非激光式扫描装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及读取记号，特别是读取条形码记号的光电式扫描装置，具体说是涉及非激光光源的非激光式扫描器。该装置利用发光二极管发射光束，并接收由记号返回的反射光，从而读取像条形码的记号，扫描装置内的光学系统把光束及光传感器的视野聚焦在壳体处的两个平面上，扫描装置内设有使观测窗成像的装置，该观测窗比扫描点小。扫描装置用发光二极管（ＬＥＤ）做光源，但ＬＥＤ只能“看”到通过观测窗能看到的扫描点部分，所以，在不损害读取性能的前提下，可使用ＬＥＤ比较大的（数毫米）扫描点。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及读取记号，特别是读取条型码记号的光电式扫描装置，具体说是涉及非激光光源的非激光式扫描器。以往，如西姆波尔·台克诺金斯公司的美国专利第4，251，798号、第4，387，297号、第4，409，470号、第4，806，742号、第4，825，057号中所示，提出了使用激光型扫描器及非激光型扫描器，用于读取条型码记号，特别是通用产品标记(UPC)形式的条型码记号。通常，由激光光源，例如气体激光管或者半导体激光二极管发射出的激光光束，经光学系统进行聚焦，在记号上形成圆形光点。由扫描机构将光点对记号进行扫射，形成与记号相应扫描图谱。由记号上反射回来的激光束，由光检测器例如光电二极管检测，检测器和激光光源、光学系统、扫描机构一起安装在壳体内。为了便于手提操作，最好在外壳上设置手柄。记号本身是由一串条纹组成的代码图案，条纹宽度不同，间隔宽度也不同，条纹与间隔具有不同的光反射特性，根据特定的用途及记号密度，尺寸可大可小。一般，为了识别另售商品，在另售商业界使用的UPC记号，各条纹与间隔的尺寸约为1/1000(1密耳)左右。而圆形光点的断面直径为6-10密耳左右。以往采用激光式扫描器在商业上取得了相当的成功，但是，强烈要求降低扫描器的价格。由于激光装置尺寸小却能发出极强的光束，这是它具有的特殊优点，但是，激光光源，比起非激光光源，例以发光二极管(LED)等价格要高得多。LED光源至少是成本低，重量轻，不依赖很多元件组成光学系统，另外，耗电量少。但由于LED光源的非准直式光线，要聚焦到数密耳大小的光点是十分困难的，这是非激光光源使用中存在的问题。LED光源可以聚焦成数毫米左右的光点尺寸，由于要读取数密耳左右的黑条与间隔，若使用上述那样大尺寸的光点，给扫描器的信号处理-译码电路都会造成很大的负担。另外，也会引起漏读及引起读取误差。与此相对照，在使用激光式扫描器时，光点的尺寸与条及间隔的尺寸是同等程度的，因而，信号处理-译码电路就不会有那么大的负担。一般，这样的激光式扫描器内的光电二极管围成光点，可以看到与光点共同的平面内有比较大的空间。本专利技术的主要目的是提供改良的光电式扫描器。第二个目的是对低成本的非激光式扫描器，提高扫描器的实用性与可靠性，消灭差错、降低成本。第三个目的是提供形成容纳在扫描点之内的视检窗的方法。聚焦光束形成扫描点，且将光电二极管的视野聚焦之后，在扫描点内形成观测窗。第4个目的是提供将扫描点和观测窗设在扫描器壳体外的不同平面内的方法。本专利技术的效果是由于本专利技术中的光源是非激光光源，如发光二极管，其成本比激光光源低得多，而且其重量也轻，其结构简单，不象激光光源需依赖于很多元件组成的光学系统，由此又带来耗电量低的优点，总之该专利技术的扫描器成本低，结构简单、性能可靠、无差错，实用性强、便于操作，在操作者不介入时也能自动适应扫描状态的变化。为了达到上述各项目的，本专利技术提供了使用LED光源读取记号的装置与方法。本专利技术的非激光式扫描器是将光束及光传感器的视野聚焦在扫描器壳体外的不同平面上。该装置包括以下部分利用发生光二极管产生光束的非激光光源部分;利用反射镜的聚光装置，使光束聚光后射至扫描面内并形成规定尺寸的园形扫描点;扫描点照至近距离作业范围内的记号上;扫描装置，扫描点对记号进行扫描，利用该装置使反射光中至少一部分沿入射光方向返回;光电传感器，对上述视野内反射光的返回部分进行检测，并将检测到的各种不同光强度用电信号表示出来，传感器为带开口的光电二极管式传感器;信号处理装置，用以处理上述电信号，得到表示信号的数据;成像装置，用于使上述光电传感器的观测图成像并将观测窗放置在离开扫描面的观测面上。该装置有具球形反射面的成像反射镜。上述扫描装置具有扫描部件，在此扫描部件上，安装上述的聚焦反射镜和成像反射镜，使它们能围绕转动轴一起转动。所述光源为产生非激光光束的光源，例如LED光源。所述的聚焦设备，将光束聚焦在装置外部的扫描面上，并形成确定尺寸的扫描点，并将扫描点置于离扫描面近距离范围内放置的记号上，扫描部件，使扫描点对记号进行横向直线扫描，例如由马达驱动的反射镜。光由记号向各个方向反射。由记号反射回来的光的至少一部分向着与装置相反方向前进。这部分反射光的返回部分对整个扫描线，有各种不同的光强度。装置内的光检测器例如光电二极管，对整个视野的反射光返回部分的各种光强进行检测，光电二极管产生电信号，用以表示检测出的各种不同光强度。信号处理装置对电信号进行处理，并形成表示记号的数据。本专利技术的装置的特点之一，是装备有使观测窗成像的成像设备。观测窗比扫描点的尺寸要小，被放置于离开扫描面的观测面内。其结果是，光电二极管通过观测窗只能观察到的仅仅是光点的一部分，因此，装置可以使用LED作光源，为使读取性能不受损失，可以容许比较大的扫描点(数毫米左右)。由于观测窗为数密耳左右的尺寸，光电二极管只能观察到扫描点的中央的非常小的一部分。由此在本装置中，光电二极管不能观察到包围扫描点的广阔空间，只能见到扫描点内非常狭窄的空间。作为实施例，聚焦装置具有聚焦反射镜，它使光束形成规定尺寸的园形扫描点。聚焦反射镜以具有球形反射面为最好。成像装置，在光电二极管传感器附近设有小孔的光阑，或者设非常小型的光电二极管。反射光通过光阑的小孔到达光电二极管上。小孔决定了光电二极管的感知范围。另外，成像装置还设有成像反射镜。成像反射镜最好有球形的反射面。根据扫描装置的要求，为了能沿纵方向横扫记号，聚焦反射镜和成像反射镜最好装在扫描装置上，使它们能同时动作。因此，上述两个反射镜安装成能同时绕轴转动的状态。成像反射镜安装在聚焦反射镜上，对上述的轴偏离一个角度。作为最好的实施例，光束沿第1光轴发射。且，传感器装置的观测窗由成像装置沿第2光轴成像。上述第1光轴与第2光轴的夹角是成像反射镜与聚焦反射镜间夹角的2倍。为了能够手提操作，在壳体上设置有手柄。使用者操作时可以让手提式装置壳体的前壁紧贴着读取记号，也可以沿纵向与记号离开一个间隙，使扫描装置能面向记号。最佳方案是扫描装置紧贴着使用。由此，光路大部在壳体中，在实施例中，扫描面和观测面在壳体前壁或在其附近，相互离开一个距离。在另一个实施例中，为了增加传感器装置的有效范围，可以设置一对光电二极管，各自有传感器开口。在此实施例中，相应的成像装置中设有一对光阑，各光阑对应的传感器开口附近设有小孔，或者构成传感器开口的小孔。成像装置中，光电二极管的各视野分别成像，并且在壳体外不同的观测面内设置着一对观测窗。最好是这样来使用，高密度的记号的译码用“近距离”的观测面，低密度记号的译码则用“远距离”的观测面。在上述实施例中，特征是，检测读取中的条形码记号的性质，识别是高密度还是低密度的条型码记号，相应地改变信号处理电路的频带宽度。这样，处理电路对读取各种条形码可使用最合适的频带宽度。由于宽频带时，许多杂音可以通过处理电路传播进来，对于高密度条形码，只使用必要的频带宽度，尽量减低频带宽度。至于低密度的条型码记号，则没有必要使用与高密度条型码相同的宽频带信号处理电路。在本装置中，为了降低读取条形码装置的成本，尽可能省略机械部件及电子元件。作为一个实施例，如手持式扫描器，在接通电源时，不用通常使用的扳机式开关而采用其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种读取记号的非激光式扫描装置，其特征在于，该装置包括以下部分：ａ、产生光束的光源部分；ｂ、聚光装置，使光束聚光后射至扫描面内并形成规定尺寸的扫描点；扫描点照至近距离作业范围内的记号上；ｃ、扫描装置，扫描点对记号进行扫描，利用该装置使反射光中至少一部分沿入射光方向返回；ｄ、光电传感器，对上述视野内反射光的返回部分进行检测，并将检测到的各种不同光强度用电信号表示出来；ｅ、信号处理装置，用以处理上述电信号，得到表示信号的数据；ｆ、成像装置，用于使上述光电传感器的观测图成像并将观测窗放置在离开扫描面的观测面上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍里斯梅特里茨凯，杰罗姆斯沃茨，爱德华巴坎，霍华德谢泼德，戴维戈林，托尼比约索，
申请(专利权)人：欧林巴斯光学工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]