DE9117238U1 - Optischer Scanner - Google Patents
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Description
•••Patentanwälte· ·· ·· ·
GEYER, FEHNERS & PARTNER
European Patent Attorneys
Perhamerstraße 31 · D-80687 München
Telefon: (089) 5461520 · Telefax: (089) 5460392 · Telex: 5 218915 gefe d · Telegramme: gefepat muenchen
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SYMBOL TECHNOLOGIES INC. München, den
{Anwaltsakte: GM 3328/1 -97) 28. Oktober 1997
E/15/ch
Optischer Scanner
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Scananordnung in einem Scanner, der zum
wiederholten Abtasten von Teile verschiedener Lichtreflexionsgrade aufweisenden Zeichen,
zum Beispiel Strichcodesymbolen, wirksam ist und insbesondere auf den Betrieb einer
derartigen Scananordnung mit hohen Geschwindigkeiten für ein- oder mehrachsige Abtastmuster.
Verschiedene optische Leser und optische Scanner sind bisher zum optischen Lesen von an
Objekten vorgesehenen Strichcodesymbolen entwickelt worden, um das Objekt durch optisches Lesen des darauf befindlichen Symbols zu identifizieren. Das Strichcodesymbol
ist ein kodiertes Muster, das eine Reihe von Streifen mit verschiedenen Breiten und mit
Abständen voneinander aufweist, um Zwischenräume verschiedener Breiten abzugrenzen,
wobei die Streifen und Zwischenräume unterschiedliche Lichtreflexionseigenschaften
haben. Die Leser und Scanner dekodierten die kodierten Muster elektrooptisch in mehrstellige, die Objekte beschreibende Darstellungen. Scanner dieser allgemeinen Art
wurden beispielsweise in den US-Patenten mit den Nummern 4,251,798, 4,360,798,
4,369,361, 4,387,297, 4,593,186, 4,496,831, 4,409,470, 4,808,804, 4,816,661, 4,816,660
und 4,871,904 offenbart, alle diese Patente wurden für denselben Anmelder wie der
vorliegenden Erfindung angemeldet und sind hierdurch Bezugnahme eingeschlossen.
Wie in den oben angegebenen Patenten und Anmeldungen offenbart ist, beruhte ein
besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines derartigen Scanners unter anderem auf
dem Emittieren eines Lichtstrahls, vorzugsweise eines Laserstrahls, der von einer
Lichtquelle emittiert wird, vorzugsweise einem Gaslaser oder einer Laserdiode, und auf dem
Richten des Laserstrahls auf ein zu lesendes Symbol. Auf dem Weg zum Symbol wurde der
Laserstrah! auf einen Lichtreflektor einer Scankomponente gerichtet und von diesem
SYMBOL TECHNOLOGIES INC.
(Anwaltsakte: GM 3328/1-97)
(Anwaltsakte: GM 3328/1-97)
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reflektiert. Die Scankomponente bewegte den Reflektor auf zyklische Weise und sorgte
dafür, daß der Laserstrahl das Symbol wiederholt abtastete. Das Symbol reflektierte den auf
dieses fallenden Laserstrahl. Ein Teil des einfallenden Lichtes, der von dem Symbol
reflektiert wurde, wurde gesammelt und durch eine Detektorkomponente, beispielsweise
eine Fotodiode, des Scanners nachgewiesen. Die Fotodiode wie ein Sichtfeld auf, und das
über dem Sichtfeld detektierte Licht wurde durch elektrische Dekodierschaltkreise in
symbolbeschreibende Daten für eine nachfolgende Verarbeitung dekodiert. Der zyklisch
bewegbare Reflektor führte den Laserstrah! über das Symbol und/oder führte das Sichtfeld
während des Abtastens.
Die US-Patente mit den Nummern 4,387,297 und 4,496,831 offenbaren eine
Hochgeschwindigkeits-Scankomponente mit einem Elektromotor, der das Hin- und
Herschwingen eines Reflektors in entgegengesetzte Umfangsrichtungen bezogen auf eine
Ausgangswelle des Motors bewirkt. Dem Motor wird elektrische Leistung während des
Abtastvorgangs kontinuierlich zugeführt. Der Lichtstrahl, der auf den Lichtreflektor fällt, wird
auf eine vorgegebene zyklische Weise schnell über ein abzutastendes Symbol geführt. Die
Scankomponente weist mindestens eine Scaneinrichtung zum Abtasten des Symbols entlang einer vorgegebenen Richtung (X-Achse) Iängs dazu auf. Die Scankomponente kann
ferner eine weitere Scaneinrichtung zum Abtasten des Symbols entlang einer Querrichtung
(Y-Achse) aufweisen, die im wesentlichen orthogonal zu der vorgegebenen Richtung liegt,
um dadurch ein rasterartiges Abtastmuster auf dem Symbol zu erzeugen. Zusätzlich zu
einer einzigen Scanlinie und dem rasterartigen Muster können auch andere Arten von
Abtastmustern eingesetzt werden, wie beispielsweise x-förmige, Lissajoussche, krummlinige
(siehe US-Patent 4,871,904) usw. Wenn zum Beispiel die Scanmotoren sowohl für die X-als
auch die Y-Achse so betrieben werden, daß die Lichtreflektoren aufgrund einer sinusvariierenden Geschwindigkeitsrate betrieben werden, wird das Abtastmuster auf der
Bezugsebene ein Lissajous-artiges Muster für ein Abtasten der Symbole in alle Richtungen
sein. Die Verwendung zweier getrennter Scanmotoren und Steuereinrichtungen zum Erzeugen der Mehrfachachsen und der ungerichteten Abtastmuster erhöht Material- und
Arbeitskosten sowie die Menge an elektrischer Leistung, die für den Scannerbetrieb benötigt
wird. Außerdem können die relativ komplizierte Motorwelie und die komplizierten Lageranordnungen der Scankomponenten für einige Anwendungen unangemessene
Lebensdauern zur Folge haben. Weiter sind die Scankomponenten, die in den US-Patentschriften
4,387,297 und 4,496,831 offenbart sind, für Miniaturüchtreflektoren
ausgebildet und für Reflektoren großer Abmessungen wenig geeignet.
SYMBOL TECHNOLOGIES INC.
(Anwaltsakte: GM 3328/1-97)
(Anwaltsakte: GM 3328/1-97)
*· * ·· ·« till
Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik von Scannern zum Lesen von Zeichen
unterschiedlichen Lichtreflexionsgrades, insbesondere Laserscannern zum Lesen von
Strichcodesymbolen, weiter zu entwickeln.
Die Aufgabe wird durch einen optischen Scanner mit einer Scannerkomponente gelöst, die
an einer Blattfeder für Schwingbewegung um eine Achse befestigt ist, wobei die Scankomponente in Richtung auf eine neutrale Position vorgespannt ist, die sich zwischen
ersten und zweiten Scanendpositionen befindet, und mit einem Lese-Startmittel, das
vorgesehen ist, um eine Kraft an die Scankomponente anzulegen, um sie von der neutralen
Position zu einer der Scanendpositionen hin zu bewegen, gekennzeichnet durch einen
Sicherheitsanschlag, der zum Verhindern unerwünschter Bewegungen der Scankomponente
im Fall einer externen Stoßkraft angeordnet ist und durch ein Wechselstromsignal zum
Betreiben des Lese-Startmittels,
Insbesondere beruht die Erfindung und ihre Weiterbildungen auf einer Anordnung zum
Abtasten von Zeichen mit Teilen unterschiedlichen Lichtreflexionsgrades, indem Licht auf
Zeichen gerichtet wird und indem reflektiertes Licht, das von den Zeichen zurückgeworfen
wird, gesammelt wird. Diese Erfindung weist eine Scankomponente auf, die von einem
Haltemittel für Winkelschwingbewegungen in einer einzigen Scanrichtung zwischen einem
Paar von Scanendpositionen oder alternativ dazu in erster und zweiter Scanrichtung
zwischen ersten und zweiten Paaren von Scanendpositionen gehalten wird. Gemäß dieser
Erfindung ist ein Lese-Startmittel zum Bewegen der Komponente zwischen den Scanendpositionen vorgesehen.
Bei einer Weiterbildung wird die Komponente simultan zwischen dem ersten und zweiten
Paar von Scanendpositionen zum Richten von Licht entlang der ersten und zweiten Scanrichtung in Winkelschwingungen versetzt, um dadurch ein ungerichtetes Rastermuster
über die Zeichen zu bewirken.
In einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist das Haltemittel eine planare Blattfeder
mit gegenüberliegenden verankerten Enden, und die Scankomponente ist an einem gebogenen zentralen Abschnitt der Feder befestigt. Das Lese-Startmittel umfaßt einen auf
dem Halter befestigten Permanentmagneten und eine elektromagnetische Spule, um den
Magneten als Reaktion auf ein Antriebssignal zu verschieben. Durch Erregen der nahe
angeordneten Spule werden der Magnet und damit die Scankomponente, vorzugsweise mit
der Resonanzfrequenz der Komponenten/Magnetanordnung, in Schwingungen versetzt.
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(Anwaltsakte: GM 3328/1-97)
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Bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist das Haltemittel eine
Stimmgabel mit einem Permanentmagneten, der fest an einer Zinke der Gabel befestigt ist,
und die Scankomponente ist fest an der anderen Zinke befestigt. Das Lese-Startmittel
beinhaltet eine elektromagnetische Spule zum Verschieben des Magneten, um die Scankomponente in einem Scan in Schwingungen zu versetzen, der sich bezüglich der
ersten Richtung über die Zeichen erstreckt. Der Stamm der Gabel kann auch durch ein
zweites Lese-Startmittel zum Schwingen angeregt werden, das einen Schrittmotor zum
Abtasten der Zeichen in der zweiten Richtung aufweist, die im wesentlichen senkrecht zur
ersten Richtung liegt, um zweidimensionales Abtasten zu bewirken.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiei wird ein zweidimensionales
Abtastmuster über die Zeichen vorteiihafterweise durch ein Haltemittel bewirkt, das zum
Befestigen der Komponente zur Winkeischwingbewegung entlang ersten und zweiten
Achsen als Reaktion auf ein einziges Lese-Startmittel zum Schwingen ausgelegt ist.
In einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind die erste und zweite
Vibrationseinrichtung in senkrechten Ebenen relativ zueinander befestigt und wirken für
Winkelschwingbewegungen der Komponente um die erste und zweite Achse zusammen. Die erste Vibrationseinrichtung ist für Vibration in einem hohen Frequenzbereich und die
zweite Vibrationseinrichtung für Vibration in einem niedrigen Frequenzbereich als Reaktion
auf ein Antriebssignal ausgebildet. Das Antriebssignal enthält eine Überlagerung aus einem
ersten Wechselstromsägnal innerhalb des hohen Frequenzbereiches und einem zweitem
Wechseistromsignal innerhalb des niedrigen Frequenzbereiches, um dadurch ein
zweiachsiges rasterartiges Abtastmuster zu erzeugen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die
erste Vibrationseinrichtung eine im wesentlichen U-förmige Blattfeder mit einem an einem
Arm befestigten Permanentmagneten sowie der auf dem anderen Arm befestigten Scankomponente, und die zweite Vibrationseinrichtung ist eine im wesentlichen planare
Blattfeder, deren eines Ende an dem Arm der U-förmigen Feder gesichert ist, die den
Magneten aufweist, und deren anderes Ende an einer eine Vibrationsachse bildenden Basis
gesichert ist. Das überlagerte Antriebssignal wird an eine elektromagnetische Spule zum
Versetzen des Magneten und dadurch zum Oszillieren der Scankomponente in zwei orthogonale Scanrichtungen über die Zeichen angelegt, um das Rastermuster zu bilden, in
einem alternativen Ausführungsbeispiel umfaßt das zweite Vibrationsmittel eine im
allgemeinen S-förmige Blattfeder, die an der planaren Blattfeder gesichert ist.
In einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel einer zweiachsigen rasterartigen
Scananordnung beinhaltet das Haltemittel eine im wesentlichen planare Blattfeder, deren
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(Anwaltsakte: GM 3328/1-97)
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eines Ende an einer Basis zum Bilden einer Vibrationsdrehachse gesichert ist, wobei die
Komponente am freien Ende der Feder befestigt ist. Der Schwerpunkt der Komponente ist
gegen die Achse verlagert, die durch eine elektromagnetische Spule und einen Magneten,
der an der Blattfeder befestigt ist, gebildet wird. Der verlagerte Massenschwerpunkt der
Komponente schafft eine Rückstellkraft für eine Torsionsvibration der planaren Feder
entlang der ersten Scanrichtung in einem hohen Frequenzbereich, und die Blattfeder vibriert
um die Drehachse entlang der zweiten Scanrichtung in einem niedrigen Frequenzbereich,
um das rasterartige Abtastmuster über die Zeichen als Reaktion auf ein überlagertes
Antriebssignal mit hohen und niedrigen Frequenzen zu bewirken.
Gemäß einem anderen Merkmal ist ein ungerichtetes Abtastmuster über den Zeichen
vorgesehen. Erste und zweite Vibrationsmittel sind derart angeordnet, daß als Reaktion auf
eine Überlagerung von Antriebssignalen mit einem Frequenzverhältnis zueinander von 5:1
oder weniger ein Lissajous-Abtastmuster bewirkt wird. Die erste Vibrationseinrichtung ist
eine im wesentlichen U-förmige Blattfeder, von der ein Arm mit der Komponente und der
andere Arm mit der zweiten Vibrationseinrichtung verbunden ist, die eine im wesentlichen
planare Blattfeder aufweist, weiche an der die Drehachse bildenden Basis befestigt ist. Die
Blattfeder nimmt einen Permanentmagneten auf, der auf einer Seite befestigt ist und mit
einer elektromagnetischen Spule zusammenwirkt. Die U-förmige Feder mit der Komponente
ist auf der anderen Seite der Blattfeder befestigt. Die Vibrationsrichtung der Blattfeder um
die Drehachse und die Vibrationsrichtung der U-förmigen Feder sind gleich. Bei diesem
Ausführungsbeispiel führt das Gewicht der U-förmigen Feder sowie der Komponente zu
einer Torsionsschwingung der planaren Feder zum Versetzen der Komponente entlang
einer Scanrichtung in Schwingung, und die Vibration der Blattfeder um den Drehpunkt führt
dazu, daß die Komponente entlang einer zweiten Scanrichtung in Schwingungen versetzt
wird. Die gleichzeitige Vibration um die zwei Achsen, die durch das mit der Frequenz 5:1
oder geringer überlagerte Antriebssignal erzeugt ist, liefert das Lissajous-Abtastmuster.
Bei einer verbesserten Ausgestaltung der U-förmigen Feder, welche das Haltemittel in den
verschiedenen, oben beschriebenen Ausführungsbeispielen umfaßt, ist die Winkelamplitude
der von der U-förmigen Feder erzeugten Scanlinie dadurch vergrößert, daß die Feder mit
asymmetrisch dimensionierten Armen versehen ist. Die asymmetrisch dimensionierte
Ausgestaltung kann zur Vergrößerung der Winkelamplitude bei einer entweder ein- oder
einer zweiachsigen Scananordnung eingesetzt werden.
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Bei einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung können verschiedene
Verbesserungen des Mitteis zum Vorsehen der notwendigen Rückstellkraft für das
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(Anwaltsakte: GM 3328/1-97)
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• ·
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wiederholte Versetzen der Komponente in Schwingungen zwischen Scanendpositionen
durchgeführt werden.
Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel umfaßt das Lese-Startmittel eine
magnetische Rückstelleinrichtung, die eine federartige Rückstellkraft zum Versetzen der
Komponente zwischen Scanendpositionen in Schwingungen vorsieht. Die magnetische Rücksteileinrichtung beinhaltet einen stationären permeablen Magnetkern, der in einer
Gleichgewichtsposition benachbart zu einem beweglichen Permanentmagneten angeordnet
ist. Der Magnet ist mit der Komponente wirksam verbunden, um die Komponente zwischen
Scanendpositionen zu bewegen. Der Permanentmagnet wird von einer elektromagnetischen
Spule abwechselnd angezogen und abgestoßen, wenn die Spule mit einem Wechselstromantriebssignai erregt wird. Während des Betreibens der Spule läuft der
Magnet über den Kern vor und zurück, was den Kern abwechselnd mit einer Polarität
magnetisiert, die entgegengesetzt derjenigen auf der dem Kern zugewandten Seite des
Magneten ist, wodurch eine magnetische Rückstellkraft geschaffen wird, aufgrund welcher
der Magnet in die Gleichgewichtsposition über dem Zentrum des Kerns rückgeführt wird. In
einem weiteren Ausführungsbeispiel kann eine zweite elektromagnetische Spule in mit dem
Kern wirkender Anordnung vorgesehen werden, um das Magnetfeld des Kerns zu verstärken. Alternativ dazu kann der Kern aus permanenimagnetischem Material gebildet
werden.
Gemäß einem anderen Merkmal einer Weiterbildung der Erfindung kann die
Rückstelleinrichtung in Form eines elastischen Elements, wie ein Raumtemperaturvulkanisator, ausgeführt sein, das an der Komponente angebracht ist und
wie eine Feder zum Rückführen der Komponente in die Ruheposition wirkt.
Die neuen Merkmaie, die als charakteristisch für die Erfindung angesehen werden, werden
insbesondere in den beigefügten Ansprüchen angegeben. Die Erfindung selbst wird jedoch
bezüglich ihrer Konstruktionsweise zusammen mit zusätzlichen Gegenständen und deren
Vorteilen am besten aus der folgenden Beschreibung von spezifischen Ausführungsbeispiele verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit der begleitenden
Zeichnung gelesen wird.
Merkmaie der Erfindungen und ihrer Weiterbildungen können auch wie folgt
zusammengefaßt werden:
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(Anwaltsakte: GM 3328/1-97)
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In einem Scanner zum Lesen von Zeichen mit Teilen verschiedenen Lichtrefiexionsgrads
durch Richten von Licht in Richtung der Zeichen und durch Sammeln des von den Zeichen
zurückreflektierten Lichts, weist eine Anordnung zum Abtasten der Zeichen folgendes auf:
(a) eine Scankomponente;
(b) ein Haltemittel zum Befestigen der Komponente für Winkelschwingbewegungen in erste
und zweite Scanrichtungen zwischen einem ersten und einem zweiten Paar von Scanendpositionen;
(c) ein Lese-Startmittei zum simultanen Bewegen der Komponente in erste und zweite
Scanrichtungen, um die Komponente zwischen den ersten und zweiten Paaren von Scanendpositionen simultan in Winkelschwingungen zu versetzen, um Licht entlang den
ersten und zweiten Scanrichtungen zu richten, um dadurch ein zweidimensionales Abtastmuster über die Zeichen zu bewirken.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung weist das Haltemittel erste und zweite
Vibrationseinrichtungen auf, die zur Vibration in zwei orthogonale Ebenen und zum
Zusammenwirken für Winkelschwingbewegungen der Komponente in erste und zweite orthogonale Scanrichtungen angeordnet sind.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Lese-Startmittel einen elektrisch betriebenen
Antrieb aufweist, der beim Aktivieren zum simultanen Vibrieren der ersten und zweiten
Vibrationseinrichtung dient, um die Komponente in ersten und zweiten orthogonalen
Scanrichtungen zu Winkelschwingungen anzuregen.
Bei einer anderen Weiterbildung ist der Antrieb eine elektromagnetische Spule mit einem
Durchgang und einem Magneten, welcher auf einer der Vibrationseinrichtungen befestigt ist
und während des Betriebs der Spule in den und aus dem Durchgang bewegbar ist.
Insbesondere ist eine Anordnung bevorzugt, bei der die erste Vibrationseinrichtung zum
Schwingen in einem Bereich hoher Frequenzen und bei der die zweite Vibrationseinrichtung
zum Schwingen in einem Bereich niedriger Frequenzen ausgestaltet sind, um dadurch ein
rasterartiges Abtastmuster über die Zeichen als Reaktion auf ein Antriebssignai zu
bewirken, das an diese Spule angelegt ist und eine Überlagerung aus einem ersten Signal
mit einer Frequenz innerhalb des hohen Bereichs und einem zweiten Signal mit einer
Frequenz innerhalb des niedrigen Bereichs aufweist.
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(Anwaltsakte: GM 3328/1-97)
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Bei dieser Anordnung kann vorteilhafterweise die erste Vibrationseinrichtung eine U-förmige
Feder mit einem Paar Armen sein, auf dessen einem die Komponente befestigt ist.
Weiter ist eine Anordnung bevorzugt, bei der die zweite Vibrationseinrichtung eine im
wesentlichen pianare Feder enthält, dessen eines Ende mit einem Arm der U-förmigen
Feder und das andere Ende an einer Basis gesichert ist.
Eine Weiterbildung dieser Erfindung sieht vor, daß die zweite Vibrationseinrichtung eine im
wesentlichen S-förmige Blattfeder mit einem Paar von äußeren Armen und einem zentralen
Arm aufweist und daß das Haltemittel weiter eine erste, im wesentlichen pianare Feder
aufweist, die an einer Basis gesichert und an der S-förmigen Blattfeder sowie der U-förmigen
Feder befestigt ist, und bei der eine zweite, im wesentlichen pianare Feder an der
Basis sowie an dem zentralen Arm der S-förmigen Blattfeder befestigt ist.
Bei einer anderen vorzugsweisen Anordnung, bei der das Haltemittel eine einzige
Vibrationseinrichtung zum Schwingen der Komponente in zwei senkrechten Ebenen für eine
Winkelschwingbewegung der Komponente in ersten und zweiten orthogonalen Scanrichtungen aufweist, ergeben sich ebenfalls erkennbare Vorteile.
Insbesondere ist auch eine Anordnung bevorzugt, bei der das Lese-Startmittel einen
elektrisch betriebenen Antrieb aufweist, der bei Aktivierung zum Vibrieren des Haltemittels
wirksam ist, um die Komponente in der ersten und zweiten Scanrichtung in Winkelschwingungen zu versetzen, wobei der Antrieb eine elektromagnetische Spule mit
einem Durchgang und einem Magneten aufweist, der an dem Haltemittel, während der
Aktivierung der Spule in und aus dem Durchgang bewegbar, befestigt ist.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist eine Anordnung vorgesehen, bei der die
einzelne Vibrationseinrichtung eine im wesentliche pianare Feder mit einer longitudinalen
Achse und ein an einer Basis befestigtes Gelenkende aufweist und bei der die Komponente
so an der planaren Feder befestigt ist, daß der Schwerpunkt der Komponente von der-,
Längsachse aus versetzt ist.
Dabei ist vorzugsweise auch vorgesehen, daß die pianare Feder zum Vibrieren um das
Gelenkende in einem hohen Frequenzbereich ausgestaltet ist und zum Versetzen in Torsionsschwingungen um die Längsachse innerhalb eines Bereichs niedriger Frequenzen
ausgestaltet ist, um dadurch ein rasterartiges Abtastmuster über die Zeichen als Reaktion
auf ein Antriebssignai zu bewirken, das an die Spule angelegt ist und das eine Überlagerung
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aus einem ersten Signal mit einer Frequenz innerhalb des hohen Bereiches und einem
zweiten Signal mit einer Frequenz innerhalb des niedrigen Bereichs aufweist.
Bei einer anderen vorzugsweisen Weiterbildung der Erfindung ist eine Anordnung
vorgesehen, bei der die erste Vibrationseinrichtung und die zweite Vibrationseinrichtung so
angeordnet sind, daß sie bei einem Frequenzverhältnis zum Bewirken eines Lissajous-Abtastmusters
über die Zeichen in Schwingungen versetzt werden.
Vorteilhafterweise wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung eine
Anordnung geschaffen, bei der die erste Vibrationseinrichtung eine U-förmige Feder mit
einem Paar von Armen aufweist, auf deren einem die Komponente befestigt ist und bei der
die genannte zweite Vibrationseinrichtung eine im wesentlichen planare Feder beinhaltet,
deren eines Ende an einer Basis gesichert ist und ein freies Ende an dem anderen Arm der
U-förmigen Feder gesichert ist, wobei die Arme der U-förmigen Feder in einer Ebene
schwingen und die planare Feder Torsionsschwingungen in der anderen Ebene der zwei
orthogonalen Ebenen ausführt.
Alle diese Anordnungen können vorteilhafterweise so verbessert werden, daß die Arme der
U-förmigen Feder asymmetrisch dimensioniert sind.
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Eine andere vorzugsweise Weiterbildung der Erfindung weist weiter eine Einrichtung zum
Drehen des Haltemittels um eine Achse auf, um dadurch ein ungerichtetes Abtastmuster zu
bewirken.
Bei einem anderen erfindungsgemäß weitergebildeten Ausführungsbeispiel weist ein
Scanner zum Lesen von Zeichen mit Teilen verschiedenen Lichtrefiexionsgrades durch
Richten von Licht in Richtung der Zeichen und durch Sammeln des von den Zeichen zurückreflektierten Lichts eine Anordnung zum Abtasten der Zeichen auf, die folgendes
umfaßt:
(a) eine Scankomponente;
(b) ein Haltemittel zum Befestigen der Komponente für Winkelschwingbewegungen um eine
Achse, in wechselnden Umfangsrichtungen von dieser, zwischen winkeibeabstandeten
Scanendpositionen, wobei das Haltemittel eine U-förmige Feder mit einem Paar von Armen
aufweist, auf deren einem die Komponente befestigt ist, wobei die Arme der U-förmigen
Feder asymmetrisch dimensioniert sind, und
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(c) ein Lese-Startmittel zum Bewegen der Komponente in die Umfangsrichtungen, um die
Komponente zwischen den unter Winkelabstand vorgesehenen Scanendpositionen zu Schwingungen anzuregen.
Bei einer diesbezüglich vorzugsweisen Weiterbildung der Erfindung ist auch eine
Anordnung vorgesehen, bei der das Lese-Startmittel einen elektrisch betriebenen Antrieb
aufweist, der bei Aktivieren zum Vibrieren der U-förmigen Feder und zum Oszillieren der
Komponente zwischen den Scanendpositionen wirksam ist.
Insbesondere ist bei einer diesbezüglich vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine
Anordnung vorgesehen, bei welcher der Antrieb eine elektromagnetische Spule mit einem
Durchgang ist und bei der ein Magnet auf der Gabel befestigt ist und während des Betriebs
der Spule in und aus dem Durchgang bewegbar ist.
Bei einer vorzugsweisen Weiterbildung der Erfindung ist die Komponente ein Lichtreflektor.
In einem Scanner gemäß eines anderen erfindungsgemäß weitergebüdeten
Ausführungsbeispiels zum Lesen von Zeichen mit Teilen verschiedenen Lichtreflexionsgrads durch Richten von Licht in Richtung der Zeichen und durch Sammeln
des von den Zeichen zurückrefiektierten Lichts weist eine Anordnung zum Abtasten der
Zeichen folgendes auf:
(a) eine Scankomponente;
(b) ein Haltemittel zum Befestigen der Komponente für Winkelschwingbewegungen, wobei
das Haltemittel eine magnetisch betriebene Rückführeinrichtung zum Bewirken einer
federartigen Rücksteilkraft aufweisen, um die Komponente in wechselnde
Umfangsrichtungen zwischen ersten und zweiten Scanendpositionen zu Winkelschwingungen anzuregen, und
(c) ein Lese-Startmittel zum Bewegen der Komponente in die ersten und zweiten
Umfangsrichtungen, um die Komponente zwischen den ersten und zweiten Scanendpositionen zu Winkelschwingungen anzuregen.
Bei einer vorzugsweisen Weiterbildung der Erfindung ist eine Anordnung vorgesehen, bei
der die magnetisch aktivierte Rückführeinrichtung einen Permanentmagneten aufweist, der
an einem an der Komponente befestigen Hebel befestigt ist, und ein Magnetkernelement in
einer Gleichgewichtsposition von der Komponente nahe beim Magneten angeordnet ist,
wobei die Rückstellkraft durch eine Wechselwirkung der magnetischen Felder, die von dem
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Magneten und dem Kern ausgehen, bewirkt wird, wobei das von dem Kern ausgehende
magnetische Feld durch das Lese-Startmittel und eine wiederholte Bewegung des Magneten
am Kern vorbei erzeugt wird.
Bei einer vorzugsweisen Weiterbildung der Erfindung weist das Lese-Startmittel eine
elektromagnetische Spule zum Bewegen des Magneten durch zyklisches Anziehen des Permanentmagneten und Abstoßen des Permanentmagneten bei Aktivierung der Spule auf
und der Kern ist mit einem magnetisch permeablen Material ausgestattet, wobei die
Bewegung des Magneten den Kern mit wechselnder magnetischer Polarität polarisiert, um
die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Kern und dem Magneten zu erzeugen.
Bei einer anderen vorzugsweisen Weiterbildung der Erfindung ist eine Anordnung
vorgesehen, bei der die magnetisch aktivierte Rückführeinrichtung weiter eine elektromagnetische Spuie mit einem Durchgang aufweist, wobei der permanentmagnetische
Kern in dem Durchgang angeordnet ist.
Diese Anordnung wird bevorzugt so weitergebildet, daß der Kern einen zweiten
Permanentmagneten aufweist und das Lese-Startmittel eine elektromagnetische Spule zum
zyklischen Anziehen und Abstoßen des ersten Permanentmagneten aufweist.
In einem Scanner gemäß eines anderen erfindungsgemäß weitergebildeten
Ausführungsbeispiels zum Lesen von Zeichen mit Teilen verschiedenen Lichtreflexionsgrads durch Richten von Licht in Richtung der Zeichen und durch Sammein
des von den Zeichen zurückreflektierten Lichts weist eine Anordnung zum Abtasten der
Zeichen folgendes auf:
(a) eine Scankomponente;
(b) ein Haltemittel zum Befestigen der Komponente für Winkelschwingbewegungen, wobei
das Haltemittel eine elastische Rückführeinrichtung zum Bewirken einer federähnlichen
Rückstellkraft für das Anregen von Winkelschwingungen der Komponente in wechselnde
Umfangsrichtungen zwischen ersten und zweiten Scanendpositionen aufweist, und
(c) ein Lese-Startmittel zur Bewegung der Komponenten in die erste und zweite
Umfangsrichtung, um die Komponente zwischen den ersten und zweiten Scanendpositionen
in Schwingung zu versetzen.
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Dabei ist insbesondere gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß das
Lese-Startmittel einen elektrisch betriebenen Antrieb zum Bewegen der Komponente im
Betrieb in die ersten und zweiten Scanendpositionen enthält.
Bei einer vorzugsweisen Weiterbildung der Erfindung weist der Antrieb eine
elektromagnetische Spule und einen Permanentmagneten auf, der mit der Komponente
wirksam verbunden ist und während der Erregung der Spule in die Nähe der Spule und
wieder von ihr weg bewegbar ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die elastische Einrichtung einen
Gummi auf.
Dabei enthält die elastische Einrichtung vorzugsweise einen Raumtemperaturvulkanisator.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die im wesentlichen planare
Feder eine biegsame Blattfeder oder eine biegsame Metallfolie.
In einem Scanner gemäß eines anderen erfindungsgemäß weitergebildeten
Ausführungsbeispiels zum Lesen von Zeichen mit Teilen verschiedenen Lichtreflexionsgrads durch Richten von Licht in Richtung der Zeichen und durch Sammein
des von den Zeichen zurückreflektierten Lichts, weist eine Anordnung zum Abtasten der
Zeichen folgendes auf:
(a) eine Scankomponente;
(b) ein Haltemittel zum Befestigen der Komponente für Schwingbewegungen um eine Achse
in wechselnden Umfangsrichtungen von dieser zwischen Scanendpositionen und zum
Rückführen der Komponente in eine Ruheposition zwischen den Scanendpositionen, und
(c) ein Lese-Startmittel zum Bewegen der Komponente in eine der Umfangsrichtungen von der Ruheposition weg zu einer der Scanendpositionen, die unter einem Winkel von der Ruheposition beabstandet sind, und zum Rückführen der Komponente in die andere der Umfangsrichtungen über die Ruheposition hinaus zu einer anderen der Scanendpositionen, die im Winkel von der Ruheposition beabstandet ist, wobei die Komponente wiederholt zwischen den Scanendpositionen in Schwingungen versetzt wird, um ein Abtastmuster über die Zeichen zu bewirken.
(c) ein Lese-Startmittel zum Bewegen der Komponente in eine der Umfangsrichtungen von der Ruheposition weg zu einer der Scanendpositionen, die unter einem Winkel von der Ruheposition beabstandet sind, und zum Rückführen der Komponente in die andere der Umfangsrichtungen über die Ruheposition hinaus zu einer anderen der Scanendpositionen, die im Winkel von der Ruheposition beabstandet ist, wobei die Komponente wiederholt zwischen den Scanendpositionen in Schwingungen versetzt wird, um ein Abtastmuster über die Zeichen zu bewirken.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Haltemittel eine
längliche Feder auf, deren gegenüberliegende Enden stationär an einem Halter gesichert
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sind und Mittel zur hängenden Befestigung der Komponente auf der Feder zwischen deren
Enden aufweist.
insbesondere ist dabei vorgesehen, daß die Feder eine im wesentlichen planare, biegsame
Blattfeder ist.
Bei einer Anordnung gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Lese-Startmittei
einen elektrisch betriebenen Antrieb, der bei Aktivierung zum Bewegen der Komponente zu der einen Scanendposition wirksam ist und der Antrieb eine
elektromagnetische Spule mit einem Durchgang, sowie einen Magneten auf, der wirksam
mit der Komponente verbunden und während der Erregung der Spule in und aus dem Durchgang bewegbar ist.
Vorzugsweise ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung eine Anordnung vorgesehen, bei
der die Komponente ein Lichtreflektor ist und die Mittel zur hängenden Befestigung Mittel
zum Klemmen der Feder an den Reflektor aufweisen.
Diese Anordnung wird vorteilhafterweise so weitergebildet, daß das Haltemittel eine
Vibrationsstimmgabel mit einem Paar Zinken aufweist, auf deren einer die Komponente
befestigt ist, und bei der das Lese-Startmittel einen elektrisch betriebenen Antrieb aufweist,
der bei Aktivierung zum Schwingungsanregen der Gabel und Schwingen der Komponente
zwischen den ScanendPositionen wirksam ist.
Bei einer anderen vorzugsweisen Weiterbildung der Erfindung ist eine Anordnung
vorgesehen, bei welcher der Antrieb eine elektromagnetische Spule mit einem Durchgang
ist, bei der ein Magnet an der Gabel angebracht ist und während der Betätigung der Spule in
und aus dem Durchgang bewegbar ist.
Dabei ist insbesondere gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die
Komponente ein Lichtreflektor ist, der für das Richten von Licht in einem Scan entlang einer
ersten Scanrichtung wirksam ist, und die Anordnung weiter Mittel zum Versetzen des
Reflektors entlang einer zweiten Scanrichtung aufweist, die im wesentlichen rechtwinklig zu
der ersten Scanrichtung liegt, um ein zweiachsiges Abtastmuster über die Zeichen zu
bewirken.
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Weitere Merkmale ergeben sich auch aus der folgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispieien in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:
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(Anwaltsakte: GM 3328/1-97)
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Figur 1 ist eine perspektivische Vorderansicht eines in einem Scanner
verwendeten handhaltbaren Kopfes;
Figur 2 ist eine Draufsicht eines Ausführungsbeispieis einer erfindungsgemäßen
Figur 2 ist eine Draufsicht eines Ausführungsbeispieis einer erfindungsgemäßen
Scananordnung;
Figur 3 ist eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer
Figur 3 ist eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Scananordnung;
Figur 4 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren anderen
Figur 4 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren anderen
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scananordnung;
Figur 5 ist ein Schnittbiid eines weiteren Ausführungsbeispieis einer
Figur 5 ist ein Schnittbiid eines weiteren Ausführungsbeispieis einer
erfindungsgemäßen Scananordnung;
Figur 6a
und 6b sind Seiten- und Vorderansichten eines zusätzlichen
Figur 6a
und 6b sind Seiten- und Vorderansichten eines zusätzlichen
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Scananordnung;
Figur 7 zeigt ein Schnittbild eines weiteren anderen Ausführungsbeispiels einer
Figur 7 zeigt ein Schnittbild eines weiteren anderen Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Scananordnung;
Figur 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels
Figur 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Scananordnung und
Figur 9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispieis
Figur 9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispieis
der erfindungsgemäßen Scananordnung.
Bezugnehmend auf die Zeichnung, bezeichnet das Bezugszeichen 10, wie in Figur 1
gezeigt ist, allgemein einen handhaltbaren, pistoienförmigen Scannerkopf mit einer
Trommel 12 und einem Handgriff 14. Der Kopf muß nicht pistoienförmig sein, es kann jede
geeignete Konfiguration, wie eine kastenähnliche, verwendet werden. Ein handbetätigbarer
Auslösehebei 16 ist unterhalb der Trommel 12 an einem oberen, nach vorne zeigenden Teii
des Handgriffs 14 angeordnet. Wie aus den oben angegebenen Patentschriften und Anmeldungen, die hier durch Bezugnahme eingeschlossen sind, bekannt ist, ist eine
Lichtquellenkomponente typischerweise, jedoch nicht notwendigerweise ein im Inneren des
Kopfes 10 befestigter Laser. Die Lichtquelle emittiert einen Lichtstrahl entlang eines
Transmissionswegs, der sich nach außen durch ein Fenster 18 erstreckt, das den zu
lesenden Zeichen, zum Beispiel Strichcodesymbolen, zugewandt liegt. Weiter ist innerhalb
des Kopfes eine Fotodetektorkomponente befestigt beispielsweise eine Fotodiode mit einem
Sichtfeid, die zum Sammein reflektierten Lichts, das durch das Fenster 18 entlang eines
Rückkehrwegs von dem Symbol zurückkehrt, wirksam ist.
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(Anwaltsakte: GM 3328/1-97)
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Eine Scankomponente ist in dem Kopf 10 befestigt und zum Abtasten des Symbols
und/oder des Sichtfeids des Fotodetektors wirksam. Die Scankomponente beinhaltet
mindestens einen Lichtrefiektor, der in dem Transmissionsweg und/oder dem Rückkehrweg
angeordnet ist. Der Reflektor wird durch einen elektrisch betriebenen Antrieb zum
Inschwingungsetzen in wechselnde Umfangsrichtungen, vorzugsweise bei der Resonanzfrequenz der Scankomponente, angetrieben.
Der Fotodetektor erzeugt ein elektrisches Analogsignal, das die veränderliche Intensität des
reflektierten Lichts angibt. Dieses Analogsignal wird durch einen Analog/Digitalwandler in
ein digitales Signal gewandelt. Dieses digitale Signal wird gemäß einem Ausführungsbeispiei entlang eines elektrischen Kabels 20 zu einem außerhalb des Kopfs 10
befindlichen Dekodiermodul 22 geleitet. Dieses Dekodiermodul 22 dekodiert das Digitalsignal in das Symbol beschreibende Daten. Ein externes Anschlußgerät 24,
üblicherweise ein Computer, dient hauptsächlich als Datenspeicher, in dem die von dem
Dekodiermodul 22 erzeugten Daten für eine Weiterverarbeitung gespeichert werden.
Jedesmal, wenn ein Benutzer während des Betriebs wünscht, ein Symbol gelesen zu haben,
richtet der Benutzer den Kopf auf das Symbol und betätigt den Auslöseschalter 16, um ein
Lesen des Symbols zu veranlassen. Der Auslöseschalter 16 ist ein elektrischer Schalter, der
das Antriebsmittel betätigt. Das Symbol wird mit mehreren Hz, beispielsweise mit 40 Hz,
wiederholt abgetastet. Sobald das Symbol erfolgreich dekodiert und gelesen ist, wird die
Scanaktion automatisch beendet, wodurch der Scanner auf das nächste zu lesende Symbol
in seiner betreffenden Reihenfolge gerichtet werden kann.
Außerdem muß der Kopf nicht von der Art eines tragbaren Handgeräts sein, weil bei dieser
Erfindung auch fest angeordnete Köpfe betrachtet werden. Weiter können die Köpfe
manuell betriebene Auslöseschalter aufweisen oder durch direkten Anschluß an eine
elektrische Quelle kontinuierlich betrieben wenden.
Die Schwingungen müssen nur etwa eine Sekunde dauern, da eine Vielzahl von
Schwingungen, eher als die Zeit, die Wahrscheinlichkeit zum Erzielen einer erfolgreichen
Dekodierung eines Symbols, sogar eines schwach gedruckten, erhöhen. Der schwingende
Reflektor hat für eine erhöhte Betriebssicherheit des Systems eine vorgegebene, vorhersagbare, bekannte, im wesentlichen gleichförmige Winkelgeschwindigkeit.
Wie in Figur 2 gezeigt ist, umfaßt ein Ausführungsbeispiel 30 einer erfindungsgemäßen
Hochgeschwindigkeits-Scananordnung einen biegsamen Balken, beispielsweise eine im
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wesentlichen planare Blattfeder 34. Ein Ende 36 der Blattfeder 34 ist an einem aufrechten
Träger einer L-förmigen Auflage 38 fest angeordnet, die an einem Grundträger 40 verankert
ist. Das gegenüberliegende Ende 42 der Feder 34 ist an einem aufrechten Träger einer
anderen L-förmigen Auflage 44 fest angebracht, die an dem Grundträger 40 verankert ist.
Die aufrechten Träger sind zueinander unter 90° ausgerichtet. Ein zentraler Abschnitt der
Feder 34 ist um einen zylindrischen Klemmstift 46 geführt. Der zentrale Abschnitt der Feder
34 ist zwischen dem Klemmstift 46 und einer Lagerfläche eines V-Blocks 48 mit Hilfe einer
Stellschraube 50 geklemmt. Der Klemmstift 46 verleiht der Blattfeder im zentralen Abschnitt
eine 90°-Biegung.
Eine Scankomponente, beispielsweise ein Lichtrefiektor 52, ist an einer Rückstütze 54 fest
angeordnet, die wiederum fest an dem V-Block gesichert ist. An einer der Enden der
Rückstütze 54 ist ein Permanentmagnet 56 befestigt. Eine elektromagnetische Spule 58 ist
dem Magneten 56 benachbart auf einem aufrechten Träger einer anderen L-förmigen Auflage 60 angeordnet, welche wiederum auf dem Grundträger 40 befestigt ist. Die Spule
58 hat einen zentralen Durchgang 62, durch den der Magnet mit Spiel eintritt, jedesmal
wenn ein momentaner, periodischer Erregerpuis an Zuleitungen 64 angelegt wird. Die
Frequenz des Erregungspulses wird vorzugsweise bei der Resonanzfrequenz von
1 k
—J-
—J-
gewählt, wobei k gleich der Federkonstanten der Blattfeder 34, und I gleich dem
Trägheitsmoment des Magnet/Reflektoraufbaus, der von der Blattfeder hängt, ist. Der
Aufbau wird um die Achse 66 zur Schwingung angeregt. Die Feder ist vorzugsweise aus
Kunstharz- oder Metallmateriai. Nichtmetallische Materialien wurden eine höhere Rauheit
aufweisen.
In Betrieb wird der Magnet 46 jedesmal, wenn der Erregerpuls an die Spule 58 angelegt
wird, in den Durchgang 62 gezogen und dadurch werden der Reflektor 52, die Rückstützen
54, der V-Block 48, der Klemmstift 46, die Stellschraube 50 mitgezogen. Gleichzeitig wird
die Blattfeder gebogen. In der dargestellten Ruheposition ist jeder Arm der Blattfeder im
wesentlichen planar. Nach dem Versetzen wird jeder Arm der Blattfeder gebogen, wodurch
darin Energie gespeichert wird. Ein L-förmiger, auf dem Grundträger 40 befestigter
Anschlag 68 ist hinter dem Klemmstift 46 zur Verhinderung einer Bewegung desselben über
den Anschlag hinaus angeordnet. Der Stift 46 wird normalerweise am Anschlag nicht
anliegen: er ist als Sicherheitszusatz für den Fall vorgesehen, daß die Anordnung äußeren
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(Anwaltsakte: GM 3328/1-97)
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Stoßkräften unterworfen wird. Der flexible Halt in der Nähe des Rotationszentrums der
Komponente liefert einen vorzüglichen Stoßdämpfer.
Wenn die Blattfeder 20 einmal gebogen ist, gibt sie ihre gespeicherte Energie ab, wodurch
der Magnet/Reflektoraufbau zurück in und über die Ruheposition hinaus versetzt wird. Der
gesamte Aufbau schwingt in gedämpfter Weise, bis er schließlich in der Ruheposition zum
Halten kommt. Jeder Arm der Blattfeder nimmt wechselweise eine konkave und eine konvexe Form während der Schwingung an. Licht, das von einer Quelle, beispielsweise
einem Laser 70, auf den Reflektor 52 gerichtet wird, wird bei einem Scan in eine Richtung
über zu lesende Zeichen geführt. Ein Ausführungsbeispiel verwendet Anregung für konstante Amplituden mittels kontinuierlicher Schwingungsanregung. Bei diesem
Ausführungsbeispiel ist das Antriebssignal ein gleichmäßig aufgeprägtes Wechselstromsignal, das den Magneten 56 veranlaßt, zyklisch in den Durchgang 62
gezogen und aus dem Durchgang 62 herausgedrückt zu werden. Die Feder 34 vibriert, um
den Reflektor 40 zwischen Scanendpositionen schwingen zu lassen.
Indem ein gut definiertes Rotationszentrum an der Achse 66 vorgesehen wird, das nahe der
Scankomponente liegt, wird die Bildauswanderung minimiert. Außerdem bleibt das Abtastmuster in dieser Anordnung unabhängig von der Scanposition zentriert.
Bei einer anderen weiteren Variante ist das Haltemittel eine Stimmgabel, die, wie in Figur 3
gezeigt, einen Stamm 72 und ein Paar Zinken 74, JQ aufweist. Ein Permanentmagnet 78 ist
an der Zinke 74 fest angeordnet. Eine Scankomponente, beispielsweise ein Lichtreflektor
80, ist fest an der Zinke 76 angeordnet. Der Stamm 72 ruht auf einem und erstreckt sich
durch einen Grundträger 82 eines L-förmigen Gestells, das einen aufrechten Träger 84
aufweist, auf dem eine elektromagnetische Spule 86 befestigt ist. Ein Bund 88 sichert den
Stamm 72 in aufrechter Orientierung zum Gestell für eine gemeinsame Bewegung mit
diesem. Elektrische Zuleitungen 90 versorgen die Spule 86 mit Erregersignalen.
Wann immer der Spule 86 ein Erregerpuls zugeführt wird, zieht die Spule bei einem
Ausführungsbeispiel im Betrieb den Magneten 78 mit Spiel in den Durchgang 92. Wenn der
Puls endet, wird die Stimmgabel zum Vibrieren angeregt, vorzugsweise bei Resonanzfrequenz, die wie oben beschrieben eine Funktion des Trägheitsmoments der
vibrierenden Masse ist. Der Reflektor 80 schwingt zwischen den Scanendpositionen A und
B. Wenn von einer Quelle, beispielsweise einem Laser 92, emittiertes Licht auf den
Reflektor 80 gerichtet ist, wird eine Scanlinie (A1-BO gebildet, die sich in einer Richtung
erstreckt. Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel wird im Betrieb ein Wechselstromsignal
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kontinuieriich an die Spule 86 angelegt, um die Zinken 74 und 76 zyklisch in Schwingungen
zu versetzen, damit der Reflektor 80 zwischen Scanendpositionen zu Schwingungen angeregt wird. Vorzugsweise ist das Wechselstromsignal darauf abgestimmt, die Gabe! bei
der Resonanzfrequenz in Schwingungen zu versetzen.
5
5
Bei einer verbesserten Konstruktionsweise, ist der Gabel/Gestellaufbau an einer
Ausgangswelle 94 eines Motors 96 des Typs befestigt, wie er in der US Patentschrift Nr.
4,496,831 beschrieben und beansprucht ist, deren Inhalt hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Der Motor 96 ist ein Vorschubmotor, der zum Versetzen der
Ausgangswelle 94 bezüglich einer dem ihm zugeführten elektrischen Strom proportionalen
Größe wirksam ist. Der Motor 96 versetzt die Ausgangswelle 94 wiederholt in wechselnden
Richtungen in Schwingungen, wie durch den doppelköpfigen Pfeii 98 angegeben ist. Die
Ausgangswelle 94 ist über einen Koppler 100 an dem Gabelstamm 72 gekoppelt.
Wie in Figur 3 gezeigt ist, ist das entgegengesetzte Ende der Ausgangswelle 94 mittels
einer zentrierenden Torsionsfeder 102 zurückgehalten. Wenn die Ausgangswelle 94 in
Schwingungen versetzt wird, wirkt die zentrierende Torsionsfeder 102 zum Rückführen der
Ausgangswelle 94 in die Ruheposition. Eine Scanlinie (C-D) wird gebildet, die sich in
senkrechter Richtung zu der genannten einen Richtung erstreckt.
Eine andere Ausführungsform einer zweiachsigen Abtastmusteranordnung ist in Figur 4
gezeigt, bei der das Haltemittel eine U-förmige Feder 110 mit einem Paar Armen 112 und
114 umfaßt. Eine Scankomponente, zum Beispiel ein Lichtreflektor oder ein Spiegel 116, ist
am Arm 112 fest angeordnet, und ein Permanentmagnet 118 ist am Arm 114 befestigt. Eine
elektromagnetische Spule 120 ist an einem aufrechten Träger 122 fest angebracht, der an
einer Basis 124 gesichert ist. Elektrische Zuleitungen 126 versorgen die Spule 120 mit dem
Erregersignal. Der Arm 114 und der Magnet 118 sind an einer im wesentlichen planaren
Feder 128 gesichert, welche an der Basis 124 befestigt ist. Die planare Feder 128 kann aus
jedem geeigneten flexiblen Material, wie eine Blattfeder, eine flexible Metallfolie, ein flacher
Balken oder eine flexible Gelenkfeder vom Bendixtyp sein. Die Spiegelmasse, die gleich
der Magnetmasse ist, kann in bestimmten Fällen sehr viel höher als die äquivalente Masse
der U-förmigen Feder sein.
Bei bestimmten Anwendungen ist es wünschenswert, Zeichen mit einem rasterartigen
Abtastmuster abzutasten. Bei einem rasterartigen Abtastmuster werden eine Reihe im
wesentlichen horizontaler und im wesentlichen paralleler Scaniinien von einer oberen
horizontalen Scanlinie aus erzeugt, die sich nach unten mit einer Vielzahl von
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(Anwaltsakte: GM 3328/1-97)
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dazwischenliegenden horizontalen Scanlinien zu einer unteren horizontalen Scanlinie
fortsetzen, um die gewünschte Scanfläche gleichmäßig zu überdecken. Um ein rasterartiges
Abtastmuster zu erhalten, werden die U-förmige Feder 110 und die planare Feder 128 für
eine Vibration in zueinander orthogonalen Ebenen angeordnet. Wie in Figur 4 gezeigt ist,
werden die Arme der U-förmigen Feder in der x-z-Ebene und die planare Feder 228 in der
x-y-Ebene vibrieren. Bei dieser Anordnung des Haltemittels wird die Komponente 116 für
Winkelschwingbewegungen in erste und zweite wechselnde Umfangsrichtungen zwischen
ersten und zweiten Paaren von Scanendpositionen befestigt. Aufgrund ihrer jeweiligen Form
und Anordnung wird die U-förmige Feder 110 außerdem in einem hohen Frequenzbereich,
typischerweise etwa 200-800 Hz, schwingen, während die planare Feder 128 in einen
Bereich niedriger Frequenzen, typischerweise etwa 5-100 Hz, schwingen wird. Die zum
Scannen des Symbols nötige Vibrationsamplitude wird von der Größe des Symbols abhängen und typischerweise mindestens 10-30° optisch betragen.
Ein rasterartiges Abtastmuster wird automatisch durch Betreiben der Spule 120 mit einem
Signal erzielt, das eine Überlagerung von zwei Antriebssignaien ist, wobei eines innerhalb
des hohen Frequenzbereichs und das andere innerhalb des Bereichs niedriger Frequenzen
liegt. Zum Beispiel kann ein Signal mit einer 500-Hz-Rechteckschwingung verwendet
werden, um die Komponente 116 in x-Richtung in Schwingung zu versetzen, und ein Signal
mit einer 10-Hz-Sinuswelle kann verwendet werden, um die Komponente 116 in y-Richtung
zum Schwingen anzuregen. Die Kombination der schnellen Schwingungen der Komponente .
in x-Richtung und der langsamen Schwingungen der Komponente in y-Richtung ergibt ein
rasterartiges Abtastmuster über die Zeichen. Vorzugsweise ist das Signal hoher Frequenz
auf die Resonanzfrequenz der U-förmigen Feder 110 abgestimmt. Typischerweise wird die
planare Feder 128 unterhalb ihrer Resonanzfrequenz betrieben.
Jedesmal, wenn in dieser Anordnung das überlagerte Wechseistrom-Antriebssignai an die
Spule 120 angelegt wird, zieht die Spule den Magneten 118 zyklisch in den Durchgang 130
und stößt den Magneten 118 aus dem Durchgang 130. Die Hochfrequenzkomponente des
Antriebssignais bewirkt eine Vibration der U-förmigen Feder, vorzugsweise bei der
Resonanzfrequenz, was die Anregung der Komponente 116 zu Winkelschwingungen
zwischen Scanendpositionen X1, X2 verursacht. Die niedrige Frequenzkomponente des
Antriebssignals verursacht eine Winkelschwingung der planaren Feder 128 auf den Halter
122 zu und von ihm weg um die Drehachse 123. Während dieser Schwingung niedriger
Frequenz bewegen sich die Feder 128 und die Gabel 110 als eine Einheit. Die Vibration der
planaren Feder 128 verleiht der Komponente 116 eine Winkeischwingbewegung zwischen
Scanendpositionen Y1, Y2. Wenn vom Laser 132 emittiertes Licht auf den Reflektor 116
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(Anwaltsakte: GM 3328/1-97)
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gerichtet ist, während die U-förmige Feder 110 und die planare Feder 128 gleichzeitig bei
der hohen bzw. niedrigen Frequenz schwingen, wird eine Reihe von im wesentlichen
horizontalen Scanlinien 111 in x-Richtung produziert, die in y-Richtung versetzt sind,
wodurch ein rasterartiges Abtastmuster gebildet wird.
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Die Anordnung von Figur 4 weist vorteiihafterweise einen sehr einfachen Aufbau auf, der
nur einen Antrieb (eine Spule und einen Magneten) zur Schwingbewegungsanregung in zwei
Richtungen verwendet, um ein rasterartiges Abtastmuster zu bilden. Es gibt keine Wellen
oder Lager, sondern es werden ausschließlich biegsame Metalle verwendet, was zu einer
weit höheren Lebensdauer führt.
Bei bestimmten Anwendungen ist es wünschenswert, die Winkelamplitude entlang der
mittels des Halters erzeugten Scanlinie zu erhöhen. Solch eine Vergrößerung in der
Winkelampiitude kann durch Gestaltung der U-förmigen Feder 110 mit asymmetrisch
dimensionierten Armen erreicht werden, in diesem Ausführungsbeispiel ist der Arm 112 um
ein Verhältnis von mindestens 2:1 kürzer als der Arm 114. Eine asymmetrisch dimensionierte U-förmige Feder wird eine längere Scanlinie in x-Richtung innerhalb des
rasterartigen Musters zur Folge haben.
Ein Beispiel von einer asymmetrisch dimensionierten U-förmigen Feder ist in Figur 5
gezeigt, in dem die Stimmgabel 121 mit einem klein dimensionierten Arm 123 und einem
groß dimensionierten Arm 125 ausgestaltet ist, was dazu führt, daß der Knotenpunkt 127
der Feder eher auf dem Arm 125 als am Boden des U, wie bei einer symmetrisch dimensionierten Feder, liegt. Wie in Figur 5 gezeigt ist, ist die Komponente 129 am Arm 123
befestigt und der Antrieb weist eine elektromagnetische Spule 131 mit einem Durchgang
133 auf, durch den der Magnet 135 mit Spiel geht. Die U-förmige Feder 121 ist an einem
Halter 137 mittels einer planaren Feder 139 gesichert. Die Feder 139 ist am Basisabschnitt
141 gesichert, und die Spule 131 ist am Wandabschnitt 143 befestigt. Die Zuleitungen 145
zum Anlegen des Antriebssignals an die Spule 131 sind vorgesehen, um die Winkelbewegungen der Komponente 129 zu bewirken. Die asymmetrisch dimensionierte U-förmige
Feder 121 liefert eine erhöhte Winkelamplitude des Scans, der von dem Licht verursacht ist, das vom Laser 147 gerichtet und von der Komponente 129 reflektiert wird.
Zusätzlich zur Vergrößerung der Winkelamplitude, die soviel wie 100% Erhöhung
gegenüber einer symmetrisch dimensionierten Feder betragen kann, schafft die asymmetrisch dimensionierte U-förmige Feder eine erhöhte Stabilität gegen
Metallermüdung und Brechen, da der Knotenpunkt nicht in einem gekrümmten Abschnitt der
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(Anwaltsakte: GM 3328/1-97)
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f · ♦ ·
pi _
Feder liegt. In Figur 5 ist auch ein Abschnitt 149 der Feder 139 gezeigt, der im
Ruhezustand im wesentlichen parallel zur Wand 143 verläuft, und ein Abschnitt 151 im
Winkel von der Wand 143. Der gewinkelte Abschnitt 151 hat eine weitere Vergrößerung der
Winkelamplitude von Scanschwingungen (soviel wie 200% höher) gegenüber einer symmetrisch dimensionierten U-förmigen Feder zur Folge. Ein anderer Vorteil besteht darin,
daß geringere Vibrationen zur Basis übertragen werden, da die U-förmige Feder nur am
Magnetende gehalten wird und Winkelbewegungen des Magneten viermal kleiner als die
der Scankomponente sein können.
Die Anordnung von Figur 5 ist eine Draufsicht, welche die U-förmige Feder 121 sowie die
planare Feder 139 zeigt, die beide für Vibrationen in der x-y-Ebene angeordnet sind, was
eine einzelne Scanlinie, die entlang der y-Richtung gerichtet ist, ergibt. Wenn die U-förmige
und planare Feder in orthogonalen Ebenen wie in Figur 4 angeordnet sind und ein geeignetes überlagertes Antriebssignal hoher und niedriger Frequenz an der Spule angelegt
wird, wird ein rasterartiges Abtastmuster mit erhöhter Winkelamplitude in x-Richtung
geliefert.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel, rückbezogen auf Figur 4, kann die
Vibrationseinrichtung für einen Scan in y-Richtung auch eine im wesentlichen S-förmige
planare Blattfeder 134 aufweisen, die einen an der planaren Feder 128 gesicherten Arm 136
und einen anderen Arm 138, an dem eine Ausgleichsmasse 140 befestigt ist, aufweist. Eine
zusätzliche, im wesentlichen aufrecht stehende planare Feder 142 sichert einen dazwischenliegenden Abschnitt der planaren Feder 134 an der Basis 124. Die S-förmige
Feder ist nützlich, um zusätzlichen Halt zu verschaffen, der für sehr großflächige
Reflektoren nötig sein kann.
In einem anderen, in Figur 6a und 6b gezeigten Ausführungsbeispiel liefert eine einzige
planare Feder 150 die Schwingbewegung in zwei orthogonalen Achsen für ein rasterartiges
Abtastmuster. Die Feder 150 ist an der Basis 152 befestigt und hat auf ihr den Lichtrefiektor
154 befestigt. Ein Magnet 156 ist an der Feder 150 an der dem Reflektor 154 gegenüberliegenden Seite befestigt. Eine einen Durchgang 160 aufweisende
elektromagnetische Spule 158 ist dem Permanentmagneten 156 benachbart an einem aufrechten Auflageeiement 162 befestigt, das wiederum an der Basis 152 befestigt ist. Wie
in Figur 6b gezeigt ist, wird eine Achse 164 durch den Magneten 156 und die Spule 158
gebildet, die durch die Mitte der Feder 150 verläuft. Der Lichtrefiektor 154 ist an der
planaren Feder 150 mit seinem von der Achse 164 beabstandeten Schwerpunkt 166 befestigt.
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(Anwaitsakte: GM 3328/1-97)
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Das rasterartige Abtastmuster wird durch Anlegen eines überlagerten Hoch- und
Niedrigfrequenz-Wechseistromsignals an die Zuführleitung 168 bewirkt. Als Reaktion auf die
Komponente niedriger Frequenz (etwa 20 bis 30 Hz) des überlagerten Antriebssignals tritt
der Magnet 156 in den Durchgang 160 in zyklischer Weise ein und aus, was die Feder 150
zur Winkelschwingung um die Drehachse 151 anregt. Die Vibration verursacht, daß die
Komponente 154 in der x-y-Ebene in Winkelschwingungen versetzt wird, was einen langsamen Scan in y-Richtung zur Folge hat. Als Reaktion auf die Mittel-Hochfrequenzkomponente
(etwa 50 bis 200 Hz) des überlagerten Wechselstromantriebsignals wird die Feder 150 aufgrund der Ausrichtung des Schwerpunkts
des Reflektors 154 um ihre Achse 164 drehgebogen. Der versetzte Schwerpunkt des Reflektors 154 bewirkt ein Bereitstellen einer Rückstellkraft für die Feder 150, welche die
Winkelschwingungen der Feder 150 verursacht. Die Feder 150 ist so ausgelegt, daß die
Komponente 154 beim Erregen der Spule bei der höheren Frequenz in der x-z-Ebene winkelschwingen wird, um einen schnellen Scan in x-Richtung zu liefern. Wenn vom Laser
170 emittiertes Licht vom Spiegel 154 reflektiert wird, während die Spule 158 erregt ist,
werden die Zeichen mit einem zweiachsigen rasterartigen Abtastmuster abgetastet, das aus
einer Reihe von Scanlinien 153 in x-Richtung besteht, die vertikal in y-Richtung beabstandet
sind.
Der Unterschied in der hohen und niedrigen Frequenzkomponente des Antriebssignals
erzeugt eine große Winkelamplitude in x-Richtung und eine kleine Winkelamplitude in y-Richtung,
was zur Entwicklung eines rasterartigen Abtastmusters führt. Die Winkelampiitude
von dem Scan in x-Richtung kann so hoch wie etwa 90° optisch sein, während die Winkelamplitude des Scans in y-Richtung bis zu etwa 5° optisch betragen kann.
Bei bestimmten Anwendungen kann es wünschenswert sein, ein Symbol mit einem
ungerichteten Abtastmuster abzutasten. Eine Technik zum Erzielen eines ungerichteten
Musters besteht darin, daß die Anordnung von Figur 5 so positioniert wird, daß die U-förmige
Feder in der x-z-Ebene schwingt. Folglich kann man beim Betrachten von Figur 5 als Ansicht der Anordnung von oben sehen, daß die Materialmasse der Elemente auf der
rechten Seite der Feder 139 (Feder 121 und Komponente 129) im wesentlichen größer als
die Masse der Elemente auf der linken Seite der Feder 139 {Magnet 131) ist. Diese
Massendifferenz liefert ein Ungleichgewicht, das eine Drehverbiegung der Feder 139 zur
Folge hat, die der Komponente 129 in der x-y-Ebene eine Winkelschwingbewegung verleiht,
um einen Scan in y-Richtung durchzuführen. Zusätzlich verursacht die Bewegung der Feder
139 in Richtung auf die Spule 131 und von der Spule 131 weg ein Schwingen der U-
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förmigen Feder 121 in der x-z-Ebene, was der Komponente 129 eine Winkelschwingbewegung zum Bewirken eines Scans in x-Richtung verleiht.
Bei Anlegen des überlagerten Antriebssignals, das vorzugsweise aus einem Paar
Sinuswelien mit einem Frequenzverhältnis im Bereich von 1,05:1 bis 5:1 besteht, an die
Zuleitungen 145 führt die Feder 139 eine Drehschwingung bei der niedrigen Frequenz aus,
und die U-förmige Feder 121 schwingt bei der höheren Frequenz gleichzeitig so, daß Licht
von der Komponente 129 mit einem Lissajous-Abtastmuster auf die Zeichen reflektiert wird.
Das Lissajous-Muster wird durch den Weg des Lichtstrahls erzeugt, der in die x- und yorthogonalen
Richtungen bei einem vorgegebenen Frequenzverhältnis zu Schwingungen einfacher harmonischer Bewegungen angeregt wird. Deshalb wird ein ungerichtef.es
Abtastmuster erzeugt.
Figur 7 zeigt eine andere Technik zum Erzeugen eines ungerichteten Abtastmusters,
nämlich durch Rotieren des gesamten Haltemittels um eine Achse. Die in Figur 7 gezeigte
Anordnung ist ähnlich der von Figur 5, und gleiche Bezugszeichen werden zur Identifizierung gleicher Teile verwendet, und eine Beschreibung von diesen wird hier aus
Gründen der Kürze nicht wiederholt. Um die ganze Scananordnung zu rotieren, ist ein Mittel
180 zum Drehen der Anordnung um eine Achse 182' vorgesehen. Das in Figur 7 gezeigte
Mittel 180 ist nur illustrativ, denn jedes geeignete Mittel kann zum Rotieren der
Scananordnung um eine Achse zum Bewirken eines ungerichteten Abtastmusters eingesetzt
werden. Das Mittel 180 weist einen Motor 182 mit einer Welle 184 zum Antrieb eines
Transmissionsriemens 186 auf. Der Riemen 186 ist mit einer (nicht gezeigten) Welle
gekoppelt, die an dem Träger 137 zum Rotieren des Trägers 137 um ein Kugellager 188
verbunden ist, das an dem Tragbalken 190 angeordnet ist. Die Drehung einer Scananordnung für eine einzige Achsenrichtung wird ein ungerichtetes Abtastmuster in
Form einer Rosette erzeugen. Die Drehung einer Scananordnung für zwei Achsen wird
verschiedene andere ungerichtete Muster erzeugen, die von der Art der rotierten Anordnung für zwei Achsen abhängen.
Bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist, wie in Figur 8 gezeigt ist,
eine magnetisch aktivierte Rückführeinrichtung zum Bewirken einer federähnlichen
Rückstellkraft vorgesehen, um die Komponente zwischen Scanendpositionen zu Schwingungen anzuregen. Wie in Figur 9 gezeigt ist, ist eine Scankomponente 220 für
Rotationsbewegungen um eine Welle 222 angeordnet, die an der Basis 224 drehgesichert
ist. Eine Halteauflage oder ein Hebel 226 erstreckt sich von der Komponente 220, und ein
Permanentmagnet 228 ist auf seinem Ende befestigt. Eine elektromagnetische Spule 230
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(Anwaltsakte: GM 3328/1-97)
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ist in Arbeitsnähe zu dem Permanentmagneten 228 an der Basis 224 befestigt. Ein
magnetisches Element 232 ist direkt unter dem Permanentmagneten 228 auf einer Gewindenuß 234 befestigt. Der Permanentmagnet 228 ist eine Scheibe oder ein
rechtwinklig geformtes Element, bei dem Flächen 236 und 238 (nicht gezeigt) für ungleichnamige magnetische Pole magnetisiert sind. Daher kann die Fläche 236 der
Nordpol und Fläche 238 der Südpol oder umgekehrt sein.
In einem Ausführungsbeispiel kann das Magnetelement 232 aus magnetisch permeabiem
Material, wie ein Weicheisenkern, sein. Die Spule 230 wird durch eine Wechselspannung
erregt, und der wechselnde positive und negative Strom bewirkt, daß der Permanentmagnet
wechselweise zu der Spule hingezogen und von der Spule abgestoßen wird. Das wird dem
Scanspiegel 220 eine Winkelschwingbewegung zwischen Scanendpositionen verleihen.
Während der Schwingbewegung der Komponente wird der Permanentmagnet 228 in einer
Vor- und Rückbewegung über den Weicheisenkern 232 laufen. Wenn die Spule 230 unerregt ist, zwingt die magnetische Wechselwirkung zwischen den Magnetfeldern des
Permanentmagneten 228 und des Weicheisenkems 232 den Magneten 228 und dementsprechend den gesamten sich bewegenden Aufbau, sich gegenüber einer Linie
magnetischen Gleichgewichts des Weicheisenkems 232 auszurichten, die dessen Mitte
kreuzt. Wenn die Spule 230 abhängig von der Phase des Wechselstroms erregt wird, wird
der Permanentmagnet 228 entweder von der Spule 230 angezogen oder von ihr abgestoßen, wodurch der Kern 232 mit derjenigen Polarisation magnetisiert wird, die der
Polarisation der Seite des Permanentmagneten 228, die dem Kern 232 gegenüberliegt,
entgegengesetzt ist. Da zwei ungleiche Pole sich anziehen, erzeugt diese Anziehung eine
Rücksteilkraft, die einer Federwirkung in Richtung auf die zwei Gleichgewichtspositionen
äquivalent ist. Extreme linke und extreme rechte Scanendpositionen werden durch die
Beziehung zwischen Höhe und Phase des Wechselstroms durch die Spule 230 und die Geometrie und das Material des Kerns 232 bestimmt, was wiederum den Wert des
Rückführreaktionsmoments bestimmt. Wenn die Spule 230 unerregt ist, verursacht der
oben beschriebene Mechanismus, daß der sich bewegende Aufbau in der Ruheposition
("Gleichgewicht") zum Halten kommt.
Bei einer Alternative dieses Ausführungsbeispiels kann eine zweite (nicht gezeigte)
elektromagnetische Spule um den Kern 232 vorgesehen werden, so daß das Element 232
den Kern der zweiten Spule bildet. Ein die zweite Spule erregender Gleichstrom wird die
Rückstellkraft des Weicheisenkems erhöhen. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel
kann das Element 232 ein Permanentmagnet sein. Wenn der Magnet 228 mit seinem Nordpol der Spule abgewandt befestigt ist, würde der Magnet 232 einen nach oben
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weisenden Südpol benötigen. Der Magnet 232 muß entgegengesetzt angeordnet werden,
wenn der Südpol des Magneten 228 der Spule abgewandt ist.
Bei einem anderen, in Figur 9 gezeigten Ausführungsbeispiel, in dem gleiche Teile die
gleichen Bezugszeichen wie in Figur 8 haben, ist eine Rückstellkraft mittels eines
elastischen Elements 240 vorgesehen. Das elastische Element 240 kann aus jedem geeigneten Material mit elastischen Eigenschaften wie Gummi, ein
Raumtemperaturvulkanisator (RTV) oder irgendein ähnliches Kunstharz sein. Das elastische
Element 240 ist an der Komponente 220 über einen Träger 242 gesichert und auch am
Halter 224 durch den Träger 244. Ein Rahmeneiement 246 verbindet die Komponente 220
mit dem Wellenträger 226. Die durch den an der Spule 230 angelegten Wechselstrom
erzeugte Schwingbewegung der Komponente 220 verursacht, daß das RTV 242 zu seiner
Grenze zum Definieren der Scanendpositionen gestreckt wird, und nach Deaktivierung der
Spule 230 wirkt RTV 240, um die Komponente 220 in ihre Ruheposition zurückzuführen.
Man wird verstehen, daß jedes der oben beschriebenen Elemente oder zwei oder mehrere
zusammen auch eine nützliche Anwendung in anderen Gestaltungsarten, die sich von den
vorher beschriebenen unterscheiden, finden können.
Während die Erfindung als in einer Energiespar-Scananordnung eingesetzt illustriert und
beschrieben wurde, ist es nicht beabsichtigt, sich auf die gezeigten Einzelheiten zu
beschränken, da verschiedene Modifikationen und Änderungen im Aufbau durchgeführt
werden können, ohne daß in irgendeiner Weise vom Wesen der vorliegenden Erfindung
abgewichen wird.
Ohne weitere Analyse wird das Vorhergehende so vollständig den Kern der vorliegenden
Erfindung zeigen, daß andere diese durch Anwendung geläufigen Wissens für verschiedene
Anwendungen anpassen können, ohne Merkmale wegzulassen, die vom Standpunkt des früheren Stands der Technik deutlich wesentliche generische oder spezifische Aspekte
dieser Erfindung darstellen, und daher sollten solche Anpassungen, wie auch beabsichtigt,
innerhalb der Bedeutung und dem Bereich der Äquivalenz der folgenden Ansprüche eingeschlossen sein.
Claims (17)
- Patentanwälte «·· ·· . ·· ·. «.» »GEYER, FEHNERS & PARTNEREuropean Patent AttorneysPerhamerstraße 31 · D-80687 München
Telefon: (089) 5461520 · Telefax: (089) 5460392 ·Telex: 5218915 gefe d · Telegramme: gefepat muenchenSYMBOL TECHNOLOGIES München, den(Anwaltsakte: GM 3328/1-97) 28. Oktober 1997E/15/chAnsprüche1. Optischer Scanner (30) mit einer Scankomponente, die an einer Blattfeder (34) für Schwingbewegung um eine Achse befestigt ist, wobei die Scankomponente in Richtung auf eine neutrale Position vorgespannt ist, die sich zwischen ersten und zweiten Scanendpositionen befindet, und mit einem Lese-Startmittel, das vorgesehen ist, um eine Kraft an die Scankomponente anzulegen, um sie von der neutralen Position zu einer der Scanendpositionen hin zu bewegen, gekennzeichnet durch einen Sicherheitsanschlag (68), der zum Verhindern unerwünschter Bewegungen der Scankomponente im Fall einer externen Stoßkraft angeordnet ist und durch ein Wechselstromsignal zum Betreiben des Lese-Startmittels. - 2. Optischer Scanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (34) gegenüberliegende erste und zweite Enden (36, 42) aufweist, wobei beide Enden fest an einem Träger (40) angeordnet sind.
- 3. Optischer Scanner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scankomponente an der Blattfeder (34) zentrisch zwischen den ersten und zweiten Enden (36, 42) befestigt ist.
- 4. Optischer Scanner nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scankomponente zwischen einem ersten pianaren Abschnitt der Feder und einem zweiten pianaren Abschnitt der Feder angeordnet ist.
- 5. Optischer Scanner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die pianaren Abschnitte unter 90° zueinander liegen.SYMBOL TECHNOLOGIES INC.
(Anwaltsakte: GM 3328/1-97)• ·· - 6. Optischer Scanner nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scankomponente an einem zentralen, gebogenen Abschnitt der Feder (34) zwischen den ersten und dem zweiten planeren Abschnitten angeordnet ist.
- 7. Optischer Scanner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scankomponente an der Blattfeder (34) mitteis eines zylindrischen Befestigungsstifts (46) befestigt ist, um den herum der zentrale gebogene Abschnitt der Feder geführt ist.
- 8. Optischer Scanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lese-Startmittel einen elektrisch betriebenen Antrieb aufweist.
- 9. Optischer Scanner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb einen elektromagnetischen Aufbau aufweist.
- 10. Optischer Scanner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetische Aufbau zum gedämpften Schwingen der Scankomponente angeordnet ist, wobei die Scankomponente schließlich in der neutralen Position zur Ruhe kommt.
- 11. Optischer Scanner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetische Aufbau für eine kontinuierliche Schwingungsanregung der Scankomponente angeordnet ist.
- 12. Optischer Scanner nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetische Aufbau eine elektromagnetische Spule (58) und einen Permanentmagneten (56) aufweist, wobei der Permanentmagnet während der Schwingung der Scankomponente zu der Spule hin und von ihr weg bewegt wird.
- 13. Optischer Scanner nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb bei einer Resonanzfrequenz der Scankomponenten-Schwingung enregt wird.
- 14. Optischer Scanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scankomponente einen Lichtreflektor (52) aufweist.
- 15. Optischer Scanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder einen ersten planaren Abschnitt und einen zweiten planaren Abschnitt aufweist.SYMBOLTECHNOLOGiES INC.
(Anwaltsakte: GM 3328/1-97) - 16. Optischer Scanner nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Scankomponente zwischen dem ersten und zweiten planaren Abschnitt befestigt ist.
- 17. Scannerkopf (10) mit einem Gehäuse (10, 14), an dem ein Handgriff (14) befestigt ist, wobei in dem Gehäuse (10, 14) ein optischer Scanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.SYMBOL TECHNOLOGIES INC.
(Anwaltsakte: GM 3328/1-97)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/520,464 US5168149A (en) | 1989-10-30 | 1990-05-08 | Scan pattern generators for bar code symbol readers |
| EP97201069A EP0788068B1 (de) | 1990-05-08 | 1991-04-30 | Abtastvorrichtung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9117238U1 true DE9117238U1 (de) | 1998-01-08 |
Family
ID=26146357
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9117238U Expired - Lifetime DE9117238U1 (de) | 1990-05-08 | 1991-04-30 | Optischer Scanner |
| DE9117262U Expired - Lifetime DE9117262U1 (de) | 1990-05-08 | 1991-04-30 | Optischer Scanner |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9117262U Expired - Lifetime DE9117262U1 (de) | 1990-05-08 | 1991-04-30 | Optischer Scanner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (2) | DE9117238U1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004011161B4 (de) * | 2004-03-08 | 2007-08-09 | Infineon Technologies Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Simulation eines optisch auslesbaren Codes mit zeitgesteuerter Lichtquelle |
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1991
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE9117262U1 (de) | 1998-08-06 |
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