31 ist in engem thermischen Kontakt mit der Diode angebracht, um Wärme von dieser wegzuleiten. Höheneinstellmittel einschließlich mindestens eines Gewindeelements 56 gehen mit einem Freiraum durch die ausgerichteten Löcher, die jeweils in dem Kühlkörper und in dem Rückteil 54 ausgebildet sind, und sind in ein Gewindeloch geschraubt, das in dem Vorderteil 52 ausgebildet ist. Ein Gelenk bzw. Scharnier 54 ist vorteilhafterweise realisiert durch Vorsehen einer dünnen, flexiblen, geschwächten Zone in dem optischen Block zwischen dessen Vorder- und Rückteilen. Der Vorderteil 52 ist stationär angebracht auf der Platte 16 durch Verankerungen 59. Die Diode, das Rohr und der Tubus und die darin enthaltenen Komponenten sind auf dem Rückteil angebracht zur Bewegung damit. Beim Drehen des Elements 56 in einer Umfangsrichtung um eine Achse, entlang von welcher sich das Element 56 erstreckt, werden der Rückteil und alle darauf getragenen Komponenten winkelmäßig bewegt um das Gelenk 58 herum relativ zu dem stationären Vorderteil, wodurch der emittierte Lichtstrahl angehoben oder abgesenkt wird, welcher durch den Block 50 durch einen Durchlass 60 austritt, der so bemessen ist, dass er den Strahl während seines gesamten Winkeleinstellbereichs nicht blockiert.
Der Laserstrahl, der durch den Durchlass 60 hindurchgeht, wird durch die optische Anordnung nach hinten gerichtet entlang eines Pfads 21a innerhalb des Scanners zu einem allgemein planaren Scanspiegel 19b zur Reflektion von dort. Der Scanspiegel 19b reflektiert den darauf auftreffenden Laserstrahl nach vorn entlang eines Pfads 21c durch das nach vorn weisende, laserlichtdurchlässige Fenster 14 und zu dem Symbol. Wie am Besten in 5 gezeigt ist, ist das Symbol 100 in der Nähe der Bezugsebene 102 gezeigt, und im Fall eines Strichcodesymbols besteht es aus einer Reihe vertikaler Striche bzw. Balken, die voneinander beabstandet sind, in einer Längsrichtung. Ein Laserstrahlpunkt ist auf dem Symbol fokussiert. Wenn der Scanspiegel hin- und herbeweglich und wiederholt in Querrichtung oszilliert wird, wie unten erklärt wird, um den Laserstrahl in Längsrichtung über alle Striche des Symbols hinweg zu streichen, wird eine einzige lineare Abtastung erzeugt. Die lineare Abtastung kann irgendwo entlang der Höhe der Striche ange ordnet sein, vorausgesetzt, dass alle Striche überstrichen werden. Die Länge der linearen Abtastung ist größer als die Länge des längsten, für das Lesen erwarteten Symbols, und in einem bevorzugten Fall ist die lineare Abtastung in der Größenordnung von 7,62 cm (3 Zoll) an der Bezugsebene.
Der Scanspiegel 19b ist auf Scanmitteln angebracht, vorzugsweise einem Hochgeschwindigkeitsscanmotor 24 von dem Typ, wie er im US-Patent Nr. 4,387,297 gezeigt und beschrieben ist.
Zum Zwecke dieser Anmeldung wird angenommen, dass es ausreichend ist, darauf hinzuweisen, dass der Scannermotor 24 eine Ausgangswelle 104 besitzt, auf der ein Tragbügel 19 fest angebracht ist. Der Scanspiegel ist fest auf dem Bügel angebracht. Der Motor wird angetrieben, um die Welle hin- und herbeweglich und wiederholt in abwechselnde Umfangsrichtungen zu oszillieren bzw. zu schwingen, und zwar über Bogenlängen von jeglicher gewünschten Größe hinweg, typischerweise weniger als 360 Grad und einer Geschwindigkeit in der Größenordnung von einer Vielzahl von Schwingungen pro Sekunde. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden der Scanspiegel und die Welle gemeinsam geschwungen, so dass der Scanspiegel den darauf auftreffenden Laserdiodenstrahl wiederholt über einen Winkelabstand oder eine Bogenlänge an der Bezugsebene von ungefähr 32 Grad und mit einer Rate von ungefähr 40 Abtastungen oder 20 Schwingungen pro Sekunde überstreicht.
Bezugnehmend wiederum auf 2 besitzt der zurückkehrende Teil der gestreuten Komponente des reflektierten Laserlichts eine variable Lichtintensität aufgrund der unterschiedlichen Lichtreflektionseigenschaften der verschiedenen Teile, aus denen das Symbol 100 aufgebaut ist, und zwar über das Symbol hinweg während der Abtastung. Der zurückkehrende Teil des reflektierten Laserlichts wird gesammelt durch einen allgemein konkaven, sphärischen Sammelspiegel 19a und ist ein breiter, konischer Lichtstrom in einem konischen Sammelvolumen, das auf dem Pfad 21c zentriert ist. Der Sammelspiegel 19a reflektiert das gesammelte konische Licht in den Kopf hinein, entlang des Pfads 21b durch ein laserlichtdurchlässiges Element 106 zu Sensormitteln, z.B. einem Licht- oder Photosensor 17. Der Photosensor 17, vorzugsweise eine Photodiode, detektiert die variable Intensität, die sich entlang der linearen Abtastung und vorzugsweise darüber hinaus erstreckt, und erzeugt ein elektrischen Analogsignal als Anzeige für detektierte variable Lichtintensität.
Der Sammelspiegel 19a ist auch auf dem Tragbügel 19 angebracht, und wenn der Scanspiegel von dem Auslöser betätigt wird, wird der Sammelspiegel hinund herbeweglich und wiederholt in Querrichtung geschwungen bzw. oszilliert und streicht das Sichtfeld der Photodiode in Längsrichtung über das Symbol hinweg in einer linearen Abtastung.
Der Scanspiegel und der Sammelspiegel sind bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine einstückige Konstruktion, aber der Scanspiegel kann auch ein gesonderter kleiner, planarer Spiegel sein, der an der korrekten Position und im richtigen Winkel durch Kleber befestigt ist oder an seiner Stelle angeformt ist auf einem gesonderten, vorderseitigen, reflektiv bzw. reflektierend beschichteten, konkaven Spiegel. Der konkave Sammelspiegel dient zum Sammeln des zurückkehrenden Teils des Laserlichts und zum Fokussieren desselben auf die Photodiode.
Ebenfalls in dem Kopf angebracht sind verschiedene elektrische Teilschaltungen, die auf der Leiterplatte 16 angebracht sind. Beispielsweise funktionieren Signalverarbeitungsmittel 38 auf der Platte 16 zum Verarbeiten des von dem Sensor erzeugten analogen elektrischen Signals und zum Erzeugen eines digitalisierten Videosignals. Für das Symbol beschreibende Daten können aus dem Videosignal abgeleitet werden. Geeignete Signalverarbeitungsmittel für diesen Zweck wurden beschrieben um US-Patent Nr. 4,251,798 . Die Komponente 39 auf der Platte 16 bildet eine Antriebsschaltung für den Scannermotor, und geeignete Motorantriebsschaltungen für diesen Zweck wurden beschrieben im US-Patent Nr. 4,387,297 . Die Komponente 40 auf der Platte 16 ist ein Spannungswandler zum Erregen der Laserdiode 33.
Das digitalisierte Videosignal wird bei einem Ausführungsbeispiel entlang eines Kabels 15 zu einem Decodier-/Steuermodul 101 (siehe 4) geleitet, das funktionsmäßig vorgesehen ist zum Decodieren des digitalisierten Videosignals in ein digitalisiertes decodiertes Signal, aus dem die gewünschten, für das Symbol beschreibenden Daten erhalten werden, und zwar in Übereinstimmung mit einem Algorithmus, der in einem Softwaresteuerprogramm enthalten ist. Die Decodier-/Steuermittel umfassen ein PROM (programmierbarer Lesespeicher) zum Speichern des Steuerprogramms, ein RAM (zugriffsfreier Speicher) zur temporären Datenspeicherung, und einen Steuermikroprozessor zum Steuern des PROM und RAM. Die Decodier-/Steuermittel bestimmen, wann eine erfolgreiche Decodierung des Symbols erhalten wurde, und beendet auch das Lesen des Symbols bei Bestimmung der erfolgreichen Decodierung davon. Die Einleitung des Lesens wird bewirkt durch Drücken des Auslösers. Die Decodier-/Steuermittel umfassen auch eine Steuerschaltung zum Steuern der Betätigung der betätigbaren Komponenten in dem Kopf, eingeleitet durch den Auslöser, sowie zum Kommunizieren mit dem Verwender, dass das Lesen automatisch beendet wurde, wie beispielsweise durch Senden von Steuersignalen an Anzeigelampen 36, 37 (siehe 3), so dass diese aufleuchten.
Das decodierte Signal wird an einen entfernt gelegenen Hostcomputer 103 geleitet, der im Wesentlichen als große Datenbank dient, das decodierte Signal speichert und in einigen Fällen Information liefert, die mit dem decodierten Signal in Beziehung steht. Beispielsweise kann der Hostcomputer Verkaufspreisinformation liefern entsprechend der Gegenstände, die durch ihre decodierten Symbole identifiziert wurden.
Bei einem weiteren Leser sind die Decodier-/Steuermittel und lokale Datenspeichermittel auf einer weiteren gedruckten Leiterplatte 27 im Handgriffteil angebracht und speichern mehrere decodierte Signale, die gelesen wurden. Die gespeicherten Signale können daraufhin zu einem entfernten Hostcomputer herübergeladen werden. Durch Vorsehen der lokalen Datenspeichermittel, kann die Verwendung des Kabels während des Lesens des Symbols eliminiert werden – ein Merkmal, das sehr zweckmäßig ist, um den Kopf so frei handhabbar wie möglich zu machen. Ein Piepser 28 kann wahlweise auch auf der Platte 27 angebracht sein, so dass der Verwender durch eine Öffnung 29 in dem Handgriff hören kann, wenn ein Symbol erfolgreich gelesen wurde. Ein Batteriepack ist auch am Handgriffteil angebracht.
Bezugnehmend nun auf 7 und 8 emittiert der Scanner 10 ein Einzellinienscanmuster, wie oben bemerkt wurde. Es ist möglich, dass Einzellinienmuster in ein unterschiedliches Scanmuster umzuwandeln, z.B. in ein omnidirektionales oder Allrichtungsmuster mit sich schneidenden Scanlinien. Dies wird erreicht durch die einfache Maßnahme des Anbringens des Scanners 10 in einer alleinstehenden stationären Halterung 110.
Die Halterung 110 besitzt einen hohlen Kopf 112, welcher erhöht ist bezüglich einer Basis 114 durch eine Stütze 116. Die Basis 114 ruht auf einer horizontalen Tragoberfläche, wie beispielsweise einer Theke 124. Der Kopf 112 besitzt ein Abteil 118 zur Aufnahme der Nase der Trommel bzw. des Laufs 11 des Scanners 10. Der Kopf 112 besitzt auch einen Finger 120 zum elastischen Eingriff mit einer Schnappwirkung mit dem Boden des Handgriffs 12 des Scanners. Der Scanner wird somit festgehalten in seiner Lage auf der Halterung. Ein lichtdurchlässiges Fenster 122 innerhalb des Abteils 18 weist zu der Nase und ermöglicht, dass der von dem Scanner ausgesandte Laserstrahl in das Innere des Kopfes 112 eintritt.
Ein Scanwandler 124 ist innerhalb des Kopfes angebracht und umfasst eine Vielzahl von Strahlfaltspiegeln 126, 128, 130, die in gleichem Winkel um eine vertikale Achse herum angeordnet sind und innerhalb des Kopfes durch rückwärtige Befestigungen 126a, 128a, 130a stationär befestigt sind. Jeder Spiegel ist im Pfad des ausgesandten Laserstrahls angeordnet und ist nach unten geneigt, um zu einem Ausgangsanschluss bzw. einer Ausgangsöffnung 132 zu weisen, der bzw. die ebenfalls als ein lichtdurchlässiges Fenster ausgebildet ist.
Sobald der Scanner 10 in der Halterung getragen ist und wie nachfolgend beschrieben, betätigt wird, emittiert er einen Laserstrahl, der sich linear zwischen Begrenzungspositionen 134a, 134b bewegt (siehe 8). Während dieser Linearbewegung trifft der Laserstrahl nacheinander auf den Seitenspiegel 130, den mittleren Spiegel 126 und den gegenüberliegenden Seitenspiegel 128. Jeder Spiegel reflektiert den auftreffenden Strahl nach unten durch die Ausgangsöffnung 132 zu einem Symbol, das an der Basis 114 und/oder der Tragoberfläche 124 oder benachbart dazu angeordnet ist. Die Verwendung von die Spiegeln, wie es gezeigt ist, erzeugt einen Satz von drei sich schneidenden Scanlinien, die mit den Bezugszeichen 126', 128', 130' bezeichnet sind.
Ein weiterer Scan-Wandler 140 ist in den 9 und 10 dargestellt, und weist einen Satz von Strahlfaltspiegeln 142, 144, 146 auf, die im gleichen Winkel um eine Motorwelle 148 herum angeordnet sind, auf der ein Hauptscanspiegel 150 angebracht ist. Die Welle 148 wird durch einen Antriebsmotor 152 gedreht. Jeder der Spiegel 142, 144, 146 ist innerhalb des Kopfes durch rückwärtige Anbringungen 142a, 144a, 146a stationär angebracht und ist nach unten geneigt, um zur Ausgangsöffnung 132 hin zu weisen. Der Hauptspiegel 150 ist in dem Pfad des emittierten Laserstrahls angeordnet. Ein in der Halterung angebrachter Näherungssensor 153 ist funktionsmäßig vorgesehen zum Detektieren des Vorhandenseins eines in dem Scanner angebrachten Sensorelements 155, wodurch das Vorhandensein des Scanners auf der Halterung detektiert wird. Die Anordnung des Sensors 153 und des Elements 155 könnte umgekehrt sein.
Sobald der Scanner 10 in der Halterung getragen und betätigt ist, wie nachfolgend beschrieben wird, emittiert er einen Laserstrahl, der auf den Hauptspiegel 150 auftrifft. Wenn der Hauptspiegel 150 von dem Motor 152 gedreht wird, wird der von dem Hauptspiegel reflektierte Strahl daraufhin sequentiell zu jedem äußeren Spiegel 142, 144, 146 gerichtet und durch die Ausgangsöffnung 132 nach unten reflektiert zu einem Symbol, das auf der Basis 114 und/oder der Tragoberfläche 124 oder benachbart dazu angeordnet ist. Wiederum wird ein Muster aus sich schneidenden Scanlinien 142', 144' 146' erzeugt.
Andere Scanwandler werden in Betracht gezogen, die einen oder mehrere, bewegliche oder stationäre Spiegel verwenden. Beispielsweise kann ein sich drehendes Polygon mit mehreren verspiegelten Facetten oder ein Prisma mit geneigten Spiegeloberflächen verwendet werden. Der Motor 152 wird durch den Näherungssensor 153, 155 betätigt, wenn das Vorhandensein des Scanners auf der Halterung detektiert wird, und wird abgeschaltet, wenn das Vorhandensein des Scanners durch den Näherungssensor 153, 155 nicht mehr detektiert wird.
Wie in den 7 und 9 gezeigt ist, ist der Auslöser 13 nicht praktisch betätigbar, wenn der Scanner 10 auf der Halterung 110 angebracht ist. Daher werden andere Mittel zur Freigabe des Scannens und zum Einleiten des Lesens benötigt.
Gemäß einem Ansatz, wie in 7 gezeigt ist, ist ein magnetisch betätigter Reed-Schalter oder Hall-Effekt-Sensor 154 in dem Scanner 10 eingebaut, und ein Magnet 156 ist in der Halterung eingebaut. Wenn der Scanner 10 in die Halterung gesetzt wird, detektiert der Sensor 154 automatisch den Magneten 156 und bewirkt, dass der Scanner 10 in einen sogenannten "auslöserfreien" Modus geht, wie nachfolgend beschrieben wird.
Wie in 11 gezeigt ist, wird ein auslöserfreies Signal entlang eines Leiters 158 in dem Kabel 15 zu einem Mikroprozessor 160 in dem Decodier-/Steuermodul 101 geleitet. Der Mikroprozessor ist programmiert, wie nachfolgend beschrieben wird, um ein Steuersignal auszugeben entlang eines Leiters 162 zu einem Laserantrieb 164 zur Steuerung der Laserdiode 33 und/oder um ein Steuersignal entlang eines Leiters 166 zu einem Motorantrieb 168 auszugeben, um den Scannermotor 24 zu steuern.
Gemäß einem weiteren Ansatz, wie in 9 gezeigt ist, besitzt die Halterung einen Vorsprung 157, welcher zum Auslöser 13 weist. Wenn der Scanner 10 in die Halterung gesetzt wird, drückt der Vorsprung 157 automatisch den Auslöser und hält den Auslöser gedrückt, so lange der Scanner in der Halterung ist.
Alternativ dazu, kann der Mikroprozessor 160 in dem Decodier-/Steuermodul 101 programmiert werden, um ein längeres Drücken des Auslösers, beispielsweise für mehr als 5 Sekunden, zu detektieren, und dies wird bewirken, dass der Scanner in die auslöserfreie Betriebsart eintritt. Der Scanner wird in die auslöser-betriebene Betriebsart zurückkehren, wenn der Auslöser losgelassen wird.
In der auslöser-betriebenen Betriebsart arbeitet der Scanner 10 auf normale Weise wie folgt: Der Scanner beginnt das Scannen, wenn der Auslöser gedrückt wird. Er scannt für eine vorbestimmte Zeit, typischerweise 1 oder 2 Sekunden, oder bis ein Symbol decodiert ist, je nachdem was zuerst erfolgt.
Der Scanner geht nur dann in die auslöserfreie Betriebsart, wenn der Auslöser mehrere Sekunden lang über die oben genannte, vorbestimmte Periode von 1 oder 2 Sekunden hinaus gedrückt bleibt. Falls gewünscht, kann der Scanner derart hergestellt werden, dass er nur dann in die auslöserfreie Betriebsart eintreten kann, wenn der Auslöser gedrückt gehalten wird, nachdem ein spezielles Symbol gelesen wurde, oder nur dann, wenn irgendein Symbol gelesen wurde, oder nur dann, wenn kein Symbol gelesen wurde.
Die auslöserfreie Betriebsart kann eine Betriebsart mit kontinuierlichem Scannen sein, oder es kann eine Blink-Betriebart sein, in der der Scanner einige Male pro Sekunden nach einem Symbol "sucht". Die Laserdiode 33 und/oder der Scanmotor 24 können zwischen diesen Suchblicken abgeschaltet sein. Falls der Scanner bestimmt, dass ein Symbol vorhanden ist, kann er eingeschaltet bleiben, bis das Symbol decodiert ist, und dann in den Blink-Modus zurückkehren. Dieser Modus kann die Lebensdauer des Scanners verlängern durch Minimieren der Wärmeentwicklung in dem Scanner und durch Minimieren der Betriebsdauer des Motors 24 und/oder der Laserquelle 33. Der Motor kann kontinuierlich laufen und die Laserquelle kann in der Blink-Betriebsart sein.
Anstatt einen handgehaltenen und handbetriebenen, mit Auslöser versehenen Scanner in einer Scanhalterung anzubringen, und entweder den Auslöser manuell zu drücken, um das Lesen in der Halterung einzuleiten, oder den Scanner in eine auslöserfreie Betriebsart zu bringen, während er in der Halterung ist, zieht die vorliegende Erfindung einen neuen auslöserfreien Scanner in Betracht, der sowohl in der Scanhalterung als auch entfernt davon betrieben werden kann. Der auslöserfreie Scanner gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 12 gezeigt und ist strukturell ähnlich zu dem in 2 gezeigten Scanner mit dem grundsätzlichen Unterschied, dass ein manueller abzug-artiger Auslöser fehlt. In dem auslöserfreien Scanner ist der Arbeitsbereich begrenzt, in dem die optische Anordnung konstruiert ist, um den Laser in einer unkonventionellen Weise zu fokussieren.
Wie in 5 gezeigt ist, fokussieren die Fokussierlinse 32 und die Blende 45, die die optische Anordnung bilden, den emittierten Strahl, so dass er verschiedene Querschnitte besitzt an den Entfernungen d₁, d₂, d₃, d₄, d₅ und d₆. In Richtung entlang der Scanrichtung, d. h. horizontal über das Symbol hinweg, nimmt der Strahlquerschnitt ab auf ein Minimum an der Entfernung d₃ und nimmt zu auf ein Maximum an der Entfernung d₆. In der Richtung entlang der Nicht-Scan-Richtung, d. h. vertikal, nimmt der Strahlquerschnitt zu auf ein Maximum an der Entfernung d₃ und nimmt ab zu einem Minimum an der Entfernung d₆. Der minimale Querschnitt an der Entfernung d₃ wird als die Strahltaille bezeichnet und ist der ideale Punkt zum Positionieren des Symbols 100 zu Lesezwecken. Das Symbol könnte irgendwo im Bereich der Entfernungen d₁ bis d₆ angeordnet sein, und dies bildet den Arbeitsbereich des Scanners.
Bei allen herkömmlichen Laserscannern, ist der Laser so fokussiert, dass die Strahltaille innerhalb des Arbeitsbereichs, aber außerhalb des Scannergehäuses ist. Die Taillengröße ist so ausgewählt, dass sie das Lesen von Strichcodesymbolen mit höchster Dichte gestattet, die der Scanner lesen soll, wenn diese Symbole an oder nahe der Strahltaille angeordnet sind.
Bei dem auslöserfreien Scanner gemäß dieser Erfindung ist die Strahltaille innerhalb des Scannergehäuses angeordnet, wo ein Symbol nicht angeordnet werden kann. Die Taillengröße ist wesentlich kleiner, als sie benötigt wird zum Lesen von Symbolen mit hoher Dichte. Wenn der Strahl die Nase des Scanner erreicht, ist er auf eine Größe angewachsen, die für Symbole mit hoher Dichte angemessen ist. Der Strahl wächst sehr schnell weiter aufgrund der sehr kleinen Taillengröße, bis er zu groß ist, um irgendwelche Symbole mit üblicher Dichte zu lesen, und zwar nur wenige Zoll vor der Nase entfernt. Beispielsweise kann ein Prototyp des Scanners Symbole von 0,127 mm (5 mil) lesen bis zu einer Entfernung von ungefähr 6,35 mm (0,25 Zoll), Symbole von 0,33 mm (13 mil) bis zu einer Entfernung von ungefähr 31,75 mm (1,25 Zoll), und Symbole von 0,66 mm (26 mil) bis zu einer Entfernung von ungefähr 63,5 mm (2,5 Zoll). Der begrenzte Arbeitsbereich vermeidet den Bedarf des Stands der Technik für große ermüdende Handbewegungen, um aufeinanderfolgende Symbole zu lesen.
Dies ist ziemlich wirtschaftlich, da keine Abfühlschaltung benötigt wird wie beim Stand der Technik. Die Laserfokussierung wird auch erleichtert, weil die sehr kleine Taillengröße bedeutet, dass ein Fokussiersystem mit geringer Vergrößerung, d. h. weniger als 10 ×, verwendet werden kann, das leicht zu fokussieren ist.
Da es keinen Sensor gibt, um den Laser 33 und den Scanmotor 24 einzuschalten, wenn ein Symbol nahe des Scanners angeordnet wird, wäre es zweckmäßig, den Motor und den Laser stets laufen zu lassen, so dass jedes Symbol, das in den Scanbereich kommt, unmittelbar decodiert werden kann. Jedoch kann dies bewirken, dass eine nicht akzeptable Wärmemenge innerhalb des Scannergehäuses erzeugt wird. Der Laser, der in dem Scanner am meisten Wärme erzeugt, ist auch die am meisten wärmeempfindliche und kurzlebige Komponente in dem Scanner. Es ist daher wichtig, dass der Laser nur eingeschaltet wird, wenn er benötigt wird. Es gibt verschiedene Arten, auf die die Einschaltzeit des Lasers minimiert werden kann.
Der Laser kann mit einer hohen Frequenz ein- und ausgeschaltet werden (mehrere Male während der Zeit, die benötigt wird, dass ein Strahlpunkt die Breite eines Striches überquert). Dies ist eine bekannte Maßnahme zur Verminderung des Laserleistungsverbrauchs. Eine weitere Art besteht darin, den Laser nur dann einzuschalten, wenn das Decodiermodul 101 bereit ist, neue Daten zu akzeptieren. Dies nutzt die Tatsache, dass der Mikroprozessor 160 in dem Decodiermodul einen Teil seiner Zeit damit verbringt, Daten zu laden (wenn der Laser benötigt wird) und einen Teil seiner Zeit dazu verwendet, die Daten auszuwerten, die gerade geladen wurden (wenn der Laser nicht benötigt wird). Die Auswertungszeit (oder Verarbeitungszeit) kann zwischen 15% und 50% einer Scan-Zeit betragen, abhängig von dem gescannten Symbol.
Eine weitere Art der Verminderung der Einschaltzeit des Lasers besteht darin, ihn während der Überscan- bzw. Overscan-Periode abzuschalten. Überscannen bzw. Overscan ist die Zeit, wenn der Motorwinkel derart ist, dass der Laserstrahl über ein Ende des Scanfensters hinaus gerichtet ist, so dass er die Innenseite des Gehäuses und nicht das Symbol treffen würde. Der Mikroprozessor 160 kann dies steuern durch Abschalten des Lasers für eine kurze Zeit auf jeder Seite eines Übergangs zu Scanbeginn (Start of Scan). Scanbeginn (Start of Scan) ist ein Signal von der Motorantriebsschaltung, das anzeigt, dass die Richtung des Scanmotors sich ändert, um eine neue Abtastung bzw. eine neue Überstreichung zu beginnen.
Nach einer Decodierung, oder falls für eine Zeitperiode kein Symbol detektiert wurde, kann der Laser nur gelegentlich eingeschaltet werden, beispielsweise jede zweite Überstreichung, bis ein Symbol detektiert wird. Wenn der Decodier-Mikroprozessor glaubt, dass ein decodierbares Symbol im Bereich vorhanden sein könnte, kann er den Laser bei jeder Überstreichung einschalten, oder wann immer er bereit ist, Scandaten zu laden, bis das Symbol decodiert ist, wobei er zu dieser Zeit in den Modus zurückkehrt, in dem der Laser nur gelegentlich eingeschaltet wird.
Wenn der Decoder glaubt, dass ein Symbol vorhanden ist, was bewirkt, dass er in die Betriebsart "jede Überstreichung" eintritt, aber nach einer vorbestimmten Zeitdauer (beispielsweise 2 Sekunden) keine erfolgreiche Decodierung durchführt, geht er zurück in den Modus gelegentlicher Überstreichung, bis er glaubt, dass etwas neues präsentiert wird.
Falls nach einer vorbestimmten Zeit keine neuen Symbole decodiert wurden, kann der Arbeitszyklus der Betriebsart des gelegentlichen Scannens verringert werden, falls gewünscht in mehreren Schritten. Der Laser kann bei jedem zweiten Scannen blinken. Falls fünf Minuten lang nichts decodiert wurde, wird der Laser nur bei jedem dritten Scannen eingeschaltet. Nach fünfzehn Minuten kann es bei jedem fünften Scannen sein. Dies minimiert die Einschaltzeit des Lasers in Umgebungen, wo der Scanner nur gelegentlich verwendet wird, oder wenn Leute ihn eingeschaltet lassen, wenn sie abends nach Hause gehen, aber Aggressivität, die sich bei niedrigen Taktzeiten bzw. Arbeitszyklen verschlechtert, wird in Umgebungen mit starker Verwendung beibehalten.
Auf Wunsch können die exakten Arbeitszyklen und Zeiten, zu denen sie freigegeben bzw. eingeschaltet sind, von dem Verwender programmiert werden durch ein Strichcode-Menü oder über eine Schnittstelle zwischen Scanner und Hostcomputer.
Die oben genannten Techniken zum Begrenzen der Einschaltzeit des Lasers werden am Besten implementiert, wenn der Scanmotor 24 kontinuierlich läuft. Daher ist es wichtig, einen sehr langlebigen Motor zu haben, da es möglich ist, dass er kontinuierlich über Jahre hinweg laufen muss. Es ist auch wichtig, dass der Motor eine minimale Leistung benötigt, so dass er das Innere des Scanners nicht aufheizt, was die Lebensdauer des Lasers verkürzen würde. Ein Resonanzmotor ist ideal dafür, und ein solcher Motor wurde beschrieben in der anhängigen US-Patentanmeldung mit der Serien-Nummer 812,938 , eingereicht am 24. Dezember 1991.
Wie oben bemerkt wurde, sind die Signalverarbeitungsmittel 38 funktionsmäßig vorgesehen zum Digitalisieren des analogen elektrischen Signals, das von dem Photosensor 17 erzeugt wird. Dieses analoge Signal besitzt jedoch keine gut definierten Punkte als Anzeige für jeden Übergang zwischen einem Strich und einem Zwischenraum des Strichcodesymbols oder umgekehrt. Das Analogsignal ist gekennzeichnet durch allmählich ansteigende Steigungen, die eine Amplitudenspitze erreichen und danach durch allmählich abfallende Steigungen, die von jeder Spitze abfallen. In derartigen herkömmlichen Signalverarbeitungsschaltungen, wie sie beispielsweise im US-Patent Nr. 4,251,798 beschrieben sind, wird das analoge Signal selbst dazu verwendet, um maximale und minimale festgelegte Schwellenpegel zu erhalten aus denen die Symbolübergänge bestimmt werden. Jedoch haben hohe Umgebungslichtpegel die Rekonstruktion von Symbolen nachteilig beeinflusst.
Es wurde auch in einem derartigen Stand der Technik, wie er im US-Patent Nr. 5,061,843 offenbart ist, vorgeschlagen, die erste Ableitung des Analogsignals zu verwenden, und einen Spitzendetektor zu verwenden beim Umwandeln des Analogsignals in eine Digitalsignal. Jedoch ist dies in gewissen Situationen, wo der Lesepunkt schlecht fokussiert war, d. h. außerhalb seiner Tiefenschärfe, beispielsweise beim Fernbereichsscannen, nicht ausreichend das Signal der ersten Ableitung mit dem Spitzendetektiersignal zu vergleichen. Die Spitzen des Signals der ersten Ableitung variieren hinsichtlich der Amplitude, und sehr niedrige Amplitudenspitzen werden nicht detektiert, was zu Fehlern bei der Symbolrekonstruktion führt.
13 zeigt eine Signalverarbeitungsschaltung 200, und 14 zeigt Spannungswellenformen an verschiedenen Stellen in der Schaltung 200. Die Schaltung 200 umfasst einen Strom-zu-Spannungs-Wandler 202, der funktionsmäßig vorgesehen ist zum Umwandeln des variablen elektrischen Stroms, welcher von dem Photosensor 17 während des Scannens eines Symbols erzeugt wird, in eine Spannung. Die variable Spannung wird dann anhand eines Tiefpassfilters 204 gefiltert, was ein gefiltertes analoges Spannungssignal ergibt (Wellenform A).
Ein erster Differenzierer 206 erzeugt ein erstes Spannungssignal (Wellenform C). Die Amplitudenspitzen des Signals der ersten Ableitung sind den tatsächlichen Flankenstellen im ursprünglichen Strichcodesymbol gut angenähert. Ein positiver Spitzendetektor 208 erzeugt ein Spitzensignal (Wellenform B), das sich von einer Spitze zur nächsten erstreckt. Bei schlecht fokussierten Situationen jedoch besitzen bestimmte Spitzen im Signal der ersten Ableitung eine sehr geringe Amplitude und werden von dem Spitzensignal nicht aufgenommen. Daher wird als erste korrigierende Maßnahme das Spitzensignal durch einen Spannungsteiler 210 hinsichtlich der Spannung herunterskaliert, typischerweise um 50%. Dieses herunterskalierte Spitzensignal ist in gestrichelten Linien in 14 als die Wellenform B' gezeigt.
Ein Summierverstärker 212 addiert das Signal der ersten Ableitung (Wellenform C) und das herunterskalierte Spitzensignal (Wellenform B'), um ein erstes Summensignal (Wellenform D) zu erhalten. Ein Inverter 214 invertiert das Signal der ersten Ableitung (Wellenform C), um ein invertiertes Ableitungssignal (Wellenform E) zu erhalten. Das erste Summensignal (Wellenform D) und das invertierte Ableitungssignal (Wellenform E) werden dann in einem Komparator 216 verglichen, um ein erstes Komparatorausgangssignal (Wellenform H) zu erhalten. Das Komparatorausgangssignal besteht aus Pulsen, deren Übergänge an den vorderen und hinteren Flanken definiert sind durch jeden Zeitpunkt, zu dem sich die Wellenformen D und E schneiden. Diese Übergänge werden an den "Voreinstellungs-" oder "Preset"-Eingangsschluss eines Flip-Flops 218 geleitet und stellen das Flip-Flop ein auf einen binären hohen Logikpegel "1", wodurch ins Positive gehende Flanken angezeigt werden.
Um die Übergänge zu erhalten, die ins Negative gehende Flanken anzeigen, wird das invertierte Signal der ersten Ableitung (Wellenform E) an einen weiteren positiven Spitzendetektor 220 geleitet, um ein invertiertes Spitzensignal (Wellenform F) zu erzeugen. Wie vorher, skaliert ein Spannungsteiler 222 das invertierte Spitzensignal herunter, und dieses herunterskalierte Signal wird dann mit dem invertierten Signal der ersten Ableitung in einem weiteren Summierverstärker 242 aufsummiert, um ein zweites Summensignal (Wellenform G) zu erzeugen. Das zweite Summensignal (Wellenform G) und das Signal der ersten Ableitung (Wellenform C) werden in einem weiteren Komparator 226 verglichen, um ein zweiten Komparatorausgangssignal (Wellenform I) zu erhalten, das seinerseits an den "Lösch-" bzw. "Clear"-Anschluss des Flip-Flops 218 geleitet wird, um die Übergänge als Anzeige für ins Negative gehende Flanken zu liefern, die das Flip-Flop 218 löschen bzw. zurücksetzen. Das Flip-Flop 218 erzeugt ein Ausgangssignal (Wellenform L), das einen binären hohen Logikpegel "1" speichert, jedes Mal wenn eine ins Positive gehende Flanke detektiert wird, und einen binären niedrigen Logikpegel "0" speichert, jedes Mal wenn eine ins Negative gehende Flanke detektiert wird. Dieses Ausgangssignal (Wellenform L) wird an den "D"-Datenanschluss eines weiteren Flip-Flops 228 geleitet.
Ein zweiter Differenzierer 230 erzeugt ein Signal der zweiten Ableitung (Wellenform J), das in einen Eingang eines Komparators 232 gespeist wird, dessen einer Eingang geerdet ist. Die Ausgabe des Komparators wird durch eine RC-Zeitverzögerungsschaltung und ein Exklusiv-ODER-Gatter geleitet, um ein Taktsignal (Wellenform K) zu erzeugen, bei dem jedes Mal dann ein Puls erzeugt wird, wenn das Signal der zweiten Ableitung (Wellenform J) durch Null hindurchgeht, d. h. jedes Mal, wenn der Komparator 232 seinen Zustand ändert.
Das Taktsignal (Wellenform K) wird an den "Clk"-Takteingang des Flip-Flops 228 geleitet und bewirkt zusammen mit dem von dem Flip-Flop 218 gelieferten Ausgangssignal (Wellenform L), dass das Flip-Flop 228 ein Ausgangsdigitalsignal (Wellenform M) erzeugt. Das Taktsignal wird verwendet zum Takten des Flip-Flops 228 und zum Verriegeln der in dem Flip-Flop 218 gespeicherten Flankenrichtung. Auf diese Weise werden die tatsächlichen Strichcodeflanken bzw. -kanten aus dem Analogsignal rekonstruiert. Eine Rand- bzw. Margenschwellenteilschaltung 236 wird verwendet zum Löschen bzw. Zurücksetzen des Flip-Flops 228, und der Betrieb davon wird nachfolgend beschrieben in Verbindung mit den 17 oder 18.
Bezugnehmend nun auf die 15 und 16 ist eine weitere Signalverarbeitungsschaltung 240 dargestellt, zusammen mit erklärenden Wellenformen. Ähnliche Bezugszeichen identifizieren ähnliche Komponenten. Der Wandler 202, der Filter 204, der Differenzierer 206, der positive Spitzendetektor 208, der Spannungsteiler 210, der Summierverstärker 212 und der Inverter 214 sind funktionsmäßig vorgesehen, wie oben beschrieben wurde, um die Wellenformen A, B, B', C und D zu erzeugen. Abweichend von der Schaltung 200 erzeugt der Summierverstärker 212 ein erstes Summensignal (Wellenform N), das die Summe ist aus dem herunterskalierten Spitzensignal (Wellenform B') und dem invertierten Signal der ersten Ableitung (Wellenform E). Der Komparator 216 vergleicht das erste Summensignal (Wellenform N) mit dem Signal der ersten Ableitung (Wellenform C), um ein erstes Komparatorausgangssignal (Wellenform S) zu erzeugen, das an den "Lösch-" bzw. "Clear"-Anschluss des Flip-Flops 218 geleitet wird. Die Übergänge des ersten Komparatorausgangssignals setzen das Flip-Flop 218 zurück auf einen binären niedrigen Logikpegel "0", wodurch jede ins Negative gehende Flanke angezeigt wird.
Um Übergänge zu erhalten, die ins Positive gehende Flanken anzeigen, detektiert ein negativer Spitzendetektor 238 die negativen Spitzen des Signals der ersten Ableitung (Wellenform C), um ein negatives Spitzensignal (Wellenform P) zu erzeugen. Ein Spannungsteiler 222 skaliert das negative Spitzensignal herunter. Ein Summierverstärker 224 summiert dieses herunterskalierte Signal mit dem invertierten Signal der ersten Ableitung, um ein zweites Summensignal (Wellenform Q) zu erhalten. Das zweite Summensignal und das Signal der ersten Ableitung werden in dem Komparator 226 verglichen, um ein zweites Komparatorausgangssignal (Wellenform R) zu erzeugen, das dann zu dem "Voreinstellungs-" bzw. "Preset"-Anschluss des Flip-Flops 218 geleitet wird. Die Übergänge des zweiten Komparatorausgangssignals (Wellenform R) zeigen ins Positive gehende Flanken an. Das Flip-Flop 218 erzeugt ein Ausgangssignal (Wellenform L), bei dem ein binärer hoher Logikpegel "1" durch das Flip-Flop 218 gespeichert wird, wenn eine ins Positive gehende Flanke detektiert wird, und einen binären niedrigen Logikpegel "0" speichert, wenn eine ins Negative gehende Flanke detektiert wird.
Wie vorher, erzeugt ein zweiter Differenzierer 230 ein zweites Ableitungssignal (Wellenform J) und ein Taktsignal (Wellenform K), das in den "Clk"-Takteingang des Flip-Flops 228 eingegeben wird, dessen Ausgangsdigitalsignal (Wellenform M) eine digitale Rekonstruktion des Symbols ist.
Anstatt feste Schwellenwertpegel zu verwenden, die direkt von dem Analogsignal abgeleitet wurden, oder das erste Ableitungssignal mit einem Spitzensignal zu vergleichen, wie es im Stand der Technik gemacht wurde, vergleicht diese Erfindung daher das Signal der ersten Ableitung mit der Summe des Spitzensignals plus einer invertierten Version des Signals der ersten Ableitung. Daher wird eine verbesserte Leistung erreicht, insbesondere wenn die Kontrastpegel des Analogsignals gering sind. Wie beispielsweise im Bereich X in 16 gezeigt ist, ist der Kontrastpegel des Analogsignals gering. Manchmal fällt das Spitzensignal nicht unter die Spitze des Signals der ersten Ableitung, was zu einer schlechten Symbolrekonstruktion führt.
Eine vereinfachte Digitalisierschaltung 250 ist in 17 dargestellt, und sieht eine gute Digitalisiergenauigkeit vor, selbst wenn der Lesestrahlpunkt viel größer ist als die engsten Striche oder Zwischenräume in dem gescannten Symbol. Dies macht es besonders gut geeignet zur Verwendung in Fernbereichsscannern, in Scannern zum Lesen von Symbolen mit sehr hoher Dichte, oder in Scannern, die verwendet werden sollen, wo eine große Tiefenschärfe wichtig ist. Die Digitalisierschaltung 250 kann auch eine exzellente Immunität gegenüber hohen Pegeln von Umgebungslicht, einschließlich Sonnenlicht, vorsehen.
In 17 wird das Analogsignal anfangs an einen ersten Operationsverstärker 252 geleitet, der vorzugsweise an einer frühen bzw. vorderen Stelle in einer Kette von Verstärkern angeordnet ist und als Differenzierer konfiguriert ist, um ein Signal der ersten Ableitung zu erzeugen. Ein zweiter Operationsverstärker 254, welcher als Differenzierer konfiguriert ist, ist funktionsmäßig vorgesehen zum Erzeugen eines Signals der zweiten Ableitung. Ein passiver Differenzierer könnte aus Gründen der Einfachheit hier verwendet werden. Die ersten und zweiten Signale werden an das Paar von Eingängen eines Komparators 256 geleitet, dessen digitale Ausgabe an einen Transistor 258 geleitet wird. Eine Rand- bzw. Margenschwellenwert-Teilschaltung 260 umfasst einen Komparator 262, an dessen einem Eingang das Signal der ersten Ableitung angelegt ist und dessen anderer Eingang geerdet ist. Die Ausgabe des Komparators 262 wird an die Basis eines Transistors 264 geleitet, dessen Kollektor mit dem Ausgang des Komparators 256 verbunden ist.
Eine weitere Digitalisierschaltung 300 ist in 18 dargestellt, wobei erklärende Wellenformen in 19 gezeigt sind.
Ein nicht dargestellter Differenzierer erzeugt ein Signal der ersten Ableitung des Analogsignals. Dieses erste Ableitungssignal (Wellenform AA) wird an einen Eingang der Schaltung 300 angelegt. Die Signalpolarität ist derart, dass negative Spitzen Übergänge von weiß zu schwarz repräsentieren und dass positive Spitzen Übergänge von schwarz zu weiß repräsentieren, und zwar bei dem Strichcodesymbol, das mit Licht gescannt wird.
Der Operationsverstärker 302 ist funktionsmäßig vorgesehen, um das Signal der ersten Ableitung geringfügig zu verzögern. Das verzögerte erste Ableitungssignal ist in 14 dargestellt durch die gestrichelten Linien als Wellenform BB. Ein Komparator 304 vergleicht das verzögerte erste Ableitungssignal (Wellenform BB) mit dem nicht verzögerten Ableitungssignal (Wellenform AA) und erzeugt ein Komparatorausgangssignal (Wellenform CC). Das Gatter 306 erzeugt ein Gatterausgabesignal (Wellenform DD) mit einem Puls bei jedem ansteigenden und jedem fallenden Übergang in der Ausgabe des Komparators 304. Das Gatterausgabesignal (Wellenform DD) wird dann an den "Ck"-Taktanschluss eines Flip-Flops 308 geleitet.
Die Operationsverstärker 310, 312, 314 bilden zusammen einen Vollwellenspitzendetektor 316, welcher bewirkt, dass der Kondensator C1 auf den absoluten Wert der Spitzen des ersten Ableitungssignals geladen wird. Der Kondensator C1 entlädt sich über die Widerstände R1 und R2. Diese Spitzenspannung ist in 19 gezeigt als Wellenform EE.
Die Spannung an dem Knoten zwischen den Widerständen R1 und R2 ist ein Prozentsatz der Spannung über dem Kondensator C1 hinweg, und ist bei dem gezeigten Wert ungefähr 27%. Die Widerstände R1 und R2 dienen als ein Spannungsteiler 318. Das herunterskalierte Spannungssignal ist in 19 dargestellt als Wellenform FF.
Der Komparator 320 vergleicht dieses herunterskalierte Spitzensignal (Wellenform FF) mit dem ersten Ableitungssignal (Wellenform AA). Der Komparator 322 vergleiche das gleiche herunterskalierte Spitzensignal (Wellenform FF) mit einer invertierten Version (Wellenform GG) des Signals der ersten Ableitung. Die Umkehrung bzw. Inversion wird durch den Verstärker 310 durchgeführt. Das Ausgangssignal (Wellenform HH) des Komparators 322 ist mit dem "Voreinstellungs-" bzw. "Preset"-Anschluss eines Flip-Flops 324 verbunden. Das Ausgangssignal (Wellenform II) des Komparators 320 ist mit dem Lösch- bzw. Clear-Anschluss "Clr" des Flip-Flops 324 verbunden.
Wie durch die Wellenform JJ gezeigt ist, die das Ausgangssignal des Flip-Flops 324 ist, schaltet das Flip-Flop 324 in einen Zustand, wann immer positive Spitzen des ersten Ableitungssignals (Wellenform AA) einen Prozentsatz der Spannung am Kondensator C1 übersteigen, wobei der Prozentsatz bestimmt wird durch das Verhältnis der Widerstände R1 und R2. Das Flip-Flop 324 schaltet in den anderen Zustand, wenn die positiven Spitzen des invertierten ersten Ableitungssignals (Wellenform GG) den gleichen Prozentsatz der Spannung am Kondensator C1 übersteigen. Spitzen des ersten Ableitungssignals (Wellenform AA), die die Prozentsatzspannung nicht übersteigen, werden von dem Komparator 322 oder dem Komparator 320 nicht abgefühlt und ändern den Zustand des Flip-Flops 324 nicht. Dies verhindert, dass die Schaltung 300 auf Rauschen anspricht.
Der Ausgang des Flip-Flops 324 ist mit dem Datenanschluss "D" des Flip-Flops 308 verbunden. Dies bewirkt, dass die Ausgabe des Flip-Flops 308, wie durch sein Ausgangsdigitalsignal (Wellenform KK) gezeigt ist, seinen Zustand nur beim ersten Puls in seinen Takteingang ändert, nachdem das Flip-Flop 324 seinen Zustand ändert. Zusätzliche Taktpulse, wie beispielsweise solche, die durch Rauschen verursacht werden, werden ignoriert. Das Gate- bzw. Gatterausgangssignal (Wellenform DD) tritt nur bei Spitzen des ersten Ableitungssignals auf, wie oben beschrieben wurde. Daher ändert das Flip-Flop 308 seinen Zustand nur, wenn die erste Spitze nach dem Übergang des Flip-Flops 324 auftritt. Das Ausgangsdigitalsignal (Wellenform KK) besitzt Übergänge, die den Spitzen des ersten Ableitungssignals genau entsprechen, natürlich mit der Ausnahme von Rauschspitzen, die ignoriert werden.
Der Widerstand R3 im Spannungsteiler 318 verhindert, dass der Spitzendetektor 316 sich bis auf Null entlädt, wenn kein Strichcodesymbol oder eine andere gescannte Graphik vorhanden ist. Dies verhindert, dass die Schaltung 300 auf Rauschen mit niedrigem Pegel anspricht.
Der Operationsverstärker 326 wird in einer weiteren Spitzendetektorschaltung 328 verwendet, und lädt den Kondensator C2 auf den positiven Spitzenpegel des invertierten ersten Ableitungssignals (Wellenform GG). Diese Spitzen entsprechen den Übergängen des Analogsignals von weiß zu schwarz. Der Kondensator C2 wird über die Widerstände R4 und R5 langsam entladen, die Teil eines weiteren Spannungsteilers 330 sind. Die sich ergebende Zeitkonstante ist lang genug, dass der Kondensator C2 sich zwischen Abtastungen nicht völlig entlädt. Die Spannung an dem Knoten zwischen den Widerständen R4 und R5 ist bei den gezeigten Werten die Hälfte der Spannung des Kondensators C2.
Ein weiterer Komparator 332 vergleicht die Spannung am Knoten zwischen den Widerständen R4 und R5 mit der Spannung aus dem Vollwellenspitzendetektor. Wenn ein Symbol gescannt wird, ist die Ausgabe des Vollwellenspitzendetektors höher als die Spannung am anderen Eingang des Komparators 332. Dies bewirkt, dass die Ausgabe des Komparators 332 niedrig ist.
Kurz nachdem sich der überstreichende Punkt über den letzten Strich des gescannten Symbols hinausbewegt hat, entlädt sich der Kondensator C1 bis auf weniger als die Hälfte der Spannung des Kondensators C2. Dies bewirkt, dass die Ausgabe des Komparators 332 hochgeht, wodurch ein Transistor 334 eingeschaltet wird. Die Ausgabe des Transistors 334 ist mit dem Voreinstellungs- bzw. Preset-Anschluss "PRE" des Flip-Flops 308 verbunden und stellt das Flip-Flop 308 ein, wodurch gewährleistet wird, dass dieses für die nächste beginnende Abtastung im richtigen Zustand ist. Dies erhöht auch die Immunität der Schaltung 300 gegenüber Rauschen zwischen Abtastungen und verhindert, dass das Flip-Flop 308 auf irgendetwas anspricht, das eine Amplitude besitzt, die geringer ist als diejenige, die am Knoten zwischen den Widerständen R4 und R5 vorhanden ist, und dient als Rand- bzw. Margen schwellenwert-Teilschaltung, wie sie beispielsweise oben durch das Bezugszeichen 236 identifiziert wurde.
Die 20 zeigt eine spezielle Linearschaltung auf einem einzigen Chip 400, die viele Funktionen umfasst, wodurch ein Hochleistungsscanner mit viel weniger Komponenten erreicht wird. Der Chip 400 umfasst einen Digitalisierer 402, wie beispielsweise die Signalverarbeitungsschaltungen 38, 200, 240, 250, 300 der 2, 13, 15, 17 und 18; eine Motorantriebsschaltung 404, wie sie beispielsweise identifiziert ist durch die Komponente 39 in 2; eine Laserantriebsschaltung 406, wie sie beispielsweise identifiziert ist durch die Komponente 40 in 2; und ein Vorderende bzw. Front-End 408, das eine automatische Verstärkungssteuerschaltung umfasst, zum Steuern der Verstärkung (40 dB-Bereich) des Analogsignals, das von dem Photosensor erzeugt wird, bevor es zu der Digitalisierschaltung geleitet wird.
Das Vorderende 408 wandelt das analoge elektrische Stromsignal von dem Photosensor in ein Spannungssignal um, filtert und verstärkt es und bereitet es auf zur Verwendung durch den Digitalisierer. Die Aufbereitung des Signals umfasst ordnungsgemäße Verstärkung anhand der AGC-Zelle sowie Entfernen von Rauschen und von Effekten des Umgebungslichts.
Die Gesamtspannungsverstärkung ist von außen auswählbar und kann größer als 60 dB sein. Daher ist der Stromeingangsknoten (IN1) in kritischer Weise abhängig von der integrierten Schaltung sowie dem Layout der gedruckten Leiterplatte, um unerwünschte Rückkopplung und/oder Oszillation zu minimieren.
Der Strom und die Spannung des äquivalenten Eingangsrauschens des ersten Verstärkers (IN1) ist am kritischsten, da sie das minimale detektierbare Signal bestimmen und daher den dynamischen Bereich des gesamten Systems begrenzen. Ein Layout, das über Sprechen für diese erste Stufe minimiert, ist äußerst wichtig. Graben- bzw. Einschnittbildung (Trenching), sofern möglich, und Techniken zum Begrenzen von Substratströmen sind höchst erwünscht.
Es ist auch wichtig, dass der Eingangsvorspannungsstrom des AGC-Steuereingangs (PKAGC) minimiert wird, um ein Abfallen bzw. Absenken der Spitzendetektor-Kondensatorspannung zwischen Abtastungen zu vermindern, was typischerweise 27 msec beträgt. Der Kondensator wird auf 1 μF oder weniger gehalten, um schnelle AGC-Angriffszeiten und eine physische Größe aufrecht zu erhalten, die konsistent mit der Anwendung des Scanners ist.
Ein Spitzendetektor 410 besteht aus einer Phasensplitter/Puffer-Eingangsstufe und zwei Vollwellen- und einer Einzelwellenspitzendetektorstufe. Das gesplittete gepufferte Signal wird verwendet zur Speisung des Digitalisierers sowie der Quellenfolger des Spitzendetektors. Die Ausgangstransistoren des Spitzendetektors sind in der Lage, den Spitzenstrom zu liefern, der benötigt wird, um den Ladekondensator schnell zu laden (begrenzt durch die in Reihe geschalteten Widerstände), und sind auch in der Lage, der Umkehrspannung im schlimmsten Fall (z.B. mehr als 5 V) ohne Zusammenbruch zu widerstehen.
Der Spitzendetektor 410 wird verwendet zum Rückkoppeln eines Steuerspannungssignals für die AGC-Zelle; zum Liefern einer Signalverfolgungsschwelle für den Fensterkomparator des Digitalisierers; und zum Speisen von Signalstatusinformation an die Margenschaltung des Digitalisierers bei solchen Anwendungen, wo die AGC-Zelle nicht verwendet wird.
Der Digitalisierer 402 ist das Herz des Scanners. Hier wird das aufbereitete Analogsignal analysiert und aufgeteilt, um das elektronische Äquivalent des gelesenen Strichcodesymbols zu erzeugen. Ein Zweig des Digitalisierers ist ein Fenstervergleicher mit variablem Schwellenwert.
Der Schwellenwert folgt der Amplitude des Analogsignals, um das höchstmögliche Rauschverhältnis für alle möglichen Amplituden zu erhalten.
Dies gestattet sehr genaue Ablesungen bei jeder einzigen Abtastung, wenn die Signalpegel hoch genug sind, aber wird sich an ein geringeres Rauschverhältnis anpassen, zu solchen Zeiten, wenn das Signal schwach ist und einige Abtastungen erforderlich sein können, um eine Lesung bzw. Erkennung zu erhalten.
Die Ausgangsimpulse des Fensterkomparators werden verwendet zum Auslösen der Eingänge SET (S) (Setzen) und RESET (R) (Zurücksetzen) eines Flip-Flops 412, wodurch ein Rechtecksignal erzeugt wird, das repräsentativ ist für das gelesene Symbol. Für eine präzise Zeitinformation (d. h. die Phase), wird ein zusätzliches D-Flip-Flop 414 verwendet und von dem Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 416 getaktet, das Teil eines Verzögerungsschleifenzweigs des Digitalisierers ist. Die Verzögerungsschleife wird verwendet, um Zeitinformation aus dem ankommenden Signal herauszuziehen, so dass Phasenverzögerung aufgrund Änderungen der Übergangsgeschwindigkeit und des Schaltungsansprechverhaltens praktisch eliminiert wird. Sie arbeitet, indem zuerst das Signal verzögert wird, und es dann zusammen mit der verzögerten Version in die zwei Eingänge eines Komparators 418 eingegeben wird, und zwar mit einer angemessen ausgewählten Hysterese.
Der Betrag der Verzögerung wird ausgewählt, so dass das Signal und seine verzögerte Version einander an einem Punkt nahe der Spitzen kreuzen (und daher bewirken, dass der Komparator seinen Zustand ändert), wodurch ein Grad an Immunität gegenüber Rauschen erreicht wird, der höher ist, als es möglich wäre bei den Null-Kreuzungsübergängen, was eine geringere Gesamtphasenverzerrung ergibt.
Die erste Ableitung des so erzeugten Rechtecksignals am Ausgang des Komparators 418 wird dann in das Exklusiv-ODER-Gatter 416 eingegeben (was nichts anderes ist als ein weiterer Fenstervergleicher mit festgelegten Schwellenwerten), dessen Ausgabe dann verwendet wird zum Takten der Symboldaten aus dem D-Flip-Flop 414, und zwar mit einem größeren Grad an Phasenintegrität, als es andernfalls möglich wäre.
Für den Komparator 418 bestehen die höchsten Anforderungen für diese Sub- bzw. Teilschaltung, weil er auf Signale ansprechen muss, dessen Spitzenamplitude nur 50 mV sein kann. Der Komparator 418 ändert seinen Zustand sehr nahe bei den Signalspitzen und gestattet eine Hysterese von bis zu 15 mV. Daher müssen die Verstärkung und Bandbreite so groß wie möglich sein (135 dB Gleichstrom-Verstärkung; 85 dB bei 2 MHz und 0 dB bei 43 MHz sind bevorzugte Werte unter Bedingungen von 5 V bei Vorspannung bzw. Voreinstellung für die Niedrigfrequenzbetriebsart).
Eine Ansprechverzögerung von nicht mehr als 600 nsec für 10 mV Overdrive (Überbetrieb) unter den Bedingungen der Niedrigfrequenzbetriebsart-Voreinstellung wird benötigt, wobei 300 nsec erwünscht sind.
Der Unterschied zwischen der Anstiegszeitverzögerung und der Abfallzeitverzögerung (bei 10 mV Overdrive) muss geringer sein als 450 nsec für die Niedrigfrequenzbetriebsart-Voreinstellung und 250 nsec für die Hochfrequenzbetriebsart-Voreinstellung, um die Phasenverzerrung innerhalb tolerierbarer Grenzen zu halten. Eine Verzögerungsdifferenz von weniger als 100 nsec ist sehr zweckmäßig für beide Bedingungen.
Die Ausgangsstufe des Komparators muss in der Lage sein, auf innerhalb 1 V von jeder Schiene als Minimum zu schwingen, wenn eine Last von 19 K Ohm betrieben wird (die Eingangsimpedanz des Gatters 416 ist 20 K Ohm ± 20%).
Die Ausgangsimpulsbreite des Gatters 416 muss ein Minimum von 1,5 μsec sein, gemessen am Halbwertspunkt, und zwar für alle Bedingungen (der schlechteste Fall ist die Niedrigfrequenzbetriebsart), wenn der gemeinsame Eingang des Gatters (XORIN) mit dem Ausgang des Komparators gekoppelt ist über einen Kondensator von 15 pF bis 22 pF. Für eine angemessene Rauschimmunität werden die Gatterschwellenwerte eingestellt auf 250 mV oberhalb und unterhalb des Gleichstrompegels von 1 V des gemeinsamen Eingangs.
Das D-Flip-Flop 414 muss in der Lage sein, Daten zu takten, wenn die Taktimpulsbreite 1,5 μsec ist.
Die Lösch- bzw. Rücksetzschaltung 420 beim Einschalten wird verwendet zum Löschen des Flip-Flops 414 und zum Vermeiden einer Überladung der Kondensatoren des Spitzendetektors, wenn Leistung erstmals angelegt wird. Dieser Vorgang ist notwendig um zu gewährleisten, dass eine Decodierung für die erste Abtastung möglich ist.
Die Löschschaltung 420 für das Einschalten arbeitet durch Abfühlen der Schiene und des Wechselstromerdungspunkts (AC GROUND), welcher mit einem starken Beipass (Bypass) versehen ist. Sein Ausgang ist aktiv, bis die Spannung bei AC GROUND den Wert von 1 Vbe erreicht, wobei er dann inaktiv wird, wodurch der Spitzendetektor und das Flip-Flop 414 für ordnungsgemäßen Betrieb freigegeben werden.
Die Steuerschaltung 422 beherrscht den Betrieb des gesamten Chips. Die erfolgt durch Erzeugen aller Bezugsspannungen und des AC GROUND, die von allen Teil- bzw. Subschaltungen verwendet werden.
Zwei Eingangssteuerleitungen sollen offenen Kollektor- oder CMOS-Betrieb gestatten. Ein Eingang (/ENABL) aktiviert eine 1,25 V-Bandspaltreferenz, die ihrerseits alle Teilschaltungen aktiviert mit Ausnahme des Laserantriebs. Wenn dieser eine Eingang eine hohe Spannung besitzt, wird die Schaltung gesperrt und zieht ein Maximum von 100 μA (z.B. Schlafmodus bzw. SLEEP MODE).
Eine an den anderen Eingang (LSR.EN) angelegte niedrige Spannung gibt die Laserantriebs-Teilschaltung 406 frei, die erfordert, dass zum Betrieb auch eine niedrige Spannung an den Eingang /ENABL angelegt ist.
Die Motorantriebsschaltung 404 steht nicht in Wechselwirkung mit irgendeiner der oben beschriebenen Schaltungen, mit Ausnahme der Steuerschaltung 422, welche die 1,25 V-Bezugsspannung liefert.
Beim ersten Einschalten steigt der Ausgang eines Abfühlverstärkers 424 zu dem Spannungspegel AC GROUND an (sein Ruhezustand). Dieser Übergang ist über einen externen Kondensator gekoppelt mit dem Eingang eines Antriebsverstärkers 426.
Der Anfangsspitzenstrom liefert den Anfangsanstoß, welcher den Motor startet. Wenn er gestartet ist, liefert eine Abfühlspule die induzierte elektromagnetische Kraft (EMF) an den Abfühlverstärker, der dann dem Antriebsverstärker befiehlt, die regenerative Antriebskraft an die Motorspule zu liefern. Der Motor wirkt als ein Rückkopplungselement mit hohem Q-Wert zum Steuern der Oszillationsfrequenz.
Der Ausgang des Antriebsverstärkers wird verwendet zum Antreiben eines externen Komparators für Scanbeginn (Start Of Scan (SOS)), welcher seinen Zustand jedes Mal ändert, wenn das Signal den Nullpunkt kreuzt.
Die Laserantriebsschaltung 406 besteht hauptsächlich aus einem Operationsverstärker, dessen Eingänge tiefpass-gefiltert sind, um zu verhindern, dass Hochfrequenzrauschen (z.B. HF, EMI) durch den Verstärker integriert wird, und den Laser beschädigt durch Überantrieb (Overdrive).
Dieser Verstärker besitzt auch zwei Ausgänge. Einer kann bis zu 5 mA Strom abgeben, der verwendet wird zum Antreiben eines externen Antriebs, welcher den Laser antreibt, aber kann nur innerhalb von 1 V um Vcc schwingen.
Ein zweiter Ausgang, der nur 60 μA liefern kann, wird verwendet zum Antrieb eines externen FET, der den Laser treibt und in der Lage ist, innerhalb von 250 mV um jede Schiene zu schwingen.
Der Eingang LSRADJ wird verwendet für den doppelten Zweck des Einstellens des Laserstroms über ein externes Potentiometer zu Masse und auch zum Abfühlen des Rückkopplungsstroms von dem Photosensor. Dies gestattet, dass der Laserstrom eingestellt wird und kontinuierlich geregelt wird.
Die Laserantriebsschaltung 406 wird abgeschaltet, wenn eine oder alle der folgenden Bedingungen erfüllt sind:

(a) Überintensitäts-Bedingung;
(b) Motorversagen-Bedingung;
(c) Übertemperatur-Bedingung;
(d) ein logisches Hoch-Signal ist an den Anschluss LASEN angelegt.

Eine Überintensitäts-Bedingung wird abgefühlt über einen internen Überwachungsphotosensor der Laserdiode (welche auch eine kontinuierliche Regelung vorsieht) durch direktes Verbinden in die Verstärkerrückkopplungsschleife am Eingangsanschluss LSRADJ.
Eine Motorversagen-Bedingung wird von der Motorantriebsschaltung gesteuert und schaltet den Laser ab, wenn der Motor nicht mehr um eine vorbestimmte Schwingungsamplitude schwingt.
Eine Übertemperatur-Bedingung wird gesteuert durch einen Komparator 428, der eine intern gesetzte Bezugsspannung vergleicht mit einer Spannung, die erhalten wird durch Spannungsteilung der Bandspaltreferenz, und zwar anhand eines externen Widerstands-/Wärmeleitwiderstands-Paars, das mit dem verbleibenden Eingang des Komparators verbunden ist und nach außen geführt ist als "LSRTMP".
Die oben beschriebenen Scanner und Signalverarbeitungsschaltungen sind für viele Anwendungen zweckmäßig, insbesondere an Einzelhandelskassen. Wie beispielsweise in 21 gezeigt ist, besitzt eine Verkaufstheke 508, wie beispielsweise eine Feinkosttheke, eine Vielzahl von Feinkostprodukten, wie beispielsweise Fisch 510, Fleisch 512, Kartoffelsalat 514, Käse 516, Salami 518, um nur ein paar beispielhafte Möglichkeiten zu erwähnen. Jedes Produkt ist einzigartig assoziiert mit einem Strichcodesymbol. Beispielsweise tragen die Flaggen 520, 522, 524, 526, 528 einzigartig codierte Symbole, die, wenn sie elektrooptisch gescannt, decodiert und gelesen werden, die Produkte 510, 512, 514, 516 bzw. 518 identifizieren.
Die Theke 508 umfasst auch eine Kasse 530, von der Art, die eine herkömmliche Geldschublade, eine Tastatur, eine Anzeige und eine Kassenzettelanordnung besitzt, und zwar zusammen mit einer Antenne 532, die in Hochfrequenzverbindung mit einer Antenne 534 eines Thekenscanners 536 steht. Ein Verkäufer steht hinter der Theke 508 und bedient den Scanner 536 und die Kasse 530.
Der gezeigte Scanner 536 ist eine Tischworkstation und umfasst einen Kopf 538, der an einem Ende einer halbstarren, biegbaren Säule 540 angebracht ist, deren anderes Ende mit einer Basis 542 verbunden ist. Der Kopf 538 ist mit einer Tastatur 544, einer Anzeige 546 und einem Kartenleser mit einem Schlitz 548 ausgestattet, durch den magnetisch codierte Kundenkarten, z. B. Bankkarten, Kreditkarten oder Chipkarten, gezogen werden. Die Bank- oder Kreditkarten sind mit einem Magnetstreifen versehen, der von dem Kartenleser gelesen werden kann, um ein Kundenkonto mit dem Kauf zu belasten. Die Chipkarte ist mit einem Chip versehen, der in die Karte eingebettet ist und einen internen Speicher besitzt, der mit einer Kreditlinie programmiert ist, bis zu der das Konto belastet werden kann. Die Basis 542 ist ausgestattet mit einer Waage 550, einem Deaktivierer 552 für elektronische Überwachungsetiketten und einem Drucker mit einer Öffnung 554, durch den ein Papierstreifen und/oder maschinenlesbare und/oder menschenlesbare Etiketten hindurch gehen. Die Waage besitzt eine Wiegeplattform in der Ebene der oberen Wand der Basis 542. Der Deaktivierer ist innerhalb der Basis angebracht und funktioniert zur Änderung des Zustands eines Etiketts, das mit einem Produkt assoziiert ist zur Diebstahlabschreckung. Der Drucker ist auch innerhalb der Basis angebracht und wirft durch die Öffnung 554 Papierstreifen und/oder Etiketten aus, zur Anbringung auf einem Produkt.
Die alleinstehende Scanner-Workstation, die vorher in 7 oder 9 beschrieben wurde, oder die nachfolgend in Verbindung mit den 22 und 23 beschriebene Workstation könnte die Workstation 536 von 21 ersetzten. Die Entfernbarkeit des Scanners aus der Halterung ist ein vielseitiges Werkzeug, das dem Verkäufer ermöglicht, den Scanner zu einem Gegenstand zu bringen, anstatt den Gegenstand zu dem Scanner zu bringen.
In der Praxis kommt ein Kunde an die Theke 508 und verlangt einen Teil eines bestimmten Produkts, beispielsweise Salami 518. Der Verkäufer schneidet und wiegt den Teil auf der Waage 550 und zielt mit dem Scanner 538 auf die Flagge 528, um dem System anzuzeigen, dass das gewogene Produkt tatsächlich Salami ist. Eine solche optische Identifizierung des Produkts verhindert Bedienerfehler.
Wenn das Produkt und sein Gewicht bekannt sind, wird eine lokale Datenbank mit Informationen über den Preis pro Gewichtseinheit abgefragt, und ein Etikett wird durch den Drucker 554 gedruckt. Das Etikett wird auf dem Salamiteil angebracht, typischerweise auf einem Einwickelpapier dafür.
Während des Wiegevorgangs kann der Verkäufer die Anzeige 546 prüfen um zu sehen, dass das korrekte Produkt identifiziert wurde, oder er könnte manuell auf die Tastatur zugreifen. Nachdem das Etikett auf dem Produkt angebracht wurde, kann eine Bankkarte, eine Kreditkarte oder eine Chipkarte durch den Leseschlitz 548 gezogen werden, um das Konto des Kunden zu belasten.
Der gezeigte Scanner 538 steht in drahtloser Verbindung mit der Kasse 530, aber könnte mit dieser auch fest verdrahtet sein. Auch muss der Scanner 538 nicht von der Basis 542 mechanisch getragen werden, sondern könnte auf einem Pfosten oder einem analogen Träger angebracht sein, und zwar fest oder (lose) handhabbar.
Dieser Scanner soll nicht auf Lebensmitteltheken beschränkt sein, da jegliche Ware in der oben beschriebenen Weise optisch gelesen werden kann. In einer Einzelhandelssituation, wie beispielsweise einem Kleidungsgeschäft, wäre der Etikettendeaktivierer 554 zweckmäßiger.
Bezugnehmend nun auf die 22 und 23, die keine Ausführungsbeispiele der Erfindung sind, ist ein taschenlampenförmiger Scanner 600 lösbar angebracht auf einem Ständer einschließlich einer Säule 602, die auf einer Basis 604 auf einer Theke getragen ist. Ein elektro-mechanischer Verbinder 606 gestattet ein schnelles Anbringen und Lösen von dem Ständer. Der Verbinder 606 stellt auch elektrische Verbindungen her zwischen elektrischen Komponenten in dem Scanner und dem Ständer.
Der Scanner 600 kann alle Komponenten besitzen, die oben für den Scanner 10 in den 1 bis 6 beschrieben wurden, einschließlich eines elektro-optischen Lesers zum Lesen von Strichcodesymbolen mit einem Einzellinien-Scanmuster oder einem omnidirektionalen Scanmuster, oder vorzugsweise ein Laser, der konvertierbar ist von einem Scanmuster zu einem anderen durch die einfache Maßnahme, dass der Scanner 600 auf dem Ständer angebracht wird, wie oben beschrieben wurde. Der Scanner 600 kann auch Kommunikationskanäle mit einem Decodierer und anderer Peripherieausrüstung besitzen, z.B. einer Waage, einem Drucker, einem Etikettendeaktivierer, einem Kartenleser für Bankkarten, Kreditkarten oder Chipkarten etc., die mit dem Ständer verbunden sind. Der Scanner besitzt auch Signalverarbeitungsschaltungen von der oben beschriebenen Art, einen Speicher für temporäre Datenspeicherung und eine Leistungsquelle. Die Leistungsquelle kann ein bordeigenes wiederaufladbares Batteriepack sein, oder eine Energiespeicherkomponente, z.B. ein Kondensator, der in der Lage ist, eine vorbestimmte Menge an elektrischer Leistung für eine vorbestimmte Zeit zu halten, nachdem der Scanner von dem Ständer entfernt wurde.
Wenn er in seiner normalen Betriebsart verwendet wird, ist der Scanner 600 auf dem Ständer angebracht und wird in dieser Konfiguration als freihändige, alleinstehende Einrichtung verwendet. In diesem Fall erfolgt eine konstante Kommunikation zwischen dem Scanner und der Peripherieausrüstung, und ein Informationssignal wird über den Verbinder 606 an elektrische Komponenten in dem Ständer oder an Peripherieausrüstung geleitet, die entweder mit dem Ständer verdrahtet ist, oder in Hochfrequenzverbindung bzw. -telemetrie damit steht. Diese Art der Verwendung könnte als die normale Verwendung an einer Einzelhandelskasse angesehen werden, wenn relativ kleine Pakete gescannt werden müssen.
Wenn jedoch große Pakete verarbeitet werden müssen, beispielsweise ein sperriger Kasten oder Gegenstand, der in einem Einkaufswagen befördert wird, muss der Verkäufer den Scanner zum Gegenstand hin bringen. Der Scanner 600 ist kabellos, wodurch ein solches Entfernen nicht behindert wird. In der Praxis wird der Verkäufer den Scanner ergreifen und den Scanner über eine Schnelllösung von dem Ständer trennen. Da der Scanner eine interne, aufladbare Leistungsversorgung besitzt, die genug Energie für einige Minuten Scannerbetrieb liefert, kann der Verkäufer das Symbol auf dem oder den entfernten Gegenständen scannen. In diesem Fall könnten die digitalen Daten in dem Speicher temporär gespeichert werden und nachfolgend zu einem entfernten Hostcomputer geladen werden.
In den beigefügten Ansprüchen ist beschrieben, was als neu beansprucht ist und geschützt werden soll.

Claims

Auslöser- bzw. Trigger-freier Leser (10) zum elektro-optischen Lesen von codierten (Kenn-)Zeichen (100) innerhalb eines begrenzten Arbeitsbereichs von Abständen relativ zu dem Leser (10), wobei der Leser folgendes aufweist: (a) ein Gehäuse (11, 12) mit einem Inneren bzw. Innenraum und einem Ausgangsfenster (14); (b) eine Lichtquelle (33) in dem Gehäuse (11, 12) zum Emittieren und Richten eines Lichtstrahls entlang eines optischen Pfads (21a, 21c) durch das Fenster (14) zu den zu lesenden (Kenn-)Zeichen (100) hin; (c) Scannermittel (19, 24) in dem Gehäuse (11, 12) zum Scannen des Lichtstrahls in einer Scanrichtung über die (Kenn-)Zeichen (100) hinweg; und (d) optische Mittel (32, 45) in dem Gehäuse (11, 12) zum Fokussieren des Lichtstrahls, so dass er eine Strahltaille mit einem minimalen Strahlquerschnitt in einer Richtung entsprechend der Scanrichtung besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahltaille (d₃) im Inneren bzw. Innenraum des Gehäuses (11, 12) liegt und in dem optischen Pfads (21a) zwischen der Lichtquelle (33) und dem Fenster (14) angeordnet ist, um den Arbeitsbereich zu begrenzen aufgrund des Abstands, über den sich der Lichtstrahl innerhalb des Gehäuses (11, 12) bewegt bzw. erstreckt.
Trigger-freier Leser (10) gemäß Anspruch 1, wobei der Leser ferner Steuermittel (160) aufweist zum kontinuierlichen Betreiben der Lichtquelle (33) und/oder der Scannermittel (19, 24).
Trigger-freier Leser gemäß Anspruch 1, wobei der Leser ferner Steuermittel (160) aufweist zum zeitweiligen bzw. unterbrochenen Betreiben der Lichtquelle (33) und/oder der Scannermittel (19, 24).
Trigger-freier Leser gemäß Anspruch 3, wobei die Steuermittel (160) die Lichtquelle (33) und/oder die Scannermittel (19, 24) entsprechend einem Satz von vorbestimmten Kriterien betreiben.
Trigger-freier Leser gemäß Anspruch 4, wobei die Steuermittel (160) die Lichtquelle (33) abschalten während eines Teils jedes Scannens bzw. Überstreichens über die (Kenn-)Zeichen (100).
Trigger-freier Leser gemäß Anspruch 1, wobei die optischen Mittel eine Fokussierlinse (32) und eine Blende (45) umfassen.
Trigger-freier Leser gemäß Anspruch 1, wobei die optischen Mittel (32) eine geringe Vergrößerung von weniger als zehn besitzen.
Trigger-freier Leser gemäß Anspruch 1, wobei das Gehäuse einen Handgriff (12) besitzt.
Verfahren zum elektro-optischen Lesen von codierten (Kenn-)Zeichen (100) innerhalb eines begrenzten Arbeitsbereichs von Abständen mit einem Auslöser- bzw. Trigger-freien Leser (10), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: (a) Emittieren und Richten eines Lichtstrahls entlang eines optischen Pfads (21a) durch ein Ausgangsfenster (14) eines Gehäuses (11, 12), das ein Inneres bzw. einen Innenraum besitzt; (b) Scannen des Lichtstrahls in einer Scanrichtung über (Kenn-)Zeichen (100) hinweg, die sich außerhalb des Gehäuses (11, 12) befinden; und (c) Fokussieren des Lichtstrahls, so dass er eine Strahltaille besitzt, die im Inneren bzw. Innenraum des Gehäuses liegt, wobei die Strahltaille einen minimalen Strahlquerschnitt in einer Richtung entsprechend der Scanrichtung besitzt, wobei der Arbeitsbereich begrenzt ist aufgrund des Abstands, über den sich der Lichtstrahl entlang des optischen Pfads (21a) zwischen der Strahltaille und dem Ausgangsfenster (14) bewegt bzw. erstreckt.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei Verfahren ferner den folgenden Schritte aufweist: Steuern der Durchführung der Schritte (a) und/oder (b) entsprechend einem Satz von vorbestimmten Kriterien.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei der Steuerungsschritt durchgeführt wird durch zeitweiliges bzw. intermittierendes Durchführen der Schritte (a) und (b).
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der fokussiert Schritte durchgeführt wird durch eine optische Anordnung (32, 45), deren Vergrößerung geringer als zehn ist.