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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektro-optische Leser- oder
Scannsysteme, wie beispielsweise Strichcodesymbolleser, und insbesondere
auf ein Scannmodul zur Verwendung in Anwendungen, die besonders
kompakte Scanner erfordern.
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BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN
TECHNIK:
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Elektro-optische
Leser, wie beispielsweise Strichcodesymbolleser sind heute sehr
verbreitet. Typischerweise weist ein Strichcodesymbol einen oder mehrere
Reihen von hellen und dunklen Bereichen auf, typischerweise in der
Form von Rechtecken. Die Breiten der dunklen Bereiche, d.h. der
Striche, und/oder die Breiten der hellen Bereiche, d.h. der Zwischenräume, zwischen
den Strichen zeigen codierte Information an, die gelesen werden
sollen.
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Ein
Strichcodesymbolleser beleuchtet das Symbol und fühlt das
von den codierten Bereichen reflektierte Licht ab, um die Breiten
und Zwischenräume
der codierten Bereiche zu detektieren und um die codierte Information
abzuleiten. Dateneingabesysteme von Strichcodetyp verbessern die
Effizienz und Genauigkeit der Dateneingabe für eine breite Vielzahl von
Anwendungen. Die Einfachheit der Dateneingabe in derartigen Systemen
erleichtert die häufigere
und detailliertere Dateneingabe, beispielsweise um effiziente Inventuren,
Nachverfolgungen im Gange befindlicher Arbeiten etc. vorzusehen.
Um diese Vorteile zu erreichen müssen
Benutzer oder Angestellte bereit sein, beständig die Leser zu nutzen. Die Leser
müssen
daher sehr einfach und bequem zu bedienen sein.
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Eine
Vielzahl von Scannsystemen ist bekannt. Ein besonders vorteilhafter
Lesertyp ist ein optischer Scanner, der einen Lichtstrahl, wie beispielsweise
einen Laserstrahl über
die Symbole hinweg scannt. Laserscannersysteme und Komponenten des
Typs, beispielhaft gezeigt durch US-A-4,387,297 und US-A-4,760,248, sind
im Allgemeinen dafür
ausgelegt, um (Kenn-)Zeichen mit Teilen unterschiedlicher Lichtreflektivität, d.h.
Strichcodesymbolen, insbesondere des Universal Product Code (UPC)
Typs, bei einem bestimmten Arbeitsbereich oder Leseentfernung durch
einen handgehaltenen oder stationären Scanner zu lesen.
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Eine
Vielzahl von Spiegel- und Motorkonfigurationen kann verwendet werden,
um den Strahl in einem gewünschten
Muster zu bewegen. Beispielsweise offenbart US-A-4,251,798 einen
rotierenden Polygon mit einem planaren Spiegel an jeder Seite, wobei jeder
Spiegel eine Scannlinie über
das Symbol führt. US-A-4,387,297
und US-A-4,409,470 setzen beide einen planaren Spiegel ein, der
wiederholt und wechselseitig in abwechselnden Umfangsrichtungen
um eine Antriebswelle angetrieben wird, auf der der Spiegel angebracht
ist. US-A-4,816,660 offenbart eine Multispiegelkonstruktion, die
sich aus einem im Allgemeinen konkaven Spiegelteil und einem im
Allgemeinen planaren Spiegelteil zusammensetzt. Die Multispiegelkonstruktion
wird wiederholt wechselseitig in abwechselnden Umfangsrichtungen
um eine Antriebswelle angetrieben, auf der die Multispiegelkonstruktion
angebracht ist.
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In
der US-A-5 136 415 sind optische Scanner mit verstärkten Scannfähigkeiten
dargestellt. Der gescannte Strahl wird eine Vielzahl von Malen zwischen zwei
gegenüberliegenden
reflektierenden Oberflächen
reflektiert, wobei sich eine von diesen in Bezug auf die andere
bewegt. In einer Anordnung werden beide reflektierenden Oberflächen gegenseitig
durch eine Stimmgabel angetrieben, auf der die reflektierenden Oberflächen angebracht
sind. Der Aufbau sieht ein stabiles, zuverlässiges, bidirektionales Scannen
vor. Die Scannwinkel und -frequenzen können durch Steuern der elektronischen
Antriebssysteme für
die Stimmgabel variiert werden.
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US-A-5
691 834 offenbart ein nicht kontaktierendes Lichtstrahlscannsystem
gemäß des Oberbegriffs
des Anspruchs 1, das klein genug ist, um in einen handhaltbaren
Stab, Stift oder rechnergroßen Terminal
zu passen. Das Scannsystem beinhaltet ein Scannelement, das mit
Raten von zehn bis Hunderten Scanns pro Sekunde in einer und zwei
Dimensionen scannen kann. Die Vorrichtung ist un empfindlich gegenüber Niederfrequenzvibrationen
und kann große
Winkel von 60 Grad oder mehr scannen. Eine automatische Auslöserschaltung
ermöglicht
ihr es, gleich gut in handgehaltenen oder fest angebrachten Anwendungen
verwendet zu werden. Die Tiefe des Arbeitsbereichs wird mit einem
Bennpunktsystem verlängert,
das mit der Lichtquelle vereinigt ist. Das gesamte Scannsystem zum
Erzeugen eines Strahls, elektronischen Fokussieren des Strahls,
Scannen des Strahls, Sammeln des Lichts von einem Ziel und Umwandeln
von diesem in elektrische Signale, sowie dem automatischen Erzeugen
eines Auslösersignals kann
mit Industrienormnieder- oder -hochgeschwindigkeitsstrichcodedecodierern
arbeiten.
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US-A-5
668 362 offenbart eine Scannvorrichtung zum Projizieren eines Lichtstrahls
gegen ein Ziel mit darin enthaltener Information, das durch den Lichtstrahl
gescannt werden soll. Insbesondere ist eine kompakte Laserscannvorrichtung,
wie beispielsweise eine Laserstrahl projizierende Strichcodevorrichtung,
offenbart, die eine Antriebskomponente, wie beispielsweise einen
Scannmotor zum Oszillieren eines Scannelementes oder Spiegels mit
einer hohen Geschwindigkeitsrate innerhalb eines spezifizierten
Winkelbereichs beinhaltet, um zu verursachen, dass der Licht- oder
Laserstrahl, der auf die Information auf dem Ziel auftrifft, rasch über die
Information in einer Scannsequenz hinwegstreicht. Insbesondere ist
die Struktur auf die Verbesserung der Linearität der oszillierenden oder „zitternden" Bewegung gerichtet,
die durch den Scannmotor auf das Scannelement oder den Spiegel ausgeübt wird.
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EP-A-0
944 017 bildet einen Teil des Standes der Technik unter Art. 54(3)
EPÜ und
offenbart eine Scannanordnung, die Folgendes aufweist: einen Reflektor
zum Reflektieren des Lichtstrahls, ein dreh- bzw. verdrehungsdeformierbares
Element zum Tragen des Reflektors, wobei sich das Element entlang einer
Achse erstreckt und einen nicht planaren Querschnitt besitzt, sowie
einen Antrieb zum Oszillieren des Reflektors in entgegengesetzte
Umfangsrichtungen um die Achse mit einer begleitenden, im Wesentlichen
gleichförmigen,
Drehdeformierung des Elements.
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In
elektro-optischen Scannern des oben erwähnten Typs vergrößern der „Scannmaschine" einschließlich der
Laserquelle, der Optik, der Spiegelstruktur, der Antrieb zur Oszillation
der Spiegelstruktur, der Photodetektor, und die verbundene Signalverarbeitungs-
und -decodierungsschaltung die Größe und das Gewicht des Scanners.
Bei Anwendungen, die eine langwierige Benutzung bedingen, können große, schwere
hangehaltene Scanner eine Ermüdung
des Nutzers erzeugen. Wenn die Verwendung der Scanner Ermüdung erzeugt
oder in irgendeiner Art und Weise unangenehm ist, ist der Nutzer
abgeneigt, den Scanner zu bedienen. Jede Abneigung, den Scanner
beständig
zu nutzen, vereitelt die Datensammelungszwecke, für die derartige Strichcodesysteme
gedacht sind. Auch besteht ein Erfordernis für kompakte Scanner, um in kleine
kompakte Vorrichtungen zu passen, wie beispielsweise Notebooks.
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Auf
diese Weise ist es ein permanentes Ziel der Strichcodeleserentwicklung
die Leser so weit wie möglich
zu miniaturisieren, und es besteht immer noch ein Bedürfnis, die
Größe und das
Gewicht der Scannmaschine weiter zu verringern und einen besonders
bequem zu benutzenden Scanner vorzusehen. Die Masse der sich bewegenden
Komponenten sollte so klein wie möglich sein, um die Energie
zu minimieren, die erforderlich ist, um die Scannbewegung zu erzeugen.
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Es
ist erwünscht,
die Scannmaschine so zu modularisieren, dass ein bestimmtes Modul
in einer Vielzahl von unterschiedlichen Scannern verwendet werden
kann. Ein Bedürfnis
besteht jedoch, ein besonders kompaktes, leichtgewichtiges Modul
zu entwickeln, das alle erforderlichen Scannkomponenten enthält.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Größe und das Gewicht der Komponenten
zu verringern, die verwendet werden, um eine Scannbewegung des Lichtstrahls
zu erzeugen und um das reflektierte Licht zu sammeln.
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Ein
verwandtes Ziel ist es, ein elektro-optisches Scannsystem zu entwickeln,
das sowohl kleiner als auch leichtgewichtiger ist.
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Es
ist noch ein weiteres Ziel ein Modul zu erzeugen, das in geeigneter
Weise und mit geringen Kosten hergestellt werden kann. Ein verwandtes
Ziel ist es, ein Modul vorzusehen, das in einfacher Weise zusammengebaut
werden kann.
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MERKMALE DER ERFINDUNG:
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Scannanordnung gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung können
den abhängigen
Ansprüchen
entnommen werden.
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Die
neuartigen Merkmale, die als Charakteristik der Erfindung angesehen
werden; werden insbesondere in den beigefügten Ansprüchen dargestellt. Die Erfindung
selbst wird jedoch, sowohl hinsichtlich ihres Aufbaus als auch hinsichtlich
ihres Betriebsverfahrens, gemeinsam mit ihren zusätzlichen Zielen
und Vorteilen am besten durch die nachfolgende Beschreibung verstanden
werden, wenn diese gemeinsam mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine teilweise geschnittene Ansicht einer optischen Anordnung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2a zeigt
eine Seiteansicht eines pistolenartigen Scanners, der geeignet für die Verwendung
mit der optischen Anordnung der 1 ist;
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2b ist
eine Vorderansicht des Scanners der 2a;
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2c ist
eine Draufsicht des Scanners der 2a;
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2d ist
ein beispielhafter, handgehaltener optischer Scanner, der geeignet
für die
Verwendung mit der optischen Anordnung der 1 ist;
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2e ist
ein beispielhafter, handgehaltener kombinierter Computerterminal
und optischer Scanner, der wiederum geeignet ist zur Verwendung
mit der optischen Anordnung der 1;
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3 zeigt
eine optische Anordnung von der ein Scannstrahl bei einem Winkel
von nicht 90° austritt;
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4 ist
ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Scanners der 2a–2c zeigt;
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5a zeigt
ein Antrieb durch ein dünnes flexibles
Band eines bekannten Typs;
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5b zeigt
einen verbessertes dünnes,
flexibles Band;
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6 ist
eine Explosionsansicht, die das Anbringen des dünnen, flexiblen Bands der 5b zeigt;
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7 zeigt
die in 6 dargestellten Komponenten in zusammengebauter
Form;
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8 zeigt
eine optische Anordnung in einem Gehäuse in ausgeschnittener Form;
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9 zeigt
eine 2D-Scannbewegungsscanneranordnung;
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10 ist
eine schematische Draufsicht entsprechend zu 9;
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11 zeigt
eine alternative Scannanordnungskonfiguration;
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12 ist
eine Endansicht entsprechend zu 11;
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13a stellt die Scannebene in einer herkömmlichen
Anordnung dar;
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13b stellt die Scannebene in einer Anordnung von
dem in 11 gezeigten Typ dar; und
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14 zeigt
ein alternatives Scannmodulgehäuse.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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1 zeigt
eine kostengünstige
optische Anordnung gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
für die
Erzeugung eines Scannlaserstrahls.
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Die
optische Anordnung weist zwei im Wesentlichen getrennte Teile, die „statische
Optik" 10 und
den Scannermotorantrieb 12 auf, die beide auf einer gemeinsamen
Leiterplatte (PCB = Printed Circuit Board) 14 angebracht
sind. Bevor die Struktur der Anordnung im Detail beschrieben wird,
kann es hilfreich sein, eine kurze Übersicht über den Betrieb der Vorrichtung
zu liefern. Der Lichtstrahl 16 von einem Halbleiterlaser 18 geht
durch eine gegossene bzw. geformte Kunststofflinse 20 hindurch
und wird durch die interne Gesamtreflexion von einem Prisma 22 um
90° gedreht.
Nach dem Austreten aus dem Prisma geht der Strahl durch eine Öffnung 24 in
einem Sammelspiegel 26, und trifft auf einen oszillierenden
Scannspiegel 28.
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Dies
erzeugt einen scannenden ausgehenden Lichtstrahl 30, der
zu einem zu lesenden (Kenn-)Zeichen gerichtet wird.
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Das
von dem (Kenn-)Zeichen reflektierte Licht 32 wird zunächst durch
den Scannspiegel 28 aufgenommen, der es auf eine konkave
Oberfläche 34 des
Sammelspiegels 26 richtet. Dieser fokussiert das Licht über eine Öffnung 36 und
einen Filter 38 auf einen Photodetektor 40. Das
Photodetektorausgabesignal wird dann auf geeignete Elektroniken
innerhalb der Leiterplatte 14 durch eine elektrische Kopplung 42 weitergegeben.
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Der
Scannspiegel 28 ist bei 44 zur Oszillation um
eine Achse angebracht, wobei dies aufgrund der Interaktion zwischen
einem Permanentmagneten 46 und einer angetriebenen elektromagnetischen
Spule 48 erreicht wird. Ein geeignetes Antriebssignal wird an
die Spule über
die Leiterplatte 14 und den elektrischen Spulenkontakt 50 angelegt.
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Der
in 1 gezeigte Scannermotorantrieb 12 ist
exemplarisch und kann durch irgendeine Art von Mechanismus zum Bewirken
einer Scannbewegung des Laserstrahls in einer oder zwei Dimensionen
ersetzt werden. Beispielsweise könnte
der Scannermotorantrieb irgendeine der Konfigurationen aufweisen,
die in den U.S. Patenten Nr. US-A-5,581,067 und US-A-5,367,151 offenbart
sind und die alle hierin durch Bezugnahme enthalten sind. Auf diese
Weise kann die statische Optikanordnung 10 als eine Komponente
in einer Vielzahl von Scannerkonstruktionen verwendet werden.
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Die
in 1 gezeigte optische Anordnung kann innerhalb irgendeines
Typs von feststehendem oder tragbaren optischen Scanner beinhaltet
sein, wie beispielsweise dem Scanner des Scanntyps der 2a–2c,
dem in 2d gezeigten handgehaltenen
Scanner oder dem handgehaltenen Computerterminal/Scanner, der in 2e gezeigt
ist.
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Bezug
nehmend auf 2a bis 2c ist ein
hangehaltener, pistolenartiger Scanner eines ergonomischen Designs
gezeigt. Der Scanner umfasst einen Scannerkör per, der mit 100 bezeichnet
ist, einschließlich
eines Griffteils 102 und eines Kopfteils 104.
Der Griffteil 102 ist konfiguriert, um aufrecht in der
Handfläche
des Benutzers gehalten zu werden, und besitzt einen Vorderteil einschließlich eines
Abzugs bzw. Auslösers 106,
der vorzugsweise derart positioniert ist, dass er durch den Zeigefinger
des Benutzers betätigbar
ist. Der Kopfteil 104 ist an der Spitze bzw. Oberseite
des Griffteils 102 vorgesehen und weise eine Vorderfläche einschließlich eines
Scannfensters 108 auf einen kugelförmigen hinteren Teil, der sich
von dem Griff 102 rückwärts erstreckt,
um auf oder über
der Hand des Benutzers beim Gebrauch zu ruhen.
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Der
Scanner 100 ist um eine Schwenkachse 112 schwenkbar
an einem Basisteil 110 befestigt, das an dem unteren Ende
des Griffs 102 vorgesehen ist. Die Basis umfasst eine flache
untere Stirnfläche 114 und
erstreckt sich von dem Griffteil sowohl vor- und rückwärts als
auch zu den Seiten, so dass die Anordnung als Ganzes stabil freistehend
auf einer Tragefläche
platziert werden kann. Der Scanner 100 ist angeordnet,
um sich auf der Basis 110 in der Vorwärts-/Rückwärtsrichtung zu drehen. Die
Basis 110 sieht eine Schnittstelle zwischen dem Scanner 100 und
einem Hauptcomputer bzw. Host (nicht gezeigt) durch ein Kabel 116 vor.
Das Kabel 116 kann einfach Leistung übertragen oder kann ebenfalls
einen Datenpfad entweder zur Steuerung der Information, die an den
Scanner weitergegeben werden soll, oder für gelesene Daten umfassen,
die an den Hauptcomputer von dem Scanner 100 heruntergeladen
werden sollen.
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Die
Basis 110 umfasst auf ihrer Unterseite 114 einen
Druckschalter irgend einer geeigneten bekannten Art (nicht gezeigt),
dessen Auslösen
einem Prozessor in dem Scanner anzeigt, dass der Scanner im handgehaltenen
Modus betrieben wird. Demgemäß schaltet
der Scanner zum Auslösemodus,
hinweisend darauf, dass das Lesen nur stattfinden wird, wenn der
Abzug bzw. Auslöser 106 betätigt wird.
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Das
Steuersystem ist detaillierter in dem Flussdiagramm der 4 dargestellt.
Es kann entnommen werden, dass eine Dauerschleife durch eine geeignete
Steuervorrichtung aufrechterhalten wird, die feststellt, ob der
Druckschalter aktiviert ist bzw. wird (Schritt 150). Wenn
der Druckschalter deaktiviert ist, wird der Auslöse- (handgehaltene) Modus aufgenommen (Schritt 152);
eine weitere Erörterung
der relevanten Merkmale kann in US-A-5,151,581 gefunden werden.
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In
einem alternativen Modus, wo der Druckschalter aktiviert ist, wird
ein Dauerscann- (handfreier) Modus 154 aufgenommen. In
diesem Modus ist ein Einstellungsscannmuster immer aktiviert, was
es möglich
macht, sämtliche
Gegenstände
vor dem Scanner vorbeizubewegen, um sie zu scannen. Dieser kann
beispielsweise bei einer Verkaufsstelle, wie beispielsweise einem
Kassenstand, verwendet werden. Demgemäß ermöglicht diese Anordnung einen Mehrzweckmodusbetrieb.
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Der
Scanner ist vorzugsweise ein omnidirektionaler Scanner, die pistolenartige
Konfiguration liefert jedoch die Vorteile eines herkömmlichen
eindimensionalen Scanners. Zusätzlich
ermöglicht
es der anpassbare Winkel, der durch die Aufnahme einer Dreh- bzw.
Schwenkachse 112 vorgesehen wird, dass der Scanner als
Ganzes bei einem erwünschten Drehwinkel
zur Erleichterung des Ablesens positioniert wird, und ermöglicht es
ebenfalls zu einer angenehmen Position abgewinkelt zu werden, wenn
er sich im handgehaltenen Modus befindet.
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Der
Hauptkörper 100 und
die Basis 110 sind vorzugsweise modular aufgebaut, so dass
eine oder mehrere Komponenten mit minimalen Ausgaben ausgewechselt
werden können,
um beispielsweise zu einem kabellosen Ausführungsbeispiel zu gelangen.
Optional wird zusätzlich
ein Betriebsmodusknopf 118 auf der Oberfläche des
Kopfes 104 (siehe 2c) vorgesehen,
um es dem Benutzer zu ermöglichen,
ein Scannmuster eines erwünschten
Typs, beispielsweise basierend auf den Strichcodesymbolen oder anderen
(Kenn-)Zeichen, die gelesen werden sollen, oder den Scannbedingungen,
zu wählen. Zusätzlich sind
Anzeigelichter, wie beispielsweise LEDs, bei 120 vorgesehen,
die beispielsweise den Betriebsmodus des Scanners anzeigen, und
zwar ob dieser ein handfreier oder handgehaltener Modus usw. ist.
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Jetzt
auf 2d Bezug nehmend bezeichnet das Bezugszeichen 210 im
Allgemeinen einen handgehaltenen Scanner in einem alternativen Ausführungsbeispiel.
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Der
Scanner kann alternativ pistolenförmig sein oder irgendeine geeignete
Konfiguration kann verwendet werden. Der Scanner ist manuell bedienbar,
beispielsweise durch einen Auslöser
(nicht gezeigt). Wie aus den oben erwähnten Patenten und Anwendungen,
die hierin durch Bezugnahme enthalten sind, bekannt, ist eine Lichtquellenkomponente, die
typischerweise aber nicht notwendiger Weise ein Laser ist, innerhalb
des Scanners bei Block 210 angebracht. Die Lichtquelle
emittiert einen Lichtstrahl entlang eines Übertragungspfads, der sich
nach außen
durch ein Fenster 218 erstreckt, das zu den zu lesenden
(Kenn-)Zeichen, z.B. Strichcodesymbolen, weist. Ebenfalls innerhalb
des Blocks 210 ist eine Photodetektorkomponente, z.B. eine
Photodiode, angebracht, die ein Sichtfeld aufweist, und zum Sammeln
des reflektierten Lichts dient, das durch das Fenster 214 entlang
eines Pfads von dem Symbol zurückkehrt.
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Die
optische Anordnung der 1 ist innerhalb oder als Teil
des Blocks 210 angeordnet.
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In
welchem Scanntyp auch immer die Anordnung vorgesehen ist, der Betrieb
ist im Allgemeinen der Gleiche. Der Photodetektor erzeugt ein elektrisches
Signal, das die variable Intensität des reflektierten Lichts
anzeigt. Dieses analoge Signal wird in ein digitales Signal durch
eine Analog-zu-Digital-Umwandlungsschaltung umgewandelt. Dieses
digitale Signal wird durch ein Decodiermodul 222 decodiert. Das
Decodiermodul 222 decodiert das digitale Signal in Daten,
die das Symbol beschreiben. Eine externe Hostvorrichtung 224, üblicherweise
ein Computer, dient hauptsächlich
als ein Datenspeicher, in dem die durch das Decodiermodul 222 erzeugten
Daten zur nachfolgenden Verarbeitung gespeichert werden.
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Der
Block 210 und der Decodierer 222 sind auf einer
Leitplatte 214 angebracht.
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Beim
Betrieb zielt der Benutzer, jedes Mal wenn der Benutzer ein Symbol
einlesen will, den Scanner auf das Symbol und betätigt den
Auslöser oder
löst auf
andere Weise das Lesen des Symbols aus. Der Auslöser ist ein elektrischer Schalter,
der das Antriebsmittel betätigt.
Das Symbol wird wiederholt eine Vielzahl von Malen pro Sekunde gescannt, z.B.
mehr als 100 Male pro Sekunde. Sobald das Symbol erfolgreich decodiert
und gelesen wurde, wird die Scannaktion automatisch beendet, wodurch es
ermöglicht
wird, den Scanner auf das nächste
zu lesende Symbol in seinem jeweiligen Zug zu richten.
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Zusätzlich muss
der Kopf nicht ein tragbarer handgehaltener Typ sein, da fest angebrachte
Köpfe in
dieser Erfindung ebenfalls erwogen werden. Ferner können die
Köpfe manuell
betriebene Köpfe
besitzen oder können
kontinuierlich durch direkte Verbindung mit einer elektrischen Quelle
betrieben werden.
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Die
Oszillationen müssen
nur für
ungefähr eine
Sekunde andauern, da die Mehrfachoszillationen, und nicht so sehr
die Zeit, die Wahrscheinlichkeit des Erhaltens einer erfolgreichen
Decodierung für
ein Symbol erhöhen,
selbst wenn dieses schlecht gedruckt ist. Der Resonanzreflektor
weist eine vorbestimmte, vorhersagbare, bekannte, im Allgemeinen gleichförmige Winkelgeschwindigkeit
für eine
erhöhte
Systemzuverlässigkeit.
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Sich
jetzt der 2e zuwendend, ist ein alternativer
handgehaltener optischer Scanner einschließlich zusätzlicher Merkmale gezeigt,
dieses Mal in Form eines Scannanschlusses bzw. -terminals 326.
Der Anschluss weist ein handgehaltenes Gehäuse 328 mit einem
Datenanzeigebildschirm 30 und einer Dateneingabetastatur 332 auf.
Die optische Anordnung der 1 innerhalb
des Gehäuses 328 erzeugt
einen scannenden Lichtstrahl, der sich nach außen durch ein Fenster 334 erstreckt,
das zu den zu lesenden (Kenn-)Zeichen weist. Das von den (Kenn-)Zeichen
reflektierte Licht geht zurück
durch das Fenster 334 hindurch und trifft auf die Photodetektorkomponente,
beispielsweise eine Photodiode, auf, die ein rückkehrendes Lichtausgabesignal
erzeugt. Der Informationsgehalt innerhalb dieses Signals kann in
einem „An-Bord-Speicher" (nicht gezeigt)
gespeichert werden oder kann auf einen entfernten Computer über einen
Datenanschluss 336 heruntergeladen werden. Alternativ kann
die Information über
ein Funksignal durch eine An-Bord-Funkübertragungs-/-empfangsvorrichtung 338 erzeugt
werden.
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In
einem Ausführungsbeispiel
ist der Motorantrieb, der verwendet wird, um die Scannaktion zu erhalten,
vorzugsweise ein „Spannbandelement"-Antrieb. Dieser
Antriebstyp ist vollständig
beschrieben u.a. in US-A-5,614,706 und US-A-5,665,954, die hiermit gemeinsam zugewiesen
und durch Bezugnahme enthalten sind. Zusammengefasst umfasst die
Anordnung ein optisches Element wie beispielsweise einen leichtgewichtigen
Spiegel, der auf einem dünnen
flexiblen Streifen (dem „Spannband") (taut band) über eine
elektromagnetische Spule hinweg angebracht ist. Ein Permanentmagnet
ist an dem optischen Element angebracht, das mit einem variierenden
Magnetfeld interagiert, das erzeugt wird, wenn ein Wechselstromsignal
an die Spule angelegt wird, um die sich wiederholende Drehbewegung
in dem flexiblen Band zu erzeugen. Infolgedessen oszilliert das
optische Element, was eine Scannbewegung liefert.
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5a zeigt
detaillierter einen Spannbandelementantrieb des bekannten Typs.
Insbesondere können
die Spule 70, der flexible Streifen 72, der Spiegel 74 und
der Permanentmagnet 76 gesehen werden. Der flexible Streifen 72 kann
gegen die Spule 70 beispielsweise durch einen Haltering 78 gehalten
werden. Eine Wechselstromspannung kann an die Spule angelegt werden,
die schematisch bei 80 dargestellt ist, und verursacht
eine Drehoszillation, die schematisch durch Pfeil 82 dargestellt
ist. Es ist offensichtlich, dass diese Anordnung die im Allgemeinen
in 1 als Spiegel 28 gezeigte Anordnung,
sowie die Antriebsanordnung 44, 46, 48 in
einer dem Fachmann bekannten Art und Weise ersetzen kann.
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In
einem weiteren, in 5b gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der flexible Streifen 72 durch ein langgestrecktes
Element 84 ersetzt, das im Querschnitt senkrecht zu der
Längsachse
V-förmig
ist, auf der der Spiegel 74 und das Permanentmagnetelement 76 angebracht
sind. Das V-förmige
Element 84 erstreckt sich über eine Spule hinweg oder
ist andernfalls geeignet in der gleichen Art und Weise wie zuvor
das dünne
flexible Element 72 angebracht und der Permanentmagnet 76 interagiert
mit dem Wechselstrommagnetfeld, was zu einer Drehverformung führt, die
durch Pfeil 86 dargestellt ist. Der V-förmige Querschnitt des Bands
nimmt in seiner Steifheit zu und stellt insbesondere sicher, dass
die Drehverformung gleichförmig
oder im Wesentlichen gleichförmig über die
Länge des
Bands hinweg ist, wobei der Spiegel 74 auf der Spitze des „V" angebracht ist.
Es wird verstanden werden, dass alternative Konfigurationen für den Bandquerschnitt
erwogen werden können,
wie beispielsweise eine X-Form, eine I- oder H-Form, und eine W-Form, und zwar so
lange wie die Erfordernisse der Drehverformung und der Gleichförmigkeit
der Drehverformung entlang der Länge
des Bands aufrechterhalten werden.
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6 zeigt
in zerlegter Form einen praktischen Anbringungsmodus des V-förmigen Elements 84 der 5b.
Die Spule 70 ist auf einem E-Konfigurationskern 71a einschließlich eines
Mittelarms 71b angebracht, der in der mittleren Ausnehmung
der Spule 70 und den Außenarmen 71c und 71d aufgenommen
ist, die sich auf beiden Seiten der Spule und oberhalb von dieser
erstrecken. Eine Anbringungsplatte 75a ist auf den Außenarmen 71c, 71d des E-Kerns
aufgenommen und erstreckt sich oberhalb und über die Spule 70 hinweg.
Die Anbringungsplatte 75a umfasst eine Mittelöffnung 75b,
die den Raum definiert, über
den hinweg sich das V-förmige
Element 84 erstreckt. Das V-förmige Element 84 umfasst Glieder 84a,
die sich auf beiden Seiten ihrer Längsachse in symmetrischer Weise
bei jeder Seite sowie der Mitte erstrecken und ist auf der Anbringungsplatte 75a über die Öffnung 75b hinweg
in einer passenden Art und Weise angebracht, beispielsweise durch Befestigen
der Endglieder 84a an der Oberfläche der Anbringungsplatte 75a.
In kooperierender Weise konfigurierte V-förmige Verbindungselemente 85 sind an
dem V-förmigen
Element 84 befestigt und im Allgemeinen mit den Gliedern 84a ausgerichtet,
und der Spiegel 74 ist auf den Verbindungselementen 85 bei der
Spitze des V-förmigen
Elements angebracht. An dem Spiegel 74 hängend befindet
sich ein Joch 73, das ebenfalls im Wesentlichen V-förmig ist,
aber das V-förmige
Element 84 überspannt,
wobei seine Außenenden 73a, 73b an
der Rückseite
des Spiegels 74 angebracht sind. Das Joch 73 besitzt
einen Mittelteil, der sich weg von dem Spiegel 74 erstreckt
und laterale Streifen 73c, 73d aufweist. Die lateralen Streifen 73c und 73d befinden
sich in Ausrichtung mit den mittleren Gliedern 84a, 84b des
V-förmigen
Elements und sind an diesem angebracht. Der Permanentmagnet 76 ist
an der Unterseite des Mittelteils des Jochs 73 angebracht,
zum Beispiel an der Unterseite der Lappen 73c und 73d.
Demgemäß überspannt
das Joch 73 das V-förmige
Element 84 der art, dass der Permanentmagnet über die Öffnung 75b in der
Anbringungsplatte 75a hinweg oder durch diese ragt, was
eine optimale magnetische Kopplung mit der Spule 70 ermöglicht.
Wenn ein Wechselstrom an die Spule 70 angelegt wird, oszilliert
der Permanentmagnet, was wiederum ein Drehbiegen des V-förmigen Elements 84 und
die Oszillation des Spiegels 74 bedingt. Die zusammengebaute
Anordnung ist in 7 gezeigt.
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Ein
zusammengebautes Modul, das die Anordnung der 7 beinhaltet,
ist in 8 gezeigt, in der erkannt wird, dass ein im Wesentlichen
würfelförmiges Gehäuse beinhaltet
ist. Die Richtung der Winkelbewegung des Spiegels ist durch Pfeil
A dargestellt.
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Alternativ
kann der Typ des zur Oszillation des Scannspiegels verwendeten Motorantriebs
ein „Mylar-Motor" beispielsweise des
unausgeglichenen Typs sein, wie unten in Bezug auf die 11–12 diskutiert,
gemäß denen
der Spiegel an einer Mylarblattfeder angebracht ist, die sich rückwärts und vorwärts biegt,
während
der Permanentmagnet durch die Wechselstromspule angetrieben wird,
die die Oszillationsbewegung verleiht. Noch eine weitere Alternative
ist ein Mikromaschinenspiegel, wie in der Einleitung in Bezug auf
US-A-4,387,297 und US-A-4,409,470 diskutiert, gemäß denen
der Spiegel direkt durch einen geeigneten Antriebsmotor, vorzugsweise
von sehr kleiner Abmessung, rückwärts und
vorwärts
angetrieben wird. Noch eine weitere Alternative ist es, einen Spiegel
vom bekannten rotierenden Polygontyp zu verwenden, wie in der Einleitung
in Bezug auf US-A-4,251,798 diskutiert, gemäß derer der Spiegel einen festen
Körper
mit einer Vielzahl zueinander abgewinkelter Flächen aufweist. Während sich
der Körper
dreht, wird der Strahl durch nacheinander drehende Flächen des
Polygonkörpers gescannt.
In einem Ausführungsbeispiel
kann der Mylarmotor in einer Anordnung zum eindimensionalen Scannen
verwendet werden, währenddessen
ein V-förmiges
Spannbandelements (oben beschrieben) zum zweidimensionalen Scannen
verwendet werden kann, wie ebenfalls detaillierter unten beschrieben.
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Sich
jetzt der in 1 gezeigten statischen Optikanordnung 10 zuwendend,
wird bemerkt werden, dass die Laserfokussierlinse 20, die
Laseröffnung
bzw. -apertur 24 und der Sammelspiegel 26 alle durch
ein einzelnes geformtes bzw. gegossenes Kunststoffmaterialglied
definiert werden, das in Kreuzschraffierung gezeigt ist und im Allgemeinen mit
dem Bezugszeichen 52 bezeichnet ist. Das geformte Glied 52 dient
ferner dazu, den Laser 18, den Filter 38 und den
Photodetektor 40 unter- und anzubringen.
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Der
bevorzugte Laser 18 ist ein Halbleiterlaser und vorzugsweise
eine Oberflächenanbringungsvorrichtungsphotodiode
(SMD = Surface Mounted Device). Dies beseitigt den Bedarf an Photodiodenabstandshaltern
und Handlöten
oder Buchsen, wie sie bei Scannern des Standes der Technik verwendet werden.
Typischerweise wird der Laser ein standardverpackter Kanten emittierender
Laser (edge-emitting laser) sein. Für minimale Kosten ist die Laserfokussierung
nicht anpassbar und der Laser ist einfach mit seinem Anbringungsflansch
in Kontakt mit einer Schulter, die als Teil des geformten Glieds
geformt ist, installiert. Dies wird den Laser genau genug in Bezug
auf die geformte Fokussierlinse 20 positionieren, um eine
adäquate
Leistung innerhalb eines kostengünstigen
Scanners zu liefern. Die Tatsache, dass die Fokussierlinse als Teil
der gleichen Komponente wie die Schulter 54 geformt ist,
minimiert den Toleranzaufbau, der andernfalls eine ungenaue Fokussierung
verursachen könnte.
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Der
Laser wird innerhalb des geformten Glieds 52 mittels UV
aushärtendem
Zement an der Stelle gehalten. Da das Kunststoffmaterial des geformten
Glieds für
UV-Licht durchlässig
ist, kann der Zement durch Scheinen von UV-Licht durch das Glied
in den Hohlraum ausgehärtet
werden, in dem der Laser positioniert ist. Der Zement kann auf den Laser 18 oder
das geformte Glied 52 aufgetragen werden, wobei der Laser
dann in den Hohlraum gepresst wird, bis er an der Positionierungsschulter 54 anliegt.
Die Anordnung wird dann für
wenige Sekunden ultraviolettem Licht ausgesetzt, um den Zement auszuhärten. Wenn
für höhere Leistungsfähigkeit
erwünscht,
ermöglicht
dieses Verfahren zum Halten des Lasers es auch, dass eine Fokussierungsanpassung
vorgenommen wird. In diesem Fall, wird der Laser graduell in den
Hohlraum geschoben, während der
Ausgabestrahl überwacht
wird. Wenn der richtige Brennpunkt erreicht ist, wird die Anordnung
UV- Licht ausgesetzt,
wodurch der Zement ausgehärtet
und die Anordnung an Ort und Stelle befestigt wird.
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Bei
der nicht angepassten Anordnung kann es möglich sein, den Zement durch
Drücken
des Lasers mit einer Feder nach oben gegen die Positionierungsschulter 54 zu
beseitigen, beispielsweise mittels einer Gummi- oder Schaumdichtung 56 zwischen
der Leiterplatte 14 und dem Boden des Lasers 18.
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Wie
in der Zeichnung gezeigt, besitzt der Laser 18 sich nach
unten erstreckende elektrische Leitungen 58, die einfach
direkt in der Leiterplatte 14 installiert sind. Dies beseitigt
das Handlöten,
aber Löten
kann, sofern erwünscht,
verwendet werden.
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Die
Tatsache, dass sich die Leitungen in der Leiterplatte nach unten
erstrecken, bedeutet in einem herkömmlichen Laser, dass der Strahl
senkrecht zu der Platte nach oben gerichtet wird. Das zuvor beschriebene
Prisma 22 ist in die Oberseite des geformten Glieds 52 gegossen
bzw. geformt, um den vertikalen Laserstrahl durch die Öffnung 24 in
dem Sammelspiegel 26 zu dem Scannspiegel 28 zu
richten. Das Prisma 22 verwendet die gesamte Innenreflektion
um den Laserstrahl zu reflektieren, so dass es nicht notwendig ist,
die obere Oberfläche
mit einer reflektierenden Schicht zu beschichten.
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Um
eine weitere Fokussierung des Laserstrahls vorzusehen, sollte dies
erwünscht
sein, wäre es
ebenfalls möglich,
die Austrittsoberfläche 60 des Prismas
zu formen bzw. verformen.
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Es
ist wünschenswert
dass irgendwo entlang seines Pfades der Laserstrahl durch einen
Strahlenstopp (beam stop) hindurchgehen sollte. Die Öffnung 24 in
dem Sammelspiegel 26 kann diesem Zweck dienen. Alternativ
könnten
die Linse 20 oder die reflektierende oder Austrittsoberfläche des
Prismas 22 den Strahlenstopp vorsehen.
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Tatsächlich ist
es bevorzugt, die Öffnung bzw.
Apertur 24 so klein wie möglich zu halten, was die Sammelfähigkeit
des Sammelspiegels 26 verbessert. Beispielsweise kann die Öffnung 24 im
Bereich von 0,5 mm im Durchmesser sein. Dies liefert einen zusätzlichen
Vorteil, da das resultierende Beugungsmuster eine Lichtverteilung
bewirkt, die einer Bessel-Funktion folgt, die besonders gut für das Scannen von
(Kenn-)Zeichen angepasst ist.
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Das
geformte Glied 52 muss an der Leiterplatte 14 befestigt
werden, und zu diesem Zweck sind Schnapper 62, 64 vorgesehen.
Diese rasten automatisch auf der Leiterplatte ein, wenn die Komponente installiert
wird. Alternativ können
Pfosten auf der unteren Seite des geformten Glieds durch die Platte
ragen, um auf den Boden der Platte durch Wärme befestigt zu werden. Ultraschallbefestigen
kann ebenfalls verwendet werden.
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Der
Sammelspiegel 26 ist mit einer reflektierenden Beschichtung
beschichtet, so dass Licht, das darauf auftrifft, abwärts zu dem
Photodetektor 40 reflektiert wird. Diese Beschichtung kann
ebenfalls den Teil 62 des geformten Glieds abdecken, das
als ein Gehäuse
für die
Photodiode dient. Dies wird die Optikanordnung lichtundurchlässig in
einem Bereich machen, um zu verhindern, dass irgendwelches Licht die
Photodiode erreicht außer über die Öffnung 36 und
den Filter 38.
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Diese
reflektierende Beschichtung kann ebenfalls einer anderen Funktion
dienen. Typischerweise wird die Beschichtung ein dünner Film
aus Metall, wie beispielsweise Gold, Aluminium oder Chrom sein.
Diese Filme sind elektrisch leitend. Demgemäß dient der Film auch als ein
elektromagnetisches Interferenzschild für die Photodiode 40.
Die Verwendung einer Oberflächenbeschichtung
zum Schutz der Photodiode ermöglicht
das Weglassen des gewöhnlichen elektromagnetischen
Interferenzschilds (EMI = Electromagnetic Interference), wodurch
sowohl die Kosten eines separaten Schilds als auch die Arbeit zur Installation
innerhalb der Anordnung beseitigt werden.
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Die
Beschichtung wird elektrisch geerdet durch Verlängern eines Vorsprungs 66 des
geformten Glieds in eine kleine Hülse bzw. Buchse 68 in
der Leiterplatte. Al ternativ könnte
der Vorsprung 66 in ein plattiertes Durchgangsloch in der
Platte pressgepasst werden.
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Der
Gehäuseteil 62 in
dem geformten Glied 52 dient nicht nur dem Halten des optischen
Filters 38 an seiner Stelle über der Photodiode 40,
sondern umgibt auch die Photodiode vollständig, wodurch verhindert wird,
dass Streulicht diese erreicht. Die Öffnung 36 in dem Gehäuse kann
klein sein, um das Sichtfeld des Detektors zu begrenzen, wodurch
die Unanfälligkeit
gegenüber
Umgebungslicht maximiert wird. Die Öffnung muss exakt in Bezug
auf den Sammelspiegel 26 positioniert sein, um die Verwendung eines
Sichtfelds minimaler Größe zu ermöglichen. Die
exakten relativen Positionen der Öffnung und des Sammelspiegels
werden in einfacher Weise erreicht, da sie als ein einzelnes Teil
geformt sind.
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Eine
alternative Anordnung ist in 3 gezeigt.
Unter bestimmten Umständen
ist es wünschenswert,
eine Anordnung vorzusehen, in der der Strahl 30 die optische
Anordnung mit einem sich von 90° unterscheidenden
Winkel zu der Vertikalen (relativ zu der Leiterplatte 14)
verlässt.
Beispielsweise kann es Umstände
geben, in denen die Anbringungserfordernisse bedeuten, dass die
Leiterplatte 14 bei einer nicht senkrechten Position angebracht
wird. In vorangehenden Anordnungen war es erforderlich, dieses Problem
durch Einführen
zusätzlicher
Abstandshalter zu überwinden,
wenn die Leiterplatte 14 derart angebracht wird, dass der
Strahl 30 mit dem gewünschten
Winkel entweicht. Dieses Problem wird in der Anordnung gemäß 3 durch
Anpassen des Winkels gelöst,
mit dem der Strahl aus der optischen Anordnung austritt, um den
Anbringungswinkel zu kompensieren, und beseitigt das Erfordernis,
die Leiterplatte mit einem Abstandshalter anzubringen. In der gezeigten
Anordnung wird dies bewerkstelligt, durch Verändern des Winkels der Scannspiegelanordnung 28,
was besonders vorteilhaft ist, da keine Anpassung der Laseranordnung
erforderlich wäre. Es
wird erkannt werden, dass die verbleibende Optik ebenfalls eine
Anpassung zur weiteren Kompensation erfordern kann, wobei die Anpassungen
in einfacher Weise durch einen Fachmann des Gebiets bewerkstelligt
werden können.
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Der
beteiligte Winkel ist abhängig
von den besonderen Konsumentenerfordernissen, aber kann im Bereich
von 45–90° zu der Leiterplatte
liegen, bevorzugter Weise im Bereich von 60–70° und am bevorzugtesten bei 65° zu der Leiterplatte.
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11 und 12 zeigen
eine zu 3 alternative optische Anordnung
und Motorantrieb gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Die Anordnung ist auf einer einzelnen Basisplatte 500 angebracht
und umfasst eine Laseranordnung 502 eines geeigneten Typs,
beispielsweise des oben beschriebenen Typs. Ein Strahl von der Laseranordnung 502 geht
durch eine Öffnung 504 in
einem Sammelspiegel 506 hindurch und wird durch einen Scannspiegel 508 reflektiert.
Der zurückkehrende Strahl
wird auf den Sammelspiegel 506 retroreflektiert und auf
einen Detektor 510 eines geeigneten bekannten Typs gerichtet.
Sich nun der Antriebsanordnung für
den Scannspiegel 508 detaillierter zuwendend, ist der Spiegel
zusammen mit einem Permanentmagneten 512 angebracht, der
mit einem Magnetfeld interagiert, das durch eine mit Wechselstrom angetriebene
Spule 514 vorgesehen wird, um den Spiegel zu oszillieren.
Der Spiegel ist relativ zu der Basis 500 über ein
Anbringungselement 501 angebracht, das mit dem Spiegel
durch zwei Mylarfedern 518, 520 verbunden ist.
Obwohl der Spiegel parallel zu der Basis angebracht ist, ist das
Anbringungselement 516 mit 25° zu der horizontalen Basis angebracht
und die Mylarfedern, die sich senkrecht zu dem Anbringungsstreifen 516 erstrecken,
sind mit 25° zu
der Vertikalen angebracht. Demgemäß wird eine Scannebene bei
25° zu der
Vertikalen definiert, wie unten detaillierter diskutiert. Es wird
natürlich
erkannt werden, dass irgendein geeigneter Winkel gewählt werden
kann. Der Scannwinkel wird dann durch die Bewegungsamplitude des
Spiegels definiert und wird vorzugsweise als 50° gewählt. Der Spiegel ist vom unausgeglichenen
Typ, d.h. es werden keine Gegengewichte gegen die Spiegelmasse vorgesehen.
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Es
wird erkannt werden, dass der Spiegel 508 relativ zu der
Vertikalen abgewinkelt ist, um den Scannstrahl aus der oberen Fläche der
Anordnung zu richten. Wie bei 1 handelt
es sich lediglich um eine zeichnerische Darstellung, um die Zeichnung deutlicher
zu machen, obwohl der Spiegel 508 in 11 ebenfalls
als aus einer Ebene orthogonal zu einer Ebene des Papiers gewinkelt
dargestellt ist.
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Es
wird erkannt werden, dass das Anbringungselement 516 Glieder 522 und 524 umfasst,
die sich zu jeder Seiten der Mylarfedern 518, 520 erstrecken.
Diese Glieder sind innerhalb der geformten Ausnehmungen in den Seitenblöcken 526, 528 positioniert,
was einen gewissen Spielraum für
die Glieder ermöglicht,
wodurch ein ausreichender Raum für die
gewünschten
Scannwinkel, die erreicht werden sollen, vorgesehen wird, während Begrenzungen vorgesehen
werden, um den Betrag der Oszillation des Spiegels zu begrenzen,
sollte ein Erschütterung auf
die Einheit, beispielsweise durch Fallenlassen von dieser, ausgeübt werden.
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Demgemäß wird ein
von der Laseranordnung 502 emittierter Strahl, der auf
den Spiegel auftrifft, über
einen Winkel von 50° durch
den Scannspiegel hinweggestrihen, die Abtastebene des Strahls (die
Scannebene) befindet sich jedoch nicht bei 90° zu der Basis 500,
sondern bei einem Winkel, der durch die Richtung beschränkt wird,
in die der Magnet zur Oszillation angetrieben wird, d.h. der Biegungsachse
der Mylarfedern. Dies kann am besten mit Bezugnahme auf die 13a und 13b verstanden
werden. Der Spiegel- und die Antriebsanordnung sind nicht gezeigt,
aber in 13a wird die normale Spiegelkonfiguration
angenommen, d.h. der Spiegel ist mit 45° zu der X-Z-Achse angewinkelt
und ist zur Oszillation um die X-Richtung angebracht. Infolgedessen
wird eine Scannebene 530 in der Y-Z-Ebene eingerichtet.
Jedoch sind in 13b der Spiegel und der Spiegelantrieb,
wie in Bezug auf die 11 und 12 diskutiert,
angebracht. Es wird daher erkannt werden, dass die Scannlinie in
einer Ebene 532 bei 25° zu
der Y-Z-Ebene erhalten wird. Es kann wiederum irgendein gewünschter
Scannebenenwinkel oder Scannwinkel gewählt werden.
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Demgemäß wird ein
nicht 90° betragender Ausgabewinkel
des Strahls, wie in Bezug auf 3 diskutiert,
in einer unterschiedlichen Art und Weise erhalten.
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9 zeigt
ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel,
in dem eine zweidimensionale Scannbewegung durch Verwenden von zwei
Spiegeln erhalten, die in einer orthogonalen claim oszillieren. Mehrfachmusterscanner
können
durch Verwenden einer zwei Reflektoren X-Y-Bewegung erreicht werden,
wie sie in US-A-5,581,070,
US-A-5,637,856 und US-A-5,614,706 beschrieben sind, die alle hierin durch
Bezugnahme enthalten sind. Vorzugsweise werden die beiden Reflektoren
durch einen Antrieb eines dünnen,
flexiblen Elementtyps von dem in 5a oder 7 gezeigten
Typ angetrieben. Insbesondere das optische Modul 10 emittiert
einen Strahl 30 durch die Öffnung 24 in der Sammelvorrichtung 34,
der in einer ersten Richtung, beispielsweise der X-Richtung, durch
einen ersten Oszillationsspiegel 28a auf einem ersten V-förmigen Element 84 oszilliert
wird, und dann in einer zweiten Richtung, beispielsweise der Y-Richtung,
durch einen zweiten Spiegel 28b oszilliert wird, der auf
einem V-förmigen Band
bzw. Streifen 84 angebracht ist. Infolgedessen kann irgendein
gewünschtes
Scannmuster bei dem Ziel erreicht werden, wie es schematisch durch
das Muster 11 dargestellt ist. Sämtliche Elemente sind vorzugsweise
in einem einzelnen Modul vorgesehen, wie durch die in 10 dargestellte
Basisauslegung gesehen werden kann. Insbesondere emittiert der Laser 18 einen
herausgehenden Strahl 30 durch eine Öffnung 34 in dem Sammelspiegel 26.
Der Strahl wird in der X-Richtung durch den Spiegel 28a und
in der Y-Richtung durch den Spiegel 28b oszilliert, was ein
schematisch bei 11 gezeigtes Scannmuster verursacht. Der
zurückkehrende
Strahl 32 kehrt entlang des Reflektionspfads zurück und wird
auf den Detektor 40 durch den Sammelspiegel 26 gerichtet.
Es wird natürlich
erkannt werden, dass die Anordnung vorzugsweise zusammen mit der
in 1 gezeigten optischen Anordnung verwendet wird
und die genaue Positionierung und Ausrichtung der Teile wird dem fachkundigen
Leser offensichtlich sein.
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14 zeigt
eine alternative Scannmaschinenformfaktor- und ergonomische Gehäusevariation zur
Unterbringung des hierin beschriebenen Scanners oder irgendeines
in geeigneter Weise dimensionierten Scanners. Insbesondere ist der
Scanner in einem stiftartigen Gehäuse 600 mit einem
Scannfenster 602 untergebracht. Das stiftartige Gehäuse 600 ist
vorzugsweise langgestreckt mit breiten Vorder- und Rückflächen 604, 606 und
schmalen Seitenflächen.
Das Scannfenster ist vorzugsweise bei dem vorderen Ende der breiten
Fläche 604 vorgesehen, bei
dem gegenüberliegenden
Ende zu dem der Stift-„Spitze" 612. Das
Scannen kann durch einen oder mehrere Auslöser 608, 610 ausgelöst werden, die
beispielsweise auf der Seiten- oder Vorderfläche des Stiftgehäuses 600 vorgesehen
sind. Die Stiftspitze 612 kann entweder ein gewöhnlicher
Stift oder ein elektronischer Stift sein. Aufgrund der breiten Flächen bringt
die Anordnung leicht ein Scannmodul des hierin beschriebenen Typs
unter. Zusätzlich
ermöglicht
die Positionierung des Fensters 602 ein ergonomisches Scannen
und die Positionierung der Vielzahl von Auslösern ermöglicht es Linkshändern und Rechtshändern, den
Scanner mit Leichtigkeit zu verwenden. Es wird erkannt werden, dass
die breite Rückfläche 606 des
Gehäuses 600,
die Handfläche des
Benutzers im Lesemodus für
Komfort und Leichtigkeit berührt,
während
im Schreibmodus die schmale Seitenfläche die Handfläche des
Benutzers kontaktiert, so dass die Anordnung normal als ein Stift verwendet
werden kann.
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Es
wird erkannt werden, dass jedes der oben beschriebenen Merkmale,
oder zwei oder mehr gemeinsam, eine nützliche Anwendung in anderen
Arten von Scannern und Strichcodelesern finden werden, die sich
von dem oben beschriebenen Typ unterscheiden.
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Während die
Erfindung als enthalten in einem Scannmodul für einen elektro-optischen Scanner
dargestellt und beschrieben wurde, ist es nicht beabsichtigt, dass
sie auf die gezeigten Details beschränkt ist, da verschiedene Modifikationen
und strukturelle Veränderungen
vorgenommen werden können,
ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie er
in den beigefügten
Ansprüchen
definiert ist. Insbesondere wird erkannt werden, dass Merkmale die
in Bezug auf ein Ausführungsbeispiel
beschrieben wurden, in anderen Ausführungsbeispielen integriert
werden können,
und zwar in einer geeigneten Art und Weise wie sie dem fachkundigen
Leser offensichtlich sein wird.