DE3107922C2 - Handabtaster zum Erfassen von Strichcodesymbolen - Google Patents
Handabtaster zum Erfassen von StrichcodesymbolenInfo
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Abstract
Ein völlig frei tragbares Handabtastsystem zum Erfassen von Strichcodesymbolen umfaßt einen leichten und kleinen Handabtaster, in welchen eine Laserlichtquelle, ein Stromversorgungsbauteil, eine Optik, eine Miniaturauslenkvorrichtung, ein Wandler, eine Wandlerauswerteschaltung und eine Auswertevorrichtung untergebracht sind, die speziell auf die Bedürfnisse von geringer Größe und geringem Gewicht sowie Volumen ausgebildet sind. Das Gehäuse kann mittels einer Klammer od.dgl. oder von Hand gehalten werden. Für letzteres kann ein Teil von ihm als Handgriff ausgebildet sein oder es kann die Form einer Pistole haben. Als Auslenkvorrichtung wird ein Hochgeschwindigkeitsschwingauslenkmotor und/oder ein Penta-Bimorph-Abtaster verwendet. Über einen, insbesondere von Hand betätigbaren Auslöser wird eine wiederholte Abtastung eines ein Strichcodesymbol aufweisenden Gegenstandes ausgelöst. Eine Anzeige zeigt an, daß die Abtastung eines bestimmten Gegenstandes beendet wurde. Ein am Körper zu tragendes Behältnis nimmt die übrigen Bauteile des Abtastsystems auf. Es ist mit einer nichtsperrigen, freibeweglichen Leitung mit dem Handgerät verbunden. Ein Verfahren zum Abtasten des Strichcodesymbols und zum Betrieb des Abtastsystems sind angegeben.
Description
Die Erfindung betrifft einen Handabtaster zum Erfassen von auf einem Gegenstand angeordneten Strichcodesymbolen
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die DE-OS 28 38 243 beschreibt einen derartigen Handabtaster, der jedoch ein erhebliches Gewicht besitzt
und auf das abzutastende Strichcodesymbol aufgesetzt werden muß. An der Oberseite des Handabtasters
ist zwar ein Handgriff angeordnet; dieser dient jedoch nur dazu, den Handabtastcr von einem Strichcodcsymbol
auf das andere zu bewegen. Für eine Positionierung des Handabtasters auf ein Strichcodesymbol ist ein eigenes
Fenster in dem Handabtaster vorgesehen, durch das das Strichcodesymbol unter Beleuchtung durch eine
einschaltbare Lampe von oben her sichtbar ist Über ein
verhältnismäßig starkes, abgeschirmtes und wenig flexibies
Kabel wird der bekannte Handabtaster mit Strom versorgt und es werden Handabtaster-Signale zu einer
Erfassungs- und Recheneinheit übertragen. Der bekannte Handabtaster ist während des Betriebs dauernd
erregt, was zu einer erheblichen Beanspruchung der elektrischen und mechanischen Elemente führt; außerdem
können soviel Abtastungen entstehen, da nicht festliegt,
wann ein erstes Symbol abgetastet ist und das nächste beginnt Auch kann der bekannte Handabtaster
bereits mit dem Abtasten anfangen, bevor der Handabtaster genau auf das Symbol ausgerichtet wurde.
Die US-PS 36 99 3Ϊ2 befaßt sich mit einem pistolenförmigen
Handabtaster, der über ein Kabel mit einer Steuereinheit verbunden ist Der bekannte Handabtaster
weist eine normale Lichtquelle, eine Stromversorgung für die Lichtquelle, einen Rückspiegel, einen halbdurchlässigen Spiegel und eine mit öffnungen versehene
Rotationstrommel mit Motor als Antrieb, ein erstes Faseroptikbündel mit einer 90°-Verdrehung, ein zweites
Faseroptikbündel ohne Verdrehung, Photoempfänger, einen Druckknopf und einen Druckknopfschalter
sowie ein Anzeigelicht für eine erfolgreiche Decodierung auf. Analogsignale von den Photoempfängern werden
über das Kabel zur Steuereinheit geleitet Der Einsatz des bekannten Handabtasters erfordert eine direkte
Berührung mit dem Gegenstand, so daß das Symbol vollständig bedeckt ist Der bekannte Handabtaster
muß in eine feste Beziehung zum Strichcodesymbol gebracht und in dieser gehalten werden, während die Abtastoperation
erfolgt. Die Abtasttrommel wird durch den Motor solange in Drehung gehalten, wie der Druckknopfschalter
durch Gedrückthalten des Druckknopfs geschlossen ist. Nach erfolgreicher Abtastung leuchtet
eine Anzeigelampe auf. Gleichzeitig werden die Daten aus einem Ausgangsschieberegister zur Steuereinheit
übertragen. Nach Aufleuchten der Anzeigelampe muß der Benutzer unter Loslassen des Druckknopfs reagieren,
damit er die Abtastung duch Abschaltung des Motors beendet. Wird der Druckknopf nicht rechtzeitig
losgelassen, dann leuchtet auch die Lampe weiter auf und der Motor bleibt nach wie vor erregt, um das bereits
abgetastete Strichcodesymbol nochmals zu lesen. Der Benutzer benötigt deshalb eine ausreichende Zeit,
um mit Sicherheit vom Aufleuchten der Lampe bis zum Beginn der nächsten Abtastung den Druckknopf loszulassen.
Der bekannte Handabtaster kann somit nicht zwischen dem Fall zweier unterschiedlicher Gegenstände
mit dem gleichen Symbol und dem anderen Fall eines unbeabsichtigten zweimaligen Lesens eines Symbols
auf einem einzigen Gegenstand unterscheiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Handabtaster der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
genannten Art so weiterzubilden, daß bei flexibler Einsetzbarkeit dessen Handhabung erleichtert wird.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale
gelöst.
Durch die vollkommene Miniaturisierung der Elemente ergibt sich ein Handabtaster mit einem geringen
Gewicht unter 1 kg, so daß eine Bedienungsperson ohne weiteres in der Lage ist, den Handabtaster frei in der
Hand zu halten und rasch und zuverlässig Symbole, auch an schwierig zugänglichen Stellen, abzutasten. Es
ist nicht mehr erforderlich, das Gerät unter Beobachtung durch ein Fenster genau auf das Symbol zu positionieren,
da das Symbol für die Bedienungsperson auch während der Abtastung frei sichtbar ist und die Abtastung
durch Betätigen des Schalters von Hand genau gesteuert werden kann, sobci es genügt, den 1 iandablaster
lediglich in die Nähe des Symbols zu halten. Da der Handabtaster jeweils nur kurzzeitig für das Lesen eines
Symbols erregt wird, ergibt sich auch eine wesentlich geringere Belastung der Elemente.
Bei dem erfindungsgemäßen Handabtaster kann die Abtastung mit hohen Geschwindigkeiten zwischen 5
und 100 Abtastungen pro Sekunde erfolgen. Bei jedem Betätigen des Triggerschalters wird jeweils nur ein einziges
Symbol gelesen. Soll das Symbol nochmals gelesen werden, dann ist eine nochmalige Betätigung des Triggerschalters
erforderlich. Der erfindungsgemäße Handabtaster unterscheidet somit ganz deutlich zwischen
der« mehrmaligen Lesen eines einzigen Symbols auf einem einzigen Gegenstand und dem Lesen des gleichen
Symbols auf mehreren Gegenständen.
Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Handabtasters sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert, es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen pistolenförmigen
Handabtaster mit einer Laserlichtquelle,
F i g. 2 eine Schnittansicht von oben auf den Handabtaster
nach F i g. 1,
Fig.3 eine Vorderansicht des pistolenförmigen Handabtasters nach F i g. 1,
F i g. 4 einen Teilschnitt eines Abtastmotors und der angeschlossenen Steuerschaltung,
F i g. 5 eine diagrammatische Draufsicht auf den Abtastmotor nach F i g. 4 in seiner Ruhestellung,
F i g. 6 eine F i g. 5 analoge Ansicht, bei der der Rotor sich jedoch in einer seiner Grenzauslenkungsstellungen,
die mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, befindet und in einer Schließstellung, die gestrichelt dargestellt
ist,
F i g. 7 eine F i g. 5 analoge Ansicht, bei der sich der Rotor in seiner anderen Grenzauslenkungsstellung befindet,
Fig.8 eine gegengekoppelte Steuerschaltung zur Änderung der Geschwindigkeit der Abtriebswelle des
Abtastmotors nach F i g. 4,
Fig.9 eine schematische Ansicht eines völlig frei tragbaren und mobilen Handabtasters mit pistolenförmiger
Form gemäß F i g. 1,
Fig. 10 eine schematische Ansicht eines pistclenförmigen
Handabtasters in Halbleiter-Laser-Ausführungsform,
F i g. 11 eine schematische Ansicht eines anderen
Handabtasters,
F i g. 12 einen Stromlaufplan der Steuerschaltung.
In den F i g. 1 bis 3 und 9 ist ein leichter in der Hand führbarer tragbarer Handabtaster 10 zum Erfassen und
Analysieren von Strichcodesymbolen dargestellt. Derartige Strichcodesymbole umfassen eine Reihe von Linien
und Zwischenräume unterschiedlicher Breite. Ein Strichcodesymbol kannjzu einer mehrziffrigen Zahl, die
ein Produkt oder dgl. charakterisiert, decodiert werden. Zu den bekannten Strichcodesymbolen gehört die Universal
Product Code (UPC), EAN, Codabar und Code 39.
Der Handabtaster 10 umfaßt ein pistolenförmiges Gehäuse mit einem Griff 12 und einem Arbeitsteil 14.
Querschnitt und Gesamtgröße des Griffs 12 sind derart gewählt, daß er gut in der Hand des Benutzers liegt.
Griff und Arbeitsteil sind aus einem leichten, nachgiebi-
gen, stoßfesten, sich selbst tragenden Werkstoff, wie einem synthetischem Kunststoff. Das Kunststoffgehäuse
ist vorzugsweise im Spritzgießverfahren hergestellt. Es kann jedoch auch durch Tiefziehen oder Formblasen
hergestellt sein, um eine dünne hohle Schale zu bilden,
dessen Innenraum weniger als etwa 1500 cm3, vorzugsweise
nur 700 bis 800 cm3 beträgt.
Der Arbeitsteil 14 ist als horizontales langgestrecktes Gehäuse ausgebildet, das einander gegenüberliegende
Endstücke 20 und 22 hat. Der Griff 12 ist ebenfalls länglich und unter einem gewissen Winkel mit dem Arbeitsteil
durch lösbare Verbinder 16 und 18 verbunden, die den Griff unterhalb des Arbeitsteils 14 zwischen den
Endstücken 20 und 22 halten. Hierdurch ist dem Verwender ein bequemes Halten des Handabtasters 10 von
unten her ermöglicht an einer Stelle, von der eine Handhabung bei ausgeglichener Gewichtsbelastung möglich
ist.
Eine Kleinlichtquelle zur Erzeugung eines Laserlichtstrahls ist im Inneren des Arbeitsteils 14 untergebracht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dies eine koaxiale Helium-Neon-Laserröhre 24, welche einen roten
Lichtstrahl mit einer Wellenlänge von 632,8 nm erzeugt. Die Laserröhre ist festversiegelt und unverpackt
und hat ein Gewicht von weniger als 200 g, vorzugsweise nur etwa 100g. Sie ist kurz d.h. weniger als etwa
20 cm, vorzugsweise weniger als 5 cm lang und nimmt nur wenig Gleichstrom auf, d. h. die Anodenspannung ist
geringer als 1100 Volt, vorzugsweise geringer als 650 V. Der Anodenstrom beträgt weniger als 4,5 mA, vorzugsweise
weniger als 4 mA. Auch die Zündspannung ist niedrig, d. h. sie liegt unter 6 kV, vorzugsweise unter
3,4 kV. Die Ausgangsleistung ist ebenfalls gering, nämlich in der Größenordnung von 0,5 mW. Die Laserröhre
24 hat eine lange Lebensdauer von etwa 15 000 Stunden.
Die Laserröhre 24 erzeugt einen Lichtstrahl im TEM„mq mode mit einem im allgemeinen kreisförmigen
Strahl, der in der unmittelbaren Umgebung einer Anode 26 einen Durchmesser von etwa 0,9 mm hat Es ist verständlich,
daß der Laserlichtstrahl mit zunehmendem Abstand von der Anode 26 unter einem geringen Öffnungswinkel
von etwa 3,5 bis 4 milliradians sich verbreitert. Im Gegensatz zu bekannten Ein-mode-Laserröhren,
die einen kreisförmigen Lichtpunkt mit einer Gauss'schen Helligkeitsverteilungscharakteristik haben,
welche sich mit der Zeit nicht ändert, ist der kreisförmige Lichtpunkt einer Multi-mode-Laserröhre 24 durch
eine nicht gleichmäßige Helligkeitsverteilung, die sich mit der Zeit ändert, gekennzeichnet Der erzeugte Ausgangslichtpunkt
einer Multi-mode-Röhre ist durch dunklere Zonen innerhalb des Ausgangsstrahls gekennzeichnet,
wobei sich die dunkleren Zonen willkürlich innerhalb des Lichtpunktes bewegen, etwa ähnlich wie
sich die Sonnenflecken auf der Sonne verlagern.
Die Laserröhre 24 ist mit Haltebändern 32 und 34 auf einer Stützplatte 30 befestigt Gummistoßdämpfer 26
und 28 dienen dazu, die Stützplatte stoßgesichert innerhalb des Arbeitsteils 14 zu halten. Ein Dämpfer 36 ist
zwischen dem Gehäuse und einem vorderen vertikalen Flansch 40 der Stützplatte 30 angeordnet, um eine horizontale
Bewegung nach vorne und nach hinten so gering wie möglich zu halten. Ein Dämpfer 38 ist zwischen
dem Gehäuse und einem rückwärtigen Teil der Stützplatte 30 angeordnet um die vertikale Auf- und Abbewegung
der Platte und der auf ihr angebrachten Bauteile so gering wie möglich zu halten.
Die der Slül/.plallc 30 zugewandte Unterseile der
l-iserröhre 24 ruhl auf zwei im Abstand angeordneten
gefurchten Konsolen 42 und 44, die an der Stützplatte 30 festgeschraubt sind. Schraubelemente 46 und 48 sind
unabhängig voneinander drehbar, um eine Lagejustierung der Laserröhre 24 gegenüber der Stützplatte 30 zu
ermöglichen, insbes. um den Laserstrahl gegenüber einer Miniaturoptik auszurichten.
Eine Stromversorgung 50 (Gleichstrom) für die Laserröhre 24 ist im Inneren des Handgriffs 12 untergebracht,
Ihr Volumen beträgt etwa 60 cm'. Sie wiegt etwa
200 g. Die Stromversorgung bildet die schwerste Baueinheit innerhalb des Gehäuses und ist deshalb im
Handgriff untergebracht, um den Schwerpunkt niedrig zu halten, so daß das Balancieren des Handabtasters bei
dessen Handhabung erleichtert ist.
Wie man F i g. 12 entnimmt, hat die Stromversorgung 50 einen Eingangsanschluß 52. an welchen eine Niedcrvoltgleichspannungsquelle,
z.B. eine 15-Voli-Batterie angeschlossen werden kann. Diese 12-Volt-Gleichsirom
fließen über einen gesonderten, nicht abgeschirmten Leiter, der innerhalb eines Verbindungskabels 58 untergebracht
ist. Die Stromversorgung 50 hat ferner einen Ausgangsanschluß 54, welche den Anodenstrom an die
Anode 26 der Laserröhre 24 über einen Lastwiderstand 55 abgibt. Die Kathode 28 der Laserröhre 24 ist geerdet.
Die Stromversorgung 50 enthält ferner einen Steueranschluß 56, der an einem Auslöseschalter 60 und einer
Steuerschaltung liegt. Die Anwesenheit eines Steuersignals am Steueranschluß 56 bestimmt ob die Anodenspannung
am Auslaßanschluß 54 erzeugt wird. Die elekfrischen Verbindungen der Anschlüsse 52, 54 und 56
wurden in F i g. 1 nicht dargestellt.
Gemäß F ig. 1 wird der Laser-Lichtstrahl auf eine Miniaturoptik
gerichtet, die ebenfalls im Arbeitslei! untergebracht ist Sie umfaßt eine Kette optischer Bauteile
zur optischen Modifizierung des Laserlichtstrahls und um den modifizierten Lichtstrahl längs eines Lichtwegs
durch das Gehäuse zu richten. Der Lichtstrahl tritt aus dem Gehäuse durch eine Auslaßöffnung 62 im Bereich
des Endstücks 20 aus und trifft auf ein Strichcodesymbol nahe einer Bezugsebene, die sich außerhalb des Gehäuses
befindet
Die optische Kette umfaßt eine den Strahl verbreiternde negative Linse 64 und eine positive Objektivlinsc
66, deren relative öffnung f im Bereich von /76 bis /77
liegen. Die öffnung /des auf die optische Kette treffenden
Lichtstrahls hat üblicherweise einen Wert von /750 bis /760. Auch andere Objektive können zu hohen Werten
für die Schärfentiefe im Bereich von 25 mm oder mehr für den Laserstrahl führen.
so Wie bereits oben angegeben, beträgt der Lichtstrahldurchmesser unmittelbar außerhalb der Laserrönic etwa
1 mm oder weniger. Die den Strahl verbreiternde Linse 64 vergrößert den Lichtpunkt auf etwa 6 bis
6,5 mm auf der Objektivlinse 66. Die optische Kette fokussiert den Lichtstrahl derart, daß er in der Bezugsebene,
die etwa 260 mm vor der Objektivlinse 66 liegt, einen Durchmesser von etwa 0,125 bis 0,175 mm hat Eine
Punktgröße von 0,15 mm wird zu beiden Seiten der Bezugsebene im Bereich des Arbeitsabstandes erreicht
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Bezugsebene einen Abstand von etwa 25 mm vom Endstück
22 des Arbeitsteils 14 und beträgt der Arbeitsabstand etwa 5 cm.
Folglich wird die Punktgröße von 0,15 mm ausgehend vom Endstück 22 über einen Bereich von 25 mm bis zur Bezugsebene und über diese hinaus um weitere 25 mm aufrechterhalten- Das Strichcodesymbol kann irgendwo in diesem Brcich angeordnet sein, um richtig dccodicrt
Folglich wird die Punktgröße von 0,15 mm ausgehend vom Endstück 22 über einen Bereich von 25 mm bis zur Bezugsebene und über diese hinaus um weitere 25 mm aufrechterhalten- Das Strichcodesymbol kann irgendwo in diesem Brcich angeordnet sein, um richtig dccodicrt
und/oder analysiert zu werden.
Die Brennweiten und Abstände der positiven und negativen Linsen sind speziell so ausgelegt, daß sie einen
Multi-niodc-Laserstrahl modifizieren können. Der
Sirahlpunkt in der Bezugsebene enthält dennoch dunkle Bereiche, jedoch ist die ungleichmäßige Helligkeitsverteilung
weniger stark ausgeprägt.
Die Optik für eine Ein-mode-Laserröhre ist konventioneller aufgebaut als die für eine Multi-mode-Laserröhre
und die Öffnungszahlen der Linsen würden normalerweise im Bereich /7120 bis /7200 liegen, um eine
ausreichende Schärfentiefe im Bereich von 5 bis 7,5 cm zu erzielen. Im Falle der Multi-mode-Laserröhre sind
die Öffnungszahlen der Linsen geringer, was geringere Schärfenliefen in der Größenordnung von 2,5 cm zur
Folge hat. Es wurde jedoch überraschend gefunden, daß der Arbeitsabstand größer als 2,5 cm und insbes. im Bereich
von 5 cm liegen kann.
Im freien Raum innerhalb des Arbeitsteils 12 sind Miniaturabtaster zur periodischen Auslenkung des Laserstrahls
über das Strichcodesymbol vorgesehen, damit der Laserstrahl am Strichcodesymbol reflektiert wird.
Ein Miniaturabtaster 68 dieni zum Auslenken des Strahls über das Strichcodesymbol in einer bestimmten
Richtung (x-Achsenabtastung) in Längsrichtung. Es kann noch ein weiterer Miniaturabtaster 70 zum Auslenken
des Strahls über den Strichcode in Querrichtung (y-Achsenabtastung), vorgesehen sein.
Viele Arten von Abtastelementen lassen sich als Miniaturabtaster 68 und 70 anwenden, beispielsweise motorgelriebene
Miniaturpolygone oder die verschiedenen Bimorph-Abtastschwingelemente, wie sie im US-PS
42 51 798 dargestellt sind.
Es werden die nachstehend erläuterten Miniaturabtaster 68 und 70 verwendet. Sie sind miteinander austauschbar
hinsichtlich Größe und Gewicht und der Anbringung im Arbeitsteil 14. Die Wirkungsweise dieser
Miniaturabtaster 68 und 70 wird in Verbindung mit den F i g. 4 bis 8 erläutert. Beide Miniaturabtaster 68 und 70
haben Abtastmotoren, deren Spiegel 76 und 78 tragende Abtriebswellen 72 und 74 hin und her Drehschwingungen
ausüben. Der Betrieb des Motors wird durch Motorsteuerschaltungen derart gesteuert, daß die Spiegel
periodisch in unterschiedlicher Umfangsrichtung über einen Bogen von weniger als 360° hin- und herschwingen.
Üblicherweise beträgt der Bogen etwa 5° bezüglich der Vertikalen. Der auf die Spiegel auftreffende
Lichtslrahl wird mit sehr hoher Geschwindigkeit von wenigstens 5 Schwingungen je Sekunde, vielfach aber
mit 100 Schwingungen pro Sekunde bewegt
Der Miniaturabtaster umfaßt weiter einen stationären lichtreflektierenden Spiegel 80, der auf der Stützplatte
30 unter einem Winkel von 45° zur Achse, um welche die Abtriebswelle 72 schwingt, ausgerichtet befestigt
ist. Der aus der Objektivlinse 66 austretende Lichtstrahl trifft auf den stationären Spiegel 80 und wird
an diesem in horizontaler Ebene derart abgelenkt, daß er auf den Spiegel 76 trifft, der seinerseits auf der Abtriebswelle
72 unter einem Winkel von 45° zur Schwingachse der Abtriebswelle 72 und 74 ausgerichtet ist. Das
auf den Spiegel 76 treffende Licht wird nach oben zum Spiegel 78 reflektiert, der auf der Abtriebswelle 74 unter
einem Winkel von 45° befestigt ist Das auf den Spiegel 78 auftreffende Licht wird dann nach vorne in Längsrichtung
des Arbeitsteils 14 reflektiert und tritt aus einem für den Laserstrahl durchlässiges Auslaßfenster 62
aus.
Die Hin- und Herschwingungen der Abtriebswelle 72 bewirken,"daß der Lichtstrahl sich längs eines Strichcodesymbols
bewegt und eine Abtastung in Richtung der X-Achse bewirkt. Wenn man es wünscht, kann die
Hin- und ilerschwingung der Antriebswelle 74 den Lichtstrahl längs der Höhe des Strichcodesymbols auslenken,
um su eine Abtastung in Richtung der V-Achse
zu bewirken.
Wenn lediglich der fX-Achsen-)Abtastmotor 68 angetrieben
wird, so daß der Spiegel 76 mit gleichförmiger Geschwindigkeit angetrieben wird, wird der Laserstrahl
linear in horizontaler Richtung ausgelenkt und eine lineare Abtastlinie wird an der Bezugsebene erzeugt.
Der Arbeitsteil 14 des Handabtasters 10 hat einen oberen Wandabschnitt 82 und einen nach unten geneigten
Wandabschnitt 84 oberhalb und unterhalb der Auslaßöffnung im Endstück 20. Der obere Wandabschnitt
82 ist etwa eben und hat keine vorstehenden Vorsprünge in der Nähe des Endstücks 20. Die Auslaßöffnung ist
eng in der Höhe und weit in der Breite. Der Laserstrahl tritt durch die Auslaßöffnung an einer Stelle gerade
unterhalb des oberen Wandabschnitts aus. Auf diese Weise wirkt der obere Wandabschnitt 82 in bequemer
Weise als Zielführung um den Laserstrahl genau auf das zu lösende Strichcodesymbol zu richten. Würde der
obere Wandabschnitt 82 Vorsprünge aufweisen, so würde dies die Sicht stören. Ein glatter oberer Wandabschnitt
82 vermeidet daher eine Sichtstörung zwischen dem Gehäuse und dem Laserstrahl selbst.
Miniatursensoren in Form photoempfindlicher Wandler wie Photovervielfacher oder Halbleiterphotodioden erzeugen ein elektrisches Intensitätssignal abhängig von der Menge des reflektierten Lichts.
Miniatursensoren in Form photoempfindlicher Wandler wie Photovervielfacher oder Halbleiterphotodioden erzeugen ein elektrisches Intensitätssignal abhängig von der Menge des reflektierten Lichts.
Wie sich aus F i g. 1 ergibt, gelangt das reflektierte Licht zunächst durch ein Auslaßfenster 62 und anschließend
durch ein Filter 90, das für einen roten Laserlichtstrahl durchlässig ist, worauf es auf Photodioden 86 und
88 trifft. Diese sind mit Abstand voneinander auf dem Flansch 40 befestigt und erzeugen ein analoges elektrisches
Signal. Es werden zwei Dioden statt einer verwendet um das Bildfeld zu vergrößern. Die beiden Dioden
sind soweit auseinandergerückt, daß deren Empfangszonen einander überlappen. Beträgt das Bildfeld der
Abtaster etwa 10 cm, dann sind die beiden Photodioden
etwa 5 cm auseinandergerückt, um das Bildfeld voll zu erfassen.
Gemäß F i g. 2 sind im Innenraum des Arbeitsteils 14 Miniaturenauswertevorrichtungen 92 für die Verarbeitung
der Signale vorgesehen. Sie sind fest auf der Stützplatte 30 an einer Seite der Laserröhre 24 befestigt und
so vprzugsweise aus integrierten Schaltkreisen aufgebaut, welche die elektrischen Analogsignale verarbeiten und
zu den Strichcodesymboien entsprechenden Kennzählen
verarbeiten. In diesem Zusammenhang wird auf die US-PS 42 51 798 verwiesen, welcher eine bevorzugte
Ausführungsform zur Datenverarbeitung entnehmbar ist
Eine Steuerschaltung 94 (Fig.2) für die Abtastmotoren
68 und 70 sind ebenfalls vorzugsweise als integrierte Schaltkreise aufgebaut und seitlich der Laserröhre
untergebracht
Alle elektrischen Verbindungen zu den Photodioden 86 und 88, zur Auswertschaltung 92 und zur Steuerschaltung
94 für die Abtaster 68 und 70 wurden in den F i g. 1 bis 3 aus Gründen der deutlicheren Darstellung
fortgelassen. Eine detaillierte Beschreibung der Steuerschaltung erfolgt in Verbindung mit F i g. 16.
Der Handabtaster 10 nach den F i g. 1 —3 und 9 ist mit
einem flexiblen Kabel 58 mit den übrigen Baueinheiten
des Abtastsystems verbunden. Zu diesen zählen, u. a. Decodier- und Rechenschaltungen, Daienspeicherschaltungen
und bei einigen Anwendungen Steuerspannungserzeuger für die Stromversorgung 50 und die
Steuerschaltung 94. Diese zusätzlichen Schaltungskomponenten können in einer Bedienungskonsole, die mit
Wechselstrom aus der Steckdose betrieben wird, oder, in einer bevorzugten Ausführung nach F i g. 9, in einem
kleinen Behältnis, z. B. einem Täschchen 100, das vom Benutzer z. B. am Gürtel getragen wird, untergebracht
sein. In letzterem Fall ist eine wiederaufladbare Batterie in der Tasche untergebracht, um das Abtastsystem in
seiner Gesamtheit frei umhertragen zu können.
Das Täschchen 100 kann auch als Rucksack ausgebildet sein. Die Decodier- und Rechenschaltung 102 ist in
der Gürteltasche untergebracht. Die Datenspeicherschaltung 104 ist ebenfalls in der Gürteltasche untergebracht
und dient dazu, decodierte Signale zu speichern.
Die Datenspeicherschaltung 104 ist eine in sich abgeschlossene Speichervorrichtung, beispielsweise ein
nicht-flüchtiger Blasenspeicher oder eine Magnetbandkassette oder ein (flüchtiger) Haltbleiter-Lese-ZSchreib-Speicher.
Die wiederaufladbare Batterie 106 mit niedriger Spannung ist ebenfalls in der Gürteltasche untergebracht.
Die Decodier- und Rechenschaltung 102, die Datenspeicherschaltung 104 und die Batterie 106 können in
getrennten Gürteltaschen 100 oder in einer einzigen, deren Abmessungen 5 χ 10 χ 25 cm beträgt, untergebracht
sein. Auf diese Weise ist das ganze Laserabtastsystem völlig frei umhertragbar und in sich geschlossen.
Das Kabel 58 hat einen verhältnismäßig geringen Querschnitt, ist leicht, nicht sperrig, flexibel und ist leicht
mit dem Handabtaster 10 beim Zielen auf unterschiedliche Symbole beweglich. Es läßt beliebige Freiheitsgrade
der Bewegung zu und erfordert keine große besondere Kraft seitens des Benutzers bei der Handhabung.
Der Handabtaster 10 braucht nicht die pistolenartige Formgebung, wie sie sich aus den F i g. 1 bis 3 und 9
ergibt, zu haben. Es lassen sich auch stromlinienförmige Gehäuse anwenden. Eine andere Ausbildung eines
Handabtasters 10a ergibt sich aus F i g. 11. Dieser ist im wesentlichen identisch mit der pistolenartigen Ausbildung
nach den F i g. 1 bis 3 mit Ausnahme des Handgriffs 12, der in gleicher Richtung wie der Arbeitsteil 14
und an dessen Ende ausgebildet ist Er weist die fingeraufnehmenden Furchen 101 auf. Der Benutzer kann den
Kopf daher mit einer Hand greifen und in der Handfläche halten.
Ein anderes Merkmal des stromlinienförmigen Handabtasters 10a ist ein an der Außenseite angebrachter
Gummidämpfer 103* der in Verbindung mit allen hier
offenbarten Gehäusen verwendbar ist Ähnlich wie bei einem beliebigen in der Hand zu haltenden Gerät muß
ein Handabtaster stabil genug sein, um starken äußeren ungewöhnlichen Belastungen standzuhalten, wie sie auftreten,
wenn unbeabsichtigterweise der Abtaster vom Tisch gestoßen wird und auf den Boden fällt Die Gummidämpfer
36 und 38 sind daher hinnerhalb des Gehäuses an der Stützplailte 30 derart angebracht, daß diese
Platte mit den an ihr befestigten Komponenten eine momentane Verlagerung innerhalb des Gehäuses bei
einer Stoßbeanspruchung vornehmen kann.
Eine Stoßsicherung erfolgt auch noch durch Biegung des nachgiebigen Gehäuses selbst Wird das Gehäuse
aus einem Werkstoff wie im Vakuum verformten ABS-Kunststoff gefertigt, so ist ein Biegen ohne Gefahr einer
Zerstörung des Gehäuses ohne weiteres möglich. Die strukturellen und funktionellen Einzelheiten des
Abtastmotors 68 für die X-Achse ergeben sich aus den F i g. 4 bis 8. Diese Einzelheiten sind die gleichen für den
Abtastmotor 70 für die V-Achse.
Der Abtastmotor 68 ist eine leichtgewichtige, Miniatur-Laserstrahl-Ablenkeinrichtung
für die »ehr schnelle Abtastung von Strichcodesymbolen in einem Laserabtastsystem.
Der Abtastmotor 68 umfaßt die D.ehschwingungen
ausführende Antriebswelle 72. die in Lagern 108 geführt ist und die fest den Spiegel 76 aufnimmt,
der von ihr in Drehschwingungen versetzt wird. Der Abtastmotor 68 umfaßt ein oberes becherförmiges
Statorgehäuse 110 und ein unteres, ebenfalls becherförmiges Statorgehäi'SF i!2. Diese nehmen Statorwicklungen
114 und 116 uui. tin Permanentmagnetrotor
120 ist auf einem Lagerstift 118 koaxial zur Abtriebswelle
72 gelagert. Der Rotor 120 ist durch die Statorwicklungen umschlossen und betrieblich mit der Abtriebswelle 72 verbunden, um diese in Drehschwingungen zu
versetzen.
Das obere Statorgehäuse 110 hat ein Paar Pole 122 und 124, die räumlich 180° gegeneinander versetzt sind.
Das untere Statorgehäuse 112 hat ebenfalls ein Paar Pole 126 und 128, die ebenfalls räumlich um 180° gegeneinander
versetzt sind. Die oberen PHe 122 und 124 sind
um 90° gegenüber den unteren Polen 126 und 128 versetzt, der Permanentmagnetrotor 120 ist mit einer -1Ic:
chen Anzahl von Polpaaren magnetisiert, d. h. ein Paar, wie es in jeder Statorwicklung enthalten ist.
Die strukturellen Aspekte des Abtastmotors 68 sind analog denen eines vereinfachten Schrittschaltmotors,
der eine Vorrichtung darstellt, um elektrische Impulse in direkte mechanische Drehbewegungen umzuwandeln,
wann immer die Polarität einer Statorwicklung sich ändert Durch abwechselndes Erregen und Entregen der
beiden Statorwicklungen eines Schrittschaltmotors bewirkt die magnetische Wechselwirkung zwischen den
Rotorpolen und den Statorpolen, daß sich der Motor in direkten Winkelschritten über den ganzen Umfang von
360° der Abtriebswelle bewegt.
Im Gegensatz zu einem Schrittschaltmotor ist die Motorsteuerschaltung 94 hier so ausgebildet, daß die
Abtriebswelle hin- und herschwenkt zunächst in der einen Umfangsrichtung über einen Winkel kleiner 360°
und dann in der entgegengesetzten Richtung um ebenfalls einen Winkel kleiner 360°, worauf dieser Zyklus mit
hoher Geschwindigkeit wiederholt wird. Jeder Bogen beträgt normalerweise etwa 5° gegenüber der Vertikalen,
obwohl auch andere Drehwinkel möglich sind. Die Drehschwingungen erfolgen vorzugsweise mit einer
Frequenz von etwa 100 Schwingungen/sec
Die Motorsteuerschaltung 94 umfaßt eine Bezugsspannungsschallung
140 zum Anlegen einer im wesentlichen konstanten niedrigen Gleichspannung an eine der
Statorwicklungen. Beispielsweise wird ein ^-Volt-SS Gleichspannungssignal an die Statorwicklung 114 über
einen Leiter 132 angelegt Die Motorsteuerschaltung umfaßt ferner eine Einrichtung 142 zum Anlegen einer
sich periodisch ändernden Spannung auf die andere der Statorwicklungen. Beispielsweise wird eine dreiecksförmige
Spannungswellenform an die Statcrwicklung über den Leiter 134 angelegt
Die Bezugsspannungsquelle legt gemäß den Fi g. 5,6
und 7 eine konstante positive Gleichspannung an die Statorwicklung 114 wodurch die Statorpole 122 bzw.
124 als Nord- bzw. Südpol erregt werden. Die variable Spannungsquelle gemäß Fig.4 legt eine Null-Spannung
an die Statorwicklung 116, so daß sich die Permanentnord-
und Südpole des Rotors (Fig.5) gegenüber
den StiUorpolcn 122 und 124 ausrichten. In Fig. 6 legt
die Einrichtung 142, die eine variable Spannungsquelle ist, eine positive Gleichspannung an die Statorwicklung
116 und bewirkt dadurch eine Erregung der Statorpole
126 und 128 als Nord- bzw. Südpole und bewirkt gleichzeitig, daß der Rotor sich im Uhrzeigersinne um einen
Winkelschritt entsprechend der positiven Amplitude der an die Statorwicklung 116 angelegten Spannung
dreht. Nach Fig.7 legt die variable Spannungsquelle eine negative Gleichspannung an die Wicklung 116 und
bewirkt dadurch eine Erregung der Statorpole 126 und 128 als Süd- bzw. Nordpole und gleichzeitig, daß der
Rotor sich im Gegenuhrzeigersinn um einen Winkelbetrag dreht, der von der negativen Amplitude der an die
Wicklung 116 angelegten Spannung abhängt.
Die Abtriebswelle 72 wird entsprechend in Winkelstellungen bewegt, welche der Amplitude der sich periodisch
ändernden Spannung entspricht. Der Winkelausschlag der Drehbewegung ist der Spannungsamplitude
proportional. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Abtriebswelle 72 entspricht der Änderungsgeschwindigkeit
der periodischen Spannung. Die Bewegungsrichtung, d. h. im Uhr- oder im Gegenuhrzeigersinne, hängt
von der Steigung, d. h. der positiven oder negativen Steigung der periodischen Spannung ab. Die Drehschwingungsfrequenz
ist proportional der Periodizität der periodischen Wellenform. Sie beträgt wenigstens
fünf Schwingungen pro see. und vorzugsweise in der Größenordnung von 100 Schwingungen/sec.
Die Wellenform der periodischen Spannung kann eine beliebige sich mit der Zeit verändernde Spannung
sein, so eine Sägezahnspannung, eine Sinusspannung oder eine dreieckförmige Wechselspannung sein. Für
periodische Antriebswellenformen ist die Geschwindigkeit der Abtriebswelle nichtlinear sondern hat vielmehr
die Form einer Sinusschwingung in dem Sinne, daß die Abtriebswellengeschwindigkeit abfällt, wenn die Welle
die Grenz-Drehausschlagsstellung der Fig.6 und 7 erreicht,
und sich erhöht, wenn sich die Welle der in F i g. 5
dargestellten Mittellage nähen.
Um eine möglichst lineare Abtastung durch die Wellenstellung
mit Bezug auf die Amplitude der sich periodisch ändernden Antriebsspannung zu erzielen, ist es
möglich, die Amplitude der konstanten Gleichspannung, die an die Statorwicklung 114 gelangt, voreinzustellen,
indem die Bezugsspannungsschaltung 140 auf einen bestimmten Wert voreingestellt wird. Alle Schwingkomponenten
lassen sich durch eine Resonanzfrequenz kennzeichnen. Für den Abtastmotor 68 ergibt sich die
Resonanzfrequenz unter anderem aus der Masse der bewegten Teile und durch das konstante Magnetfeld,
das durch die Statorwicklungen bestimmt ist Folglich stellt man durch Änderung der Gleichspannung an der
Statorwicklung 114 die Bewegungsfrequenz der Welle auf einen gewünschten Wert ein.
Eine andere Möglichkeit, eine weitergehend lineare Abtastung zu erzielen, besteht darin, den Gegenkopplungsschaltkreis
gemäß F i g. 8 einzusetzen. Der Abtastmotor wiegt etwa 30 bis 35 g und hat ein Volumen von
weniger als etwa 2,5 cm3. Der Abtastmotor hat eine lange
Lebensdauer in der Größenordnung von 10 000 Stunden, da er häufig abgeschaltet wird, wie noch beschrieben
wird.
Gemäß F i g. 12 hat jeder Abtastmotor 68 und 70 eine Bezugsspannungsschaltung 140 und eine Einrichtung
142 zum Anlegen einer periodischen Spannung. Zusätzlich ist noch eine Schließeinrichtung 150 in der Motorsteuerschaltung
94 zur Erzeugung einer Schließspannung vorgesehen, welche entweder eine oder beide Abtriebswellen
der Abtastmotoren 68 oder 70 in eine Schließstellung verdrängt, in welcher die zugehörigen
Spiegel derart bewegt werden, daß der Laserstrahl nicht durch das Auslaßfenster 62 auf das Symbol treffen kann,
Die Schließeinrichtung 150 ist elektrisch mit der Einrichtung 142 verbunden. In einer Ausführungsform erzeugt
die Schließeinrichtung 150 eine Spannung, deren Amplitude größer als die Amplitude der Antriebsspannung
ist. In F i g. 6 ist die Schließstellung für den Rotor 120' gestrichelt dargestellt. Die große Amplitude der
Spannung bewirkt eine Verstellung der Abtriebswelle um einen größeren Winkelbetrag als er zum Erreichen
der Auslenkgrenzstellung erforderlich ist, die mit durchgezogenen Linien dargestellt ist. In diesem Fall ist der
Spiegel aus dem Lichtweg herausbewegt, um so die Laserstrahiübertragung zu unterbrechen.
Bei einer anderen Ausbildungsform verstellt die Schließeinrichtung den Spiegel in eine Stellung innerhalb
des Drehschwingungsbereiches derart, daß das reflektierte Licht nicht durch das Auslaßfenster aus dem
Gehäuse austreten kann. Das reflektierte Licht bleibt vielmehr innerhalb des Gehäuses oder wird, vorzugsweise,
zu einem Lichtabsorber abgelenkt, wie beispielsweise einem schwarzen Körper, der innerhalb des Gehäuses
untergebracht ist
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der Spiegel derart bewegt, daß der reflektierte Laserlichtstrahl
über ein Beobachtungsfeld streicht, welches langer als die Breite des Auslaßfensters 62 ist. Die Gehäusewandungen
zu beiden Seiten des Auslaßfensters unterbrechen den Laserlichtstrahl und blockieren dessen Übertragung,
wenn der Lichtstrahl über den gesamten Auslenkbereich bis über die Breite des Auslaßfensters ausgelenkt
wird.
In diesem Falle kann die Schließstellung bei einer beliebigen Stellung des Spiegels erreicht werden, in der
das reflektierte Licht über die Breite des Auslaßfensters hinaus, d. h. seitlich davon, gerichtet ist. Man erkennt,
daß in diesem Fall die Schließstellung innerhalb des normalen Auslenkbereichs liegt, daß aber der Lichtstrahl
dennoch daran gehindert ist, das Strichcodesymbol zu erreichen.
Die Schließstellung repräsentiert eine Motorabschaltstellung.
Die später beschriebenen häufigen Motorabschaltungen führen zu einem sehr niedrigen Arbeitstakt
Wie bereits beschrieben, erlaubt der Handabtaster 10
ein schnelles wiederholtes Abtasten eines Strichcodesymbols. Für eine einwandfreie Betriebsweise ist es erforderlich,
zu unterscheiden zwischen der mehrfachen Abtastung eines Objekts oder der einzigen Abtastung
mehrere Objekte. Die Fähigkeit jedes abzutastende Objekt abzugrenzen, ist für ein nachfolgendes Decodieren
kritisch.
Gemäß den F i g. 1 und 12 ist eine Auslöseeinrichtung
vorgesehen. Es handelt sich hier vorzugsweise um einen Druckschalter 60 im Gehäuse 14, der in der Nähe der
Verbindung zwischen dem Handgriff und dem Gehäuse montiert ist Der Auslöser 60 ist auf dem Handgriff derart
angebracht, daß der Zeigefinger zum manuellen Betätigen
verwendet werden kann. Jedesmal wenn der Druckschalter gedrückt wird, streicht der Abtaststrahl
mehrmals über das Strichcodesymbol, beispielsweise 200 mal.
Wenn die Decodier- und Rechenschaltung 102 das Symbol erfolgreich decodiert, was bei der ersten Abtastung
oder bei einer späteren bis zu 200sten der Fall sein
kann, erzeugt sie ein Decodiersignal und leitet dieses
über eine Leitung innerhalb des Kabels 58 zu einer Anzeige innerhalb des Hanuabtasters 10. Die Anzeige kann
ein Schallgenerator 98 und/oder eine Leuchtdiode 99 sein. Wenn ein Piepser ertönt und/oder die Diode 99
Licht abgibt, weiß der Benutzer, daß die Abtastung des gerade abgetasteten Symbols beendet ist Die Betätigung
des Druckschalters 60 und die Erregung der Anzeige definieren wann ein Abtasten beginnt und endet
Der Druckschalter 60 kann vor oder nach der Erregung der Anzeige losgelassen werden.
Wenn der Abtastvorgang mit einer Anzeige beendet ist bewegt die Schließeinrichtung 150 die Abtriebswelle
in ihre Schließstellung und verhindert, daß der Laserstrahl weiterhin durch die Auslaßöffnung austritt Zu
diesem Zeitpunkt wird nur der Abtastmotor nicht jedoch die Laserröhre 24 abgeschaltet Dies dient nicht
nur der Sicherheit sondern vergrößert auch die Lebensdauer der Laserröhre und des Abtastmotors.
Eine Betätigung des Druckschalters 60 schaltet gleichzeitig die Laserröhre 24 an, falls diese zuvor abgeschaltet
war. Ferner wird hierdurch gleichzeitig ein Zeitgeber 152 eingeschaltet, der eine bestimmte Zeit
lang, z. B. in der Größenordnung von 5 Minuten, wirksam ist Wenn der Druckschalter 60 während 5 Min.
nicht betätigt worden ist wird die Laserröhre automatisch abgeschaltet durch ein Steuersignal an den Steueranschluß
56 der Stromversorgung 50. Hierdurch wird Energie eingespart Wenn der Druckschalter 60 während
der durch den Zeitgeber 152 bestimmten Zeit betätigt wird, wird die Zeitperiode reaktiviert und die Laserröhre
bleibt weitere 5 Minuten angeschaltet, bevor sie automatisch abgeschaltet wird. Eine weitere Leuchtdiode
(LED) 97 (Fig. 1) ist an dem Handabtaster 10 angebracht,
um den Einschaltzustand jederzeit anzuzeigen.
Wenn eine erfolgreiche Decodierung einer Abtastung nicht erreicht werden konnte, bewirkt der Druckschalter
60 eine Beendigung der wiederholten Abtastung nach einer bestimmten Zeitspanne, die seit seiner Betätigung
verstrichen ist. Eine solche Zeitspanne beträgt üb'ic'.ifc-'v. eise etwa 3 Sekunden und kann so gewählt
werden, daß dem Benutzer ausreichend Zeit zum Anvisieren des abzutastenden Symbols auf einem Objekt
verbleibt.
Ein Abtasten wird auch dann automatisch beendet, wenn der Druckschalter 60 vor Ablauf der genannten
3 Sekunden losgelassen wird und eine erfolgreiche Decodierung noch nicht erzielt wurde.
An die Stelle der Laserröhre 24 kann auch eine Halbleiterlaserdiode
200 (Fig. 10) treten. Die Halbleiterlaserdiode
kann so ausgebildet sein, daß sie eine kontinuierliche Welle oder Impulse abgibt.
Die Halbleiterlaserdiode 200 ist im Handabtaster 10 untergebracht, bevorzugt innerhalb eines Kühlblocks
202, welcher im Handabtaster 10 verschraubt ist Die Halbleiterlaserdiode 200 ist sehr viel kleiner und leichter
als eine Laserröhre 24. Daher ist die Verwendung einer Laserdiode insbesondere dort von Vorteil, wo ein
Gewicht von weniger als 500 g und Größen von weniger als 750 cm3 angestrebt werden.
Ferner benötigt eine Laserröhre 24 eine hohe Spannung, z. B. von 650 Volt Gleichspannung, und eine niedrige
Spannung, beispielsweise 10 Volt Gleichspannung und eine dcmentsprechende Stromversorgung. Eine
I lalbleiterlaserdiode 200 benötigt lediglich eine niedrige
Spannungsversorgung von 12 Voll Gleichspannung. Die
Vermeidung einer Hochspannungsversorgung spart noch mehr Platz und Gewicht ein.
Die Halbleiterlaserdiode 200 weist eine etwa rechteckförmige
Öffnung "204 auf, die eine Größe von 1 μπι χ 10 μηι hat Der ausgesandte Laserstrahl erweitert
sich außerhalb der öffnung 204 mit einem asymme-
irischen öffnungswinkel der etwa 10° bis 20° χ 40° bis
50° mißt Ein Linsensystem 206 ist so ausgelegt daß eine numerische Apertur von etwa 0,25, eine Nettovergrößerung
von etwa 1Ox bis etwa 15 χ und eine relative öffnung /von etwa //2 hat Der Handabtaster und die
ίο Auswertevorrichtung sind in Fig. 10 der Deutlichkeit
wegen fortgelassen worden.
Aufgrund der rechteckförmigen öffnung 204 ist auch
der Querschnitt des Abtastpunktes etwa rechteckförmig oder ovaL Der längliche Abtastpunkt in der Be/.ugsebene
hat eine Größe von etwa 6 μπι χ 25 μπι.
Die größere Achse des länglichen Abtastpunktes wird mit der Höhenerstreckung des abzutastenden Symbols
ausgerichtet
Das Abtasten mit einem rechteckigen oder ovalen Abtastpunkt wird dem Abtasten mit einem kreisförmigen Punkt vorgezogen, da der längliche Abtastpunkt elektrische Signale erzeugt deren Amplitude sich abrupter ändert, wenn sich der längliche Abtastpunkt über eine Grenze zwichen Hell und Dunkel des Symbols bewegt Wenn ein länglicher Abtastpunkt gerade auf eine dunkle Linie des Symbols fällt, mitteln sich Änderungen der Linienbreite über die Höhe aus. Wird er dann zu dem nächsten hellen Zwischenraum zwischen zwei dunklen Strichen bewegt, erfolgt der Übergang abrupter bei einem länglichen Abtastpunkt als bei einem runden Abtastpunkt Dieses größere Auflösungsvermögen vermindert die Decodierfehler, insbesondere bei solchen Symbolen, bei denen der Kontrast zwischen den gedruckten Linien und den Zwischenräumen gering ist.
Das Abtasten mit einem rechteckigen oder ovalen Abtastpunkt wird dem Abtasten mit einem kreisförmigen Punkt vorgezogen, da der längliche Abtastpunkt elektrische Signale erzeugt deren Amplitude sich abrupter ändert, wenn sich der längliche Abtastpunkt über eine Grenze zwichen Hell und Dunkel des Symbols bewegt Wenn ein länglicher Abtastpunkt gerade auf eine dunkle Linie des Symbols fällt, mitteln sich Änderungen der Linienbreite über die Höhe aus. Wird er dann zu dem nächsten hellen Zwischenraum zwischen zwei dunklen Strichen bewegt, erfolgt der Übergang abrupter bei einem länglichen Abtastpunkt als bei einem runden Abtastpunkt Dieses größere Auflösungsvermögen vermindert die Decodierfehler, insbesondere bei solchen Symbolen, bei denen der Kontrast zwischen den gedruckten Linien und den Zwischenräumen gering ist.
Das Linsensystem 206 ist so ausgebildet, daß eine geringe Winkelneigung von etwa 10° bis 15° in der
Ausrichtung des länglichen Abtastpunktes relativ zu den Strichen des Symbols möglich ist.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (16)
1. Handabtaster zum Erfassen von auf einem Gegenstand angeordneten Strichcodesymbolen, in dessen mit Handgriff versehenen Gehäuse eine Laserlichtquelle, ein optisches System, über das der Laserlichtstrahl auf einen Querschnitt gebracht wird, der
nach dem Austreten des Laserstrahles aus dem Gehäuse für eine bestimmte Strecke unterhalb eines
bestimmten Wertes bleibt, und Miniaturauslenkvorrichtungen angeordnet sind, über die der Laserstrahl
wiederholt abtastend auf das zu erfassende Strichcodesymbol und das von letzterem reflektierte Licht
auf einen Wandler gerichtet wird, der es in ein elektrisches Iniensitätssignal umwandelt, das euer im
Gehäuse angeordneten Signalvcrarbeitungsvorrichtung zugeführt wird, gekennzeichnet durch
die Kombination, daß alle Elemente derart miniaturisiert sind und die Miniaturoptik so ausgebildet ist,
daß der Handabtaster (10,10a,) während der Abtastung der Strichcodesymbole ohne Berührung mit
dem Gegenstand von Hand frei beweglich ist, daß ferner das Gehäuse (14) eine Form besitzt, die während des Abtastvorgangs den Blick der Bedienungsperson auf das Strichcodesymbol freiläßt und daß
ein von Hand betätigbarer Triggerschalter (60) vorgesehen ist, der bei jeder Betätigung die Abtastung
zeitlich so steuert, daß nur ein einziges Symbol abgetastet
wird.
2. Handabtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromversorgung (50) inner halb des Gehäuses (14), insbesondere im Handgriff,
untergebracht ist
3. Handabtaster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Handabtaster (10,1Oa^ über
ein flexibles, dünnes Kabel (58) mit einer Decodierund Verarbeitungseinheit verbunden ist, über das
die das Ergebnis der Auswertung darstellenden digitalisierten Signale und eine Niederspannung für die
Stromversorgung übertragen werden.
4. Handabtaster nach einemder Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) pistolen-
und stromlinienförmig ausgebildet ist.
5. Handabtaster nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserlichtquelle eine
Multi-mode-Laserröhre (24) zur Erzeugung eines Laserlichtstrahls ist, dessen achsnormaler Abtastlichtpunkt
einen Querschnitt mit ungleichmäßiger sich mit der Zeit ändernder Helligkeitsverteilung
hat, und daß die Miniaturoptik (64, 66) den Laserlichtstrahl derart modifiziert, daß ein Abtastlichtpunkt
erzeugt wird, dessen axiale Querschnittsgröße in der Nähe einer Bezugsebene über einen Arbeitsabstandsbereich
etwa gleich gehalten ist.
6. Handabtaster nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserlichtquelle eine
Halbleitcrlaserdioae(200)ist.
7. Handabtaster nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterlaserdiode (200) eine
längliche Aus;laßöffnung aufweist, die achsnormale Querschnittsfläche damit ebenfalls eine längliche
Gestalt hat und daß die größere Achse der Querschnittsfläche senkrecht zur Abtastrichtung verläuft.
8. Handabtaster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Miniaturauslenkvorrichtungen
einen Abtastmotor (68) aufweisen, dessen mit einer lichtreflektierenden Ein-
richtung (76) versehene Abtriebswelle (72) gegenläufige Drehschwingungen über weniger als 360°,
jedoch über das Bildfeld eines Strichcodesymbols ausführt
9. Handabtaster nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (72) mittels ei
ner Schließeinrichtung (150) in eine Schließstellung drehbar ist, in der die lichtreflektierende Einrichtung
(76) derart steht, daß ein Durchlaß des Lichtstrahls durch die Auslaßöffnung (62) unterbunden ist.
10. Handabtaster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trig
gerschalter (60) ein Zeitgeber (152) zugeordnet ist. der die Erzeugung eines Lichtstrahls durch die La-
serfichtquelle (24, 200) eine bestimmte Zeitspanne
nach Betätigung des Triggerschalters unterbricht
11. Handabtaster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Mi-
niaturauslenkeinrichtungen (68, 70) zum Auslenken des Laserlichtstrahls über das Symbol in zwei zueinander
senkrechten Richtungen vorgesehen sind.
12. Handabtaster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler
zwei im Abstand voneinander angeordnete Photodioden (86,88) zum Erzeugen eines Analogsignals
aufweist, deren Bildfelder sich zum Erfassen eines vergrößerten Bildfeldes einander überlappen.
13. Handabtaster nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die über das Kabel (58) mit dem Handabtaster verbundene
Decodier- und Verarbeitungseinheit in einem am Körper des Benutzers tragbaren Behälter (100) zur
Aufnahme eines Miniaturdecodierers (102). eines Miniaturspeichers (104), einer wiederaufladbaren
Batterie (106) untergebracht ist.
14. Handabtaster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Betätigen
des Triggerschalters (60) eine Mehrfachabtastung des gleichen abgetasteten Strichcodesymbols
bis zu einer erfolgreichen Decodierung innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls erfolgt, die akustisch
oder optisch angezeigt wird.
15. Handabtaster nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß eine nicht erfolgreiche Decodierung innerhalb der bestimmten Zeitspanne angezeigt
wird.
16. Handabtaster nach Anspruch 14 oder 15. dadurch gekennzeichnet, daß durch erneutes Betätigen
des Triggerschalters (60) das gleiche Symbol nochmals abgetastet wird.
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