DE69119566T2

DE69119566T2 - Kompaktes optisches Abtastsystem

Info

Publication number: DE69119566T2
Application number: DE69119566T
Authority: DE
Inventors: Chin-Hung Jwo; Paul Shang-Yu Wu
Original assignee: NCR International Inc
Current assignee: NCR International Inc
Priority date: 1990-12-12
Filing date: 1991-12-11
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2011-12-12
Also published as: EP0490657A1; DE69119566D1; EP0490657B1; US5115122A; JPH0713988A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf kompakte optische Abtastsysteme.
Im heutigen Warenverkaufsstellenbetrieb erhält man auf den Kauf eines Warengegenstandes bezogene Daten durch Ablesen datenkodierter Kennungen, wie ein auf den Warengegenstand aufgedruckter Strichcode. Zur Standardisierung der in verschiedenen Verkaufsstellen-Auslesesystemen verwendeten Strichcodes hat die Lebensmittelindustrie einen einheitlichen Produktcode (UPC) in Form eines Strichcodes übernommen. Lesesysteme, die zum Lesen dieses Strichcodes konstruiert wurden, umfassen handgeführte Scanner, die über ein den Strichcode tragendes Etikett bewegt werden, und ortsfeste optische Abtasteinrichtungen, die normalerweise in der Gehäusekonstruktion eines Kassentisches angeordnet sind, wobei das Strichcodeetikett abgelesen wird, wenn ein gekaufter Warengegenstand mit seinem zugehörigen Etikett über ein die Abtastzone eines Ladentisches bildendes Fester in der Auflagefläche des Ladentisches bewegt wird, wobei diese Bewegung Teil des Einladevorgangs des Artikels in einen Packwagen ist.
Eine derartige Abtasteinrichtung ist aus dem US-Patent 4,766,298 bekannt, das einen tragbaren optischen UPC-Flachscanner mit einem Gehäuseelement offenbart, in dem auf dem Bodenabschnitt des Gehäuseelementes ein lichtemittierendes Element zum Projizieren von Abtastlichtstrahlen innerhalb des Gehäuseelementes und ein Mehrfacetten-Standdrehspiegel zum Lenken der Lichtstrahlen auf eine Vielzahl von Stand- Verdrehspiegelelementen befestigt sind, die die Lichtstrahlen durch eine Öffnung im Deckelabschnitt des Gehäuseelementes hindurch reflektieren. Auch das US-Patent 4,797,551 offenbart ein kompaktes optisches Abtastsystem, das ein Gehäuseelement mit einem darin befestigten Laserelement aufweist, dessen kohärenter Lichtstrahlausgang längs eines sich zwischen gegenuberliegenden Seitenwänden des Gehäuseelementes erstreckenden Zwischenbodens zurückgeworfen wird. Der Laserstrahl ist auf einen auf dem Zwischenboden befestigten Spiegel gerichtet, der den Laserstrahl auf einen direkt unterhalb des Zwischenbodens auf dem Boden des Gehäuseelementes befestigten, rotierenden Mehrfacettendrehabtaster reflektiert. Der rotierende Drehabtaster richtet den Laserstrahl auf eine Vielzahl von am Boden des Gehäuseelementes befestigten Musterspiegeln, welche die Lichtstrahlen in Form eines Abtastmusters durch eine Öffnung in der Abdeckung des Gehäuseelementes hindurch reflektieren. Derartige bekannte Abtasteinrichtungen haben jedoch Abmessungen, die in nachteiliger Weise einschränkend sind und die Mobilität des Scanners zwischen verschiedenen Orten und seinen Einsatz dort ohne Abstriche bei der Qualität des verwendeten Abtastmusters nicht ohne weiteres zulassen.
Die Erfindung zielt daher darauf ab, einen kleinen, bevorzugt buchgroßen optischen Strichcodescanner zur Erzeugung eines mehrzeiligen Abtastmusters zu schaffen, der entweder in senkrechter oder waagerechter Stellung auf oder in einem Kassentisch angebracht werden kann und leicht an jeden anderen Ort in einem Geschäftsunternehmen versetzt oder transportiert werden kann, um an diesem Ort einen Kassenbetrieb bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine optische Abtastvorrichtung mit einer Lichtquelle zum Projizieren von Licht auf eine Reflexionseinrichtung geschaffen, die so angeordnet ist, daß sie sich im Betrieb dreht, und einer Vielzahl von Spiegelelementen, um von der Reflexionseinrichtung reflektiertes Licht in zyklischer Weise aufzunehmen, gekennzeichnet durch ein weiteres Spiegelelement, das eine Reflexionsfläche im wesentlichen in Form eines Teiles der Außenfläche eines Konus aufweist, um von der Vielzahl von Spiegelelementen reflektiertes Licht zu empfangen und dieses Licht zu reflektieren, um ein Abtastmuster zum Abtasten verschlüsselter Kennungen zu liefern.
Ein besonderer Vorteil ergibt sich aus der vorliegenden Erfindung dadurch, daß ein tragbares buchgroßes Abtastsystem geschaffen werden kann, das eine Tiefe von nicht mehr als 3 Zoll (7,62 cm) aufweist und kostengünstig hergestellt werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen näher beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht einer die vorliegende Erfindung verkörpernden kompakten optischen Abtasteinrichtung ist und die Anordnung der Abtastöffnung zusammen mit einem Kabel darstellt, welches die Abtasteinrichtung mit Strom versorgt und auch elektrische Signale an eine Fernverarbeitungseinheit überträgt, die zum Erhalt des Preises des Warenartikels dient, dessen Strichcodeetikett abgetastet worden ist;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die kompakte optische Abtasteinrichtung nach Fig. 1 ist, wobei ein Abschnitt der Abdeckung der Abtasteinrichtung entfernt ist, und die Anordnung des rotierenden Multifacetten- Drehabtasters und der Musterformspiegel darstellt;
Fig. 3 eine Seitenansicht der kompakten optischen Abtasteinrichtung nach Fig. 1 ist, wobei ein Abschnitt der Seitenwand entfernt ist, und den Strahlengang der Abtastlichtstrahlen darstellt; und
Fig. 4 das von der Abtasteinrichtung nach Fig. 1 erzeugte Abtastmuster darstellt.
Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen, in der eine Perspektivansicht der optischen Abtasteinrichtung der vorliegenden Erfindung gezeigt ist, die ein schachtelartiges Gehäuseelement 20 aufweist, welches in der vorliegenden Ausführungsform 8 Zoll (20,32 cm) breit, 11 Zoll (27,94 cm) lang und 3 Zoll (7,62 cm) tief ist. Im Deckelabschnitt 22 des Gehäuseelementes 20 ist ein Abtastfenster 24 angeordnet, durch das Abtastlichtstrahlen projiziert werden. Von dem Gehäuseelement 20 weg erstreckt sich ein Kabelelement 26, über das von einer Stromquelle (nicht dargestellt) ausgehende Stromsignale übertragen werden und über das entschlüsselte Daten, die sich auf die durch den Strichcode auf dem Strichcodeetikett dargestellten Daten beziehen, auf einen Fernprozessor übertragen werden, der dazu dient, den Preis des Warengegenstands zu erhalten, zu dem das Strichcodeetikett gehört.
Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen, in der eine Draufsicht auf die optische Abtasteinrichtung mit abgenommenem Deckelabschnitt 22 gezeigt ist, wobei die optische Abtasteinrichtung eine gedruckte Leiterplatte 28 aufweist, die auf dem Bodenabschnitt 30 der Abtastvorrichtung 20 befestigt ist. Auf der gedruckten Leiterplatte 28 ist ein halbkreisförmiges Reflexionsspiegelelement 32 (Fig. 3) mit einem gebogenen konusförmigen Randabschnitt 34 befestigt, auf dem eine Laserdiode 36 befestigt ist. Auf der durch das Spiegelelement 32 verlaufenden Antriebswelle 38 eines an der gedruckten Leiterplatte 28 befestigten Motors 40 ist ein fünfseitiges Mehrfacetten-Drehabtasterelement 42 drehbar gelagert, das den Laserlichtstrahl aufnimmt, der von der leicht nach oben auf das Drehabtasterelement 42 ausgerichteten Laserdiode 36 aus entlang der Strahlachse 44 (Fig. 3) projiziert wird, wie in Fig. 3 dargestellt. An der Unterseite 55 des Deckelabschnitts 22 sind drei Musterformspiegelelemente 48 bis einschließlich 52 befestigt. Auf dem Spiegelelement 32 ist ein Sammelsystem befestigt, das ein Spiegelelement 58 mit einer Öffnung 60 aufweist, durch die die Abtastlichtstrahlen von der Laserdiode 36 projiziert werden. Das Spiegelelement 58 besitzt einen Seitenabschnitt 62, der mit einer Silberauflage beschichtet ist, um die von dem abgetasteten verschlüsselten Etikett zurückgeworfenen Lichtstrahlen an ein auf dem Spiegelelement 32 befestigtes Sammellinsenelement 64 zu reflektieren. Das Linsenelement 64 fokussiert die Lichtstrahlen auf einem auf dem Spiegelelement 32 befestigten Photodetektor 66, der unter Ansprechen auf den Empfang der reflektierten Lichtstrahlen auf in Fachkreisen wohlbekannte Art elektrische Signale erzeugt.
Im Betrieb des Abtastgerätes gibt dann die Laserdiode 36 Abtastlichtstrahlen entlang der Strahlachse 44 zu dem Drehabtaster 42 hin aus, der die Abtastlichtstrahlen auf die Musterformspiegelelemente 48 bis einschließlich 52 reflektiert.
Die Reflexionsspiegelelemente 48 und 52 reflektieren die Lichtstrahlen an den konusförmigen Randabschnitt 34 des halbkreisförmigen Spiegelelementes 32, das seinerseits die Lichtstrahlen in Form des Abtastmusters 54 (Fig. 4) durch das Fenster 24 reflektiert, um ein angrenzend an das Fenster positioniertes Strichcodeetikett abzutasten.
Die Verwendung des konusformigen Randabschnitts 34 versieht das Spiegelelement 32 mit einer gekrümmten Oberfläche, die die Projektion der von den Spiegelelementen 48 und 52 empfangenen Lichtstrahlen noch erweitert. Dies erzeugt die Länge der Abtastzeilen, die das Abtastmuster 54 ausmachen, während nach wie vor an der begrenzten Höhe des Gehäuseelementes 20 festgehalten wird. Das Vorhandensein der konusförmigen Oberfläche des Spiegels 32 reflektiert dann die Lichtstrahlen in einem vorbestimmten Winkel zur Horizontalfläche der Öffnung 24, die die Grenzfläche für die Erzeugung der gebogenen Abtastzeilen 55, 57 (Fig. 4) des Abtastmusters 54 ist.
Die von den Spiegelelementen 48, 52 reflektierten Lichtstrahlen, die den Abschnitt X des Abtastmusters mit den Abtastzeilen 55 bilden, werden in einem Winkel von 54,74º projiziert. Die von dem Spiegelelement 50 reflektierten Lichtstrahlen, die die Abtastzeile 57 bilden, werden in einem Winkel von 35,3º durch die Öffnung 24 projiziert. Die Ausbildung des Abtastmusters 54 wird auch von dem Winkel bestimmt, in dem die Reflexionsspiegelelemente 48 bis einschließlich 52 an der Unterseite 56 des Deckelabschnitts 22 befestigt sind. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Spiegelelemente 48 bis einschließlich 52 im 45º-Winkel an der Unterseite 56 des Deckelabschnitts 22 befestigt.
Die von dem Strichcodeetikett auf dem Warengegenstand zurückgeworfenen Lichtstrahlen werden zurück durch das Fenster 24, die Spiegelelemente 48 bis einschließlich 52 und eine der Facetten des Drehabtasterelementes 42 zur beschichteten Seite 62 des Spiegelelementes 58 gelenkt. Die Seite 62 des Spiegelelementes 58 reflektiert dann die Lichtstrahlen zu dem Linsenelement 64, das die Lichtstrahlen am Photodetektor 66 fokussiert. Wie in Fachkreisen allgemein bekannt ist, besteht das Strichcodeetikett aus einer Vielzahl heller und dunkler Striche (nicht dargestellt), die auf ein Etikett gedruckt sind und beim Abtasten durch die Abtastvorrichtung eine spezifische Impulswellenform erzeugen. Der Photodetektor 66 wird unter Ansprechen auf den Empfang der Veränderungen in der Lichtintensität der reflektierten Lichtstrahlen elektrische Signale erzeugen, die zu der gedruckten Leiterplatte 28 (Fig. 2) übertragen werden, wo ein A/D-Wandler (nicht dargestellt) die Analogsignale digitalisiert, woraufhin Logikschaltungen auf der gedruckten Leiterplatte 28 die aufgenommenen digitalisierten Signale verarbeiten und die Signale über das Kabel 26 zu einem entfernten Datenendgerät (nicht dargestellt) übertragen, wo die Information angezeigt wird. Es ist daher wohl ersichtlich, daß eine kompakte optische Abtasteinrichtung offenbart ist, die die Durchführung eines Kassenbetriebs auf jeder beliebigen Auflagefläche in einem Geschäftsunternehmen gestattet.

Claims

1. Optische Abtastvorrichtung mit einer Lichtquelle (36) zum Projizieren von Licht auf eine Reflexionseinrichtung (42), die so angeordnet ist, daß sie sich im Betrieb dreht, und einer Vielzahl von Spiegelelementen (48, 50, 52), um von der Reflexionseinrichtung (42) reflektiertes Licht in zyklischer Weise aufzunehmen, gekennzeichnet durch ein weiteres Spiegelelement (32), das eine Reflexionsfläche (34) im wesentlichen in Form eines Teiles der Außenfläche eines Konus aufweist, um von der Vielzahl von Spiegelelementen (48, 50, 52) reflektiertes Licht zu empfangen und dieses Licht zu reflektieren, um ein Abtastmuster zum Abtasten verschlüsselter Kennungen zu liefern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Reflexionsfläche (34) teilweise um die Rotationsachse der Reflexionseinrichtung (42) erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsfläche (34) mit der Reflexionseinrichtung (42) koaxial ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (36) auf dem weiteren Spiegelelement (32) befestigt ist, welches auf einem Abstützelement (28) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Spiegelelement (32) und die Reflexionseinrichtung (42) auf einem Abstützelement (28) befestigt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionseinrichtung (42) ein mittels einer Antriebsvorrichtung (40) drehbar auf dem Abstützelement (28) gelagertes Mehrfacettenspiegelelement umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützelement (28) eine gedruckte Leiterplatte der Abtasteinrichtung aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (20) zur Aufnahme der Vorrichtung und mit einer Tiefe von nicht mehr als 3 Zoll (7,62 cm).