專(zhuān)利名稱(chēng)：非激光式掃描裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及讀取記號(hào)，特別是讀取條型碼記號(hào)的光電式掃描裝置，具體說(shuō)是涉及非激光光源的非激光式掃描器。
以往，如西姆波爾·臺(tái)克諾金斯公司的美國(guó)專(zhuān)利第4，251，798號(hào)、第4，387，297號(hào)、第4，409，470號(hào)、第4，806，742號(hào)、第4，825，057號(hào)中所示，提出了使用激光型掃描器及非激光型掃描器，用于讀取條型碼記號(hào)，特別是通用產(chǎn)品標(biāo)記(UPC)形式的條型碼記號(hào)。
通常，由激光光源，例如氣體激光管或者半導(dǎo)體激光二極管發(fā)射出的激光光束，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行聚焦，在記號(hào)上形成圓形光點(diǎn)。由掃描機(jī)構(gòu)將光點(diǎn)對(duì)記號(hào)進(jìn)行掃射，形成與記號(hào)相應(yīng)掃描圖譜。由記號(hào)上反射回來(lái)的激光束，由光檢測(cè)器例如光電二極管檢測(cè)，檢測(cè)器和激光光源、光學(xué)系統(tǒng)、掃描機(jī)構(gòu)一起安裝在殼體內(nèi)。為了便于手提操作，最好在外殼上設(shè)置手柄。
記號(hào)本身是由一串條紋組成的代碼圖案，條紋寬度不同，間隔寬度也不同，條紋與間隔具有不同的光反射特性，根據(jù)特定的用途及記號(hào)密度，尺寸可大可小。一般，為了識(shí)別另售商品，在另售商業(yè)界使用的UPC記號(hào)，各條紋與間隔的尺寸約為1/1000(1密耳)左右。而圓形光點(diǎn)的斷面直徑為6-10密耳左右。
以往采用激光式掃描器在商業(yè)上取得了相當(dāng)?shù)某晒?，但是，?qiáng)烈要求降低掃描器的價(jià)格。由于激光裝置尺寸小卻能發(fā)出極強(qiáng)的光束，這是它具有的特殊優(yōu)點(diǎn)，但是，激光光源，比起非激光光源，例以發(fā)光二極管(LED)等價(jià)格要高得多。LED光源至少是成本低，重量輕，不依賴(lài)很多元件組成光學(xué)系統(tǒng)，另外，耗電量少。但由于LED光源的非準(zhǔn)直式光線，要聚焦到數(shù)密耳大小的光點(diǎn)是十分困難的，這是非激光光源使用中存在的問(wèn)題。LED光源可以聚焦成數(shù)毫米左右的光點(diǎn)尺寸，由于要讀取數(shù)密耳左右的黑條與間隔，若使用上述那樣大尺寸的光點(diǎn)，給掃描器的信號(hào)處理-譯碼電路都會(huì)造成很大的負(fù)擔(dān)。另外，也會(huì)引起漏讀及引起讀取誤差。
與此相對(duì)照，在使用激光式掃描器時(shí)，光點(diǎn)的尺寸與條及間隔的尺寸是同等程度的，因而，信號(hào)處理-譯碼電路就不會(huì)有那么大的負(fù)擔(dān)。一般，這樣的激光式掃描器內(nèi)的光電二極管?chē)晒恻c(diǎn)，可以看到與光點(diǎn)共同的平面內(nèi)有比較大的空間。
本發(fā)明的主要目的是提供改良的光電式掃描器。第二個(gè)目的是對(duì)低成本的非激光式掃描器，提高掃描器的實(shí)用性與可靠性，消滅差錯(cuò)、降低成本。第三個(gè)目的是提供形成容納在掃描點(diǎn)之內(nèi)的視檢窗的方法。聚焦光束形成掃描點(diǎn)，且將光電二極管的視野聚焦之后，在掃描點(diǎn)內(nèi)形成觀測(cè)窗。第4個(gè)目的是提供將掃描點(diǎn)和觀測(cè)窗設(shè)在掃描器殼體外的不同平面內(nèi)的方法。
本發(fā)明的效果是由于本發(fā)明中的光源是非激光光源，如發(fā)光二極管，其成本比激光光源低得多，而且其重量也輕，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不象激光光源需依賴(lài)于很多元件組成的光學(xué)系統(tǒng)，由此又帶來(lái)耗電量低的優(yōu)點(diǎn)，總之該發(fā)明的掃描器成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、無(wú)差錯(cuò)，實(shí)用性強(qiáng)、便于操作，在操作者不介入時(shí)也能自動(dòng)適應(yīng)掃描狀態(tài)的變化。
為了達(dá)到上述各項(xiàng)目的，本發(fā)明提供了使用LED光源讀取記號(hào)的裝置與方法。
本發(fā)明的非激光式掃描器是將光束及光傳感器的視野聚焦在掃描器殼體外的不同平面上。
該裝置包括以下部分利用發(fā)生光二極管產(chǎn)生光束的非激光光源部分;利用反射鏡的聚光裝置，使光束聚光后射至掃描面內(nèi)并形成規(guī)定尺寸的園形掃描點(diǎn);掃描點(diǎn)照至近距離作業(yè)范圍內(nèi)的記號(hào)上;掃描裝置，掃描點(diǎn)對(duì)記號(hào)進(jìn)行掃描，利用該裝置使反射光中至少一部分沿入射光方向返回;光電傳感器，對(duì)上述視野內(nèi)反射光的返回部分進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)到的各種不同光強(qiáng)度用電信號(hào)表示出來(lái)，傳感器為帶開(kāi)口的光電二極管式傳感器;信號(hào)處理裝置，用以處理上述電信號(hào)，得到表示信號(hào)的數(shù)據(jù);成像裝置，用于使上述光電傳感器的觀測(cè)圖成像并將觀測(cè)窗放置在離開(kāi)掃描面的觀測(cè)面上。該裝置有具球形反射面的成像反射鏡。上述掃描裝置具有掃描部件，在此掃描部件上，安裝上述的聚焦反射鏡和成像反射鏡，使它們能?chē)@轉(zhuǎn)動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
所述光源為產(chǎn)生非激光光束的光源，例如LED光源。所述的聚焦設(shè)備，將光束聚焦在裝置外部的掃描面上，并形成確定尺寸的掃描點(diǎn)，并將掃描點(diǎn)置于離掃描面近距離范圍內(nèi)放置的記號(hào)上，掃描部件，使掃描點(diǎn)對(duì)記號(hào)進(jìn)行橫向直線掃描，例如由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的反射鏡。光由記號(hào)向各個(gè)方向反射。由記號(hào)反射回來(lái)的光的至少一部分向著與裝置相反方向前進(jìn)。這部分反射光的返回部分對(duì)整個(gè)掃描線，有各種不同的光強(qiáng)度。
裝置內(nèi)的光檢測(cè)器例如光電二極管，對(duì)整個(gè)視野的反射光返回部分的各種光強(qiáng)進(jìn)行檢測(cè)，光電二極管產(chǎn)生電信號(hào)，用以表示檢測(cè)出的各種不同光強(qiáng)度。信號(hào)處理裝置對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理，并形成表示記號(hào)的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的裝置的特點(diǎn)之一，是裝備有使觀測(cè)窗成像的成像設(shè)備。觀測(cè)窗比掃描點(diǎn)的尺寸要小，被放置于離開(kāi)掃描面的觀測(cè)面內(nèi)。其結(jié)果是，光電二極管通過(guò)觀測(cè)窗只能觀察到的僅僅是光點(diǎn)的一部分，因此，裝置可以使用LED作光源，為使讀取性能不受損失，可以容許比較大的掃描點(diǎn)(數(shù)毫米左右)。由于觀測(cè)窗為數(shù)密耳左右的尺寸，光電二極管只能觀察到掃描點(diǎn)的中央的非常小的一部分。由此在本裝置中，光電二極管不能觀察到包圍掃描點(diǎn)的廣闊空間，只能見(jiàn)到掃描點(diǎn)內(nèi)非常狹窄的空間。
作為實(shí)施例，聚焦裝置具有聚焦反射鏡，它使光束形成規(guī)定尺寸的園形掃描點(diǎn)。聚焦反射鏡以具有球形反射面為最好。
成像裝置，在光電二極管傳感器附近設(shè)有小孔的光闌，或者設(shè)非常小型的光電二極管。反射光通過(guò)光闌的小孔到達(dá)光電二極管上。小孔決定了光電二極管的感知范圍。
另外，成像裝置還設(shè)有成像反射鏡。成像反射鏡最好有球形的反射面。根據(jù)掃描裝置的要求，為了能沿縱方向橫掃記號(hào)，聚焦反射鏡和成像反射鏡最好裝在掃描裝置上，使它們能同時(shí)動(dòng)作。因此，上述兩個(gè)反射鏡安裝成能同時(shí)繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)。
成像反射鏡安裝在聚焦反射鏡上，對(duì)上述的軸偏離一個(gè)角度。作為最好的實(shí)施例，光束沿第1光軸發(fā)射。且，傳感器裝置的觀測(cè)窗由成像裝置沿第2光軸成像。上述第1光軸與第2光軸的夾角是成像反射鏡與聚焦反射鏡間夾角的2倍。
為了能夠手提操作，在殼體上設(shè)置有手柄。使用者操作時(shí)可以讓手提式裝置殼體的前壁緊貼著讀取記號(hào)，也可以沿縱向與記號(hào)離開(kāi)一個(gè)間隙，使掃描裝置能面向記號(hào)。最佳方案是掃描裝置緊貼著使用。由此，光路大部在殼體中，在實(shí)施例中，掃描面和觀測(cè)面在殼體前壁或在其附近，相互離開(kāi)一個(gè)距離。
在另一個(gè)實(shí)施例中，為了增加傳感器裝置的有效范圍，可以設(shè)置一對(duì)光電二極管，各自有傳感器開(kāi)口。在此實(shí)施例中，相應(yīng)的成像裝置中設(shè)有一對(duì)光闌，各光闌對(duì)應(yīng)的傳感器開(kāi)口附近設(shè)有小孔，或者構(gòu)成傳感器開(kāi)口的小孔。成像裝置中，光電二極管的各視野分別成像，并且在殼體外不同的觀測(cè)面內(nèi)設(shè)置著一對(duì)觀測(cè)窗。最好是這樣來(lái)使用，高密度的記號(hào)的譯碼用“近距離”的觀測(cè)面，低密度記號(hào)的譯碼則用“遠(yuǎn)距離”的觀測(cè)面。
在上述實(shí)施例中，特征是，檢測(cè)讀取中的條形碼記號(hào)的性質(zhì)，識(shí)別是高密度還是低密度的條型碼記號(hào)，相應(yīng)地改變信號(hào)處理電路的頻帶寬度。這樣，處理電路對(duì)讀取各種條形碼可使用最合適的頻帶寬度。由于寬頻帶時(shí)，許多雜音可以通過(guò)處理電路傳播進(jìn)來(lái)，對(duì)于高密度條形碼，只使用必要的頻帶寬度，盡量減低頻帶寬度。至于低密度的條型碼記號(hào)，則沒(méi)有必要使用與高密度條型碼相同的寬頻帶信號(hào)處理電路。
在本裝置中，為了降低讀取條形碼裝置的成本，盡可能省略機(jī)械部件及電子元件。作為一個(gè)實(shí)施例，如手持式掃描器，在接通電源時(shí)，不用通常使用的扳機(jī)式開(kāi)關(guān)而采用其他方式，使用者在完成讀取條形碼的準(zhǔn)備工作以后，只要一拿起手提式掃描器，動(dòng)作傳感器就進(jìn)行檢測(cè)，隨即啟動(dòng)光源及掃描馬達(dá)。在完成條形碼譯碼之后，由暫停電路可以斷開(kāi)電源及掃描馬達(dá)。
該方法包括以下步驟產(chǎn)生光束;形成掃描點(diǎn)，上述光束經(jīng)反射鏡聚焦后在掃描面上形成規(guī)定尺寸的掃描點(diǎn)，將上述掃描點(diǎn)射在掃描面內(nèi)近距離作業(yè)的范圍內(nèi)的記號(hào)上;進(jìn)行掃描，掃描點(diǎn)對(duì)記號(hào)進(jìn)行橫掃，并在鏡面動(dòng)作下形成掃描線，反射光從記號(hào)上反射回來(lái)，使其至少一部分反射光的返回部分沿上述光源入射的方向射回;光電變換，整個(gè)視野的反射光的經(jīng)曲面反射鏡反射返回部分，由傳感器檢測(cè)，并將檢測(cè)的各種光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電信號(hào);電信號(hào)的處理，對(duì)上述電信號(hào)進(jìn)行處理，得到表示記號(hào)的數(shù)據(jù);成像過(guò)程，上述傳感器的觀測(cè)窗成像，并將觀測(cè)窗放置在離開(kāi)掃描面的觀測(cè)面上。
參照附圖，閱讀以下的實(shí)施例，能進(jìn)一步理解發(fā)明的構(gòu)成及使用方法。


圖1非激光式掃描裝置的第1實(shí)施例簡(jiǎn)略正視圖;
圖2由圖1的掃描裝置讀取的條型碼記號(hào)及其上重合的掃描點(diǎn)和觀測(cè)窗的放大圖。
圖3用于圖1掃描裝置的掃描馬達(dá)反射鏡組裝體的正視圖。
圖4圖3的掃描馬達(dá)和反射鏡組裝體的平面圖。
圖5按照?qǐng)D1、3、4的實(shí)施例所構(gòu)成的手提式掃描裝置的正視圖。
圖6用于圖1～圖5掃描裝置的數(shù)字化轉(zhuǎn)換器電路圖。
圖7表示圖6電路電壓的時(shí)域信號(hào)圖。
圖8用于圖1～圖5的掃描裝置的運(yùn)動(dòng)傳感器的替換實(shí)施例的電路圖。
圖9關(guān)于本發(fā)明非激光式掃描裝置的第2實(shí)施例正視簡(jiǎn)圖(與圖1相對(duì)應(yīng))。
圖10圖9實(shí)施例的條形碼記號(hào)及表示兩個(gè)觀察窗口和掃描點(diǎn)的放大圖(與圖2相對(duì)應(yīng))。
圖11涉及本發(fā)明市售掃描器正視圖。
圖12涉及本發(fā)明的市售掃描器側(cè)視圖。
圖13在圖1～圖5掃描裝置中可用的數(shù)字化轉(zhuǎn)換器電路圖。
符號(hào)的說(shuō)明10非激光光源(LED)11非相干非準(zhǔn)直廣角光束。
12聚焦反射鏡13聚焦平面14、14b條形碼記號(hào)15掃描點(diǎn)16、16a記號(hào)14的線條及間隔的最小尺寸17、17a、17b光傳感器18、18a、18b成像用反光鏡18、19a、19b光闌20、20a、20b小孔21、21a、21b觀測(cè)窗22掃描面
23掃描馬達(dá)24掃描線25槍式殼體26槍把部27槍體28窗口29包裝表面30電路底板31電纜線32電流電壓變換器33微分器34放大器35延遲元件36峰值探測(cè)比較器37偽過(guò)渡門(mén)脈沖比較器38臨界閾值電路39閉鎖比較器40晶體管41輸出端42模擬接地43輔助電路50線圈51FET開(kāi)關(guān)(場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)關(guān))52電源53檢測(cè)器54輸出
55控制器56控制器的輸出57控制器的輸出58指示燈或報(bào)警器60馬達(dá)的輸出軸62套子64印刷電路底板66發(fā)光二極管68光電二極管70掃描機(jī)構(gòu)72線圈74磁鐵76馬達(dá)支撐架78一對(duì)板簧80小型反射鏡82大型反射鏡84、86光軸88平面90反射鏡支撐架92旋轉(zhuǎn)軸94線96微分電路98低通濾波器100電阻器102、104電容器106FET開(kāi)關(guān)
108線110低通濾波器的輸出112零交叉檢測(cè)器114處理電路網(wǎng)116輸出端118檢測(cè)器結(jié)合符圖對(duì)實(shí)施例說(shuō)明如下本發(fā)明所使用的“記號(hào)”這一用語(yǔ)，包含著用具有不同光反射特性的部分構(gòu)成的一種表示方法。如到處可見(jiàn)的UPC條形碼記號(hào)，或者代碼39，CodeadarInterlerLeaved2到5等或其他代碼文字。
圖1所示的掃描裝置，備有發(fā)光二極管(LED)等的非激光式光源10，光源10產(chǎn)生的光束是非相干的、非準(zhǔn)直的廣角光束11。光束11由曲面反射鏡12聚焦在平面13上。圖2表示被讀取的條型碼記號(hào)14。引人注目的是，聚焦之后光束11產(chǎn)生的光點(diǎn)15，要比觀測(cè)面內(nèi)記號(hào)14的線條或間隔的最小尺寸16要大得多。圖1的掃描裝置備有光傳感器17，譬如光電二極管。光束11照到記號(hào)上反射回來(lái)的光，由小形曲面反射鏡18聚焦，集中射到上述光傳感器17的檢測(cè)面上。光闌19擋掉一部分反射光，僅使光束的一小部分反射光達(dá)到傳感器17上。小孔20最好選用6×16密耳的橢園形，如圖2所示，這就決定了光傳感器的視野即觀測(cè)窗21的邊界。光傳感器17的觀測(cè)窗21由曲面反射鏡18成像在平面22上。光束11由曲面反射鏡12聚焦產(chǎn)生焦平面13，平面22在其光軸方向上離開(kāi)焦平面13一定的距離。由于讀取號(hào)14放置在平面22內(nèi)，平面22內(nèi)的小孔20的像，在記號(hào)上形成光傳感器的觀測(cè)窗21。在例示中兩個(gè)曲面反射鏡12和18的焦距相同，因此，平面13與平面22之間的距離等于光源10和光傳感器17到反射鏡的距離之差。
如圖3及圖4所示，反射鏡12、18由馬達(dá)23的驅(qū)動(dòng)使掃描點(diǎn)15和觀測(cè)窗21沿掃描線24橫掃平面22內(nèi)的記號(hào)。小反射鏡18安裝在大反射鏡12上，反射鏡18的中心軸相對(duì)于反射鏡18的中心軸只偏離一角度α，光源10的光軸相對(duì)于光傳感器17的光軸只偏離一角度β，角α為角β的1/2。
光于光束11產(chǎn)生的掃描點(diǎn)15比光傳感器17的觀測(cè)窗要大得多，因此檢測(cè)的只是光束照到的一小部分，當(dāng)然，反射光僅僅只有少部分能照到光傳感器上。一般，光電二極管產(chǎn)生的光束強(qiáng)度要比激光光源產(chǎn)生的光束弱。因而，為了讓光點(diǎn)15有足夠大的光強(qiáng)度，利用更多的發(fā)光二極管的光聚焦在掃描面上，加大反射鏡12的尺寸則是關(guān)鍵性的問(wèn)題。人們注意到，典型的激光掃描器的構(gòu)造與圖1、圖2的構(gòu)造正相反，即在激光掃描器的情況下，在焦點(diǎn)上聚集明亮的光束，形成與條形碼圖譜的最小尺寸16同等程度的光點(diǎn)，因此，使用的光傳感器的視野要比激光光點(diǎn)大很多。與此相反，LED掃描器的情況下，由光束形成的光點(diǎn)15大，而光傳感器的觀測(cè)窗21則小。
本發(fā)明的實(shí)施例之一如圖5所示，像一把手槍?zhuān)瑯尠巡糠?6，槍體部分27組成的手提式槍形外殼中，設(shè)置了圖1～圖3所示的掃描裝置。在這個(gè)實(shí)施例中，掃描裝置是緊貼式的條形碼掃描器，讀取時(shí)，殼體的前端緊貼著包裝表面上的長(zhǎng)形碼記號(hào)14。殼體25的槍體部27的前端設(shè)有窗口28，LED光束11由此窗口通過(guò)，由記號(hào)上反射回來(lái)的反射光也通過(guò)它。讀取記號(hào)時(shí)，窗口28緊貼著包裝表面29上的條形碼記號(hào)14，或者放置在非常接近的位置上。實(shí)際的窗口部件也可以省略(即在殼體上設(shè)孔也可以)，或者窗口28設(shè)置在殼體25的前端內(nèi)側(cè)，離開(kāi)前端大約1/2時(shí)的位置也是可以的。這樣可以防止擦傷窗口。
光傳感器在槍體27的前端附近，在垂直方向上離開(kāi)窗口28一定距離的位置上，因此，容易理解，孔20的成像平面22和光傳感器17的平面幾乎在同一平面內(nèi)。反射鏡12、18以及驅(qū)動(dòng)馬達(dá)23裝配在槍體27的后端。用于對(duì)光傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)行處理的電路及裝置內(nèi)必要的其他控制電路，設(shè)置在槍把26內(nèi)的電路板30上。在圖5的裝置中，電纜線31除了供給光源10和馬達(dá)23的電壓外，還作為輸送處理形碼記號(hào)數(shù)據(jù)的導(dǎo)線，電纜引接到終端或主站。改變上述接法，也可使用RF連線將信號(hào)傳送到主站。也可在殼體25內(nèi)裝上蓄電池，例如在槍把內(nèi)裝上蓄電池，由此可得到小型輕便的、手提式掃描裝置。
該手提式掃描裝置的掃描方法包括以下步驟手提式掃描裝置放置在支架上時(shí)，該裝置保持靜止?fàn)顟B(tài)(上述裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，掃描馬達(dá)和光源不供電);使用者拿起該裝置移向要讀取的記號(hào)，對(duì)上述裝置的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè);包括對(duì)掃描馬達(dá)的可動(dòng)部件的動(dòng)作的檢測(cè)，檢測(cè)掃描馬達(dá)線圈中的電壓及由反射光產(chǎn)生的電信號(hào)。對(duì)應(yīng)上述檢測(cè)，上述掃描馬達(dá)和光源通電，有電信號(hào)指示后，將光源和馬達(dá)斷電。
圖6所示的電路，是將光傳感器產(chǎn)生的模擬信號(hào)變成能表示條形碼的數(shù)字信號(hào)，是比較好的數(shù)字化電路。光傳感器17連接在電信號(hào)處理電路網(wǎng)上，對(duì)掃描得到的條形碼電信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。圖7表示圖6電路內(nèi)各點(diǎn)的信號(hào)。
圖7(a)表示光傳感器輸給電流電壓轉(zhuǎn)換器32的原始模擬信號(hào)。轉(zhuǎn)換器32產(chǎn)生的電壓輸入微分器33。微分器33產(chǎn)生轉(zhuǎn)換了的模擬信號(hào)的一次導(dǎo)函數(shù)。將信號(hào)的一次導(dǎo)函數(shù)輸入放大器34。放大器34對(duì)一次導(dǎo)函數(shù)進(jìn)行增幅并濾波。圖7(b)的實(shí)線是放大濾波后的一次導(dǎo)函數(shù)(而且是反向的)。上述信號(hào)之所以反向，是因?yàn)檗D(zhuǎn)換器32、微分器33以及放大器34，各自都對(duì)其輸入信號(hào)進(jìn)行反向的原因。
放大濾波后的一次導(dǎo)函數(shù)信號(hào)，分別輸入以下四個(gè)元件中，即延遲元件35、峰值探測(cè)比較器36、偽過(guò)渡過(guò)程門(mén)脈沖比較器37及臨界閾值電路38。圖7(b)的虛線表示經(jīng)延遲的一次導(dǎo)函數(shù)信號(hào)。放大的一次導(dǎo)函數(shù)信號(hào)和延遲的一次導(dǎo)函數(shù)信號(hào)分別輸入峰值探測(cè)比較器36的反向輸入端和正向輸入端。如圖7(b)所示，這兩個(gè)信號(hào)有交叉，即存在等值點(diǎn)。在這些交叉點(diǎn)，峰值探測(cè)比較器36改變其輸出狀態(tài)。圖7(c)表示峰值探測(cè)比較器36的輸出信號(hào)。峰值探測(cè)比較器36把輸出信號(hào)輸入閉鎖比較器39。
經(jīng)過(guò)放大器放大后的一次導(dǎo)函數(shù)信號(hào)還輸入偽過(guò)渡過(guò)程門(mén)脈沖比較器37的反向輸入端。比較器37的正向輸入端則輸入反饋信號(hào)。圖7(d)表示偽過(guò)渡過(guò)程門(mén)脈沖比較器37的輸出信號(hào)。峰值探測(cè)比較器36變到最后狀態(tài)之后，偽過(guò)渡過(guò)程門(mén)脈沖比較器37改變了狀態(tài)時(shí)，閉鎖比較器39則變換狀態(tài)。換句話說(shuō)，只是在門(mén)脈沖比較器的過(guò)渡過(guò)程后，峰值探測(cè)比較器36過(guò)渡過(guò)程的開(kāi)始時(shí)，閉鎖比較器39才改變狀態(tài)。這樣，即使由于雜音使峰值探測(cè)比較器36的輸出產(chǎn)生偽過(guò)渡過(guò)程，偽過(guò)渡過(guò)程門(mén)脈沖比較器37只要不跳閘，閉鎖比較器39的輸出不會(huì)產(chǎn)生偽過(guò)渡過(guò)程。
閉鎖比較器39的輸出經(jīng)過(guò)晶體管40輸?shù)捷敵龆?1。圖7(e)表示輸出端的信號(hào)。另外，對(duì)電路內(nèi)各點(diǎn)有必要模擬接地時(shí)，用輔助電路43來(lái)實(shí)現(xiàn)。
門(mén)脈沖比較器37的跳閘電平?jīng)Q定于正反饋產(chǎn)生的滯后量。這個(gè)電平，設(shè)置為比予測(cè)的最小信號(hào)峰值稍低些，比雜音電平略高一點(diǎn)。另一方面為了確保數(shù)字化的最大精度，應(yīng)給予峰值探測(cè)比較器36最小的滯后量。
臨界閾值電路38設(shè)定臨界峰值為一定的負(fù)值直流電壓，臨界閾值電路38，限于超過(guò)閾值的連續(xù)脈沖列存在，不必暫停而可能再起動(dòng)，類(lèi)似于單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的作用。如果脈沖的停止時(shí)間比暫停時(shí)間長(zhǎng)，數(shù)字化條紋的輸出被強(qiáng)制的返回到白條(間隔)狀態(tài)。圖7(f)表示臨界閾值電路38的輸出波形。該臨界閾值電路38的臨界值，即在條型碼兩端以外的區(qū)域，提高排除雜音的性能。
圖8所示是掃描馬達(dá)23的關(guān)閉和接通時(shí)的電路圖。讀取條型碼記號(hào)準(zhǔn)備好時(shí)，為了能夠用手動(dòng)控制掃描動(dòng)作開(kāi)始，一般的產(chǎn)品，在手提式掃描器的槍把部位設(shè)置有扳機(jī)式開(kāi)關(guān)，但是，在本掃描裝置中，為了減少元件的數(shù)量及組裝時(shí)間，降低成本，而且提高可靠性，本裝置省去扳機(jī)式開(kāi)關(guān)，只要使用者一拿起掃描裝置，就接通電路，使檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)裝置動(dòng)作。使用者將裝置放在柜臺(tái)上時(shí)，使用檢測(cè)的加速度信號(hào)，關(guān)閉掃描馬達(dá)23及光源10(和關(guān)閉裝置一樣)，拿起裝置時(shí)，檢測(cè)的加速度信號(hào)，自動(dòng)使裝置開(kāi)始工作。
為此，馬達(dá)23的線圈50經(jīng)FET開(kāi)關(guān)51串接在電源52上，只有在EFT開(kāi)關(guān)51接通時(shí)才給馬達(dá)23加上電壓。加在線圈50上的電壓由檢測(cè)器53檢測(cè)出來(lái)。但是，在馬達(dá)線圈上不加電壓時(shí)，通過(guò)線圈轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈上感應(yīng)出小的電壓，無(wú)論馬達(dá)軸如何轉(zhuǎn)動(dòng)都能感知。由于反射鏡12、18與馬達(dá)同軸支撐能自由旋轉(zhuǎn)，馬達(dá)線圈50上不加電壓時(shí)，只要稍微動(dòng)一下裝置，反射鏡也運(yùn)動(dòng)。檢測(cè)器53的輸出54接到控制器55上，控制器55的輸出56加到EFT開(kāi)關(guān)51的控制極上，其目的是控制馬達(dá)的接通與關(guān)閉?？刂破?5可以用英特爾8031形式的微型控制器，或者使用圖6中采用的控制器，該控制器是為評(píng)價(jià)圖6的輸出端41的數(shù)字化條型碼信號(hào)，而使用的。為了起動(dòng)LED光源10，使用了控制器55的輸出信號(hào)57。另外，完成條形碼譯碼時(shí)，用控制器55的輸出起動(dòng)指示燈58(或者報(bào)警器)，使得使用者知道操作結(jié)束。另外，為了遞減計(jì)數(shù)各種過(guò)時(shí)期間，控制器55可以用內(nèi)藏定時(shí)寄存器。例如，用檢測(cè)器53接通裝置開(kāi)始一定時(shí)間以后，或條形碼正確識(shí)別以后，使掃描馬達(dá)和光源能自動(dòng)停止。當(dāng)使用者拿起殼體25讀取其他條形碼時(shí)，即使由過(guò)時(shí)電路使裝置處于斷開(kāi)狀態(tài)，只要裝置移向下一個(gè)條形碼記號(hào)，裝置就再次開(kāi)啟。
掃描裝置不僅可以是圖5所示的接觸式，也可以保持離記號(hào)數(shù)英寸以上的非接觸形式的，如美國(guó)專(zhuān)利第4，387，297號(hào)，第4，409，470號(hào)以及第4，816，660號(hào)記載的那樣，就是非接觸式的。殼體25可以設(shè)置在柜臺(tái)面上或其他支撐面上，可以使用向上掃描式，向下掃描式或者側(cè)面掃描式，可以組裝成獨(dú)立的工作臺(tái)?；蛘撸瑨呙桀^裝入固定或或者可調(diào)式支架中也是可行的。
掃描機(jī)構(gòu)包括可擺動(dòng)的反射鏡12、18，它們安裝在馬達(dá)23的輸出軸上，掃描機(jī)構(gòu)使掃描點(diǎn)15橫向掃射記號(hào)14得到掃描線。掃描機(jī)構(gòu)最好采用美國(guó)專(zhuān)利第4，387，297號(hào)記載的，高速掃描馬達(dá)。本申請(qǐng)中，指出將聚焦用反射鏡12固定在掃描馬達(dá)23的輸出軸60上十分主要的。馬達(dá)23驅(qū)動(dòng)輸出軸60及反射鏡12，繞軸線，沿兩個(gè)園周方向以每秒數(shù)次的速度擺動(dòng)，(擺動(dòng)的園周弧度一般大大小于360度，圖1及圖5的實(shí)施例中約為32度)最佳實(shí)施例中，聚焦用反射鏡12和輸出軸60一起擺動(dòng)，這樣，在掃描面22內(nèi)掃描點(diǎn)15擺動(dòng)約32度角相應(yīng)的弧長(zhǎng)，在掃描線24內(nèi)，約每秒20～40次反復(fù)沿縱向橫掃記號(hào)14。
關(guān)于沿單一掃描線24，橫掃記號(hào)14，已作了說(shuō)明，由于在讀取記號(hào)的基礎(chǔ)上能形成各種各樣的形式的掃描圖譜，本發(fā)明不限于以上內(nèi)容，例如像美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第317，533號(hào)(1989年3月1日申請(qǐng))，美國(guó)專(zhuān)利第4，369，361號(hào)以及第4，387，297號(hào)記載的那樣，由一組相互平行的掃描線組成的圖譜也可以。
如前所述，在零售業(yè)界為了識(shí)別商品，一般使用密條形碼記號(hào)14，各條紋與間隔的尺寸約為數(shù)密耳左右。兩用反射鏡12聚焦的掃描點(diǎn)15約為數(shù)毫米左右。為了檢測(cè)出條形碼記號(hào)的條紋前后端，掃描點(diǎn)過(guò)大，擔(dān)心譯碼會(huì)產(chǎn)生誤差。在激光式掃描器中，掃描點(diǎn)的截面尺寸，一般只有6～10密耳左右，如果不依靠采用復(fù)雜的高精度信號(hào)處理電路，損失過(guò)多的能量，為了把讀取及譯碼誤差達(dá)到最小該尺寸應(yīng)取的最合適。
依照本發(fā)明，成像裝置設(shè)置在殼體25內(nèi)，成像裝置是為了光電二極管17的觀測(cè)窗21成像而設(shè)置的。觀測(cè)窗21比掃描點(diǎn)的范圍要窄小，完全落在掃描點(diǎn)15中。成像裝置最好裝置有成像反射鏡18和具有孔20的光闌19。為了能使成像用反射鏡18繞掃描馬達(dá)23的輸出軸60一起旋轉(zhuǎn)，成像用反射鏡18最好安裝在聚焦反射鏡12上。成像反射鏡18的軸線與聚焦與反射鏡偏離一角度?？?0設(shè)置在光電二極管17的傳感器開(kāi)口附近。傳感器開(kāi)口本身可以代替孔20的作用，換一個(gè)方式，光電二極管17非常小時(shí)是有利的。即，這樣小形的光檢測(cè)器雜音小，掃描器的成本低，光學(xué)裝置也不易污染，小孔20最好做成長(zhǎng)方形或橢園形，短軸方向尺寸(例如16密耳)與掃描方向垂直。長(zhǎng)方形孔20與成像反射鏡18共同作用下，如圖2所示，形成同樣的長(zhǎng)方形的觀測(cè)窗21。例如小孔20是橢園的，觀測(cè)窗同樣也是橢園的。
另外，具有球形反射面的成像反射鏡18，將觀測(cè)窗21設(shè)置在殼體25外側(cè)的某一個(gè)觀測(cè)面22內(nèi)。觀測(cè)面22與掃描面13沿縱向離開(kāi)一定的距離。聚焦反射鏡12與成像反射鏡18不一定必須是這樣，但最好是具有相同的焦距?？?0以近似1倍的放大倍數(shù)成像在觀測(cè)面22上，形成約為6×16密耳(觀測(cè)窗21的尺寸)的孔像。第1光軸與LED10和聚焦反射鏡12間的光束11同軸，第二光軸與成像用反射鏡18及光二極管間的返回光速同軸。第1光軸與與第2光軸間的角度β是成像反射鏡與聚焦反射鏡間夾角α的2倍。
依照本發(fā)明，光電二極管17只可看到掃描點(diǎn)15中心非常小的部分。實(shí)際上，小孔20的像成為掃描點(diǎn)中的一部分。因而，如果使用數(shù)毫米大小的掃描頭，雖沒(méi)有內(nèi)在特有的譯碼誤差，代之沿掃描方向的尺寸使用與讀取記號(hào)的條或間隔尺寸相當(dāng)?shù)挠^測(cè)窗22。
由于其他形狀也是可以的，本發(fā)明不限于長(zhǎng)方形小孔。焦距深度及讀取記號(hào)的能力由小孔的形狀來(lái)決定。
圖9為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例。這個(gè)條形碼讀取裝置，不是單個(gè)光電二極管，而是使用一對(duì)光電二極管17a、17b。光電二極管17a、17b以及光闌19a、19b分別對(duì)應(yīng)成像反射鏡18a、18b。如圖10所示，成像反射鏡18a、18b形成一對(duì)重疊的觀測(cè)窗21a、21b。觀測(cè)窗21a適用于高密度的條形碼記號(hào)，另一個(gè)比較大的觀測(cè)窗21b則適用于低密度的條形碼記號(hào)。觀測(cè)窗21b具有的寬度對(duì)應(yīng)著條形碼記號(hào)14b的構(gòu)成元素的最小尺寸?？墒?，觀測(cè)窗21a、21b不僅離開(kāi)掃描面13，相互之間離開(kāi)處在不同的觀測(cè)面上也行。因此，對(duì)于在離讀取裝置不同距離的記號(hào)，也能清楚地聚焦，擴(kuò)大了作業(yè)范圍。
圖11及圖12是本發(fā)明掃描器中在市場(chǎng)上受歡迎的實(shí)施例。掃描機(jī)械裝在外殼62中，外殼62是用輕型塑料制成，即使是漫不經(jīng)心的使用也很堅(jiān)實(shí)。主要部件都能裝在印刷電路板64上。作為主要部件，除了發(fā)光二極管66、光電二極管68、掃描機(jī)構(gòu)70，各種電子部件之外，還包括對(duì)上述記號(hào)進(jìn)行掃描的其他部件。
掃描機(jī)構(gòu)70是由線圈72、磁鐵74、馬達(dá)支架76、一對(duì)板簧78(最好是聚酯薄膜)、小型反射鏡80以及大型反射鏡82組成。由LED66發(fā)射的光沿軸線84前進(jìn)，由條形碼記號(hào)反射后，返回到光檢測(cè)器的反射光沿軸線86前進(jìn)。與上述實(shí)施例一樣，軸線84與86所成夾角β最好是8度左右。由LED發(fā)射的光，由大型反射鏡82反射后，在平面88內(nèi)射出掃描器，而后返回掃描器內(nèi)。軸線84與平面88的夾角γ以7.5～8度為最佳。如圖12所示，為了得到這個(gè)角度，在安裝和配置大型反射鏡82后，讓LED66稍向上方翹一點(diǎn)。
為了對(duì)記號(hào)進(jìn)行掃描，在線圈72中加每秒多次的電脈沖，例如每秒40次左右。線圈一通電流，就吸引固定在反射鏡支架90中的磁鐵74。在反射鏡支架90上安裝著反射鏡80和反射鏡82。磁鐵一被吸進(jìn)線圈72內(nèi)，與反射鏡支架90一起，反射鏡80、82也一起繞支點(diǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。由于旋轉(zhuǎn)，板簧產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。線圈中電壓一取消，板簧使反射鏡支架和反射鏡一起返回到靜止位置。板簧78的恢復(fù)力相應(yīng)電脈沖列激勵(lì)線圈72，掃描則以所期望的頻率、掃描幅度，平滑均勻地進(jìn)行。
如圖11及12所示，本發(fā)明的條形碼掃描器不使用以往用的扳機(jī)式開(kāi)關(guān)。取而代之，本掃描器使用運(yùn)動(dòng)傳感器。如圖8所示，只要使用者一拿起掃描器1。運(yùn)動(dòng)傳感器就檢測(cè)到這一動(dòng)作，對(duì)應(yīng)于此檢測(cè)，接通了線圈72的電脈沖列發(fā)生源和光源，此后，由過(guò)時(shí)電路或者對(duì)應(yīng)于完成條形碼譯碼，又關(guān)閉光源及脈沖發(fā)生源。使用者拿起掃描器向下一個(gè)條形碼記號(hào)移動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)使傳感器檢測(cè)到比運(yùn)動(dòng)之后又可以開(kāi)始掃描。
下面對(duì)圖13加以說(shuō)明。條形碼記號(hào)掃描產(chǎn)生的電信號(hào)，由信號(hào)處理電路處理，光傳感器17接到該電路上。數(shù)字化電路網(wǎng)可以采用美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第440。510號(hào)(1989年11月22日申請(qǐng))相同的結(jié)構(gòu)形式，或者采用前面所列舉的專(zhuān)利文獻(xiàn)記載的其他形式的結(jié)構(gòu)，例如美國(guó)專(zhuān)利第4，360，793號(hào)記載的形式也可以。但是，作為最佳實(shí)施例的特征之一在于，加入了自動(dòng)頻帶寬度控制裝置。光傳感器17產(chǎn)生的模擬電信號(hào)經(jīng)線94送到微分電路96。微分電路96輸出模擬信號(hào)的一次導(dǎo)函數(shù)。模擬信號(hào)或一次導(dǎo)函數(shù)信號(hào)的頻率范圍即頻帶寬度決定于被掃描的條形碼記號(hào)14的形式。高密度條形碼記號(hào)14，由于黑與白之間過(guò)渡的頻率高，模擬信號(hào)中波峰與波谷就多。即一次導(dǎo)函數(shù)的零交差點(diǎn)也多。微分電路96的輸出接到低通濾波器98上，低通濾波器由電阻100和電容器102組成。低通濾波器98的截止頻率，決定于電阻上串聯(lián)的電容器值。因而，為了改變截止頻率(當(dāng)然也是為了改變數(shù)字化電路網(wǎng)的響應(yīng)頻帶寬度)，安裝了附加電容器104與電容器102并聯(lián)。另外，為了把電容器從濾波器上斷開(kāi)，設(shè)置了開(kāi)關(guān)106，如果加在108線上的電壓超過(guò)場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)關(guān)106閾值電壓時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)106就將電路接通，于是電容器104就并聯(lián)在電容器102上，使截止頻率降低(頻帶變窄)。但是，如果由108線加在場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)106控制極上是零電壓時(shí)，由于電容器104斷開(kāi)，截止頻率升高(頻帶加寬)。濾波器的輸出110接到零交叉檢測(cè)器112上。由于條型碼記號(hào)的密度高時(shí)，對(duì)應(yīng)于單位時(shí)間的零交叉次數(shù)增多，零交叉檢測(cè)器112的輸出信號(hào)就有比較高的頻率成份即頻帶加寬。又，零交叉檢測(cè)器112的輸出接到普通形式的其他處理電路網(wǎng)114上。在該處理電路網(wǎng)114的輸出端116上產(chǎn)生數(shù)字式電信號(hào)。該信號(hào)由電纜線31輸送到終端，或者在殼體25內(nèi)識(shí)別條型碼數(shù)據(jù)，為譯碼作進(jìn)一步處理。零交叉檢測(cè)器112的輸出信號(hào)還接到檢測(cè)器118(例如，積分電路和變換器)上。檢測(cè)器118在返回到場(chǎng)效應(yīng)晶體管關(guān)106的線108上，如低密度的條形碼記號(hào)產(chǎn)生高電壓，如為高密度的條形碼時(shí)產(chǎn)生零電壓。這樣，在對(duì)高密度條形碼掃描時(shí)，電容器104從電路上斷開(kāi)，擴(kuò)大了濾波器的頻帶寬度，而對(duì)低密度的條形碼時(shí)，電容器104留在電路上，使濾波器的頻帶寬度減小。因而，在對(duì)低密度條形碼進(jìn)行掃描時(shí)，由于頻帶窄，處理電路消除了雜音，從而能正確地識(shí)別長(zhǎng)形碼記號(hào)，提高了可靠性。
對(duì)上述電路取而代之，可以讓頻帶寬度切換電路響應(yīng)處理裝置114的輸出識(shí)別條形碼裝置的輸出。檢查輸出端116產(chǎn)生的條形碼信號(hào)，以判斷讀取得正確與否。為了要把雜音或者包裝上的印刷文字串與條形碼區(qū)別開(kāi)來(lái)，可以使用各種方法或綜合應(yīng)用作用幾種方法來(lái)進(jìn)行。例如，根據(jù)1掃描的過(guò)渡數(shù)，即1掃描對(duì)應(yīng)的黑白比例，可以得知掃描中的圖譜不是文字串或其他圖形，大致可確定是條形碼記號(hào)。另外，貯存器中存有正確的條形碼圖譜，可以和116輸出的條形碼信號(hào)進(jìn)行比較?；趯?duì)掃描中實(shí)際的條形碼的形式(高密度還是低密度)的識(shí)別，可以選擇寬頻帶或是窄頻帶。即，假如在某一次掃描中識(shí)別失敗時(shí)，切換頻帶寬度以后，能夠判斷下一次掃描是否正確。
以上闡述的構(gòu)成元件，單獨(dú)或者兩個(gè)或兩個(gè)以上組合之后使用，構(gòu)成與上述的形式不同的其他形式等，也可以得到應(yīng)用。這是可以理解的。
本發(fā)明以發(fā)光二極管式掃描器進(jìn)行了具體說(shuō)明，但在本發(fā)明涉及的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種各樣的修改式結(jié)構(gòu)上的變更，因此，不限于上面記載的具體的詳細(xì)構(gòu)造。
即使不進(jìn)行進(jìn)一步研究，由于以上的說(shuō)明對(duì)于本發(fā)明的要點(diǎn)是完全明確的，這個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)家們，即使站在以往的技術(shù)立場(chǎng)上看也無(wú)損于本發(fā)明獨(dú)特的本質(zhì)特征，應(yīng)用現(xiàn)代的知識(shí)，本發(fā)明可以很容易適用于各種用途。不過(guò)，這應(yīng)該屬于均等的范圍，當(dāng)然包含在本專(zhuān)利權(quán)利要求范圍內(nèi)了。
權(quán)利要求
1.一種讀取記號(hào)的非激光式掃描裝置，其特征在于，該裝置包括以下部分a、產(chǎn)生光束的光源部分；b、聚光裝置，使光束聚光后射至掃描面內(nèi)并形成規(guī)定尺寸的掃描點(diǎn)；掃描點(diǎn)照至近距離作業(yè)范圍內(nèi)的記號(hào)上；c、掃描裝置，掃描點(diǎn)對(duì)記號(hào)進(jìn)行掃描，利用該裝置使反射光中至少一部分沿入射光方向返回；d、光電傳感器，對(duì)上述視野內(nèi)反射光的返回部分進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)到的各種不同光強(qiáng)度用電信號(hào)表示出來(lái)；e、信號(hào)處理裝置，用以處理上述電信號(hào)，得到表示信號(hào)的數(shù)據(jù)；f、成像裝置，用于使上述光電傳感器的觀測(cè)圖成像并將觀測(cè)窗放置在離開(kāi)掃描面的觀測(cè)面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的裝置，其特征在于，所說(shuō)的光源為非激光光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所記載的裝置，其特征在于，上述非激光光源為發(fā)光二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的裝置，其特征在于，所說(shuō)的聚光裝置為光學(xué)聚焦用反射鏡，用以形成圓形掃描點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所記載的裝置，其特征在于，所說(shuō)的聚焦用反射鏡具有球形的反射面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的裝置，其特征在于，所說(shuō)的光電傳感器有傳感器開(kāi)口的光電二極管，在傳感器開(kāi)口附近裝著帶小孔的光闌，上述反射光的返回部分通過(guò)該小孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所記載的裝置，其特征在于，所說(shuō)的小孔為長(zhǎng)方形，沿記號(hào)向縱方向延伸為短邊，對(duì)著記號(hào)橫方向延伸為長(zhǎng)邊。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所記載的裝置，其特征在于，所說(shuō)的小孔為橢園形，沿記號(hào)向縱方向延伸為短軸，沿記號(hào)向橫方向延伸為長(zhǎng)軸。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所記載的裝置，其特征在于，成像裝置具有成像反射鏡。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所記載的裝置，其特征在于，成像反射鏡具有球形反射面。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的裝置，其特征在于，上述的聚焦裝置具有聚焦用反射鏡，上述成像裝置具有成像反射鏡，為了能使上述兩個(gè)反射鏡橫掃記號(hào)沿縱向一起動(dòng)作，將它們安裝在外殼上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所記載的裝置，其特征在于，上述掃描裝置具掃描部件，在此掃描部件上，安裝上述的聚焦用反射鏡和成像用反射鏡，使它們能?chē)@軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所記載的裝置，其特征在于，上述成像用反射鏡安裝在聚焦用反射鏡上，并偏離上述軸一個(gè)角度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所記載的裝置，其特征在于，上述光源裝置沿第1光軸射出光束，上述成像裝置將上述傳感器裝置的視野沿第二光軸聚焦成像在焦點(diǎn)上，上述兩個(gè)光軸所成的角度是成像反射鏡和聚焦反射鏡的偏離角的2倍左右。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的裝置，其特征在于，上述外殼為了能夠便于手提操作，備有手柄部分，使用者握著手柄使外殼向著記號(hào)，由前壁至記號(hào)縱向留有一定間隔，就可以讀取記號(hào)，上述掃描面和觀測(cè)面對(duì)于外殼的前壁沿縱方向離開(kāi)一定距離。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的裝置，其特征在于，上述傳感器裝置是各自帶有傳感器開(kāi)口的一對(duì)光電二極管，上述成像裝置為各自分別在傳感器開(kāi)口的附近裝備有帶有小孔的一對(duì)光闌，分別將各自的光電二極管的視野聚像，在外殼的外面不同的觀測(cè)面上裝有一對(duì)觀測(cè)窗。
17.一種讀取記號(hào)的非激光掃描方法，其特征在于，該方法包括以下步驟a、產(chǎn)生光束;b、形成掃描點(diǎn)，上述光束聚焦后在掃描面上形成規(guī)定尺寸的掃描點(diǎn)，將上述掃描點(diǎn)射在掃描面內(nèi)近距離作業(yè)的范圍內(nèi)的記號(hào)上;c、進(jìn)行掃描，掃描點(diǎn)對(duì)記號(hào)進(jìn)行橫掃形成掃描線，反射光從記號(hào)上反射回來(lái)，使其至少一部分反射光的返回部分沿上述光源入射的方向射回;d、光電變換，整個(gè)視野的反射光的返回部分，由傳感器檢測(cè)，并將檢測(cè)的各種光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電信號(hào);e、電信號(hào)的處理，對(duì)上述電信號(hào)進(jìn)行處理，得到表示記號(hào)的數(shù)據(jù);f、成像過(guò)程，上述傳感器的觀測(cè)窗成像，并將觀測(cè)窗放置在離開(kāi)掃描面的觀測(cè)面上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所記載的方法，其特征在于，上述的步驟b為光束從曲面反射鏡反射。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所記載的方法，其特征在于，上述的步驟d為用曲面反射鏡反射上述返回部分光。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所記載的方法，其特征在于，上述步驟c包括讓上述曲面反射鏡動(dòng)作。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所記載的方法，其特征在于，上述觀測(cè)窗具有與表示記號(hào)特征的最小尺寸幾乎相同的寬度。
22.一種對(duì)條型碼記號(hào)及類(lèi)似物掃描的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟a、用發(fā)光二極管產(chǎn)生光束，使上述光束聚焦后在掃描面上形成掃描點(diǎn);b、光照射到放置在觀測(cè)面內(nèi)的記號(hào)上時(shí)，返回來(lái)的反射光收集到光檢測(cè)器上;c、到達(dá)上述光檢測(cè)器的反射光只受到比上述光點(diǎn)小得多的觀測(cè)窗的限制(上述觀測(cè)窗的邊界由檢測(cè)器附近的小孔來(lái)確定)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所記載的方法，其特征在于，上述步驟a包括上述光束從曲面反射鏡反射回來(lái)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所記載的方法，其特征在于，上述步驟b包含從記號(hào)反射回來(lái)的光用第1曲面反射鏡反射。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所記載的方法，其特征在于，上述步驟a包括上述光束由第2曲面反射鏡反射，上述第1曲面反射鏡比第2曲面反射鏡要小得多。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所記載的方法，其特征在于，為了使上述光點(diǎn)沿著長(zhǎng)的掃描線進(jìn)行掃描，讓上述第1及第2曲面反射鏡一起動(dòng)作。
27.一種以發(fā)光二極管為光源對(duì)條型碼記號(hào)及類(lèi)似物進(jìn)行掃描的裝置，其特征在于，該裝置包括以下各部分a、發(fā)光二極管光源，用于產(chǎn)生光束，聚焦后在掃描面上形成光點(diǎn)，b、光檢測(cè)器裝置，放在觀測(cè)面上的記號(hào)被照射后，返回來(lái)的反射光集中在光檢測(cè)器上，以及c、到達(dá)光檢測(cè)器上的反射光限制在比上述光點(diǎn)小得多的觀測(cè)窗內(nèi)，上述觀測(cè)窗由光檢測(cè)器附近的小孔來(lái)確定其邊界。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所記載的裝置，其特征在于，上述光束從第1曲面反射鏡反射后，聚焦成上述光點(diǎn)，上述反射光經(jīng)第2曲面反射鏡聚焦在上述光檢測(cè)器上。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所記載的裝置，其特征在于，上述第1及第2曲面反射鏡安裝在一起，用掃描馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，橫掃信號(hào)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所記載的裝置，其特征在于，上述觀測(cè)面和掃描面相互有一定距離，上述第1曲面反射鏡的中心軸與上述第2曲面反射鏡的中心軸相互偏離一個(gè)角度。
31.一種手提式掃描裝置，動(dòng)作的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟a、手提式掃描裝置放置在支架上時(shí)，該裝置保持靜止?fàn)顟B(tài)(上述裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，掃描馬達(dá)和光源不供電);b、使用者拿起該裝置移向要讀取的記號(hào)，對(duì)上述裝置的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè);c、對(duì)應(yīng)上述檢測(cè)，上述掃描馬達(dá)和光源通電。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所記載的方法，其特征在于，上述步驟b包括對(duì)掃描馬達(dá)的可動(dòng)部件的動(dòng)作進(jìn)行檢測(cè)。
33.根據(jù)權(quán)利要求17所記載的方法，其特征在于，上述可動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)，是先檢測(cè)掃描馬達(dá)的線圈中產(chǎn)生的電壓。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所記載的方法，其特征在于，由上述光源產(chǎn)生光束，借助掃描馬達(dá)，用上述光束對(duì)條形碼記號(hào)進(jìn)行橫向掃描。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所記載的方法，其特征在于，包括檢測(cè)由記號(hào)反射的光及與此對(duì)應(yīng)的產(chǎn)生電信號(hào)檢測(cè)階段。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所記載的方法，其特征在于，對(duì)條型記號(hào)掃描后有了電信號(hào)指示，在規(guī)定的時(shí)間以后，將光源和馬達(dá)斷電。
37.根據(jù)權(quán)利要求31所記載的方法，其特征在于，上述光源為發(fā)光二極管，由掃描用曲面反射鏡將發(fā)光二極管發(fā)出的光束聚焦在掃描面上，由集光用曲面反射鏡將記號(hào)上反射回來(lái)的光集聚在光檢測(cè)器上，用上述掃描馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)以上兩個(gè)曲面反射鏡。
38.一種條形碼掃描器，其特征在于，該掃描器包括以下幾個(gè)部分a、手提式組件，該組件放置在支架上且處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，掃描馬達(dá)和光源處于關(guān)閉狀態(tài)。b、檢測(cè)器，使用者將上述組件移向條型碼讀取位置時(shí)，與上述組件的動(dòng)作相適應(yīng)，上述檢測(cè)器工作。c、控制器，響應(yīng)于上述檢測(cè)器，掃描馬達(dá)和光源通電。
39.根據(jù)權(quán)利要求38記載的掃描器，其特征在于，上述檢測(cè)器對(duì)掃描馬達(dá)的可動(dòng)部件的動(dòng)作進(jìn)行檢測(cè)。
40.根據(jù)權(quán)利要求39記載的掃描器，其特征在于，上述可動(dòng)部件的動(dòng)作在掃描馬達(dá)的線圈中產(chǎn)生電信號(hào)，由檢測(cè)此電壓信號(hào)來(lái)檢測(cè)可動(dòng)部件的動(dòng)作。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所記載的掃描器，其特征在于，上述掃描馬達(dá)為旋轉(zhuǎn)型馬達(dá)或共振型馬達(dá)。
42.根據(jù)權(quán)利要求38所記載的掃描器，其特征在于，上述組件備有曲面反射鏡和光源，由掃描馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，使光束橫向掃描要讀取的條型碼記號(hào)。
43.根據(jù)權(quán)利村注42所記載的掃描器，其特征在于，上述光源為發(fā)光二極管。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所記載的掃描器，其特征在于，上述組件備有光傳感器用于接收記號(hào)反射回來(lái)的反射光，反射光是由上述掃描馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的曲面反射鏡反射回來(lái)的。
45.一種使條型碼掃描器動(dòng)作的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟a、將光束對(duì)準(zhǔn)條型碼記號(hào);b、檢測(cè)由條型碼記號(hào)反射回來(lái)的光與檢測(cè)的光對(duì)應(yīng)產(chǎn)生電信號(hào);c、將上述電信號(hào)接到帶寬可選擇的電路;d、檢測(cè)上述電信號(hào)內(nèi)的表示條型碼特征的表現(xiàn)密度，產(chǎn)生控制信號(hào)，以及，e、利用上述控制信與變更上述可以選擇的頻帶寬度。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所記載的方法，其特征在于，上述電路是可以選擇頻帶寬度的濾波器，為了選擇頻帶寬度，濾波器帶有可選擇電容量的電容器。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所記載的方法，其特征在于，當(dāng)上述表現(xiàn)密度較低時(shí)，上述頻帶寬度變窄。
48.根據(jù)權(quán)利要求45所記載的方法，其特征在于，當(dāng)上述表現(xiàn)密度高時(shí)，上述頻帶寬度變寬。
49.根據(jù)權(quán)利要求45所記載的方法，其特征在于，上述光束由發(fā)光二極管產(chǎn)生。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所記載的方法，其特征在于，上述光束以光點(diǎn)的形式橫掃條型碼記號(hào)，上述記號(hào)的反射光照在檢測(cè)器上并產(chǎn)生電信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及讀取記號(hào)，特別是讀取條形碼記號(hào)的光電式掃描裝置，具體說(shuō)是涉及非激光光源的非激光式掃描器。該裝置利用發(fā)光二極管發(fā)射光束，并接收由記號(hào)返回的反射光，從而讀取像條形碼的記號(hào)，掃描裝置內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)把光束及光傳感器的視野聚焦在殼體處的兩個(gè)平面上，掃描裝置內(nèi)設(shè)有使觀測(cè)窗成像的裝置，該觀測(cè)窗比掃描點(diǎn)小。掃描裝置用發(fā)光二極管(LED)做光源，但LED只能“看”到通過(guò)觀測(cè)窗能看到的掃描點(diǎn)部分，所以，在不損害讀取性能的前提下，可使用LED比較大的(數(shù)毫米)掃描點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06K7/14GK1073279SQ9111154
公開(kāi)日1993年6月16日 申請(qǐng)日期1991年12月14日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月14日
發(fā)明者鮑里斯·梅特里茨凱, 杰羅姆·斯沃茨, 愛(ài)德華·巴坎, 霍華德·謝潑德, 戴維·戈林, 托尼·比約索 申請(qǐng)人:歐林巴斯光學(xué)工業(yè)股份有限公司