專利名稱：具有柔性光學(xué)支撐的前置物鏡掃描器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用光讀出例如條形碼等信息的光學(xué)掃描器。更確切地說，本發(fā)明涉及小的輕便型掃描器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)不需移動(dòng)的反射鏡即可使光束對(duì)信息進(jìn)行掃描。
光讀出器，例如條形碼讀出器現(xiàn)在已相當(dāng)普及。通常，條形碼包括一系列編碼符號(hào)，而且每個(gè)符號(hào)都由一系列亮區(qū)和暗區(qū)構(gòu)成，這些區(qū)域一般為矩形形式。暗區(qū)的寬度、條的寬度、和/或條之間的光間隔的寬度表示編碼信息。條形碼讀出器照射條碼并檢測(cè)從條碼反射的光以探測(cè)條碼符號(hào)的寬度和間隔并得出編碼數(shù)據(jù)。
條形碼讀出型數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)改善了用于各種用途的數(shù)據(jù)輸入的效率和準(zhǔn)確性。由于在這種系統(tǒng)中容易進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入所以方便了更頻繁和更詳細(xì)的數(shù)據(jù)輸入，例如，提供有效的庫存、工作過程的跟蹤等。然而，為了獲得這些優(yōu)點(diǎn)，必須使應(yīng)用者或雇員樂于始終如一地使用條形碼讀出器。因此，讀出器必須容易和便于操作。
已知的有各種掃描裝置。一種特別優(yōu)越的讀出器類型是利用移過符號(hào)的光束，例如激光束進(jìn)行掃描的光學(xué)掃描器。
由美國專利號(hào)4，251，798;4，360，798;4，369，361;4，387，297;4，593，186;4，496，831;4，409，470;4，460，120;4，607，156;4，673，803;4，736，095;4，758，717;4，816，660;4，808，804;4，816，661;4，760，248;4，871，904;4，806，742;和4，845，350，以及美國申請(qǐng)順序號(hào)07/148，669和07/147，708(所有這些專利和專利申請(qǐng)都屬于本發(fā)明的受讓人并在此引用為參考文件)例舉的激光掃描器系統(tǒng)和元件類型通常都設(shè)計(jì)成在離開手持式固定掃描器一定的工作距離或讀出距離上讀出具有不同光反射率部分的標(biāo)記，例如，具體地說是通用產(chǎn)品碼(UPC)型的條形碼符號(hào)。
在一種典型的光學(xué)掃描系統(tǒng)中，光源例如激光源產(chǎn)生光束，該光束通過光學(xué)變換在工作距離上形成一定尺寸的射束點(diǎn)并通過光學(xué)元件沿光路射向位于工作距離附近用于進(jìn)行符號(hào)反射的條形碼符號(hào)。一個(gè)其視場(chǎng)延伸跨越并稍稍超過符號(hào)的光探測(cè)器探測(cè)從符號(hào)上反射的各種強(qiáng)度的光并產(chǎn)生代表探測(cè)光的電信號(hào)。將掃描元件設(shè)置在光路上。掃描元件可以是使射束點(diǎn)移過符號(hào)進(jìn)行掃描形成橫移并通過符號(hào)的掃描線，或者對(duì)光探測(cè)器的視場(chǎng)掃描，或者兩種掃描都進(jìn)行。
與掃描器相連或包含在掃描器中的數(shù)字化轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理使之成為脈沖信號(hào)，脈沖之間的寬度和間隔對(duì)應(yīng)于條碼的條寬和間隔寬度。數(shù)字化轉(zhuǎn)換器起邊緣探測(cè)器或被整形器電路的作用，而且由數(shù)字化轉(zhuǎn)換器設(shè)定的閾值確定了代表?xiàng)l形碼邊緣的模擬信號(hào)點(diǎn)。將來自數(shù)字化轉(zhuǎn)換器的脈沖信號(hào)送至譯碼器。譯碼器首先確定來自數(shù)字化轉(zhuǎn)換器的信號(hào)的脈沖寬度和間隔。然后，譯碼器對(duì)該寬度和間隔進(jìn)行分析以找出合法的條形碼信息并對(duì)其進(jìn)行譯碼。這包括分析識(shí)別例如由合適的代碼標(biāo)準(zhǔn)確定的字符和順序。這也可以包括對(duì)被掃描信號(hào)所依據(jù)的特殊標(biāo)準(zhǔn)的初始識(shí)別。這種標(biāo)準(zhǔn)的識(shí)別通常稱作自動(dòng)鑒別。
在條形碼讀出器的特殊應(yīng)用場(chǎng)合，常常需要將光學(xué)掃描器設(shè)計(jì)成手持裝置的形式，典型的是手槍形。使用者將掃描器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)并操縱扳機(jī)啟動(dòng)對(duì)條形碼進(jìn)行掃描。在這種手持裝置中，光源，例如可見光激光二極管(下文稱之為VLD)發(fā)射光束。為了使光束在橫掃象點(diǎn)時(shí)進(jìn)行掃描，光束從反射鏡上反射并且反射鏡以擺動(dòng)方式運(yùn)動(dòng)。反射鏡的擺動(dòng)導(dǎo)致反射光束在要求的圖形上來回掃描。例如，在美國第4，251，789號(hào)專利中公開了一種轉(zhuǎn)動(dòng)邊形，該多邊形的每個(gè)側(cè)上都有一個(gè)平面反射鏡，每個(gè)反射鏡形成一條通過符號(hào)的掃描線。美國第4，387，297號(hào)和4，409，407號(hào)專利使用了一種平面反射鏡，該反射鏡相對(duì)于裝有該反射鏡的驅(qū)動(dòng)軸在二個(gè)交替的圓周方向上受到重復(fù)地和往復(fù)地驅(qū)動(dòng)。美國第4，816，660號(hào)專利公開了一種多反射鏡結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通常由凹鏡和平面鏡構(gòu)成。該多反射鏡結(jié)構(gòu)相對(duì)于裝有多反射鏡結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)軸在二個(gè)交替的圓周方向上受到重復(fù)地和往復(fù)地驅(qū)動(dòng)。
在上面討論的光學(xué)掃描器類型中，反射鏡和使反射鏡擺動(dòng)的裝置增加了手持掃描器的尺寸和重量。在進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間使用的應(yīng)用中，較大重量的手持裝置會(huì)使人產(chǎn)生疲勞。當(dāng)因使用掃描器而產(chǎn)生疲勞或感到有些不方便時(shí)，使用者就會(huì)不愿使用掃描器，這樣就會(huì)導(dǎo)致條形碼系統(tǒng)用于進(jìn)行數(shù)據(jù)收集的目的喪失。
上面所討論的掃描器類型的另一個(gè)問題涉及掃描場(chǎng)和在光束撞擊信息點(diǎn)處的射束點(diǎn)尺寸。在進(jìn)行掃描例如讀出條形碼時(shí)，光束在掃描表面上基本上以勻速通過被掃描信息全長(zhǎng)時(shí)保持射束點(diǎn)尺寸是很重要的。激光器發(fā)射稱之為激光束的狹窄的輻射。光束截面隨激光束的傳播，特別是在其通過透鏡聚焦之后產(chǎn)生變化。將最小的光束直徑稱為“光束腰”。在已有技術(shù)中，掃描元件，例如可移動(dòng)的反射鏡通常是定位在物鏡之后的，以便使聚焦的光束進(jìn)行掃描。這種掃描稱為“后物鏡掃描”。在這種掃描器中需要使物鏡稍稍大于光束，而且掃描反射鏡可以稍小于光束直徑。然而，反射鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)引起光束聚焦點(diǎn)的彎曲或弧形掃描。這種彎曲掃描意味著光束的聚焦點(diǎn)實(shí)際上移入和移出了被掃描的信息平面，并使撞擊信息平面的光束部分發(fā)生變化。結(jié)果是，射束點(diǎn)尺寸實(shí)際上沿信息表面上的掃描線逐點(diǎn)發(fā)生變化。這種射束點(diǎn)尺寸的變化會(huì)引起由光探測(cè)器檢測(cè)的光反射強(qiáng)度產(chǎn)生變化，這樣可能會(huì)影響對(duì)因?yàn)閽呙栊畔⒌淖兓兓姆瓷涞木_檢測(cè)。
在由美國第4，578，571號(hào)專利例舉的非激光型掃描系統(tǒng)中，將非激光發(fā)射二極管、光學(xué)組件、光探測(cè)器和電子前置放大/濾波電路全部柔性安裝在一個(gè)普通支架上，該支架與一個(gè)懸臂雙壓電晶片相連，該雙壓電晶片受到往復(fù)地驅(qū)動(dòng)以便連帶地使所有上述元件在被掃描的條形碼符號(hào)上方來回運(yùn)動(dòng)。所有的這些普通安裝的非激光系統(tǒng)元件形成的大體積和大質(zhì)量需要消耗驅(qū)動(dòng)器大量的能量。這在某些情況下不是完全實(shí)用的，例如在能量消耗保持最小的電池作動(dòng)力的操作中。此外，由于光學(xué)準(zhǔn)直的問題，迄今為止并不認(rèn)為僅僅相對(duì)于其它元件移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)非反射系統(tǒng)元件以節(jié)約能量是理想的。
可以將用于光掃描系統(tǒng)的元件包括光源、光學(xué)部件、光探測(cè)器、掃描元件和電導(dǎo)體一起安裝到一個(gè)共同的裝置中使之構(gòu)成一個(gè)小型的、輕便的掃描部分。將這種掃描部件以可更換的組合方式安裝到不同外形的殼體內(nèi)。例如，該殼體可以是手持的并具有所謂閃光燈型外形的柱形體、或是盒形、或具有槍的外形。該殼體通?？梢越柚趲ё?、皮帶扣或手套安裝在操作者手臂的背面上(參見例如美國第4，766，299號(hào)專利)或安裝在操作者手上的一個(gè)或多個(gè)手指上?？梢詫⒃摎んw安裝在柜臺(tái)頂部的工作位置上。還可以將該殼體安裝到移動(dòng)車或運(yùn)貨車中，或者，在某些情況下甚至可以將其裝在固定的設(shè)備中。
在1988年5月11日申請(qǐng)的順序號(hào)為07/193，265的已轉(zhuǎn)讓申請(qǐng)中公開了一種普通的無反射鏡光學(xué)掃描器，而在1991年3月13日申請(qǐng)的順序號(hào)為07/699，417的申請(qǐng)中公開了一種將這種掃描器與便于使掃描器在各種不同殼體外形中使用的組合式掃描器元件系統(tǒng)相結(jié)合的形式。
然而，仍然存在進(jìn)一步減小掃描器裝置的尺寸和重量以及提供特別方便的掃描器系統(tǒng)的需要。運(yùn)動(dòng)部件的重量要盡可能的輕以便減少進(jìn)行掃描運(yùn)動(dòng)和在高掃描速度下用于操作所需的能量。
本發(fā)明的目的是提供一種掃描器，該掃描器特別在由操作者手持時(shí)是更小的和更輕便的，而且，它很容易用來掃描編碼數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是生產(chǎn)一種較低成本的經(jīng)久耐用的掃描系統(tǒng)。
為了減小重量和實(shí)現(xiàn)較大程度的小型化，本發(fā)明的一個(gè)特別目的是從光學(xué)掃描器中去除反射鏡。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是減小實(shí)際上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)以便于光束進(jìn)行掃描的元件的質(zhì)量。這一質(zhì)量的減小減少了進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的能量并大大有利于掃描器在高掃描頻率下的運(yùn)行。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是設(shè)計(jì)一種光學(xué)部件和掃描系統(tǒng)，使之自動(dòng)補(bǔ)償由于掃描元件運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的彎曲場(chǎng)導(dǎo)致的光學(xué)編碼信息表面上光束撞擊點(diǎn)處射束點(diǎn)尺寸的變化。
一方面，本發(fā)明是一個(gè)無反射鏡的光學(xué)掃描器，該掃描器包括一個(gè)光發(fā)射器和一個(gè)用于將從發(fā)射器照到被掃描信息表面上的光聚焦的物鏡。一個(gè)柔性件可移動(dòng)地將物鏡支撐在光發(fā)射器前面。柔性件允許物鏡相對(duì)于來自光發(fā)射器的光作橫向移動(dòng)。該掃描器還包括在光發(fā)射器發(fā)射光并使光對(duì)表面進(jìn)行掃描期間使物鏡作橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的裝置。
使用柔性件支撐物鏡進(jìn)行掃描的物體掃描方式提供了一種小型輕便的掃描器。而且運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量小到便于在低能量下操作和以高掃描速度操作。物鏡可以是玻璃或塑料聚光鏡;然而，為了進(jìn)一步減小尺寸和質(zhì)量，本發(fā)明使用了菲涅耳透鏡。
可以用一些不同的結(jié)構(gòu)作為支撐透鏡的柔性件。例如，可以用一對(duì)盤旋狀的隔膜簧或是所謂的蛛網(wǎng)形簧來支撐透鏡。在目前的最佳形式中，柔性件包括一對(duì)由聚脂薄膜制成的柔性支板。將透鏡支撐在支板的可運(yùn)動(dòng)一端并于平的聚脂支板邊緣之間。將兩支板的相對(duì)端固定到比較固定的結(jié)構(gòu)上，例如，底座的一個(gè)點(diǎn)上。用于安裝透鏡的柔性裝置的聚脂薄膜支板提供了比較便宜和耐用型的柔性結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明還包括用于提供所需小孔光闌的裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，在部分透鏡支撐構(gòu)件上形成孔。結(jié)果，孔隨透鏡作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。另一個(gè)實(shí)施例包括一個(gè)固定的定位孔?？梢詫⒐潭ǖ挠锌装灏惭b在透鏡的前面，或可以將固定的有孔板安裝在激光二極管的前面和物鏡的后面之間。
用于橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)透鏡的裝置可以采用多種不同的方式，但最好包括一個(gè)永久磁鐵和保持在靠近永久磁鐵的固定位置上的線圈。當(dāng)將交流電信號(hào)供給電磁鐵時(shí)，電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)作用在永久磁鐵上使永久磁鐵和與永久磁鐵相連的透鏡產(chǎn)生擺動(dòng)。該磁性擺動(dòng)系統(tǒng)可以相當(dāng)小和輕便，而且還能響應(yīng)低功率驅(qū)動(dòng)信號(hào)在高頻下工作。
第二方面，本發(fā)明由改進(jìn)的用于光發(fā)射和使光經(jīng)過被掃描表面進(jìn)行掃描的光學(xué)掃描系統(tǒng)構(gòu)成。該改進(jìn)包括至少一個(gè)用于安裝掃描系統(tǒng)的光學(xué)元件，以使其能進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的柔性支板。該方面的發(fā)明還包括橫向運(yùn)動(dòng)光學(xué)元件以使光橫掃被掃描表面進(jìn)行掃描的裝置。安裝成往復(fù)運(yùn)動(dòng)形式的光學(xué)元件可以是物鏡或是光發(fā)射器。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供了兩維掃描。在兩維掃描器中，將基礎(chǔ)的一維掃描器本身作為可運(yùn)動(dòng)組件安裝在第二柔性支撐構(gòu)件上，例如另一個(gè)柔性聚脂薄膜支板上。將第二個(gè)永久磁鐵安裝到可運(yùn)動(dòng)組件上并且使第二電磁體響應(yīng)第二交流電流信號(hào)以便使組件在第二個(gè)方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
在一個(gè)最佳實(shí)施例中，本發(fā)明包括一個(gè)線圈和線圈架，線圈架上具有一個(gè)同心安裝在線圈架中的柔性件。該柔性件支撐激光二極管。將永久磁鐵安裝到激光二極管上。永久磁鐵可以采用環(huán)繞可見光激光二極管式發(fā)光器的環(huán)形磁鐵形式。供給線圈的交流電流在永久磁鐵上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。結(jié)果是，柔性安裝的光發(fā)射器在它的柔性安裝結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生擺動(dòng)。
本發(fā)明使用了多種用于安裝光發(fā)射器和柔性安裝裝置的結(jié)構(gòu)。例如，在一個(gè)使用激光二極管發(fā)光器、和柔性安裝物鏡的聚脂支板的實(shí)施例中，兩個(gè)板用螺栓固定在一起以便將二極管和聚脂支板固定端夾緊。
另一方面，本發(fā)明提供了一種光學(xué)編碼信息的物鏡掃描方法，該方法利用自動(dòng)補(bǔ)償來減小當(dāng)光束移過編碼信息進(jìn)行掃描時(shí)光束射點(diǎn)尺寸的變化。該方法從產(chǎn)生激光束和通過物鏡將光束聚焦到光束腰上開始。物鏡相對(duì)于光束作橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)以便聚焦光束的光束腰通過弧形掃描場(chǎng)進(jìn)行掃描。光學(xué)編碼信息位于離開物鏡的一定距離上。該距離是這樣的，即，在通過弧形掃描場(chǎng)進(jìn)行掃描期間，聚焦光束的光束腰通過光學(xué)編碼信息端部的光學(xué)編碼信息平面。聚焦光束的光束腰落在弧形掃描物中心處的光學(xué)編碼信息的后面。
在該方法的最佳實(shí)施例中，通過使光束穿過物鏡將激光束聚焦到光束腰上并且使光束聚焦到位于離開物鏡一定距離的焦點(diǎn)上。當(dāng)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，物鏡沿穿過光路的弧形線來回運(yùn)動(dòng)。光學(xué)編碼信息是這樣設(shè)置的。當(dāng)透鏡偏轉(zhuǎn)使光束射在光學(xué)編碼信息的任何一端時(shí)，光束腰在光學(xué)編碼信息的端部與光學(xué)編碼信息平面相交。這樣，在掃描場(chǎng)的那些點(diǎn)上，透鏡和信息表面之間的光束長(zhǎng)度等于光學(xué)系統(tǒng)的象距。
在不同的方面，本發(fā)明提供了一種扁平線柔性電纜以連接可運(yùn)動(dòng)安裝的光發(fā)射器。光發(fā)射器可以按上面討論的方式安裝成一種往復(fù)運(yùn)動(dòng)型的。此外，可運(yùn)動(dòng)的光發(fā)射器可以是安裝在馬達(dá)輸出軸上的激光二極管或類似物。
另一方面，將本發(fā)明的掃描組件與掃描裝置相結(jié)合。掃描裝置包括上面討論的產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)光束的組件之一，運(yùn)動(dòng)光束用于對(duì)形成有不同反射率的編碼標(biāo)記表面進(jìn)行光學(xué)掃描。該掃描裝置還包括光探測(cè)器，該探測(cè)器用于檢測(cè)從掃描表面反射的光并產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)。
也就是說本發(fā)明提出這樣一種無反射鏡光學(xué)掃描裝置，該裝置包括用于從前部發(fā)射光的光發(fā)射器;
用于將來自光發(fā)射器的光聚焦到被掃描表面上的物鏡;
用于將物鏡可移動(dòng)地安裝在光發(fā)射器前面的柔性件，所述柔性件使物鏡相對(duì)于來自光發(fā)射器的光作橫向運(yùn)動(dòng);和用于在光發(fā)射器發(fā)射光期間使物鏡來回橫向運(yùn)動(dòng)以便使光對(duì)被掃描表面進(jìn)行掃描的裝置。
其中，柔性件可包括至少一個(gè)扁平柔性支板，該支板的一端固定到一個(gè)固定點(diǎn)上，而在至少一個(gè)扁平柔性支板的可運(yùn)動(dòng)端部將物鏡與該至少一個(gè)柔性支板的邊緣相連。其中，至少一個(gè)柔性支板可由聚脂扁平支板構(gòu)成。
其中，至少一個(gè)柔性板可包括兩個(gè)與物鏡兩相對(duì)側(cè)相連的柔性支板。
其中，光發(fā)射器是可裝在兩柔性支板之間的可見光激光二極管。
其中，物鏡可包括一個(gè)聚光透鏡。
其中，物鏡可包括一個(gè)菲涅耳透鏡。
其中，橫向運(yùn)動(dòng)物鏡的裝置可包括一個(gè)與通過所述柔性件可運(yùn)動(dòng)安裝的物鏡相連接的永久磁鐵;和一個(gè)靠近永久磁鐵保持在固定位置上的電磁鐵，這樣，當(dāng)有交流電流信號(hào)施加到電磁鐵上時(shí)，該電磁鐵就產(chǎn)生作用在永久磁鐵上以使物鏡擺動(dòng)的磁場(chǎng)。
其中，所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，可進(jìn)一步包括用于安裝柔性件和物鏡使它們可作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的偏移裝置，其中，由柔性件提供的橫向運(yùn)動(dòng)處于第一方面，而由偏移裝置提供的往復(fù)運(yùn)動(dòng)處于與第一方向不同的第二方面;和用于在第二方向上使物鏡往復(fù)運(yùn)動(dòng)的裝置以便使光在二維方向上掃描表面。
其中，在第二方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)物鏡的裝置可包括一個(gè)與偏移裝置固定相連的永久磁鐵;和一個(gè)電磁鐵，該電磁鐵保持在靠近永久磁鐵的位置上，以便當(dāng)交流電流信號(hào)施加到電磁鐵上時(shí)，電磁鐵產(chǎn)生作用在永久磁鐵上以使偏轉(zhuǎn)裝置和物鏡在第二方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)。
其中，將光發(fā)射器可固定連接到偏轉(zhuǎn)裝置上以便使光發(fā)射器在第二方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
其中，柔性裝置和偏轉(zhuǎn)裝置各可包括至少一個(gè)柔性支板。
其中，柔性裝置和偏轉(zhuǎn)裝置的至少一個(gè)柔性支板是可由聚脂扁平支板構(gòu)成。
其中，該裝置可進(jìn)一步包括用于確定小孔光闌的裝置，該裝置限制了從發(fā)射器射出且撞擊到被掃描表面的光量。
其中，用于確定小孔光闌的裝置可包括設(shè)在運(yùn)動(dòng)地安裝物鏡的柔性件上的孔以便使孔伴隨物鏡一起往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
其中，孔可設(shè)在處于物鏡前面的位置上用于運(yùn)動(dòng)地安裝物鏡的柔性件上。
其中，用于確定小孔光闌的裝置可包括相對(duì)于光發(fā)射器裝在固定位置上的孔。
其中，孔的固定位置可位于物鏡前面。
其中，孔的固定位置可位于光發(fā)射器前面和物鏡之間。
本發(fā)明還在改進(jìn)的用于發(fā)射光和使光移過被掃描表面進(jìn)行掃描的光學(xué)掃描系統(tǒng)中，包括有用于安裝掃描系統(tǒng)的至少一個(gè)光學(xué)元件以便使至少一個(gè)光學(xué)元件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的至少一個(gè)柔性支板;和往復(fù)運(yùn)動(dòng)至少一個(gè)光學(xué)元件并使光掃過被掃描表面的裝置。
其中，至少一個(gè)光學(xué)元件可以是一個(gè)透鏡。
其中，透鏡可以是聚光透鏡或菲涅耳透鏡。
其中，至少一個(gè)光學(xué)元件可以是一個(gè)光發(fā)射器。
其中，光發(fā)射器可以是可見光激光二極管。
其中，其可進(jìn)一步包括具有光軸的物鏡，其中至少一個(gè)柔性支板將光發(fā)射器支撐在沿物鏡光軸的一個(gè)位置上以便使物鏡將來自光發(fā)射器的光聚焦;和橫向運(yùn)動(dòng)至少一個(gè)光學(xué)元件的裝置包括(i)一個(gè)與光發(fā)射器或者至少一個(gè)柔性支板相連接的永久磁鐵;和(ii)一個(gè)以物鏡光軸為中心的電磁鐵，將電磁鐵保持在靠近永久磁鐵的固定位置上，以便當(dāng)向電磁鐵施加交流電流信號(hào)時(shí)，使電磁鐵產(chǎn)生作用于永久磁鐵上以便使至少一個(gè)柔性支板上的光發(fā)射器產(chǎn)生擺動(dòng)的磁場(chǎng)。
其中，橫向運(yùn)動(dòng)至少一個(gè)光學(xué)元件的裝置可包括一個(gè)與至少一個(gè)光學(xué)元件或至少一個(gè)柔性支板相連的永久磁鐵;和一個(gè)電磁鐵，它保持在靠近永久磁鐵的固定位置上以便當(dāng)向電磁鐵施加交流電流信號(hào)時(shí)，使電磁鐵產(chǎn)生作用于永久磁鐵上并使至少一個(gè)柔性支板上的至少一個(gè)光學(xué)元件上產(chǎn)生擺動(dòng)的磁場(chǎng)。
其中，至少一個(gè)柔性支板可包括一個(gè)聚脂平支板。
其中，其進(jìn)一步的改進(jìn)可包括至少一個(gè)第二柔性支板，其用于安裝至少一個(gè)柔性與板和至少一個(gè)光學(xué)元件以便使至少一個(gè)支板和至少一個(gè)光學(xué)元件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中，由至少一個(gè)柔性支板提供的往復(fù)運(yùn)動(dòng)處于第一方向上，而由至少一個(gè)第二柔性支板提供的往復(fù)運(yùn)動(dòng)處于與第一方向不同的第二方向上;
在第二方向上橫向運(yùn)動(dòng)至少一個(gè)第二光學(xué)元件以便使光在二維方向上掃過表面的裝置。
其中，在第二方向上橫向運(yùn)動(dòng)至少一個(gè)光學(xué)元件的裝置可包括一個(gè)固定連接到至少一個(gè)第二柔性支板上的永久磁鐵;和一個(gè)電磁鐵，其保持在靠近永久磁鐵的固定位置上以便當(dāng)向電磁鐵施加交流電流信號(hào)時(shí)使電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)作用于永久磁鐵上，以使至少一個(gè)光學(xué)元件在至少一個(gè)第二柔性支板的第二方向由作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
其中，至少一個(gè)光學(xué)元件可包括一個(gè)透鏡。
其中，該系統(tǒng)可包括一個(gè)光發(fā)射器，而且該光發(fā)射器固定地連接到至少一個(gè)第二柔性支板上，以便使光發(fā)射器在第二方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
其中，至少一個(gè)柔性支板和至少一個(gè)第二柔性支板可各由聚脂扁平支板構(gòu)成。
本發(fā)明還提出一種在掃描編碼信息時(shí)能自動(dòng)補(bǔ)償光束射點(diǎn)尺寸使之變化最小的光學(xué)編碼信息的物鏡掃描方法，該方法包括以下步驟產(chǎn)生準(zhǔn)直光束;
通過物鏡將準(zhǔn)直光束聚焦到光束腰上;
使物鏡相對(duì)于準(zhǔn)直光束橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)以便使聚焦光束的光束腰掃過彎曲的掃描場(chǎng);
使光學(xué)編碼信息離開物鏡一段距離安置，以便在沿所述彎曲掃描場(chǎng)進(jìn)行掃描期間，使聚焦光束的光束腰在光學(xué)編碼信息的端部通過光學(xué)編碼信息的表面，而在彎曲掃描場(chǎng)的中部聚焦光束的光束腰位于光學(xué)編碼信息后面。
其中，使物鏡往復(fù)運(yùn)動(dòng)的步驟可包括使物鏡沿一條弧線來回穿過準(zhǔn)直光束的光路。
其中，使準(zhǔn)直光束聚焦到光束腰上的步驟可包括使準(zhǔn)直光束穿過物鏡并將準(zhǔn)直光束聚焦到離物鏡一定距離的焦點(diǎn)上，該距離為所述物鏡的聚焦長(zhǎng)度。
其中，使光學(xué)編碼信息定位的步驟可包括確定光學(xué)編碼信息的位置，以便在聚焦點(diǎn)通過光學(xué)編碼信息端部的光學(xué)編碼信息平面時(shí)，在物鏡所偏轉(zhuǎn)的角度上使透鏡和被掃描表面之間的光束長(zhǎng)度等于物鏡的聚焦長(zhǎng)度。
本發(fā)明還提出一種無反射鏡光學(xué)掃描器，其包括一個(gè)光發(fā)射器;
一個(gè)用于將從發(fā)射器發(fā)出的光聚焦到被掃描表面上的物鏡;
至少一個(gè)在沿物鏡光軸的一個(gè)位置上支撐光發(fā)射器的柔性件，所述柔性件使光發(fā)射器可相對(duì)于物鏡光軸作往復(fù)運(yùn)動(dòng);和在光發(fā)射器發(fā)射光期間使支撐在柔性件上的光發(fā)射器往復(fù)運(yùn)動(dòng)以便使由物鏡聚焦的光掃過部分被掃描表面的裝置。
其中，使光發(fā)射器往復(fù)運(yùn)動(dòng)的裝置可包括
(i)一個(gè)與光發(fā)射器或靠近光發(fā)射器某個(gè)點(diǎn)的柔性件相連的永久磁鐵;和(ii)一個(gè)以物鏡光軸為中心的電磁鐵，它保持在靠近永久磁鐵的固定位置上，以便當(dāng)向電磁鐵施加交流電流信號(hào)時(shí)，使電磁鐵產(chǎn)生作用于永久磁鐵上以使支撐在柔性件上的光發(fā)射器往復(fù)運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)。
本發(fā)明還提出一種無反射鏡光學(xué)掃描裝置，該裝置包括一個(gè)用于從其前部發(fā)射光的光發(fā)射器;
一個(gè)用于將從發(fā)射器發(fā)出的光聚焦為到被掃描表面上的物鏡;
至少一個(gè)柔性支板，至少一個(gè)柔性支板的第一端與物鏡相連，以便使至少一個(gè)柔性支板將物鏡可運(yùn)動(dòng)地支撐在發(fā)射器的前面，并使物鏡相對(duì)于來自光發(fā)射器的光作橫向運(yùn)動(dòng);
用于將至少一個(gè)柔性支板的第二端固定到相對(duì)于光發(fā)射器固定的位置上的裝置;和在光發(fā)射器發(fā)射光期間使物鏡橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以便使由物鏡聚焦的光掃過部分表面的裝置。
其中，用于固定的裝置可包括一對(duì)板，兩板之間夾有至少一個(gè)柔性支板的第二端，和向一對(duì)板施加的壓力的裝置。
其中，可將光發(fā)射器置于兩板之間并使其保持不動(dòng)。
本發(fā)明又提出一種無反射鏡光學(xué)掃描裝置，該裝置包括
一個(gè)光發(fā)射器;
用于提供電流以驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器的電路，所述電路安裝在固定點(diǎn)上;
用于使光發(fā)射器產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)以便使從發(fā)射器發(fā)出的光束來回掃過形成有不同光反射率標(biāo)記的表面的裝置;
一個(gè)包含有多條連接在電路和光發(fā)射器之間的電線的扁平柔性電纜、所述的多條線將電流送至光發(fā)射器。
其中，用于使光發(fā)射器產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的裝置可包括一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，光發(fā)射器安裝在該轉(zhuǎn)動(dòng)軸上;
一個(gè)與轉(zhuǎn)軸相連的水平臂;和以預(yù)定掃描頻率來回運(yùn)動(dòng)水平臂以使光發(fā)射器產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)從而使來自發(fā)射器的光束以預(yù)定的掃描頻率在象上來回掃描的裝置。
其中，用于使光發(fā)射器產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的裝置可包括帶有轉(zhuǎn)動(dòng)軸的電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸在掃描操作期間以一定弧度來回轉(zhuǎn)動(dòng)，其中光發(fā)射器裝在轉(zhuǎn)軸上。
本發(fā)明還提出一種用于讀出具有不同光反射率的光學(xué)編碼標(biāo)記的裝置，該裝置包括一個(gè)光發(fā)射和掃描組件，其用于產(chǎn)生激光束和使所述激光束掃過形成帶有不同光反射率的光學(xué)編碼標(biāo)記的表面;
用于接收從光學(xué)編碼標(biāo)記上反射回來的光并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于不同光反射率的電信號(hào)的裝置;
其中光發(fā)射和掃描組件包括一個(gè)用于從前部發(fā)射光的光發(fā)射器;
一個(gè)用于將從發(fā)射器發(fā)出的光聚焦到被掃描表面上的物鏡;
用于將物鏡可運(yùn)動(dòng)地安裝在光發(fā)射器前面的柔性件，所述的柔性件使物鏡相對(duì)于來自光發(fā)射器的光作橫向運(yùn)動(dòng);和在光發(fā)射器發(fā)射光期間使物鏡作橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)以便使光對(duì)被掃描表面進(jìn)行掃描的裝置。
其中，柔性件可包括至少一個(gè)扁平柔性支板，其一端固定在固定點(diǎn)上，而在至少一個(gè)扁平柔性支板的可運(yùn)動(dòng)端上將透鏡安裝到至少一個(gè)柔性支板的邊緣上。
其中，至少一個(gè)柔性支板可由聚脂扁平支板構(gòu)成。
其中，至少一個(gè)柔性支板可包括兩個(gè)與物鏡兩端相連的柔性支板。
其中，物鏡可以是聚光透鏡或菲涅耳透鏡。
其中，其可進(jìn)一步包括用于確定小孔光闌的裝置，該裝置限制從發(fā)射器發(fā)出的撞擊到被掃描表面上的光之光通量。
其中，用于確定小孔光闌的裝置可包括固定在可運(yùn)動(dòng)安裝物鏡的柔性件上的孔，以便使孔和物鏡一起往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
其中，可在物鏡前面的位置上將孔固定到可運(yùn)動(dòng)安裝物鏡的柔性件上。
其中，用于確定小孔光闌的裝置可包括相對(duì)于光發(fā)射器安裝在固定位置上的孔。
其中，孔的固定位置可位于物鏡之前。
其中，孔的固定位置可位于光發(fā)射器前面和物鏡之間。
其中，其可進(jìn)一步包括用于安裝柔性件和物鏡以便使它們能夠往復(fù)運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)裝置，其中由柔性件提供的橫向運(yùn)動(dòng)處于第一方向，而由偏轉(zhuǎn)裝置提供的往復(fù)運(yùn)動(dòng)處于與第一方向不同的第二方向上;和使物鏡在第二方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)以便使光在二維方向上掃過表面的裝置。
本發(fā)明再提出一種用于讀出具有不同光反射率的光學(xué)編碼標(biāo)記的裝置，該裝置包括一個(gè)光發(fā)射和掃描組件，其用于產(chǎn)生激光束和使所述激光束在形成有不同光反射率的光學(xué)編碼標(biāo)記表面上掃描;
用于接收從光學(xué)編碼標(biāo)記上返回的光并產(chǎn)生相應(yīng)于不同光反射率的電信號(hào)的裝置;
其中，光發(fā)射和掃描組件包括一個(gè)光發(fā)射器;
一個(gè)用于將從發(fā)射器發(fā)出的光聚焦到被掃描表面上的物鏡;
在沿物鏡光軸的位置上支撐光發(fā)射器的至少一個(gè)柔性件，所述的柔性件使光發(fā)射器相對(duì)于物鏡光軸進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng);和在光發(fā)射器發(fā)射光期間，使支撐在柔性件上的光發(fā)射器往復(fù)運(yùn)動(dòng)以便使由物鏡聚焦的光掃過部分被掃描表面的裝置。
其中，使光發(fā)射器往復(fù)運(yùn)動(dòng)的裝置可包括(i)一個(gè)與光發(fā)射器相連或在靠近光發(fā)射器的點(diǎn)上與柔性件相連的永久磁鐵;和(ii)一個(gè)以物鏡光軸為中心的電磁鐵，所述電磁鐵保持在靠近永久磁鐵的固定位置上，以便當(dāng)交流電流施加到電磁鐵上時(shí)在電磁鐵上產(chǎn)生作用于永久磁鐵以便使支撐在柔性件上的光發(fā)射器往復(fù)運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)。
本發(fā)明又提出一種用于讀出具有不同光反射率的光學(xué)編碼標(biāo)記的裝置，該裝置包括一個(gè)光發(fā)射和掃描組件，其用于產(chǎn)生激光束和使所述激光束對(duì)形成有不同光反射率的光學(xué)編碼標(biāo)記表面進(jìn)行掃描;
用于接收從光學(xué)編碼標(biāo)記上返回的光并產(chǎn)生與不同光反射率相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的裝置，其中，光發(fā)射和掃描組件包括一個(gè)用于從前部發(fā)射光的光發(fā)射器;
一個(gè)用于將來自發(fā)射器的光聚焦到被掃描表面上的物鏡;
至少一個(gè)柔性支板，至少一個(gè)柔性支板的一端與物鏡相連以便使至少一個(gè)柔性支板可運(yùn)動(dòng)地將物鏡支撐在光發(fā)射器前面，并使物鏡相對(duì)于來自光發(fā)射器的光作橫向運(yùn)動(dòng);
用于將至少一個(gè)柔性支板的另一端固定到某個(gè)位置上的裝置，該位置相對(duì)于光發(fā)射器是固定的;和用于在光發(fā)射器發(fā)射光期間，使物鏡橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)以便使由物鏡聚焦的光掃過部分被掃描表面的裝置。
其中，用于固定的裝置可包括兩個(gè)板，兩板之間夾有至少一個(gè)柔性支板的另一端，和向該對(duì)板施加壓力的裝置。
其中，光發(fā)射器可固定在兩板之間并使其保持不動(dòng)。
本發(fā)明再提出一種用于讀出具有不同光反射率的光學(xué)編碼標(biāo)記的裝置，該裝置包括一個(gè)光發(fā)射和掃描裝置，其用于產(chǎn)生激光束和使所述激光束對(duì)形成有不同光反射率的光學(xué)編碼標(biāo)記表面進(jìn)行掃描;
用于接收從光學(xué)編碼標(biāo)記上返回的光并產(chǎn)生與不同光反射率相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的裝置，其中光發(fā)射和掃描組件包括一個(gè)光發(fā)射器;
用于提供電流以驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器的電路，所述電路安裝在固定點(diǎn)上;
用于使光發(fā)射器產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)以便使來自發(fā)射器的光束對(duì)形成有不同光反射率的標(biāo)記來回掃描的裝置;
一條包含多條連接在電路和光發(fā)射器之間的導(dǎo)線的扁平柔性電纜，所述多條導(dǎo)線將電流送至光發(fā)射器。
其中，用于使光發(fā)射器產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的裝置可包括一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，光發(fā)射器裝在該轉(zhuǎn)動(dòng)軸上;
一個(gè)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連的水平臂;和以預(yù)定的掃描頻率來回運(yùn)動(dòng)水平臂，以使光發(fā)射器產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)、從而使來自發(fā)射器的光束以預(yù)定的掃描頻率在象上來回掃描的裝置。
其中，使光發(fā)射器產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的裝置可包括具有轉(zhuǎn)動(dòng)軸的掃描電機(jī)，該轉(zhuǎn)軸在掃描操作期間沿一定弧度來回轉(zhuǎn)動(dòng)，其中光發(fā)射器安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。
本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點(diǎn)和新的特征將在下面的說明書中部分列出，而另一部分對(duì)于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員來說根據(jù)下面的分析將是很明顯的或可以通過本發(fā)明的實(shí)踐而獲得教導(dǎo)。借助于附加的權(quán)利要求書中特別提出的手段和組合方案是可以實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的這些目的和優(yōu)點(diǎn)的。
圖1是本發(fā)明的無反射鏡掃描器第一實(shí)施例的等比例視圖，其中光發(fā)射器往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
圖2是表示發(fā)射器擺動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)弧度和光發(fā)射方向的示意圖。
圖3是本發(fā)明的無反射鏡掃描器第二實(shí)施例的等比例視圖，其中光探測(cè)器也往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
圖4是按照本發(fā)明的無反射鏡掃描器裝置另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖5是取自圖4中5-5線的截面圖。
圖6是圖4和圖5的實(shí)施例中使用的優(yōu)選簧的橫截面圖。
圖7是按照本發(fā)明的無反射鏡掃描器裝置另一個(gè)實(shí)施例的俯視平面圖。
圖8是圖7中實(shí)施例的端視圖。
圖9是取自圖7中線9-9的截面圖。
圖10是與圖9類似的視圖，但它是按照本發(fā)明無反射鏡掃描器裝置的另一個(gè)實(shí)施例。
圖11是與圖9類似的視圖，但也是按照本發(fā)明無反射鏡掃描器裝置的另一個(gè)實(shí)施例。
圖12是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的前視圖，該實(shí)施例中物鏡沿弧線往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行光束掃描。
圖13是取自圖12中A-A線的橫截面圖。
圖14是本發(fā)明提供的兩維掃描實(shí)施例的前視圖。
圖15是取自圖14中線A-A的橫截面圖。
圖16A表示彎曲掃描場(chǎng)和其對(duì)掃描線各點(diǎn)上實(shí)際射束點(diǎn)尺寸的影響。
圖16B是表示在圖16A所示的掃描場(chǎng)的右半部中射束點(diǎn)尺寸相對(duì)于掃描線長(zhǎng)度關(guān)系變化的曲線圖。
圖17A表示彎曲的掃描場(chǎng)和當(dāng)激光束對(duì)平面上的全部條形碼符號(hào)進(jìn)行掃描時(shí)射束點(diǎn)尺寸變化的自動(dòng)補(bǔ)償效果。
圖17B是表示在圖17A所示掃描場(chǎng)的右半場(chǎng)中射束點(diǎn)尺寸相對(duì)于掃描線長(zhǎng)度變化關(guān)系的曲線圖。
圖18是類似于圖12和圖13所示實(shí)施例的本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的前視圖，其中物鏡沿弧線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的以進(jìn)行光束掃描。
圖19是取自圖18中A-A線的橫截面圖。
圖20和21是類似于圖13中實(shí)施例的本發(fā)明其它兩個(gè)實(shí)施例的橫截面圖，但其中使用了固定的小孔光闌。
圖22至圖24也是本發(fā)明其它實(shí)施例的橫截面圖。
圖25是表示本發(fā)明的一個(gè)類似于圖1的實(shí)施例，其中使用了柔性扁平線電纜以提供與激光二極管相連的導(dǎo)線。
圖26表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中使用了柔性扁平線電纜以提供與激光二極管相連的導(dǎo)線。
圖27至29表示用于讀出條形碼的運(yùn)動(dòng)射束點(diǎn)光學(xué)掃描器，其中每個(gè)掃描器與本發(fā)明掃描組件的一個(gè)選定實(shí)施例結(jié)構(gòu)相結(jié)合。
圖1描述了本發(fā)明的一種無反射鏡掃描裝置1。光發(fā)射器，例如可見光激光二極管或VLD11，發(fā)射光束以產(chǎn)生掃描線。可以將VLD11安裝到馬達(dá)的回轉(zhuǎn)軸上或是能產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的任何材料制成的裝置上。
在掃描裝置1的最佳實(shí)施例中，將VLD11安裝到轉(zhuǎn)動(dòng)軸或回轉(zhuǎn)樞軸13的頂端。將軸13可回轉(zhuǎn)地安裝到掃描器基座50中。可以將軸裝到任何公知型的軸承上或使其剛好在基座50的塑性體中轉(zhuǎn)動(dòng)。VLD11和軸13一起構(gòu)成使來自VLD型光發(fā)射器的光束進(jìn)行掃描的運(yùn)動(dòng)組件10。運(yùn)動(dòng)組件10還包括安裝到軸13上的環(huán)件12和水平臂14。施加到水平臂14端部的力使組件10產(chǎn)生下文將要討論的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
環(huán)12將VLD11固定到運(yùn)動(dòng)組件10上。在本最佳實(shí)施例中，將VLD11固定在軸13頂上，以便使VLD11有效地定位在軸13的回轉(zhuǎn)軸線上并使得發(fā)射光對(duì)準(zhǔn)與軸的軸線相垂直的方向。也可以將VLD和軸進(jìn)行其它形式的布置。例如，可將VLD安置在偏移軸線的位置上。此外，也可以用環(huán)支撐VLD使之與軸成一定角度。
圖2表示運(yùn)動(dòng)和VLD11發(fā)射的光與軸13的軸線的關(guān)系。圍繞轉(zhuǎn)軸軸線的短的回轉(zhuǎn)弧O代表VLD11的往返回轉(zhuǎn)擺動(dòng)。VLD11在1方向上向目標(biāo)物體例如條形碼(未示)發(fā)射光。隨著組件10的VLD11沿小回轉(zhuǎn)弧O來回?cái)[動(dòng)，發(fā)射的光1將來回掃描目標(biāo)象。通常，目標(biāo)象會(huì)是一個(gè)具有不同反射特性的標(biāo)記，而反射特性代表著信息。例如，象代碼包括一系列之間具有間隔的條帶，它們一起構(gòu)成了條形碼符號(hào)。
如圖1所示，三條細(xì)導(dǎo)線15一端連接VLD11的導(dǎo)引線，另一端連到固定保持架17上。作為優(yōu)選，也可以使用一個(gè)柔性電纜。在本最佳實(shí)施例中，將導(dǎo)線15或電纜裝到環(huán)12頂端的中間固定點(diǎn)16上。點(diǎn)16設(shè)在運(yùn)動(dòng)組件10和軸13的運(yùn)動(dòng)軸線上以便減小在該點(diǎn)處因零線性速度而引起的導(dǎo)線張力。此外，導(dǎo)線可以是松弛的和懸松的或繞成圈的，只要導(dǎo)線能與擺動(dòng)VLD進(jìn)行柔性連接即可。在下面結(jié)合圖25至27討論的實(shí)施例中，導(dǎo)線包括一個(gè)柔性扁平線電纜。
可以使用各種裝置施加力以使運(yùn)動(dòng)組件10相對(duì)于軸13的軸線產(chǎn)生擺動(dòng)。在所描述的實(shí)施例中，組件的擺動(dòng)是由所謂的感應(yīng)勵(lì)磁馬達(dá)(下文為IMM)提供的。
IMM型馬達(dá)已在1990年5月8日申請(qǐng)的順序號(hào)為07/520，464標(biāo)題為掃描裝置的普通轉(zhuǎn)讓的申請(qǐng)中公開，在此將其全部引出作為參考文件。在這在先申請(qǐng)中，由IMM擺動(dòng)一個(gè)掃描反射鏡。在IMM型馬達(dá)中，通過將固定位置的磁芯和線圈與可運(yùn)動(dòng)的永久磁鐵相結(jié)合來產(chǎn)生恢復(fù)力。在使用柔性扁平線電纜的實(shí)施例中，扁平線也產(chǎn)生恢復(fù)力。如果將永久磁鐵裝在與轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連的水平臂端部，就會(huì)圍繞轉(zhuǎn)軸軸線產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩形式的力。
在本實(shí)施例的IMM中，磁芯21包括線圈架，線圈23繞在線圈架上以便使磁芯和線圈完全同心從而減小尺寸和重量。將永久磁鐵25剛性安裝在運(yùn)動(dòng)組件10之水平臂14的端部。永久磁鐵25的位置離開軸13的軸線一段距離從而使得通過永久磁鐵而施于水平臂14上的磁力產(chǎn)生圍繞軸13軸線的轉(zhuǎn)矩。
磁芯21由軟鋼制成的避免產(chǎn)生剩磁而且在本實(shí)施例中磁芯21是磁中性的。當(dāng)沒有電流通過線圈23時(shí)，通過水平臂與運(yùn)動(dòng)組件相連且已軸向磁化的永久磁鐵25借助于其磁鐵本身與磁芯21的鋼吸引而定位于磁芯21的中心軸線上方。這樣，在沒有電流通過線圈23的情況下，運(yùn)動(dòng)組件返回到它在轉(zhuǎn)動(dòng)弧線中心處的靜止位置，也就是說面對(duì)正直前方。
當(dāng)使電流通過線圈23時(shí)，線圈和永久磁鐵25的磁場(chǎng)之間相互作用使磁鐵(帶有與之相連的運(yùn)動(dòng)組件)從平衡位置起移動(dòng)。然而，這種運(yùn)動(dòng)的結(jié)果是磁芯的磁性增強(qiáng)，于是便產(chǎn)生了試圖將永久磁鐵25和組件10帶回到靜止位置的力(兩個(gè)不同磁極的現(xiàn)象)。該力的大小取決于通過線圈23的電流量、永久磁鐵25和磁芯表面之間的空氣隙尺寸、磁芯21的尺寸和材料等。改變供給電流的極性將改變IMM中工作時(shí)的磁力方向。因此，如果供給線圈的電流采用周期性交流信號(hào)AC的形式，例如，符號(hào)波、脈沖信號(hào)、方波等，感應(yīng)的磁力將使永久磁鐵25和與之相連的運(yùn)動(dòng)組件10產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
雖然對(duì)于圖1的實(shí)施例來說IMM是優(yōu)選的，但是也可以用其它裝置來產(chǎn)生所需的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。例如，可以將VLD11安裝在馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸上(例如參見圖26)。此外，如果使用IMM，則在IMM上安裝VLD和連接運(yùn)動(dòng)組件的其它裝置也包括本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，代替圖中所示的軸和水平臂裝置，將永久磁鐵和VLD都可直接裝到帶繞線圈上面的可運(yùn)動(dòng)的或柔性的橋式支撐上以便使永久磁鐵和VLD一起響應(yīng)供給帶繞線圈的周期性交流AC信號(hào)進(jìn)行橫向擺動(dòng)。
當(dāng)(將磁鐵和VLD)用作掃描器以讀出光學(xué)編碼信息，例如條形碼時(shí)，掃描器還包括光探測(cè)器，例如光二極管31。如圖1所示，在掃描基座50的前面將光二極管支撐在這樣的位置和方向上，即使得來自VLD11由被掃描的象反射的光撞擊在光二極管31的光敏感應(yīng)區(qū)上。光二極管31接收一定量的、從目標(biāo)，例如條形碼標(biāo)記上反射回來的光，并將反射光轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。可以將濾波器，前置放大和放大級(jí)設(shè)置在圖中所示與掃描器基座50的底部相連的印刷線路板60上。前置放大和放大級(jí)將來自光二極管31的電流轉(zhuǎn)換成送入數(shù)字轉(zhuǎn)換器和其它包含在分離單元中的處理電路的電信號(hào)。
將啟動(dòng)鈕33裝在該單元的一側(cè)上。使用者操縱鈕33啟動(dòng)該單元工作。
在一實(shí)際上已完成的實(shí)施例中，無反射鏡掃描裝置僅僅1英寸長(zhǎng)、1.25英寸高、0.625英寸寬。包含無反射鏡掃描器的殼體外部尺寸是1.1英寸長(zhǎng)、1.4英寸高、0.7英寸寬。僅需13.5毫安電流和3.5伏電壓即可使無反射鏡掃描器工作。掃描角度定±20°。單位重量小于1盎司(27.5克)。這樣小的掃描裝置可以很容易地象普通戒指一樣戴在手指上，從而使操作者的手(包括那手指)非常自由。
通過使VLD(從開始工作區(qū)域)再聚焦和在光二極管前面安裝菲涅耳透鏡或使用具有較大敏感性和靈敏區(qū)的光二極管可以改變工作區(qū)域或編碼區(qū)。
圖3表示無反射鏡掃描器的第二實(shí)施例。圖3的掃描器1′基本上類似于圖1所示的掃描器，而且用相同的參考標(biāo)號(hào)表示與各圖中掃描器相對(duì)應(yīng)的元件。如圖3所示，兩條細(xì)導(dǎo)線15′將光二極管31′的導(dǎo)出線連接到固定保持架17′上。導(dǎo)線15′以與來自VLD11的線15相同的方式連在環(huán)12頂端上的中間固定點(diǎn)16上。
在圖3中，光二極管31′隨VLD11一起擺動(dòng)。光二極管31′位于可運(yùn)動(dòng)組件10的前面并正好在VLD11的下方。光二極管31′與VLD11一樣，圍繞軸13的軸線沿一條短的轉(zhuǎn)的弧線來回?cái)[動(dòng)。因此，作為接收器的光二極管31′緊緊地跟蹤發(fā)射器VLD11的擺動(dòng)。
如上所述，激光二極管VLD11本身或者VLD和光探測(cè)器31′繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)以便起到掃描的作用。在另一個(gè)最佳實(shí)施例中，本發(fā)明使安裝在VLD前面的聚焦透鏡相對(duì)于VLD在從二極管的光發(fā)射口發(fā)出的光束路徑的橫向方向上運(yùn)動(dòng)。透鏡可以單獨(dú)運(yùn)動(dòng)，在這種情況下，本發(fā)明包括一個(gè)位于透鏡前面或后面的小孔光闌。此外，該小孔光闌可以設(shè)置到透鏡上并隨透鏡運(yùn)動(dòng)。
再看圖4，在該圖中將激光二極管32固定地裝在支撐件122上。二極管32沿光軸130發(fā)射光。發(fā)射的光為如光線124、126示意表示的廣角扇形激光束形式。扇形光束以不同的角度在兩個(gè)正交平面內(nèi)發(fā)散，兩個(gè)正交平面是平行于二極管出口平面和垂直于光束130的平面。聚焦透鏡36裝在保持架128上，并位于沿軸線130測(cè)得的離二極管為聚焦長(zhǎng)度F的固定距離上。保持架上有一個(gè)與軸線130對(duì)中的開口，該開口起小孔光闌38的作用。
如圖5所示，保持架128延伸到永久磁鐵殼體132中。一對(duì)回旋狀的隔膜懸簧134、136將保持架128支撐在磁鐵殼體132中。音圈138纏繞在磁鐵殼體132內(nèi)的保持架128上并位于磁鐵殼體的N極和S極之間。
通過電氣激勵(lì)線圈138，由于在線圈上產(chǎn)生電磁吸引和排斥力而使得保持架、透鏡和小孔光闌依次連帶地在垂直于軸線130的平面內(nèi)作來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)。如果用D表示從軸線130到一個(gè)端點(diǎn)位置測(cè)得的透鏡和孔徑闌的偏移，那么由光線140代表的激光束的偏移就由角距A＝tan-1(D/F)表示。
圖6表示一個(gè)替代回旋狀簧134、136的形式。也可以使用具有彎腿144的所謂“蛛網(wǎng)”簧142。
圖7表示另一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是在與二極管出口平面相平行的平面內(nèi)往復(fù)地偏轉(zhuǎn)透鏡36和小孔光闌38。透鏡36裝在橋式支撐150(如圖9所示)上，該橋式支撐跨越在E形片簧156、158(見圖8)的兩個(gè)中間腿152、154之間并由其攜帶。片簧156的外腿160、162和片簧158的外腿164、166固定地連接到高架支撐架170上。
橋式支撐150上具有一個(gè)與光軸130對(duì)中的開口，該開口起小孔光闌38的作用。一端為N極另一端為S極的永久磁鐵條172由橋式支撐攜帶。一對(duì)線圈174、176繞在各磁極上。
在操作中，每個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈都是電激勵(lì)的。電磁吸引和排斥力是由線圈和N、S極之間的磁作用產(chǎn)生的，由此引起橋式支撐在垂直于軸線30的平面內(nèi)往復(fù)偏轉(zhuǎn)。圖9表示的這種結(jié)構(gòu)處于中心無偏移的位置。作為對(duì)比，以下描述的圖10中的實(shí)施例為一個(gè)偏移的位置。應(yīng)該注意到，僅僅E形簧中間腿的上端有位移。實(shí)際上在透鏡和小孔光闌的結(jié)合體與二極管之間的距離是保持恒定的。這種結(jié)構(gòu)使激光束在透鏡往復(fù)位移的整個(gè)范圍內(nèi)能完全聚焦到參考平面上。
和上面一樣，透鏡和小孔光闌的偏轉(zhuǎn)引起由二極管發(fā)射的激光束偏移一個(gè)角度A＝tan-1(D/F)。射束點(diǎn)沿一條繞透鏡曲率中心的弧線運(yùn)動(dòng)。有可能通過使片簧腿具有不同長(zhǎng)度或不同硬度而使運(yùn)動(dòng)的射束點(diǎn)以所希望的方式移過符號(hào)。例如，射束點(diǎn)可以作直線運(yùn)動(dòng)。
可以使用其它裝置移動(dòng)透鏡和小孔光闌，而不使用電磁裝置。圖10表示一種與圖9一樣的結(jié)構(gòu)，只是將磁性條172替換掉，代之以將板180連接到橋式支撐上。板180上有一個(gè)突起182，其上可回轉(zhuǎn)地連接一個(gè)驅(qū)動(dòng)桿184。桿184可以與完全的機(jī)械驅(qū)動(dòng)、電子-機(jī)械驅(qū)動(dòng)或壓電基片例如將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的傳感器相連以便產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
在另一種變型中，片簧的中間腿152、154可以由雙金屬材料制成而外邊的腿由另一種雙金屬材料制成。加熱所有的腿會(huì)使中間的腿相對(duì)于外邊的腿產(chǎn)生移動(dòng)。
在圖7-10中，由于小孔光闌38和透鏡36一起運(yùn)動(dòng)，因而在掃描線的端部激光束的輸出能量將減少，因?yàn)樵谳S線30上未聚焦的激光束亮度最大。這種在掃描端處的能量損失可以通過檢測(cè)光束的輸出能量、或反射出小孔光闌背面的光，和通過調(diào)節(jié)供給激光二極管的電源電流進(jìn)行補(bǔ)償以保持恒定的能量輸出。
另一種手段如圖11所示，其中小孔光闌38固定保持在透鏡36和激光二極管32之間一點(diǎn)上，而僅僅聚焦透鏡36往復(fù)偏轉(zhuǎn)。由于當(dāng)透鏡偏離軸線時(shí)激光束并不通過透鏡36的中心，所以偏移或掃描角A被放大。在偏離軸線130的透鏡上通過的光具有更多的光學(xué)畸變，但還沒有發(fā)現(xiàn)它們對(duì)條形碼讀出方面有影響。
小質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，例如，單一透鏡;透鏡和孔徑闌一起的構(gòu)件;透鏡，小孔光闌和二極管連在一起的構(gòu)件;以及透鏡、小孔光闌、二極管和光探測(cè)器連在一起的構(gòu)件，能夠使系統(tǒng)適于低能量供給情況下在諧振狀態(tài)下工作，也可適于在非諧振狀態(tài)下工作。由于運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的質(zhì)量很小，所以能夠獲得大約每秒鐘掃描40次或更多次的高掃描速度。
在圖12和13的實(shí)施例中，物鏡在光發(fā)射器前面沿一條弧線橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。柔性支撐部件可運(yùn)動(dòng)地將物鏡安裝在光發(fā)射器的前面。在最佳形式中，柔性支撐部件由兩條聚脂薄膜支板構(gòu)成，但也可以使用其它的柔性元件。由兩條聚脂薄膜支板提供的柔性支撐使物鏡能相對(duì)于來自光發(fā)射器的光作橫向運(yùn)動(dòng)。將物鏡裝在兩支板的可運(yùn)動(dòng)端之間，而將支板的相對(duì)端裝在固定支撐點(diǎn)上，例如掃描器的底座上。所以支板的彎曲會(huì)引起物鏡沿一條弧線橫向運(yùn)動(dòng)。物鏡響應(yīng)原動(dòng)力進(jìn)行橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在光發(fā)射器發(fā)射光期間，物鏡沿弧線進(jìn)行的往復(fù)運(yùn)動(dòng)可以使光對(duì)一個(gè)表面例如帶有條形碼標(biāo)記的表面進(jìn)行掃描。
在所描述的實(shí)施例中，通過將永久磁鐵和電磁鐵相組合也使組件產(chǎn)生了擺動(dòng)。在針對(duì)圖1和圖3所描述的IMM型馬達(dá)中，轉(zhuǎn)動(dòng)(回復(fù))力是通過固定位置的磁芯和線圈與可運(yùn)動(dòng)的永久磁鐵共同提供的。在圖12和13的實(shí)施例中，柔性支撐構(gòu)件提供轉(zhuǎn)動(dòng)力，這樣就省略了對(duì)較重的電磁性磁芯的需要，該磁芯由鋼材料構(gòu)成，其被永久磁鐵所吸引。
現(xiàn)在更詳細(xì)地參照?qǐng)D12和13，聚光透鏡211放在由兩個(gè)聚脂薄膜塊215和217支撐的透鏡保持器213中。具體地，將透鏡保持器213安裝到位于聚脂薄膜支板215、217可運(yùn)動(dòng)前端的每個(gè)膜板的邊緣上。相反，在圖7-11的實(shí)施例中，透鏡保持器是連接到柔性彈簧支板的平直邊上。聚脂支板215、217的另一端固定到底座28上。例如，圖12表示出上和下夾緊塊207、205。每個(gè)塊的至少一部分背面與底座218相連。用螺栓206、204進(jìn)行緊固將夾緊塊207、205壓到柔性聚脂支板215、217的端部以使這些支板的端部與底座218保持固定關(guān)系。
裝在底座218上并位于兩聚脂支板215、217之間的彈簧螺栓219支撐作為該掃描器光發(fā)射器的VLD232。穿過透鏡保持器213前面的開口238作為小孔光闌。
在圖12和13的實(shí)施例中，磁芯221包括繞有線圈223的線圈架以便使磁芯和線圈完全集中從而將尺寸和重量減至最小。永久磁鐵225粘合到透鏡保持架213的前面;與底座218相接的臂240支撐電磁線圈223和磁芯221使之非?？拷蛇\(yùn)動(dòng)的永久磁鐵225。交流電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)線圈。由線圈223產(chǎn)生的磁場(chǎng)向永久磁鐵225提供驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)供給線圈的交流電流引起永久磁鐵擺動(dòng)時(shí)，通過聚光透鏡211的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使來自裝于聚光透鏡后面的VLD232的激光束產(chǎn)生偏移。光束偏移的角度可以在±20°的范圍內(nèi)。
磁芯221不需要象上面所討論的在IMM中那樣由軟鋼制成。磁芯221可以由任何合適的輕質(zhì)材料制成。當(dāng)沒有電流通過線圈223時(shí)，兩個(gè)聚脂薄膜支板215、217的彈性本質(zhì)使得聚光物鏡211轉(zhuǎn)回到它的中心靜止位置，即面向正直前方。
當(dāng)電流通過線圈223時(shí)，線圈和永久磁鐵225的磁場(chǎng)之間的相互作用，產(chǎn)生使磁鐵225(帶有與之相連的透鏡211)離開平衡位置運(yùn)動(dòng)的力。這樣運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，使每個(gè)聚脂支板產(chǎn)生了試圖將永久磁鐵225和透鏡帶回靜止位置的彈性力。改變供給電流的極性將會(huì)改變磁力的方向。因此，如果供給線圈的電流采用周期性交流信號(hào)AC的形式，例如正弦流、脈沖信號(hào)、方波等，感應(yīng)的磁力將使永久磁鐵225和與之相連的聚光物鏡產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。聚脂支板215、217前后彎曲使得透鏡211沿一條弧線往復(fù)運(yùn)動(dòng)?；【€半徑等于透鏡211和夾緊塊開始使支板215和217端部保持不動(dòng)的那一點(diǎn)之間的距離。例如，在圖13的實(shí)施例中，固定端或曲率半徑的中心將對(duì)應(yīng)于夾緊塊205、207的前表面。
圖14和15表示出一無反射鏡二維掃描裝置，該裝置是圖12和13所示一維掃描裝置的合乎邏輯的進(jìn)一步發(fā)展。在二維掃描器中，與圖12和13中所示的全部組件相類似的整個(gè)底座318和可運(yùn)動(dòng)的透鏡組件350由至少一個(gè)柔性支撐，例如另一個(gè)聚脂支板可動(dòng)地支撐著。用另一個(gè)磁鐵/線圈組件推動(dòng)單個(gè)透鏡系統(tǒng)在與第一組件產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)方向不同的第二方向上前后運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)形成了光柵掃描圖案。
更具體地說，圖14和15的實(shí)施例包括固定底座410和可運(yùn)動(dòng)組件350?？蛇\(yùn)動(dòng)組件350實(shí)際上相當(dāng)于圖12和13的整個(gè)實(shí)施例，只是在此將可運(yùn)動(dòng)組件350安裝到柔性聚脂薄膜支板415上。將物鏡聚光透鏡311放在由兩塊聚脂薄膜塊315和317支撐的透鏡保持架313上。透鏡保持架313與支板315、317前端的邊緣相連接。聚脂支板315、317的另一端固定到可運(yùn)動(dòng)組件350的底座318上。聚脂支板315、317定位成能以使透鏡能沿圖14中從左到右的水平弧線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向彎曲。介于兩聚脂支板315和317之間裝到底座318上的彈簧螺栓319支撐著作為該掃描器的光發(fā)射器的VLD332。
支撐可運(yùn)動(dòng)組件350的薄膜支板415設(shè)置成能在圖15中所允許的從左到右的往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向上彎曲。隨著薄膜支板415的彎曲，整個(gè)組件350沿短弧線轉(zhuǎn)動(dòng)，從而引起發(fā)射的光束在豎直方向上進(jìn)行掃描。
磁芯321包括一個(gè)繞有線圈323的線圈架以便使磁芯和線圈完全集中從而將尺寸和重量減至最小。將永久磁鐵325粘合到透鏡保持架313上和/或聚脂薄膜支板317的前面。與運(yùn)動(dòng)組件350的底座318相連的臂340支撐線圈323和電磁性帶繞磁芯321并使之靠近可運(yùn)動(dòng)的永久磁鐵325。磁芯321可以由任何輕質(zhì)材料構(gòu)成。當(dāng)沒有電流通過線圈323時(shí)，可運(yùn)動(dòng)組件350中的兩個(gè)聚脂薄膜支板315、317的彈性本質(zhì)使得聚光透鏡311回到它的水平中心靜止位置，即，而對(duì)正直前方。
當(dāng)電流通過線圈323時(shí)，線圈和永久磁鐵325的磁場(chǎng)之間的相互作用就產(chǎn)生使磁鐵325(和與之相連的物鏡311一起)從平衡位置作水平運(yùn)動(dòng)的力。這種運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，使兩個(gè)聚脂支板315、317的每一個(gè)都產(chǎn)生試圖將永久磁鐵325和透鏡311帶回靜止位置的彈性力。改變施加的電流極性將會(huì)改變磁力的方向。因此，如果供給線圈的電流采用周期性交流信號(hào)AC的形式，例如符號(hào)波、脈沖信號(hào)、方波等，所感應(yīng)的磁力將使永久磁鐵325和與其相連的物鏡聚光透鏡沿在圖14中從左到右的水平方向作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。聚脂支板315、317前后彎曲使物鏡311沿一條弧線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
磁芯421也包括繞有線圈423的線圈架以便使磁芯和線圈完全集中從而將尺寸和重量減至最小。將永久磁鐵425粘合到可運(yùn)動(dòng)組件350的底座318的背面。固定位置的底座410支撐電磁線圈423和帶繞磁芯421使之靠近可運(yùn)動(dòng)的永久磁鐵425。
磁芯421可以由任何適合的輕質(zhì)材料制成。當(dāng)沒有電流通過線圈423時(shí)，聚脂薄脂支板415的彈性本質(zhì)使組件350轉(zhuǎn)回到它的靜止位置(圖15所示的豎直位置)。當(dāng)電流通過線圈423時(shí)，線圈和永久磁鐵425磁場(chǎng)之間的相互作用就產(chǎn)生使磁鐵425(和與之相連的組件350一起)從平衡位置作移向或者離開線圈架和線圈之運(yùn)動(dòng)的力。這種運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，使聚脂支板415產(chǎn)生試圖將永久磁鐵425和組件350帶回豎直靜止位置的彈性力。改變施加的電流極性將會(huì)改變磁力的方向。因此，如果供給線圈423的電流采用周期性交流信號(hào)AC的形式，例如，符號(hào)波、脈沖信號(hào)、方波等，感應(yīng)的磁力將使永久磁鐵425和連接在可運(yùn)動(dòng)組件350中的物鏡聚光透鏡311沿圖15中的從前到后方向上作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
圖16表示當(dāng)激光掃描平面上的條形碼符號(hào)時(shí)，射束點(diǎn)尺寸變化自動(dòng)補(bǔ)償?shù)男Ч?br>
VLD沿著成平行于物鏡的光軸發(fā)射光束。透鏡將光束聚焦到離透鏡一定距離的點(diǎn)上。只要來自VLD的光束保持在透鏡孔內(nèi)，那么透鏡光軸的任何運(yùn)動(dòng)，也就是說通過運(yùn)動(dòng)的透鏡，將會(huì)使聚焦光束和它的焦點(diǎn)產(chǎn)生相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。這樣，由圖4-11的實(shí)施例提供的透鏡平面運(yùn)動(dòng)將使聚焦光束在信息表面上，例如條形碼上產(chǎn)生平整的平面掃描。在圖12-15的實(shí)施例中，透鏡的曲線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生如圖17所示的彎曲掃描場(chǎng)。
激光器發(fā)射稱之為激光束的窄輻射光。光束的截面隨激光束的傳播尤其是在由透鏡聚焦之后發(fā)生變化。被稱為“光束腰”的最小截面點(diǎn)發(fā)生在聚焦點(diǎn)上。
在掃描應(yīng)用中，例如讀出條形碼的過程中，重要的是要使掃描表面上的射束點(diǎn)尺寸在通過掃描信息的整個(gè)長(zhǎng)度上基本不變。如果射束點(diǎn)尺寸發(fā)生變化，由光探測(cè)器檢測(cè)的反射光強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生變化，這樣就會(huì)影響對(duì)因?yàn)閽呙栊畔⒌淖兓兓姆瓷涞木_測(cè)量。此外，射束點(diǎn)的變化將降低工作性能并可能引起讀數(shù)誤差。
由圖4-11的實(shí)施例進(jìn)行的平整的平面掃描，使射束點(diǎn)尺寸在橫越受掃描表面的長(zhǎng)度上基本保持不變。例如，被掃描表面與透鏡相隔透鏡聚焦的長(zhǎng)度，那么光束的腰將會(huì)出現(xiàn)在該表面上，并且隨著透鏡的運(yùn)動(dòng)，光束腰將保持在掃描經(jīng)過的表面上。然而對(duì)于產(chǎn)生彎曲掃描場(chǎng)的掃描，將會(huì)使聚焦點(diǎn)和光束腰作在被掃描的信息表面的平面內(nèi)和平面外的運(yùn)動(dòng)。結(jié)果是，在光束與表面撞擊點(diǎn)的光束直徑隨掃描的進(jìn)程而變化。此外，由于當(dāng)靠近掃描場(chǎng)外端時(shí)，撞擊在表面上的光束角度增加，所以使撞擊點(diǎn)拉長(zhǎng)。
作為例子，這種掃描用圖16A表示。透鏡的聚焦長(zhǎng)度是光束腰的彎曲掃描場(chǎng)半徑，而用Z表示光束腰和信息表面間的距離。在掃描場(chǎng)的外端，光束腰位于信息表面的前面，而且光束的較寬的未聚焦部分以較大的角度撞擊信息表面。因此撞擊點(diǎn)較大。在掃描場(chǎng)的中間處，焦點(diǎn)和光束腰位于信息表面之后。仍然是實(shí)際上沒有聚焦的光束撞擊表面。一般說來，中間處的Z尺寸小于掃描場(chǎng)端部的Z尺寸，所以在中間的撞擊點(diǎn)是較小的，但是中間點(diǎn)的射束點(diǎn)仍然大于由光束腰本身撞擊時(shí)所產(chǎn)生的撞擊點(diǎn)尺寸。射束腰在掃描場(chǎng)的中心和各端之間的點(diǎn)上通過信息表面。在這些點(diǎn)上，撞擊點(diǎn)最小。如圖16B中的曲線所示，該彎曲的掃描場(chǎng)使得從掃描場(chǎng)中心到各端的射束點(diǎn)尺寸發(fā)生明顯的變化。
為了減小射點(diǎn)尺寸的變化，本發(fā)明建議通過選擇聚焦長(zhǎng)度和透鏡的偏移角度以及透鏡和信息表面之間的間隔以提供一種自動(dòng)補(bǔ)償，以便使得當(dāng)激光束掃描到信息的端部時(shí)使Z＝0。
如圖17A中所示，這種經(jīng)補(bǔ)償?shù)膾呙鑼⒃谥行狞c(diǎn)處產(chǎn)生一個(gè)射束點(diǎn)，該射束點(diǎn)具有用下面公式表示的面積面積S1＝(π/4)d21(d1＝直徑)在位于中心點(diǎn)和掃描信息一個(gè)端部之間的掃描位置1處，射束點(diǎn)的面積將是面積S2＝π/4(d2)2/cosθ2在掃描信息一端，Z＝0處，射束點(diǎn)面積將是面積S3＝π/4(d3)2/cosθ3
由于在掃描期間O＜θ2＜θ3，COSθ3＜COSθ2＜1和1/COSθ3＞1/COSθ2＞1，d1＞d2＞d3。因此，如果我們正確地選擇激光束參數(shù)，就能使這兩個(gè)參量得到補(bǔ)償。換句話說，當(dāng)二極管位于最大角位置時(shí)，激光束的光束腰將定位于目標(biāo)平面上。正如從上述光束平方公式中所能看到的，通過分母(COSθ)的變化能部分地補(bǔ)償光束直徑(分母)的變化(由于運(yùn)動(dòng)引起的)，這使得射束點(diǎn)尺寸如圖17B的曲線所表示的那樣保持相對(duì)不變。
圖18和19表示與圖12和13所示實(shí)施例相類似的本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。然而，圖18和19的實(shí)施例涉及更緊湊的安裝結(jié)構(gòu)。在圖18和19所示的實(shí)施例中，將激光二極管532安置在激光保持架542中，該保持架由兩塊鋁板542a和542b構(gòu)成。用螺釘543a和543b還將二極管周圍的板542a和542b夾緊到一起。螺釘543a和543b還將位于板542a和542b之間的聚脂薄膜515和517夾緊。結(jié)果是，這對(duì)夾緊板542a和542b使兩個(gè)柔性聚脂支板的固定端保持不動(dòng)并且使激光二極管保持不動(dòng)。將透鏡保持架513粘合到聚脂薄膜515和517的另一端。透鏡保持架513支撐著塑透鏡511。穿過透鏡保持器513的開口538作為小孔光闌。
聚脂薄膜517還支撐永久磁鐵525，磁鐵525粘合到該薄膜的前端和/或透鏡保持架513上。軟鐵磁芯521立在底座540上并且作為線圈架其上繞有線圈523。底座540和激光保持架542粘合在一起。在施加交流電期間，由線圈523產(chǎn)生的磁場(chǎng)在永久磁鐵525上產(chǎn)生擺動(dòng)力。該擺動(dòng)力使得磁鐵525和與之連帶的透鏡511以及保持架513相對(duì)于由保持架542保持的激光二極管532作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
眾所周知，塑料光學(xué)元件對(duì)于由于激光束照射而引起的溫度變化是很敏感的。然而，在圖18和19的結(jié)構(gòu)中，塑料光學(xué)元件象風(fēng)扇一樣運(yùn)動(dòng)而不管激光束是否發(fā)射。這種運(yùn)動(dòng)使熱從光束散失到空氣中。
在使用柔性薄膜條板，例如聚脂薄膜，以支撐透鏡經(jīng)過激光光路進(jìn)行橫向擺動(dòng)的本發(fā)明各種實(shí)施例中，使用了較大的小孔光闌(1.5毫米)。大的小孔光闌減小了因光束截?cái)鄬?duì)掃描組件的光通量變化的影響。具體地說，大孔經(jīng)闌保證了在每次掃描的兩端上激光能量為0.8毫瓦。較小的小孔光闌雖然使工作范圍增加，但卻導(dǎo)致了一個(gè)電信號(hào)的減小的信噪比。在這種實(shí)施例中使用單個(gè)探測(cè)器(參見例如圖27-29)也會(huì)使采用掃描模塊的光學(xué)讀出器的性能受到限制。通過使用更復(fù)雜的接收機(jī)構(gòu)也能增加工作范圍。
很多實(shí)驗(yàn)和詳細(xì)的光學(xué)分析已經(jīng)進(jìn)行以確定本發(fā)明使用柔性薄膜支板，例如聚脂薄膜，以支撐透鏡穿過激光束的光路作橫向擺動(dòng)的實(shí)施方案的性能。從這些實(shí)驗(yàn)和分析中，得出了以下多個(gè)觀察結(jié)果。
為了改進(jìn)光學(xué)性能，可以將小孔光闌移動(dòng)到固定位置，而不使其成為必須與透鏡一起往復(fù)運(yùn)動(dòng)的透鏡保持架的一部分。這種結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是使透鏡保持架的質(zhì)量更小。圖20表示使用固定小孔光闌的第一個(gè)實(shí)施例。
圖20的實(shí)施例基本上與圖13中所示的實(shí)施例相同。但是透鏡保持架213′的前面完全敞開而且并不包括一個(gè)其上形成小孔光闌的板。在圖20的實(shí)施例中，將板239固定地安裝在可運(yùn)動(dòng)透鏡和透鏡保持架的前面。例如，電磁線圈架可以支撐板件239。該掃描組件的小孔光闌238′在固定板239上形成并貫通該板。
光學(xué)分析表明，聚光透鏡是直徑15毫米和中心厚度4毫米的厚透鏡。該透鏡的質(zhì)量大于1克。隨著聚脂薄膜支板的長(zhǎng)度增加，電機(jī)從0.620英寸增加到1.1英寸，掃描組件的線性尺寸增加40%。盡管最大的激光輻射截面和孔都保持在光軸上，但是圖20的實(shí)施例仍顯示出由于已知的COS4θ定律而造成22%的光通量變化。
較小的孔徑能夠減小光軸上的總畸變，然而光軸外的畸變，例如象散卻會(huì)變得更大。因此必須引入非球面因素來平衡這種畸變。
為了消除剩余的光通量變化，可以如圖21所示將固定的孔徑置于透鏡后面。圖21的實(shí)施例除了將帶有孔的板239′置于激光二極管和透鏡之間的固定位置上之外，其它均與上面討論的圖20的實(shí)施例相同。
參照?qǐng)D21所示的結(jié)構(gòu)，入射激光束的最大輻射度和孔中心不管擺動(dòng)透鏡的位置如何總是處在相同的光軸上。所以，光通量保持恒定并且能達(dá)到可通過固定尺寸的圓形孔徑獲得的最大值。
在使用柔性薄膜支板來支撐可運(yùn)動(dòng)透鏡的各實(shí)施例中，可以用菲涅耳透鏡替代聚光透鏡。菲涅耳透鏡一般比較小并且因而具有較小的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量以響應(yīng)施加的電磁力。也可以使用其它的微光學(xué)元件作為可運(yùn)動(dòng)的物鏡。
圖22-24也是本發(fā)明的其它實(shí)施例的截面圖，其中透鏡、驅(qū)動(dòng)磁鐵組件和激光二極管都沿一條共同的軸線定位并且由柔性件支撐著激光二極管。尺寸的明顯減小就使得這種結(jié)構(gòu)能安裝在非常有限的空間范圍內(nèi)。
圖22中所示的組件包括電磁線圈623、可見光激光二極管或VLD632、永久柱形磁鐵625、聚光透鏡611、柔性件615和帶有孔638的透鏡保持架613。柔性件是塑料例如聚脂或聚酰亞胺(kaptan)制成的扁平條板，或是非磁金屬例如銅鈹合金(berrylium-copper alloy)。將柔性件615安裝在繞有線圈623的線圈架621的前面。柔性件615支撐著裝在柔性件中心的環(huán)形永久磁鐵625。永久磁鐵625轉(zhuǎn)而將小型的VLD632支撐在磁鐵的中心上。透鏡保持架613裝在靠近線圈623的前面位置，并通過彈簧與線圈架621相連。
如上所述，透鏡支持架613是兩塊式結(jié)構(gòu)。前一塊支撐透鏡611，而后一塊與線圈架621相連。保持架613的兩塊構(gòu)件具有不同尺寸以便通過例如滑動(dòng)或螺紋固定裝置使一塊嵌進(jìn)另一塊中去。由于是兩塊套在一起，所以減小了透鏡611和VLD632之間的距離。這樣也改變了在組件前面透鏡611使來自VLD632的光聚焦的距離。為了調(diào)節(jié)組件的焦點(diǎn)以適應(yīng)特殊的掃描場(chǎng)合，技術(shù)人員將兩塊保持架嵌套在一起，克服彈簧力的彈力而進(jìn)行調(diào)整，直到使組件的激光束能聚焦在組件前面預(yù)期的距離上。然后，技術(shù)人員通過例如噴射透明膠或者將兩塊焊在一起的方法將兩塊保持架613連在一起。
將柱形永久磁鐵對(duì)中，使其N極和S極之間的軸線與線圈的軸線相垂直。例如，磁鐵625的軸線可以垂直于圖22的平面。當(dāng)電流使線圈623產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí)，線圈磁場(chǎng)和柱形永久磁鐵625磁場(chǎng)之間的相互作用，就產(chǎn)生迫使磁鐵625的軸線與線圈623的軸線相一致的轉(zhuǎn)矩。該轉(zhuǎn)矩使支撐可見光激光二極管632的柔性件扭曲并產(chǎn)生回轉(zhuǎn)力。如果供給線圈623的電流是交流電流C，那么改變電流會(huì)使由線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生變化。這些變化和由柔性件產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)力一起使激光二極管632產(chǎn)生擺動(dòng)。通過透鏡之后，從擺動(dòng)的VLD632射出的激光束形成掃描線。如果磁鐵625的軸線垂直于圖22的平面，則全部掃描線會(huì)進(jìn)入然后離開該平面。
圖23和24的實(shí)施例與上面討論的圖22的實(shí)施例相類似。但在圖23中，塑料(或金屬)柔性件615′裝在線圈架621′的背面上。在圖24中，塑料(或金屬)柔性件615和圖22中一樣，裝在其上繞有線圈623的線圈架621的前面。柔性件615支撐一個(gè)裝在柔性件中央的環(huán)形件625′。然而在圖24的實(shí)施例中，支撐小型VLD632的環(huán)形件625′可以是或不是磁性的。將柱形磁鐵625″裝在小型VLD632的背面。
在與圖22-24相類似的實(shí)施例中，也可以使用其它結(jié)構(gòu)的柔性件、二極管和永久磁鐵。例如，可以將柱形磁鐵與柔性件的一側(cè)相連，而將激光二極管固定到柔性件的另一側(cè)上。另一種設(shè)置方式可以包括一個(gè)與磁鐵相對(duì)的柔性件相連的激光二極管組件。
對(duì)于例如圖22-24所示的所有類型而言，都可以用雙柔性件或交叉柔性件來代替單一的柔性支板。
圖25表示本發(fā)明的一個(gè)與圖1相類似的實(shí)施例。但是在圖25的實(shí)施例中將線狀導(dǎo)線換成了通常被稱作“軟電纜”的扁平柔性多線電纜15′，以便提供連接可見光激光二極管VLD11的導(dǎo)線。一般來說，“軟電纜”可以由其中嵌有導(dǎo)線的聚酰亞胺(kaptan)材料的扁平帶構(gòu)成。該柔性多線電纜15′提供了一種牢固的連接，這種連接不會(huì)因在激光二極管擺動(dòng)期間來回彎曲而產(chǎn)生斷裂。此外，多線電纜還提供了操作該裝置所需的部分或全部恢復(fù)力。
多線電纜可以采用多種結(jié)構(gòu)形式，而一般情況下由柔性扁平線電纜構(gòu)成。也可以使用任何其它的柔性扁平線電纜，只要其結(jié)構(gòu)能提供足夠的柔性即可。
圖26也表示一個(gè)使用柔性扁平線電纜的光束掃描器組件的實(shí)施例，而圖27表示與該光束掃描器組件結(jié)合的手持條形碼讀出器。圖27中表示的手持裝置包括手持外殼1250，該外殼中含有一個(gè)與美國4，496，831號(hào)專利中所描述的電機(jī)相類似的重量輕、速度高的小型掃描電機(jī)1220。在該條形碼讀出器中，外殼1250是柱形的，很象閃光燈或圓珠筆的外殼。由于掃描組件和組合的電子器件的尺寸很小，所以外殼1250的直徑可為1英寸或更小。
基座1214支撐著掃描電機(jī)1220。印刷線路板1248支撐一個(gè)借助壓下啟動(dòng)器1260而動(dòng)作的開關(guān)1262和控制電路1224，其用于為操作激光器和控制電機(jī)的操作提供所需的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。電機(jī)1220的輸出軸1222延伸穿過線路板1248上的開孔。電機(jī)1220圍繞轉(zhuǎn)軸的軸線，并在小于360°的弧線長(zhǎng)度上以不同的圓周方向重復(fù)驅(qū)動(dòng)輸出軸1222。美國專利4，496，831號(hào)中提供了有關(guān)電機(jī)1220和與之相關(guān)的電機(jī)控制電路1224的結(jié)構(gòu)、功能和操作方面的詳細(xì)情況。
U形或環(huán)形支撐構(gòu)件1226安裝在電機(jī)1220的轉(zhuǎn)軸1222的端部。例如，圖26表示一個(gè)環(huán)繞激光發(fā)射器和光學(xué)組件1228的環(huán)形支撐件1226′。柔性扁平線電纜1215將激光發(fā)射器和光學(xué)組件1228電氣連接到電路板1248上。
在圖27的光學(xué)讀出器中，U形構(gòu)件1226支撐激光發(fā)射器和光學(xué)組件1228。當(dāng)電機(jī)1220以不同的圓周方向反復(fù)驅(qū)動(dòng)輸出軸1222時(shí)，組件1228和支撐構(gòu)件1226也連帶地?cái)[動(dòng)并隨轉(zhuǎn)軸1222一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
組件1228包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的中空管1230，激光二極管1232固定地裝在管1230的一個(gè)軸向端部區(qū)域上，而透鏡筒1234裝在管1230的另一個(gè)軸向端部區(qū)域上。透鏡鏡筒包含一個(gè)聚焦透鏡(未示);而且如果需要的話，透鏡鏡筒上可以設(shè)置一個(gè)小孔光闌以便確定光束直徑和由此確定掃描器的有效檢測(cè)點(diǎn)。聚焦透鏡最好是平凸鏡，但也可以是球面透鏡、凸透鏡或柱面透鏡。美國專利4，816，660中詳細(xì)描述了組件1228。組件1228上的固態(tài)激光二極管1232產(chǎn)生不可見光或可見光范圍的入射激光束。透鏡使激光束聚焦以便使光束截面或射束點(diǎn)在相對(duì)外殼1250的工作范圍內(nèi)的距離上具有一定的光束腰尺寸。聚焦的光束沿光路A通過窗口1252;而且在轉(zhuǎn)軸1222換向、反復(fù)擺動(dòng)期間，隨著支撐件1226和組件1228的共同擺動(dòng)，射束點(diǎn)沿一條橫過編碼信息或條形碼符號(hào)的弧線進(jìn)行掃描。
從符號(hào)上反射的部分光沿反向光路B穿過窗口1250回到光探測(cè)器1244中。光探測(cè)器1244檢測(cè)返回部分的反射激光的光強(qiáng)度變化并產(chǎn)生代表測(cè)得的光強(qiáng)變化的電模擬信號(hào)。在所述的實(shí)施例中，光探測(cè)器1244固定地裝在線路板1246上，但也可以將其裝到使激光器和光學(xué)學(xué)組件1228一起擺動(dòng)的支撐構(gòu)件1226上。
印刷線路板1248和1251在板1246的一側(cè)上包含有用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)和用于從數(shù)字脈沖信號(hào)中獲得代表被掃描的條形碼數(shù)據(jù)的信號(hào)處理電路1252和微處理機(jī)電路1253。多線電纜1254將信號(hào)處理電路和微處理器作電氣連接。此外，除了用于控制電機(jī)1220和激光二極管1232工作的控制電路1224外，印刷線路板1248還可以包含信號(hào)處理電路和微處理器控制電路。裝在外殼1250后部的電池盒1258為掃描電機(jī)和手持式條形碼掃描器裝置的所有電路提供電源。
為了用柱形手持式掃描器掃描編碼信息，使用者將掃描器的頂端對(duì)準(zhǔn)信息并啟動(dòng)啟動(dòng)器按鈕1260。激光器二極管1232發(fā)射掃描編碼信息的光束，而且光探測(cè)器1244輸出代表任何被掃描符號(hào)的一個(gè)模擬電信號(hào)。設(shè)在信號(hào)處理電路1252中的數(shù)字化轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理以產(chǎn)生脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)的寬度和間隔相應(yīng)于條碼的寬度和條碼之間的間隔。將數(shù)字化轉(zhuǎn)換器輸出的脈沖信號(hào)送至微處理器1253進(jìn)行譯碼。微處理器譯碼器首先確定從數(shù)字化轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)的脈沖寬度和間隔，然后對(duì)該寬度和間隔進(jìn)行分析以找出和對(duì)合法的條形碼信息進(jìn)行譯碼。一般說，通過電纜將表示譯碼字符的數(shù)字化數(shù)據(jù)帶到一臺(tái)有關(guān)的計(jì)算機(jī)或終端(未示)上。
圖28和29表示用于讀出條形碼的槍形運(yùn)動(dòng)點(diǎn)光學(xué)掃描器。圖28中所描述的類型使用了與圖13中實(shí)施例相當(dāng)?shù)膾呙杞M件1159，而圖29中描述的類型使用了與圖23中實(shí)施例相當(dāng)?shù)膾呙杞M件1159′。
正如這些附圖所描繪的，條形碼讀出器裝置1100包括一個(gè)帶有手槍式握柄1153的槍形輕質(zhì)塑料外殼1155。使用者通過扳機(jī)開關(guān)1154使激光束1151從掃描組件1159或1159′中射出。槍形外殼含有產(chǎn)生光束1151的掃描組件1159或1159′，還包含用于檢測(cè)反射光的光探測(cè)器1158。裝在手槍握把1153中的電池1162為手持式掃描裝置1100的所有元件提供電源。
印刷線路板1161裝在靠近外殼1155后部的位置上。印刷線路板1161包含有控制電路1124，該電路用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)掃描組件1159或1159′中的激光二極管和電磁線圈的信號(hào)。印刷線路板1161還包括信號(hào)處理電路1126和微處理器電路1140，這些電路用于將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖信號(hào)并且從數(shù)字脈沖信號(hào)中得出代表被掃描條形碼符號(hào)的數(shù)據(jù)。
位于外殼1155前端上的光透射窗1156允許射出光束1151射出和使從符號(hào)1170上反射的入射光1152射入。讀出器1100是這樣設(shè)置的，即使用者將槍形裝置在使讀出器1100和符號(hào)1170有一定間隔的位置上瞄準(zhǔn)條形碼符號(hào)。讀出器1100的前面不與形成有符號(hào)的表面相接觸。然而，掃描組件1159或1159′的操作則會(huì)使光束掃過符號(hào)。
從掃描組件1159或1159′內(nèi)的二極管中發(fā)出的光一般是光譜的可見光部分。結(jié)果是，隨著光束掃述形成有符號(hào)1170的表面，使用者可以看到從組件中的光源射出的光。使用者利用這種可見光準(zhǔn)確地將讀出器1100瞄準(zhǔn)符號(hào)。
讀出器1100也可以起到手提式計(jì)算機(jī)終端的作用，而且在這種實(shí)施例中將包括美國專利4，409，470號(hào)中所描述的鍵盤1148和顯示器1149。
圖27-29表示出了與在此公開的三個(gè)選定掃描組件實(shí)施例相結(jié)合的兩種用于讀出條形碼的運(yùn)動(dòng)光點(diǎn)光學(xué)掃描器之不同結(jié)構(gòu)。在此公開的各種掃描組件的每一種組件都可用于公知的結(jié)構(gòu)中或用于各種其它光學(xué)掃描結(jié)構(gòu)中。
很明顯，本發(fā)明的無反射鏡掃描器提供了一種特別小、重量輕、耐用的光學(xué)掃描器。通過合適選擇聚焦長(zhǎng)度、偏移角度和透鏡與信息表面之間的距離，物鏡掃描就可以自動(dòng)地補(bǔ)償射束點(diǎn)尺寸的變化。
權(quán)利要求
1.一種無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其特征在于，該裝置包括用于從前部發(fā)射光的光發(fā)射器；用于將來自光發(fā)射器的光聚焦到被掃描表面上的物鏡；用于將物鏡可移動(dòng)地安裝在光發(fā)射器前面的柔性件，所述柔性件使物鏡相對(duì)于來自光發(fā)射器的光作橫向運(yùn)動(dòng)；和用于在光發(fā)射器發(fā)射光期間使物鏡來回橫向運(yùn)動(dòng)以便使光對(duì)被掃描表面進(jìn)行掃描的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，柔性件包括至少一個(gè)扁平柔性支板，該支板的一端固定到一個(gè)固定點(diǎn)上，而在至少一個(gè)扁平柔性支板的可運(yùn)動(dòng)端部將物鏡與該至少一個(gè)柔性支板的邊緣相連。
3.如權(quán)利要求2所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，至少一個(gè)柔性支板由聚脂扁平支板構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求2所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，至少一個(gè)柔性板包括兩個(gè)與物鏡兩相對(duì)側(cè)相連的柔性支板。
5.如權(quán)利要求4所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，光發(fā)射器是裝在兩柔性支板之間的可見光激光二極管。
6.如權(quán)利要求1所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，物鏡包括一個(gè)聚光透鏡。
7.如權(quán)利要求1所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，物鏡包括一個(gè)菲涅耳透鏡。
8.如權(quán)利要求1所述的無反射透鏡光學(xué)掃描裝置，其中，橫向運(yùn)動(dòng)物鏡的裝置包括一個(gè)與通過所述柔性件可運(yùn)動(dòng)安裝的物鏡相連接的永久磁鐵;和一個(gè)靠近永久磁鐵保持在固定位置上的電磁鐵，這樣，當(dāng)有交流電流信號(hào)施加到電磁鐵上時(shí)，該電磁鐵就產(chǎn)生作用在永久磁鐵上以使物鏡擺動(dòng)的磁場(chǎng)。
9.如權(quán)利要求1所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，進(jìn)一步包括用于安裝柔性件和物鏡使它們可作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的偏移裝置，其中，由柔性件提供的橫向運(yùn)動(dòng)處于第一方面，而由偏移裝置提供的往復(fù)運(yùn)動(dòng)處于與第一方向不同的第二方面;和用于在第二方向上使物鏡往復(fù)運(yùn)動(dòng)的裝置以便使光在二維方向上掃描表面。
10.如權(quán)利要求9所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，在第二方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)物鏡的裝置包括一個(gè)與偏移裝置固定相連的永久磁鐵;和一個(gè)電磁鐵，該電磁鐵保持在靠近永久磁鐵的位置上，以便當(dāng)交流電流信號(hào)施加到電磁鐵上時(shí)，電磁鐵產(chǎn)生作用在永久磁鐵上以使偏轉(zhuǎn)裝置和物鏡在第二方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)。
11.如權(quán)利要求10所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，將光發(fā)射器固定連接到偏轉(zhuǎn)裝置上以便使光發(fā)射器在第二方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
12.如權(quán)利要求10所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，柔性裝置和偏轉(zhuǎn)裝置各包括至少一個(gè)柔性支板。
13.如權(quán)利要求12所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，柔性裝置和偏轉(zhuǎn)裝置的至少一個(gè)柔性支板是由聚脂扁平支板構(gòu)成。
14.如權(quán)利要求1所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，進(jìn)一步包括用于確定小孔光闌的裝置，該裝置限制了從發(fā)射器射出且撞擊到被掃描表面的光量。
15.如權(quán)利要求14所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，用于確定小孔光闌的裝置包括設(shè)在運(yùn)動(dòng)地安裝物鏡的柔性件上的孔以便使孔伴隨物鏡一起往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
16.如權(quán)利要求15所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，孔設(shè)在處于物鏡前面位置上用于運(yùn)動(dòng)地安裝物鏡的柔性件上。
17.如權(quán)利要求14所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，用于確定小孔光闌的裝置包括相對(duì)于光發(fā)射器裝在固定位置上的孔。
18.如權(quán)利要求17所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，孔的固定位置位于物鏡前面。
19.如權(quán)利要求17所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，孔的固定位置位于光發(fā)射器前面和物鏡之間。
20.在一種改進(jìn)的用于發(fā)射光和使光移過被掃描表面進(jìn)行掃描的光學(xué)掃描系統(tǒng)中，其特征在于，其包括有用于安裝掃描系統(tǒng)的至少一個(gè)光學(xué)元件以便使至少一個(gè)光學(xué)元件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的至少一個(gè)柔性支板;和往復(fù)運(yùn)動(dòng)至少一個(gè)光學(xué)元件并使光掃過被掃描表面的裝置。
21.如權(quán)利要求20所述的改進(jìn)的光學(xué)掃描系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)光學(xué)元件是一個(gè)透鏡。
22.如權(quán)利要求21所述的改進(jìn)的光學(xué)掃描系統(tǒng)，其中，透鏡是聚光透鏡或菲涅耳透鏡。
23.如權(quán)利要求20所述的改進(jìn)的光學(xué)掃描系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)光學(xué)元件是一個(gè)光發(fā)射器。
24.如權(quán)利要求23所述的改進(jìn)的光學(xué)掃描系統(tǒng)，其中，光發(fā)射器是可見光激光二極管。
25.如權(quán)利要求23所述的改進(jìn)的光學(xué)掃描系統(tǒng)，進(jìn)一步包括具有光軸的物鏡，其中至少一個(gè)柔性支板將光發(fā)射器支撐在沿物鏡光軸的一個(gè)位置上以便使物鏡將來自光發(fā)射器的光聚焦;和橫向運(yùn)動(dòng)至少一個(gè)光學(xué)元件的裝置包括(i)一個(gè)與光發(fā)射器或者至少一個(gè)柔性支板相連接的永久磁鐵;和(ii)一個(gè)以物鏡光軸為中心的電磁鐵，將電磁鐵保持在靠近永久磁鐵的固定位置上，以便當(dāng)向電磁鐵施加交流電流信號(hào)時(shí)，使電磁鐵產(chǎn)生作用于永久磁鐵上以便使至少一個(gè)柔性支板上的光發(fā)射器產(chǎn)生擺動(dòng)的磁場(chǎng)。
26.如權(quán)利要求20所述的改進(jìn)的光學(xué)掃描系統(tǒng)，其中，橫向運(yùn)動(dòng)至少一個(gè)光學(xué)元件的裝置包括一個(gè)與至少一個(gè)光學(xué)元件或至少一個(gè)柔性支板相連的永久磁鐵;和一個(gè)電磁鐵，它保持在靠近永久磁鐵的固定位置上以便當(dāng)向電磁鐵施加交流電流信號(hào)時(shí)，使電磁鐵產(chǎn)生作用于永久磁鐵上并使至少一個(gè)柔性支板上的至少一個(gè)光學(xué)元件產(chǎn)生擺動(dòng)的磁場(chǎng)。
27.如權(quán)利要求20所述的改進(jìn)的光學(xué)掃描系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)柔性支板包括一個(gè)聚脂平支板。
28.在權(quán)利要求20所述的改進(jìn)的光學(xué)掃描系統(tǒng)中，進(jìn)一步的改進(jìn)包括至少一個(gè)第二柔性支板，其用于安裝至少一個(gè)柔性與板和至少一個(gè)光學(xué)元件以便使至少一個(gè)支板和至少一個(gè)光學(xué)元件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中，由至少一個(gè)柔性支板提供的往復(fù)運(yùn)動(dòng)處于第一方向上，而由至少一個(gè)第二柔性支板提供的往復(fù)運(yùn)動(dòng)處于與第一方向不同的第二方向上;在第二方向上橫向運(yùn)動(dòng)至少一個(gè)第二光學(xué)元件以便使光在二維方向上掃過表面的裝置。
29.如權(quán)利要求28所述的改進(jìn)的光學(xué)掃描系統(tǒng)，其中，在第二方向上橫向運(yùn)動(dòng)至少一個(gè)光學(xué)元件的裝置包括一個(gè)固定連接到至少一個(gè)第二柔性支板上的永久磁鐵;和一個(gè)電磁鐵，其保持在靠近永久磁鐵的固定位置上以便當(dāng)向電磁鐵施加交流電流信號(hào)時(shí)使電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)作用于永久磁鐵上，以使至少一個(gè)光學(xué)元件在至少一個(gè)第二柔性支板的第二方向由作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
30.如權(quán)利要求29所述的改進(jìn)的光學(xué)掃描系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)光學(xué)元件包括一個(gè)透鏡。
31.如權(quán)利要求29所述的改進(jìn)的光學(xué)掃描系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)包括一個(gè)光發(fā)射器，而且該光發(fā)射器固定地連接到至少一個(gè)第二柔性支板上，以便使光發(fā)射器在第二方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
32.如權(quán)利要求29所述的改進(jìn)的光學(xué)掃描系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)柔性支板和至少一個(gè)第二柔性支板各由聚脂扁平支板構(gòu)成。
33.一種在掃描編碼信息時(shí)能自動(dòng)補(bǔ)償光束射點(diǎn)尺寸使之變化最小的光學(xué)編碼信息的物鏡掃描方法，其特征在于，該方法包括以下步驟產(chǎn)生準(zhǔn)直光束;通過物鏡將準(zhǔn)直光束聚焦到光束腰上;使物鏡相對(duì)于準(zhǔn)直光束橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)以便使聚焦光束的光束腰掃過彎曲的掃描場(chǎng);使光學(xué)編碼信息離開物鏡一段距離安置，以便在沿所述彎曲掃描場(chǎng)進(jìn)行掃描期間，使聚焦光束的光束腰在光學(xué)編碼信息的端部通過光學(xué)編碼信息的表面，而在彎曲掃描場(chǎng)的中部聚焦光束的光束腰位于光學(xué)編碼信息后面。
34.如權(quán)利要求33所述的掃描方法，其中，使物鏡往復(fù)運(yùn)動(dòng)的步驟包括使物鏡沿一條弧線來回穿過準(zhǔn)直光束的光路。
35.如權(quán)利要求33所述的掃描方法，其中，使準(zhǔn)直光束聚焦到光束腰上的步驟包括使準(zhǔn)直光束穿過物鏡并將準(zhǔn)直光束聚焦到離物鏡一定距離的焦點(diǎn)上，該距離為所述物鏡的聚焦長(zhǎng)度。
36.如權(quán)利要求35所述的掃描方法，其中，使光學(xué)編碼信息定位的步驟包括確定光學(xué)編碼信息的位置，以便在聚焦點(diǎn)通過光學(xué)編碼信息端部的光學(xué)編碼信息平面時(shí)，在物鏡所偏轉(zhuǎn)的角度上使透鏡和被掃描表面之間的光束長(zhǎng)度等于物鏡的聚焦長(zhǎng)度。
37.一種無反射鏡光學(xué)掃描器，其特征在于，其包括一個(gè)光發(fā)射器;一個(gè)用于將從發(fā)射器發(fā)出的光聚焦到被掃描表面上的物鏡;至少一個(gè)在沿物鏡光軸的一個(gè)位置上支撐光發(fā)射器的柔性件，所述柔性件使光發(fā)射器可相對(duì)于物鏡光軸作往復(fù)運(yùn)動(dòng);和在光發(fā)射器發(fā)射光期間使支撐在柔性件上的光發(fā)射器往復(fù)運(yùn)動(dòng)以便使由物鏡聚焦的光掃過部分被掃描表面的裝置。
38.如權(quán)利要求37所述的無反射鏡光學(xué)掃描器，其中，使光發(fā)射器往復(fù)運(yùn)動(dòng)的裝置包括(i)一個(gè)與光發(fā)射器或靠近光發(fā)射器某個(gè)點(diǎn)的柔性件相連的永久磁鐵;和(ii)一個(gè)以物鏡光軸為中心的電磁鐵，它保持在靠近永久磁鐵的固定位置上，以便當(dāng)向電磁鐵施加交流電流信號(hào)時(shí)，使電磁鐵產(chǎn)生作用于永久磁鐵上以使支撐在柔性件上的光發(fā)射器往復(fù)運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)。
39.一種無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其特征在于，該裝置包括一個(gè)用于從其前部發(fā)射光的光發(fā)射器;一個(gè)用于將從發(fā)射器發(fā)出的光聚焦到被掃描表面上的物鏡;至少一個(gè)柔性支板，至少一個(gè)柔性支板的第一端與物鏡相連，以便使至少一個(gè)柔性支板將物鏡可運(yùn)動(dòng)地支撐在發(fā)射器的前面，并使物鏡相對(duì)于來自光發(fā)射器的光作橫向運(yùn)動(dòng);用于將至少一個(gè)柔性支板的第二端固定到相對(duì)于光發(fā)射器固定的位置上的裝置;和在光發(fā)射器發(fā)射光期間使物鏡橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以便使由物鏡聚焦的光掃過部分表面的裝置。
40.如權(quán)利要求39所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，用于固定的裝置包括一對(duì)板，兩板之間夾有至少一個(gè)柔性支板的第二端，和向一對(duì)板施加壓力的裝置。
41.如權(quán)利要求40所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，將光發(fā)射器置于兩板之間并使其保持不動(dòng)。
42.一種無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其特征在于，該裝置包括一個(gè)光發(fā)射器;用于提供電流以驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器的電路，所述電路安裝在固定點(diǎn)上;用于使光發(fā)射器產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)以便使從發(fā)射器發(fā)出的光束來回掃過形成有不同光反射率標(biāo)記的表面的裝置;一個(gè)包含有多條連接在電路和光發(fā)射器之間的電線的扁平柔性電纜、所述的多條線將電流送至光發(fā)射器。
43.如權(quán)利要求42所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，用于使光發(fā)射器產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的裝置包括一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，光發(fā)射器安裝在該轉(zhuǎn)動(dòng)軸上;一個(gè)與轉(zhuǎn)軸相連的水平臂;和以預(yù)定掃描頻率來回運(yùn)動(dòng)水平臂以使光發(fā)射器產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)從而使來自發(fā)射器的光束以預(yù)定的掃描頻率在象上來回掃描的裝置。
44.如權(quán)利要求42所述的無反射鏡光學(xué)掃描裝置，其中，用于使光發(fā)射器產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的裝置包括帶有轉(zhuǎn)動(dòng)軸的電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸在掃描操作期間以一定弧度來回轉(zhuǎn)動(dòng)，其中光發(fā)射器裝在轉(zhuǎn)軸上。
45.一種用于讀出具有不同光反射率的光學(xué)編碼標(biāo)記的裝置，其特征在于，該裝置包括一個(gè)光發(fā)射和掃描組件，其用于產(chǎn)生激光束和使所述激光束掃過形成帶有不同光反射率的光學(xué)編碼標(biāo)記的表面;用于接收從光學(xué)編碼標(biāo)記上反射回來的光并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于不同光反射率的電信號(hào)的裝置;其中光發(fā)射和掃描組件包括一個(gè)用于從前部發(fā)射光的光發(fā)射器;一個(gè)用于將從發(fā)射器發(fā)出的光聚焦到被掃描表面上的物鏡;用于將物鏡可運(yùn)動(dòng)地安裝在光發(fā)射器前面的柔性件，所述的柔性件使物鏡相對(duì)于來自光發(fā)射器的光作橫向運(yùn)動(dòng);和在光發(fā)射器發(fā)射光期間使物鏡作橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)以便使光對(duì)被掃描表面進(jìn)行掃描的裝置。
46.如權(quán)利要求45所述的裝置，其中，柔性件包括至少一個(gè)扁平柔性支板，其一端固定在固定點(diǎn)上，而在至少一個(gè)扁平柔性支板的可運(yùn)動(dòng)端上將透鏡安裝到至少一個(gè)柔性支板的邊緣上。
47.如權(quán)利要求46所述的裝置，其中，至少一個(gè)柔性支板由聚脂扁平支板構(gòu)成。
48.如權(quán)利要求46所述的裝置，其中，至少一個(gè)柔性支板包括兩個(gè)與物鏡兩端相連的柔性支板。
49.如權(quán)利要求46所述的裝置，其中，物鏡是聚光透鏡或菲涅耳透鏡。
50.如權(quán)利要求45所述的裝置，其中，進(jìn)一步包括用于確定小孔光闌的裝置，該裝置限制從發(fā)射器發(fā)出的撞擊到被掃描表面上的光之光通量。
51.如權(quán)利要求50所述的裝置，其中，用于確定小孔光闌的裝置包括固定在可運(yùn)動(dòng)安裝物鏡的柔性件上的孔，以便使孔和物鏡一起往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
52.如權(quán)利要求50所述的裝置，其中，在物鏡前面的位置上將孔固定到可運(yùn)動(dòng)安裝物鏡的柔性件上。
53.如權(quán)利要求50所述的裝置，其中，用于確定小孔光闌的裝置包括相對(duì)于光發(fā)射器安裝在固定位置上的孔。
54.如權(quán)利要求53所述的裝置，其中，孔的固定位置位于物鏡之前。
55.如權(quán)利要求53所述的裝置，其中，孔的固定位置位于光發(fā)射器前面和物鏡之間。
56.如權(quán)利要求45所述的裝置，其中進(jìn)一步包括用于安裝柔性件和物鏡以便使它們能夠往復(fù)運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)裝置，其中由柔性件提供的橫向運(yùn)動(dòng)處于第一方向，而由偏轉(zhuǎn)裝置提供的往復(fù)運(yùn)動(dòng)處于與第一方向不同的第二方向上;和使物鏡在第二方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)以便使光在二維方向上掃過表面的裝置。
57.一種用于讀出具有不同光反射率的光學(xué)編碼標(biāo)記的裝置，其特征在于，該裝置包括一個(gè)光發(fā)射和掃描組件，其用于產(chǎn)生激光束和使所述激光束在形成有不同光反射率的光學(xué)編碼標(biāo)記表面上掃描;用于接收從光學(xué)編碼標(biāo)記上返回的光并產(chǎn)生相應(yīng)于不同光反射率的電信號(hào)的裝置;其中，光發(fā)射和掃描組件包括一個(gè)光發(fā)射器;一個(gè)用于將從發(fā)射器發(fā)出的光聚焦到被掃描表面上的物鏡;在沿物鏡光軸的位置上支撐光發(fā)射器的至少一個(gè)柔性件，所述的柔性件使光發(fā)射器相對(duì)于物鏡光軸進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng);和在光發(fā)射器發(fā)射光期間，使支撐在柔性件上的光發(fā)射器往復(fù)運(yùn)動(dòng)以便使由物鏡聚焦的光掃過部分被掃描表面的裝置。
58.如權(quán)利要求57所述的裝置，其中使光發(fā)射器往復(fù)運(yùn)動(dòng)的裝置包括(i)一個(gè)與光發(fā)射器相連或在靠近光發(fā)射器的點(diǎn)上與柔性件相連的永久磁鐵;和(ii)一個(gè)以物鏡光軸為中心的電磁鐵，所述電磁鐵保持在靠近永久磁鐵的固定位置上，以便當(dāng)交流電流施加到電磁鐵上時(shí)在電磁鐵上產(chǎn)生作用于永久磁鐵以便使支撐在柔性件上的光發(fā)射器往復(fù)運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)。
59.一種用于讀出具有不同光反射率的光學(xué)編碼標(biāo)記的裝置，其特征在于，該裝置包括一個(gè)光發(fā)射和掃描組件，其用于產(chǎn)生激光束和使所述激光束對(duì)形成有不同光反射率的光學(xué)編碼標(biāo)記表面進(jìn)行掃描;用于接收從光學(xué)編碼標(biāo)記上返回的光并產(chǎn)生與不同光反射率相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的裝置，其中，光發(fā)射和掃描組件包括一個(gè)用于從前部發(fā)射光的光發(fā)射器;一個(gè)用于將來自發(fā)射器的光聚焦到被掃描表面上的物鏡;至少一個(gè)柔性支板，至少一個(gè)柔性支板的一端與物鏡相連以便使至少一個(gè)柔性支板可運(yùn)動(dòng)地將物鏡支撐在光發(fā)射器前面，并使物鏡相對(duì)于來自光發(fā)射器的光作橫向運(yùn)動(dòng);用于將至少一個(gè)柔性支板的另一端固定到某個(gè)位置上的裝置，該位置相對(duì)于光發(fā)射器是固定的;和用于在光發(fā)射器發(fā)射光期間，使物鏡橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)以便使由物鏡聚焦的光掃過部分被掃描表面的裝置。
60.如權(quán)利要求59所述的裝置，其中，用于固定的裝置包括兩個(gè)板，兩板之間夾有至少一個(gè)柔性支板的另一端，和向該對(duì)板施加壓力的裝置。
61.如權(quán)利要求60所述的裝置，其中，光發(fā)射器固定在兩板之間并使其保持不動(dòng)。
62.一種用于讀出具有不同光反射率的光學(xué)編碼標(biāo)記的裝置，其特征在于，該裝置包括一個(gè)光發(fā)射和掃描裝置，其用于產(chǎn)生激光束和使所述激光束對(duì)形成有不同光反射率的光學(xué)編碼標(biāo)記表面進(jìn)行掃描;用于接收從光學(xué)編碼標(biāo)記上返回的光并產(chǎn)生與不同光反射率相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的裝置，其中光發(fā)射和掃描組件包括一個(gè)光發(fā)射器;用于提供電流以驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器的電路，所述電路安裝在固定點(diǎn)上;用于使光發(fā)射器產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)以便使來自發(fā)射器的光束對(duì)形成有不同光反射率的標(biāo)記來回掃描的裝置;一條包含多條連接在電路和光發(fā)射器之間的導(dǎo)線的扁平柔性電纜，所述多條導(dǎo)線將電流送至光發(fā)射器。
63.如權(quán)利要求62所述的裝置，其中，用于使光發(fā)射器產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的裝置包括一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，光發(fā)射器裝在該轉(zhuǎn)動(dòng)軸上;一個(gè)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連的水平臂;和以預(yù)定的掃描頻率來回運(yùn)動(dòng)水平臂，以使光發(fā)射器產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)、從而使來自發(fā)射器的光束以預(yù)定的掃描頻率在象上來回掃描的裝置。
64.如權(quán)利要求62所述的裝置，其中，使光發(fā)射器產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的裝置包括具有轉(zhuǎn)動(dòng)軸的掃描電機(jī)，該轉(zhuǎn)軸在掃描操作期間沿一定弧度來回轉(zhuǎn)動(dòng)，其中光發(fā)射器安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。
全文摘要
一種無反射鏡光束掃描裝置具有較小的尺寸和重量。在一些實(shí)施例中，光發(fā)射器本身來回運(yùn)動(dòng)，而在另一些實(shí)施例中，物鏡在光發(fā)射器前面作橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。物鏡響應(yīng)原動(dòng)力作橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該原動(dòng)力可以是例如由與物鏡相連的永久磁鐵和由交流電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)的固定安裝的電磁鐵相組合的動(dòng)力。在光發(fā)射器發(fā)射光期間物鏡的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使光對(duì)例如具有條形碼標(biāo)記的表面進(jìn)行掃描。
文檔編號(hào)G06F3/033GK1105467SQ9310678
公開日1995年7月19日 申請(qǐng)日期1993年6月11日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月12日
發(fā)明者西蒙·巴德, 亞軍·李, 杰羅姆·斯沃茨, 鮑里斯·梅特里斯基, 約瑟夫·卡茨, 阿斯科爾德·斯特拉深科, 哈爾·查里克 申請(qǐng)人:歐林巴斯光學(xué)工業(yè)股份有限公司