專利名稱：自適應(yīng)條碼掃描器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般性地涉及用于電光地讀取具有不同的光反射率部分的標(biāo)記的掃描器，例如，條碼符號(hào)，并且更具體地涉及這種掃描器中使掃描器能夠適應(yīng)特定的應(yīng)用環(huán)境及符號(hào)可讀性條件的控制電路。本發(fā)明同時(shí)涉及用于在返回的光徑上消除收集光學(xué)部件的一種光學(xué)設(shè)計(jì)，從標(biāo)記上反射的光是沿這一返回光徑行進(jìn)的。
在此以前，已經(jīng)研制出各式各樣的用于讀取出現(xiàn)在一個(gè)物體的表面上的一張標(biāo)簽上的條碼符號(hào)的光學(xué)掃描系統(tǒng)。條碼符號(hào)本身是標(biāo)記的一種編碼圖形，在該圖形中包含互相分隔開(kāi)的具有不同寬度的一系列條紋來(lái)定界不同寬度的間隔，條紋與間隔具有不同的光反射特性。閱讀器與掃描系統(tǒng)將圖形標(biāo)記電光地變換成電信號(hào)，再將這些電信號(hào)解碼成用于描述該物體或其某種特征的字母數(shù)字型字符。這些字符通常是以數(shù)字的形式表示的并用作一個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的輸入，供在銷售點(diǎn)處理、庫(kù)存管理等中應(yīng)用。這種通用型式的掃描系統(tǒng)已在諸如4，251，798;4，369，361;4，387，297;4，409，470;4，760，248;4，896，076號(hào)美國(guó)專利中公開(kāi)，所有這些專利都已轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人。
如上述專利中某些專利所公開(kāi)的，其中這一掃描系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例為用戶托住的一種手持式便攜激光掃描頭，它是裝配成使該用戶能夠?qū)⒃擃^(具體地說(shuō)，一個(gè)光束)瞄準(zhǔn)在一個(gè)要讀取的目標(biāo)與符號(hào)上的。
激光掃描器條碼閱讀器中的光源通常是一個(gè)氣體激光器或半導(dǎo)體激光器。在掃描系統(tǒng)中使用半導(dǎo)體器件作為光源，由于它們體積小、成本低及功率要求低而特別受青睞。激光束通常由一個(gè)聚焦光學(xué)組件光學(xué)地修正而在目標(biāo)距離上形成一個(gè)具有一定大小的光束斑。束斑在目標(biāo)距離上的截面最好約等于具有不同光反射率的區(qū)域，即符號(hào)的條紋與間隔，之間的最小寬度。
條碼符號(hào)是由具有多種可能寬度的通常是矩形的條紋或元素構(gòu)成的。這些元素的特定排列按照一組所采用的代碼或“符號(hào)表示法”的規(guī)則與定義來(lái)定義所表示的字符。條紋與間隔的相對(duì)尺寸是由所采用的碼型確定的，條紋與間隔的實(shí)際尺寸也是這樣。每英寸中條碼符號(hào)所表示的字符數(shù)稱作該符號(hào)的密度。為了編碼一個(gè)要求的字符序列，將一組元素的排列連接在一起來(lái)構(gòu)成完整的條碼符號(hào)，信息的每一個(gè)字符由其本身所對(duì)應(yīng)的元素群表示。在某些符號(hào)表示中采用一個(gè)獨(dú)特的“起始”與“終止”字符來(lái)指示條碼的開(kāi)始與結(jié)束位置。存在著若干不同的條碼符號(hào)表示法，在這些符號(hào)表示法中包括UPC/EAN、Code39、Code128、Codabar及5中交插2(Intereaved2of5)。
為了討論的目的，一種符號(hào)表示法所識(shí)別與定義的字符將稱為合法字符。而一種給定的符號(hào)表示法所不能解碼的一個(gè)元素排列便稱作該符號(hào)表示法的一個(gè)非法字符。
為了提高在一個(gè)給定大小的表面區(qū)域上所能表示或存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量，最近開(kāi)發(fā)了多種新的條碼符號(hào)表示法。這些新的代碼標(biāo)準(zhǔn)之一，Code49，通過(guò)字符行垂直地疊在一起而不是僅水平地延伸條碼而引入了一種“二維的”概念。即，存在著若干行條紋與間隔的圖形而不只是一行。在4，794，239號(hào)美國(guó)專利中描述了Code49的結(jié)構(gòu)，在這里引用它作為參照。在461，881號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)中描述了另一種稱作“PDF417”的結(jié)構(gòu)。
在本技術(shù)領(lǐng)域中已知的掃描系統(tǒng)中，光束是沿一條光徑被一個(gè)透鏡或類似的光學(xué)部件導(dǎo)向表面上包含一個(gè)條碼符號(hào)的一個(gè)目標(biāo)的。掃描器利用一個(gè)掃描部件的運(yùn)動(dòng)在一條或一系列橫越該符號(hào)的線上反復(fù)掃描光束來(lái)進(jìn)行工作，這種掃描部件是諸如設(shè)置在光束的光徑中的一面反射鏡。掃描部件可令束斑跟蹤一條橫越并超過(guò)該符號(hào)的一條掃描線掃過(guò)該符號(hào)，或者掃描該掃描器的視野，或者兩者兼做。
條碼閱讀系統(tǒng)還包括一個(gè)傳感器或光檢測(cè)器，它的作用是檢測(cè)符號(hào)的反射或散射光。光檢測(cè)器或傳感器設(shè)置在掃描器中的一條光徑上，使其視野橫越符號(hào)延伸并略為超出該符號(hào)。從符號(hào)上反射或散射的光線中的一部分被檢測(cè)到并被轉(zhuǎn)換成一個(gè)電信號(hào)。電子電路或者軟件將電信號(hào)解碼成所掃描到的符號(hào)所表示的數(shù)據(jù)一種數(shù)字表示。例如，光檢測(cè)器所生成的模擬電信號(hào)可轉(zhuǎn)換成一個(gè)脈沖寬度調(diào)制的數(shù)字信號(hào)，其寬度對(duì)應(yīng)于條紋與間隔的物理寬度。然后根據(jù)該符號(hào)所采用的特定符號(hào)表示法將這一數(shù)字化信號(hào)解碼成編碼在該符號(hào)中的數(shù)據(jù)的二進(jìn)制表示，并隨即解碼成所表示的字母數(shù)字型字符。
已知的條碼閱讀系統(tǒng)中的解碼過(guò)程通常以下述方式工作。解碼器接收來(lái)自條碼閱讀器的脈沖寬度調(diào)制的數(shù)字信號(hào)，在軟件中實(shí)現(xiàn)的一種算法便試圖去解碼這一掃描。如果成功而完整的解碼了這一掃描中的起始與終止字符以及它們之間的字符，解碼過(guò)程便告結(jié)束并向用戶提供一次成功讀取的標(biāo)志(諸如一個(gè)綠燈和/或一個(gè)嘟嘟聲)。否則，解碼器接收下一個(gè)掃描并在該掃描上執(zhí)行另一次解碼嘗試，等等，直到獲得一個(gè)完整地解碼的掃描或者再也沒(méi)有可利用的掃描為止。
必須認(rèn)識(shí)到讀取符號(hào)的一個(gè)掃描系統(tǒng)的總體性能不僅是光學(xué)子系統(tǒng)而且也是其電子子系統(tǒng)的一個(gè)函數(shù)。一種條碼閱讀器的總體性能的度量是接收最窄的元素及解碼距該閱讀器數(shù)百英寸遠(yuǎn)的符號(hào)的能力。光學(xué)子系統(tǒng)將光束聚焦成具有一定的可測(cè)定的光斑尺寸，但是電子子系統(tǒng)，尤其是模擬信號(hào)處理電路，也在對(duì)檢測(cè)與光斑大小的貢獻(xiàn)中扮演一定的角色。測(cè)定電路的作用的一種方法是通過(guò)EricBarkan與JeromeSwartz在下述兩篇論文中所引入的有效光斑大小的概念
1、“激光掃描技術(shù)進(jìn)展”，國(guó)際光學(xué)工程學(xué)會(huì)會(huì)報(bào)，299卷，1981年8月27-28日。
2、“條碼激光器掃描中的系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究”，光學(xué)工程，23卷，第4號(hào)，413-420頁(yè)，1981年7月/8月。
在這兩篇論文中，有效光斑大小這一概念是由下式定義的其中W e f f ( 2 ) =W o p t2( 2 ) + W e l2( 2 )]]>Wopt是光學(xué)系統(tǒng)單獨(dú)導(dǎo)致的焦點(diǎn)平面上的聚焦光束的光斑大小;及Wel是由電氣系統(tǒng)導(dǎo)致的光斑大小的增加。
Wel參數(shù)是模擬系統(tǒng)處理電路的頻帶寬度或時(shí)間常數(shù)的函數(shù)，同時(shí)也是在焦點(diǎn)或掃描平面上的激光束光斑速度的函數(shù)。距離外殼越遠(yuǎn)，Wel在Weff的值的增加上的影響越大，從而在這樣遠(yuǎn)的距離上降低系統(tǒng)的總體性能。在太遠(yuǎn)的距離上，符號(hào)不再能被讀出。
在本發(fā)明之前，是在逐個(gè)的基礎(chǔ)上調(diào)整掃描參數(shù)的，獨(dú)立地調(diào)整象束密度或放大器增益這種單個(gè)的參數(shù)。沒(méi)有研究過(guò)同時(shí)一起調(diào)整若干個(gè)不同的光學(xué)與電參數(shù)而使得在一個(gè)給定的距離上或距離范圍中或一個(gè)特定的應(yīng)用或工作對(duì)象上的一個(gè)符號(hào)的可讀性為最佳(例如最大工作范圍)。
簡(jiǎn)要而概括地說(shuō)，本發(fā)明提供一種讀取條碼符號(hào)之類的自適應(yīng)系統(tǒng)及方法，包括用于生成一個(gè)指向一個(gè)目標(biāo)并掃掠整個(gè)要讀取的符號(hào)的具有可調(diào)整的特性的光束的一個(gè)掃描器。本系統(tǒng)還包括一個(gè)用于接收來(lái)自這一符號(hào)的反射光的光檢測(cè)器及判定所接收的信號(hào)是否清楚得足以確定所掃描的是一個(gè)合法符號(hào)的電路，以及用于處理這些信號(hào)的具有可調(diào)整特性的信號(hào)處理電路。
更具體地，本發(fā)明提供一種操作一個(gè)條碼掃描器的方法，包括以下步驟將一個(gè)光束瞄準(zhǔn)在一個(gè)條碼符號(hào)上;檢測(cè)來(lái)自所述條碼符號(hào)的反射光并對(duì)其作出響應(yīng)生成一個(gè)電信號(hào);以及在一個(gè)具有可選擇的增益、帶寬及數(shù)字化器閾值的電路中處理該電信號(hào)。然后確定該電信號(hào)所表示的條碼符號(hào)的可讀性以生成一個(gè)控制信號(hào);以及根據(jù)該控制信號(hào)改變信號(hào)處理電路的增益和/或帶寬和/或數(shù)字化器閾值，或者對(duì)掃描器操作進(jìn)行其它調(diào)整，諸如調(diào)整激光束的“光腰”位置。
本發(fā)明的新穎特征在所附的權(quán)利要求書(shū)中提出。然而，本發(fā)明本身及其其它的特性及優(yōu)點(diǎn)可以在結(jié)合附圖閱讀說(shuō)明書(shū)中、通過(guò)參照一個(gè)特殊的實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明而更好地得到理解。
圖1為讀取條碼的一個(gè)掃描系統(tǒng)的高度簡(jiǎn)化了的方框圖;
圖2為根據(jù)本發(fā)明的條碼閱讀器的一個(gè)實(shí)施例的透視圖;
圖3為根據(jù)本發(fā)明的條碼閱讀器的一個(gè)第二實(shí)施例的透視圖;
圖4是為判定是否掃描到了一個(gè)合法條碼而用于檢測(cè)一次掃描的條紋與間隔圖形的電路的示意圖;
圖5為根據(jù)本發(fā)明確定是否讀取了一個(gè)條碼的一部分或者是否需要調(diào)整掃描器參數(shù)的一種算法的流程圖;
圖6為描繪作為離開(kāi)光腰的距離的一個(gè)函數(shù)的高斯束的束寬的曲線;
圖7為圖6中用A指示的束的圖形表示;
圖8為圖6中用B指示的束的圖形表示;以及圖9為描繪作為光腰直徑的一個(gè)函數(shù)的具有不同波長(zhǎng)的一個(gè)掃描器的工作范圍的曲線。
本說(shuō)明書(shū)及隨后的權(quán)利要求書(shū)中所用的名詞“符號(hào)”及“條碼”不僅指由不同寬度的交錯(cuò)條紋與間隔組成的圖形而言，而且還旨在廣義地覆蓋其它一維或二維圖形以及字母數(shù)字型字符。
本發(fā)明一般性地涉及利用一個(gè)光源來(lái)從諸如條碼符號(hào)這樣的具有不同的光反射率的標(biāo)記上反射光線的一種掃描器系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明提供一種掃描器系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)整掃描光束的各種光學(xué)參數(shù)和/或光檢測(cè)與處理電路的電參數(shù)來(lái)啟動(dòng)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)、掃掠和/或掃描待讀取的符號(hào)。本發(fā)明還通過(guò)對(duì)表示或可表示諸如條碼符號(hào)這樣的所要求的目標(biāo)的標(biāo)記的檢測(cè)作出響應(yīng)向光源電流驅(qū)動(dòng)器與掃描電機(jī)控制器提供信號(hào)來(lái)提供操作一個(gè)掃描器系統(tǒng)的一種方法。
本發(fā)明還涉及包含自動(dòng)啟動(dòng)與結(jié)束對(duì)目標(biāo)掃描的技術(shù)的掃描系統(tǒng)。某些掃描器系統(tǒng)的一個(gè)特點(diǎn)是使用一個(gè)手動(dòng)操作的開(kāi)關(guān)來(lái)啟動(dòng)對(duì)目標(biāo)的掃描，如在4，387，297號(hào)美國(guó)專利中所描述的。雖然對(duì)于許多應(yīng)用而言使用一個(gè)開(kāi)關(guān)是一個(gè)重要的特點(diǎn)，但在某些應(yīng)用中可能要求使用其它的啟動(dòng)技術(shù)來(lái)啟動(dòng)掃描，這些技術(shù)在這里加以描述并且也屬于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人的4，933，538號(hào)美國(guó)專利描述了包括一臺(tái)處理器的一種條碼閱讀器，該處理器判定所反射的光是否表示一個(gè)能表示一個(gè)條碼的間隙變化，并根據(jù)這一判定生成一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)。設(shè)置了一個(gè)控制器來(lái)對(duì)該啟動(dòng)信號(hào)作出響應(yīng)，通過(guò)改變?cè)摴馐拿芏?、光斑大小、掃描路徑?或掃描速率來(lái)修正該光束。
也已轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人的4，808，804號(hào)美國(guó)專利描述了可以改變工作距離或光斑大小的一種條碼閱讀系統(tǒng)。
本發(fā)明擴(kuò)展了上述4，933，538號(hào)美國(guó)專利中所最先提出的反射光處理與分析技術(shù)。本發(fā)明還擴(kuò)展了上述專利中或4，808，804號(hào)美國(guó)專利中所描述的在必要時(shí)通過(guò)修正光束來(lái)調(diào)整條碼閱讀器的技術(shù)，不僅可以通過(guò)修正光束并且還可以通過(guò)調(diào)整該條碼閱讀器中的檢測(cè)與信號(hào)處理部分的電參數(shù)來(lái)達(dá)到這一目的。
1990年7月18日提交并轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人的553，559號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)描述了一種條碼閱讀器，其中利用一臺(tái)微處理器來(lái)調(diào)整電機(jī)的掃描速度、激光器功率、模擬放大器增益及數(shù)字化閾值來(lái)協(xié)助解碼難讀的符號(hào)。在制造中確定的正常設(shè)定值可以存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中。
本發(fā)明精心改進(jìn)了上述553，559號(hào)美國(guó)專利中首先提出的利用微處理器的技術(shù)。
1990年8月3日提交并轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人的562，130號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)描述了一種條碼閱讀器，其中檢測(cè)與處理?xiàng)l碼符號(hào)的特征來(lái)判定該符號(hào)是高密度還是低密度條碼符號(hào)。根據(jù)判定的結(jié)果來(lái)改變?cè)撻喿x器的信號(hào)處理電路的帶寬。以這一方式，信號(hào)處理電路利用最適合于閱讀所檢測(cè)到的那種類型的條碼的帶寬。寬的帶寬會(huì)使更多的噪聲在處理電路中傳播，因此將帶寬壓縮到僅為所需要的寬度。低密度條碼對(duì)信號(hào)處理電路中帶寬的要求較高密度條碼低。本發(fā)明同樣擴(kuò)展了上述美國(guó)專利申請(qǐng)中所描述的技術(shù)。
在一個(gè)條碼掃描器中，通常在軟件中設(shè)定各種操作參數(shù)使該掃描器適用于特定的應(yīng)用。例如，由用戶或掃描器制造商以及為該掃描要在其中工作的應(yīng)用環(huán)境所配置的特定掃描器型號(hào)頻繁地確定信息傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率、或其它接口參數(shù)以及要解碼的符號(hào)表示類型。
有時(shí)也希望調(diào)整或修正某一掃描器硬件的電參數(shù)或功能使該掃描器能夠更好地在讀取與特定的應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的符號(hào)中工作。例如，用于讀取高速傳送帶上點(diǎn)陣印刷的符號(hào)的掃描器與用于讀取靜止的高密度符號(hào)的掃描器相比，前者要求以特殊的方式設(shè)定某些參數(shù)。
為了優(yōu)化一個(gè)條碼掃描器的性能，通常是在制造或者安裝掃描器時(shí)調(diào)整或設(shè)定諸如電機(jī)轉(zhuǎn)速、放大器增益、激光器功率放大器帶寬及數(shù)字化器閾值等參數(shù)的。這種調(diào)整通常是通過(guò)在電路板上設(shè)置特定的部件值或調(diào)整配平電位計(jì)來(lái)進(jìn)行的。一位熟練的技師或工程師應(yīng)能準(zhǔn)確地確定如何進(jìn)行這些調(diào)整。
本發(fā)明在條碼掃描器中提供了可調(diào)整的電路，使得所有上述各種調(diào)整及其它的調(diào)整都能在一臺(tái)微處理器的控制下進(jìn)行。用于解碼符號(hào)和/或與外部設(shè)備接口的同一臺(tái)微處理器可用于這種調(diào)整操作。這些調(diào)整可在生產(chǎn)具有預(yù)定或預(yù)置的供用戶專用的操作特性的不同型號(hào)的條碼閱讀器的制造過(guò)程中進(jìn)行。這些調(diào)整也可在安裝時(shí)或者在一個(gè)特定的任務(wù)的開(kāi)始時(shí)由用戶執(zhí)行。這些調(diào)整還可由設(shè)置在“自動(dòng)調(diào)整”模式中的掃描器自動(dòng)進(jìn)行，使該掃描器自動(dòng)地調(diào)整到提交給它的符號(hào)上。
微處理器可根據(jù)所要求的精度與分辨率用各種方法進(jìn)行這些光學(xué)與電信號(hào)的調(diào)整。為了使微處理器能夠進(jìn)行這些調(diào)整而設(shè)置的電路的例子為數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器、數(shù)字電位計(jì)、模擬開(kāi)關(guān)、FET(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)及晶體管。
本發(fā)明的另一種應(yīng)用是將不同目標(biāo)距離上的優(yōu)化參數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，而當(dāng)將一個(gè)特定目標(biāo)距離上的一個(gè)符號(hào)提交給掃描器時(shí)處理器便自動(dòng)調(diào)出這些參數(shù)。這些應(yīng)用的實(shí)例包括讀取傳送帶上的包裝上的條碼，其中的包裝上的條碼標(biāo)簽是位于離開(kāi)掃描器的若干不同距離上的。
本發(fā)明還提供用于操作一個(gè)條碼閱讀系統(tǒng)的一種方法與裝置，該系統(tǒng)可讀兩種不同類型的條碼-一種標(biāo)準(zhǔn)線性條碼及一種二維條碼。本發(fā)明還提供了一種為了精確地讀取一個(gè)二維條碼而調(diào)整掃描光束的空間覆蓋范圍或垂直掃掠范圍、檢測(cè)器的電子器件及適當(dāng)?shù)慕獯a器軟件的技術(shù)。
參見(jiàn)圖1，它示出了可根據(jù)本發(fā)明的原理設(shè)計(jì)的一種條碼閱讀器的一個(gè)實(shí)施例的高度簡(jiǎn)化了的方框圖表示。閱讀器100可裝設(shè)在一個(gè)便攜式掃描器中，或者作為一個(gè)桌面工作站或靜止的掃描器。在較佳實(shí)施例中，該閱讀器是裝設(shè)在一個(gè)輕型塑料外殼101中的。
在一個(gè)較佳實(shí)施例中，閱讀器100可以是具有手槍把形的握把的一種槍形設(shè)備;一個(gè)第二實(shí)施例是如圖2中所示的帶在手上的一個(gè)單元;一個(gè)第三實(shí)施例是如圖3所示的一個(gè)戒指型掃描器。當(dāng)用戶將該設(shè)備置于指向待讀取的符號(hào)的位置上時(shí)，用戶可使用外殼上的一個(gè)可移動(dòng)的觸發(fā)開(kāi)關(guān)(圖3所示)來(lái)手動(dòng)啟動(dòng)掃描器。如下面要描述的，也可用各種“無(wú)觸發(fā)器”的啟動(dòng)技術(shù)。
第一個(gè)較佳實(shí)施例可一般性地具有頒發(fā)給Swartz等人的4，760，248號(hào)美國(guó)專利，或者轉(zhuǎn)讓給符號(hào)技術(shù)公司的4，896，026號(hào)美國(guó)專利中所公開(kāi)的那種型式，同時(shí)還類似于可從符號(hào)技術(shù)公司購(gòu)得的型號(hào)為L(zhǎng)S8100或LS2000的條碼閱讀器。另外，頒發(fā)給Swartz等人的4，387，297號(hào)美國(guó)專利或頒發(fā)給Shepard等人的4，409，470號(hào)美國(guó)專利(兩者都已轉(zhuǎn)讓給符號(hào)技術(shù)公司)的特性可用于構(gòu)造圖1的條碼閱讀器單元。在這里引入專利4，760，248、4，896，026與4，409，470作為參照，但這些設(shè)置的總體設(shè)計(jì)將在這里扼要地描述以供參考。
更詳細(xì)地參見(jiàn)圖1，光源107(通常為激光二極管之類)的閱讀器100中生成一個(gè)射出的光束103。來(lái)自光源107的光束被一個(gè)光學(xué)組件108光學(xué)地修正以形成一個(gè)具有一定特征的光束。由組件108確定大小與成形的光束作用在一個(gè)掃描單元109上。該光束是以特定的掃描圖形偏折到掃描單元109上的，即形成一條單一的線、一個(gè)線性光柵掃描圖形、或者更復(fù)雜的圖形。然后，掃描單元109將掃描光束103引導(dǎo)通過(guò)一個(gè)出射窗口102照射到位于該閱讀器前方數(shù)英寸處的一個(gè)目標(biāo)上的條碼符號(hào)104上。在便攜式閱讀器100的實(shí)施例中，用戶瞄準(zhǔn)或定位該便攜式單元使這一掃描圖形橫越待讀取的符號(hào)104。從符號(hào)反射的和/或散射的光線105由閱讀器中的一個(gè)光檢測(cè)器106檢測(cè)，生成要處理與解碼的電信號(hào)以再生該條碼所表示的數(shù)據(jù)。以后所用的名詞“反射光”泛指反射和/或散射光)。
光學(xué)部件107、108與109中每一個(gè)的特征可分別由驅(qū)動(dòng)單元110、111與112獨(dú)立地調(diào)整。這些驅(qū)動(dòng)單元是由中央處理單元119在控制總線126上送出的數(shù)字控制信號(hào)操作的，該中央處理單元最好是用外殼101中所包括的一臺(tái)微處理器實(shí)現(xiàn)的。
光檢測(cè)器106的輸出作用在一個(gè)具有可調(diào)或可選擇的增益或帶寬的模擬放大器113上。在模擬放大器113上連接一個(gè)放大器控制單元114，響應(yīng)通過(guò)控制總線126作用在控制單元112上的控制信號(hào)來(lái)產(chǎn)生對(duì)模擬放大器113中的電路值的適當(dāng)調(diào)整。
模擬放大器113的一個(gè)輸出作用在一個(gè)模-數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器115上，后者采樣模擬信號(hào)使之能被CPU119測(cè)試。A/D轉(zhuǎn)換器連接在控制總線126上，傳送所采樣的數(shù)字信號(hào)供CPU119處理。
模擬放大器113的另一個(gè)輸出作用在一個(gè)數(shù)字化器116上。數(shù)字化器116將來(lái)自模擬放大器113的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖寬度調(diào)制的數(shù)字信號(hào)。4，360，798號(hào)美國(guó)專利中描述了一種數(shù)字化器。如前面所指出的，諸如包含在數(shù)字化器116中的那些電路具有可變的閾值級(jí)，根據(jù)本發(fā)明這些閾值級(jí)是可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整的。數(shù)字化器控制單元117連接到數(shù)字化器116上并根據(jù)CPU119通過(guò)控制總線126作用在控制單元117上的控制信號(hào)對(duì)數(shù)字化器116中的閾值級(jí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
數(shù)字化器116的輸出作用在邊緣檢測(cè)器118上。后者的操作可參照?qǐng)D4加以說(shuō)明。
圖4中示出了用于本發(fā)明的一個(gè)較佳邊緣檢測(cè)電路118的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。這一電路與506，674號(hào)原申請(qǐng)中所公開(kāi)的相同，為了討論的完整性將它包括在這里。來(lái)自數(shù)字化器116的信號(hào)作用在一個(gè)反相器31的輸入端上，反相器的輸出作用在二極管32上。一個(gè)RC(電阻電容)電路由第一電阻器R1與電容器(C)34構(gòu)成，電阻器R1串聯(lián)在二極管32的輸出端與一個(gè)收集極開(kāi)路的輸出比較器37的一個(gè)第一輸入端35之間。電容器(C)34連接在第一輸入端35與地電位之間，并且一個(gè)第二電阻器R2連接在第一輸入端35與地電位之間。電阻器R1的電阻值最好遠(yuǎn)小于電阻器R2的電阻值。
比較器的第二輸入端38連接到由電阻器R4與R5構(gòu)成的分壓器，這兩個(gè)電阻器串聯(lián)在電位V與地之間。比較器37的輸出端41連接到“激光器啟動(dòng)”信號(hào)線，以及通過(guò)電阻器R3的反饋線。來(lái)自比較器37的輸出端的反饋向比較操作提供一個(gè)遲滯效應(yīng)，這是由于電阻器R3的另一端是連接到比較器37的第二輸入端38上的。檢測(cè)器電路118的操作可描述如下當(dāng)數(shù)字化器輸出一個(gè)條紋時(shí)，電容器以近似于R1C的時(shí)間常數(shù)充電，這是由于R2是遠(yuǎn)大于R1的。當(dāng)數(shù)字化器輸出一個(gè)間隔時(shí)，電容器通過(guò)R2充電，因?yàn)槎O管32防止了通過(guò)R1放電。時(shí)間常數(shù)R2C遠(yuǎn)大于時(shí)間常量R1C，所以需要更多的間隔時(shí)間來(lái)消除一個(gè)條紋的作用。
經(jīng)過(guò)了若干個(gè)具有典型密度的條紋與間隔之后，在電容器34上產(chǎn)生一個(gè)超過(guò)閾值的電壓，該閾值是用比較器37設(shè)定的。此時(shí)，從比較器37輸出一個(gè)“觸發(fā)”或一個(gè)解碼器啟動(dòng)信號(hào)來(lái)指明一個(gè)條碼的出現(xiàn)。這時(shí)便可將來(lái)自邊緣檢測(cè)器118的數(shù)據(jù)交給解碼器120去解碼。
此刻，比較器37的開(kāi)路的收集極輸出被驅(qū)動(dòng)到低電平，從而降低了該比較器的閾值，使得由于后隨的條紋與間隔及靜止區(qū)域所引起的電容器34上的較小電壓變化不致截止該觸發(fā)信號(hào)。
如果掃描到一條長(zhǎng)的黑色條紋，上述電路也能被觸發(fā)。然而，在較佳實(shí)施例中，數(shù)字化器中包含一個(gè)排除讀取一條長(zhǎng)的黑色條紋的電路，即數(shù)字化器如同一個(gè)高通濾波器那樣工作。
如上面所指出的，邊緣檢測(cè)器118是連接到解碼器120上的，解碼器以本發(fā)明的背景中所描述的方式工作。解碼后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在連接在一條數(shù)據(jù)總線122上的一個(gè)鎖存器121中。鎖存器121還連接在一條控制總線126上，后者又連接在CPU119上。
在較佳實(shí)施例中，掃描參數(shù)的調(diào)整是以CPU119的控制下軟件中實(shí)現(xiàn)的。以下的討論提出一種可在根據(jù)本發(fā)明的閱讀器中的一個(gè)計(jì)算機(jī)程序中實(shí)現(xiàn)的算法的例子。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的一種算法的流程圖，該算法確定是否讀到了一個(gè)條碼的一個(gè)部分以及是否需要調(diào)整掃描器參數(shù)。假定在開(kāi)動(dòng)掃描器時(shí)，自動(dòng)設(shè)設(shè)定了某些預(yù)定的初始化參數(shù)，如框200所示。然后將掃描器置于“調(diào)整”模式中(與“讀入”模式不同)并開(kāi)始進(jìn)行這一算法。
在下面的討論中，括號(hào)內(nèi)的參照數(shù)字是指圖5中的流程圖中所示的功能框而言。201得出一次掃描，并且對(duì)由模擬放大器113，A/D轉(zhuǎn)換器115及邊緣檢測(cè)器118處理后得出的信號(hào)加以測(cè)定與分析。根據(jù)本發(fā)明的軟件算法考慮范圍內(nèi)的一種增益調(diào)整可參見(jiàn)635，431號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)。從而，在202作出放大器113的增益是否需要調(diào)整的判定，如果需要，則在203增加增益。假定放大器增益是合適的，在204判定該信號(hào)是否一個(gè)條碼，例如利用邊緣檢測(cè)器118來(lái)判定。如果該信號(hào)不是一個(gè)條碼或者一個(gè)條碼的一部分，閱讀器便沒(méi)有可分析的適當(dāng)信號(hào)了，便在201從另一次掃描中取得數(shù)據(jù)。如果該信號(hào)是一個(gè)條碼，并且在205判定閱讀器是在調(diào)整模式中，則在209對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。如果閱讀器不在調(diào)整模式中，并在206信號(hào)是作為正常的條碼解碼的，則在207輸出該數(shù)據(jù)。如果信號(hào)沒(méi)有解碼，則在208將閱讀器置于調(diào)整模式并在209對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
現(xiàn)在描述微處理器CPU119調(diào)整參數(shù)所用的方法。某些諸如“電機(jī)轉(zhuǎn)速”這樣的掃描器參數(shù)便可加以測(cè)定并在得到適當(dāng)?shù)碾姍C(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)用一個(gè)反饋給該微處理器的信號(hào)通知該微處理器。一次激光器功率調(diào)整可能要求一個(gè)位于掃描內(nèi)的或者位于一外部裝置中的光敏器件來(lái)向微處理器反饋激光器功率信息。如果激光二極管組件中的監(jiān)視器光電二極管已經(jīng)以某種方式標(biāo)定為執(zhí)行這一功能，則可利用它來(lái)進(jìn)行這一工作。
根據(jù)本發(fā)明的微處理器控制的調(diào)整可采用多種方法。在制造過(guò)程中的手動(dòng)調(diào)整得以消除，從而降低成本及提高產(chǎn)品的兼容性與質(zhì)量。專用的設(shè)備可用于協(xié)助進(jìn)行某些調(diào)整。例如，掃描器可以通過(guò)掃描一個(gè)預(yù)定的印刷條紋圖形來(lái)自動(dòng)調(diào)整其掃描角。它也可在一個(gè)經(jīng)由一個(gè)電接口向掃描器反饋信息的外部激光功率計(jì)的協(xié)助下調(diào)整其激光功率輸出。掃描器還可將其本身的放大器增益、帶寬及數(shù)字化器閾值調(diào)整到由一個(gè)優(yōu)化算法確定的級(jí)上。這一自調(diào)整能力通過(guò)在同一條組裝線上方便地制造具有可變化的能力的掃描器而簡(jiǎn)化了制造過(guò)程。從而本發(fā)明提供了一種制造條碼閱讀器的方法，包括下述步驟(a)在制造過(guò)程中通過(guò)將一個(gè)光束引導(dǎo)到用戶應(yīng)用中所使用的那種類型的一個(gè)測(cè)試符號(hào)上來(lái)測(cè)試一個(gè)樣品條碼閱讀器;(b)在離開(kāi)所述閱讀器的第一與第二預(yù)定的距離上感測(cè)從該測(cè)試符號(hào)反射的光以生成一個(gè)指示在這兩個(gè)不同距離上所感測(cè)到的符號(hào)的相對(duì)可讀性程度的輸出信號(hào);(c)自動(dòng)地確定該閱讀器的最佳光學(xué)與電特征使之能最佳地讀取于第一與第二距離之間的工作距離范圍內(nèi)出現(xiàn)的這種類型的符號(hào);以及(d)自動(dòng)設(shè)定該閱讀器的光學(xué)與電參數(shù)使它們對(duì)應(yīng)于由這兩個(gè)預(yù)定的距離所確定的工作距離范圍。
本發(fā)明的另一個(gè)特性為提供一種操作條碼閱讀器的方法，特別是設(shè)計(jì)或讀取取決于用戶的應(yīng)用的閱讀器與條碼符號(hào)之間的一種可變的工作距離范圍內(nèi)的一個(gè)目標(biāo)上的條碼符號(hào)的閱讀器，這些閱讀器具有一個(gè)調(diào)整模式及一個(gè)工作模式，該方法包括下述步驟(a)在該閱讀器的調(diào)整模式中，從該閱讀器將一個(gè)光束引導(dǎo)到離開(kāi)該閱讀器一個(gè)預(yù)定的距離上的用戶應(yīng)用中所使用的那種類型的一個(gè)測(cè)試符號(hào)上;(b)感測(cè)該預(yù)定距離上的測(cè)試符號(hào)所反射的光，生成一個(gè)指示該距離上的符號(hào)的相對(duì)可讀性程度的輸出信號(hào);(c)自動(dòng)確定該閱讀器的最佳光學(xué)與電特征，使之能于最佳地讀取出現(xiàn)在工作距離范圍內(nèi)的這種類型的符號(hào);以及(d)自動(dòng)設(shè)定該閱讀器的光學(xué)與電參數(shù)，使它們對(duì)應(yīng)于由這些預(yù)定的距離所確定的工作距離范圍。設(shè)定了這些參數(shù)以后，例如將這些值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，便可將該閱讀器置于工作模式中。從而，對(duì)于一個(gè)特定的用戶任務(wù)(對(duì)應(yīng)于預(yù)置的工作距離)，可讀性便能得到優(yōu)化。如果作業(yè)或任務(wù)有所改變，用戶可返回到調(diào)整模式，讀取另一個(gè)測(cè)試符號(hào)來(lái)重新設(shè)定這些參數(shù)，然后重新開(kāi)始。本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例或特性為在使用中提供一種自動(dòng)可調(diào)整性能力使掃描器成為自優(yōu)化的。例如，可以其前方具有一個(gè)要掃描的符號(hào)的情況中將該掃描器置于一種“學(xué)習(xí)”模式中。該掃描器便能自我調(diào)整直到獲得最高的掃描或功率為止。這特別適用于工業(yè)傳送帶應(yīng)用中，其中符號(hào)類型與到達(dá)掃描器的是相當(dāng)穩(wěn)定的。如果在用戶要求的極端狀況中提供符號(hào)，則掃描器也能以一定的可讀性質(zhì)量自我調(diào)整成覆蓋一個(gè)指定的工作距離或符號(hào)范圍。
在上述所有實(shí)施例中，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整一經(jīng)完成，可將參數(shù)值存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中，因而每次開(kāi)動(dòng)該掃描器時(shí)，微處理器便能恢復(fù)這些參數(shù)，或者也可用帶有它們自己的非易失性存儲(chǔ)器的數(shù)字電位計(jì)來(lái)代替。
自動(dòng)可調(diào)整性還使一個(gè)掃描器能夠通過(guò)迭代調(diào)整處理來(lái)增進(jìn)其閱讀條碼的能力，如應(yīng)用所要求的。例如，如果掃描器在一次掃描中解碼失敗，則它可在下一次掃描中試用不同的數(shù)字化器閾值。根據(jù)來(lái)自不成功的掃描數(shù)據(jù)或來(lái)自前面的符號(hào)的數(shù)據(jù)，可用小的增量來(lái)適當(dāng)?shù)刈鞒稣{(diào)整變化。
本發(fā)明的另一種方法可對(duì)某些或所有的調(diào)整采用非易失性數(shù)字電位計(jì)。這些數(shù)字電位計(jì)可以不受機(jī)載微處理器的控制，而只在一臺(tái)外部設(shè)備的控制下進(jìn)行調(diào)整。
為了說(shuō)明如何優(yōu)化一個(gè)特定的應(yīng)用或操作目標(biāo)(諸如最大的工作范圍)，我們考慮工作范圍與束腰大小之間的關(guān)系的一個(gè)例子。雖然這一目標(biāo)較單純改進(jìn)符號(hào)可讀性更為復(fù)雜，但它的確說(shuō)明在出售的掃描器的制造階段所必須測(cè)定與設(shè)置的各種掃描器參數(shù)之間的相互依賴性。這也說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)自調(diào)整、自適應(yīng)條碼掃描器是怎樣實(shí)現(xiàn)的。
首先，我們對(duì)條碼掃描器中的激光束寬度提供一些背景信息。圖6為描繪對(duì)于不同的束寬，作為離開(kāi)束腰的距離的函數(shù)的高斯光束的束寬的曲線。圖中線A表示在光腰處具有0.05mm束寬的一條激光束;線B表示在光腰處具有0.2mm束寬的一條激光束;而線C則表示在光腰處具有0.3mm束寬的一條激光束。比較束A與B最能說(shuō)明離開(kāi)束腰的距離增加時(shí)光束的表現(xiàn)的反差。
圖7為圖6中用A指定的光束在其光腰區(qū)域內(nèi)的圖形表示，而圖8則為圖6中用B指定的光束在其光腰區(qū)域內(nèi)的圖形表示。這兩張圖指示出了在圖7的情況中相對(duì)地小量的光束展寬，以及在圖8的情況中明顯的較大展寬。
假定應(yīng)用目的是使工作范圍為最大，調(diào)整哪些參數(shù)能夠達(dá)到這一目的？為了回答這一問(wèn)題，我們開(kāi)始作如下的分析空間坐標(biāo)系中的高斯光束外形(正則化到單位功率)由下式給出I ( x ) =12 π σe x p ( -x22 σ2) ( 1 )]]>其中σ＝dopt/4，而dopt則為束斑的直徑，在空間頻率范圍fx中，束傳遞函數(shù)為I(fx)＝exp(-2(σπfx)2)＝exp(- 1/8 (πfxdopt)2) (2)而在(瞬時(shí))頻率范圍f中，光束的外形為I ( fx) e x p ( - 2 (σ π fv)2) = e x p ( -18(π f do p tv)2) ( 3 )]]>其中V為掃描速度而f＝Vfx。一個(gè)條碼圖形的最大空間頻率fx，max是由最小條紋寬度bmin確定的fx m a x= 1/(2 bmin) ( 4 )密度傳遞函數(shù)I(fx)確定調(diào)制深度。從而最大空間頻率fx，max上的反差對(duì)應(yīng)于最小反差。對(duì)最小反差Cmin的限制是由數(shù)字化器的要求設(shè)定的。從式(3)與(4)我們可得表3圖案形成層組合物組分份數(shù)TEA(擴(kuò)散劑)10.00增塑劑20.00氧化鋁Ⅰ45.00顏料Ⅰ15.00溶劑Ⅰ5.00溶劑Ⅱ5.00表4結(jié)果
＊汞氙燈曝光，秒＊＊密耳(0.0025cm)＊＊＊熒光燈曝光，小時(shí)。
結(jié)果表明按本發(fā)明的方法制備的所有介電層都具有優(yōu)異的分辨<p>I(f)H(f)=exp(-18(πfV)2(dopt2+4ln(2)π2(Vfc)2)=]]>=exp(-18(πfV)2(dopt2+0.281(Vfc)2)---(9)]]>可以看出對(duì)dopt(式(6))的要求被對(duì)一個(gè)有效光斑大小deff的要求所取代，de f f=42πdm i n- l n (Cm i n)= 1.8 dm i n- l n ( Cm i n)( 10 )]]>而deff給定為deff2=(dopt2+0.281(Vfc)2)---(11)]]>(應(yīng)當(dāng)指出，在沿光束的軸的不同點(diǎn)上，掃描速度是不同的)。
上面提出過(guò)的優(yōu)化問(wèn)題這時(shí)便可重述如下對(duì)于一個(gè)給定的deff，找出使工作范圍為最大的一條光束的光腰位置。圖8中示意性地給出了該光束。工作范圍起始于距該光束的光腰距離為X2的一個(gè)點(diǎn)上。從工作范圍的起始點(diǎn)到掃描反射鏡的距離為dms，在X2上的掃描速度為Vs。
X2上的光束直徑d2由下式給出d2=deff2-0.281(Vsfc)2)---(12)]]>X1上的掃描速度由下式給出Vm a x= Vs( 1 + (x1 + x2)/(dm s) ) ( 13 )
而X1上的光束直徑為d1=deff2-0.281(Vmaxfc)2---(14)]]>工作范圍為WR = X1+ X2( 15 )X1、X2與d1、d2的關(guān)系如下xi=πdo4λdi2-do2,i=1,2---(16)]]>其中dO為光腰直徑。經(jīng)過(guò)一定的代數(shù)運(yùn)算以后式(12)至(16)可導(dǎo)出WR的下述表達(dá)式WR= - (B( d o ))/(A( d o )) (17)其中A與B為dO的函數(shù)。
A ( d o ) = (4 λπ do)2+ 0.281 (VSdm sfc)2]]>B(do)=2(0.281dms(Vsfc)2-4λπdod22-do2]]>從而，優(yōu)化問(wèn)題簡(jiǎn)化成了找出在式(17)中產(chǎn)生WR的最大解的dO。
作為一個(gè)例子，考慮下述情況。最小工作范圍為距掃描器前端1英寸處。從掃描反射鏡到前端的距離為2.5英寸。從而dms＝3.5英寸。在掃描范圍的起始點(diǎn)處的掃描速度VS＝200英寸/秒，而要掃描的條碼具有最小條紋寬度bmin＝10mil。數(shù)字化器的最小反差Cmin＝0.15，及激光波長(zhǎng)為0.67。電子帶寬fc＝30KHz(千赫茲)。解式(17)得出下述結(jié)果工作范圍WR＝335.9mm，光腰直徑為0.37mm，而X1與X2上的光束直徑分別為0.46mm與0.62mm(X2與X1分別為217.6mm與118.2mm)。圖9中示出了若干激光波長(zhǎng)上WR與d2的相關(guān)性。從圖9中可得出這樣的結(jié)論，波長(zhǎng)越短工作范圍越大，以及WR并不是dO的一個(gè)非常敏感的函數(shù)。
雖然本發(fā)明是對(duì)讀取條碼描述的，其中包括諸如Code49及類似的符號(hào)表示這些疊在一起的或二維的條碼，應(yīng)能理解本發(fā)明的方法同樣可在各種機(jī)器視覺(jué)或光學(xué)字符識(shí)別應(yīng)用中找到應(yīng)用前景，在這些應(yīng)用中信息是從其它類型的標(biāo)記上導(dǎo)出的(諸如字符)或者從被掃描的物體的表面特征導(dǎo)出的。
在所有的各種實(shí)施例中，掃描器部件可以組裝在一個(gè)非常緊湊的外殼中，使得該掃描器能制成一個(gè)單片的印刷電路板或集成模塊。這樣一個(gè)模塊能夠可交換地用作多種不同類型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的激光掃描部件。例如，該模塊可以交換地用于手持式掃描器、連接在一條柔性臂上或者安裝在延伸到桌面上方或連接在桌面下側(cè)的桌面掃描器，或者作為一個(gè)更靈巧的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的子部件或子組件。
該模塊可有利地包括安裝在一個(gè)支座上的一個(gè)激光器/光學(xué)器件子組件、諸如一面轉(zhuǎn)動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的反射鏡的掃描部件以及一個(gè)光檢測(cè)器部件。與這些部件相關(guān)聯(lián)的控制或數(shù)據(jù)線可以連接到安裝在該模塊的邊緣上或外表面上的一個(gè)電接線器上，使該模塊能夠電氣地連接到一個(gè)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的其它部件相關(guān)聯(lián)的配套的接線器上。
一個(gè)獨(dú)立的模塊可具有與之相關(guān)聯(lián)的特定掃描或解碼特征，例如，在一定工作距離上的可操作性。其它操作特征的電參數(shù)也可通過(guò)手動(dòng)設(shè)置與該模塊相關(guān)聯(lián)的控制開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)定，也可以通過(guò)將值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中來(lái)設(shè)定，如在本發(fā)明中所描述的。用戶也可使該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)適應(yīng)于掃描不同種類的物體，或者通過(guò)使用簡(jiǎn)單的電接線器更換數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上的模塊而使該系統(tǒng)適應(yīng)于不同的應(yīng)用。
上述掃描模塊也可裝設(shè)在一個(gè)自含的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，該系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)諸如鍵盤(pán)、顯示器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、應(yīng)用軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)之類的組成部分。這一系統(tǒng)也可包括一個(gè)通信接口，使該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠通過(guò)一個(gè)調(diào)制解調(diào)器或者ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò))接口，或者通過(guò)從便攜式終端對(duì)一臺(tái)靜止的接收機(jī)的低功率射頻發(fā)送來(lái)與一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)或電話交換網(wǎng)絡(luò)的其它成員進(jìn)行通信。
應(yīng)當(dāng)理解，上述特性中的每一個(gè)或者兩個(gè)或兩個(gè)以上的組合可在與上面所描述的不同的其它類型的掃描器與條碼閱讀器中找到有效的應(yīng)用。
雖然本發(fā)明是作為體現(xiàn)操作一個(gè)自適應(yīng)條碼掃描器的方法展示與描述的，它并不旨在局限于所示的細(xì)節(jié)。因?yàn)榭梢栽谕耆幻撾x本發(fā)明的精神的方式下作出各種修正與結(jié)構(gòu)上的改變。
不需要進(jìn)一步的分析，上面已經(jīng)全面地揭示了本發(fā)明的要點(diǎn)，使得其它的要點(diǎn)可在不省略頗好地構(gòu)成本發(fā)明的特定形式的總體的主要特征(從先有技術(shù)的立場(chǎng)上)的條件下，便可輕易使它適應(yīng)于各種應(yīng)用，因此，這種適應(yīng)性應(yīng)在下述權(quán)利要求書(shū)的等價(jià)的含義與范圍內(nèi)來(lái)領(lǐng)會(huì)。
權(quán)利要求
1.一種操作條碼閱讀器的方法，包括下述步驟a)將一個(gè)光束對(duì)向一個(gè)條碼符號(hào)；b)檢測(cè)從所述條碼符號(hào)反射的光并對(duì)其作出響應(yīng)生成一個(gè)電信號(hào)；c)在具有一個(gè)可選擇的增益及帶寬的電路中處理所述電信號(hào)；d)確定所述電信號(hào)所表示的所述條碼符號(hào)的可讀性以生成一個(gè)控制信號(hào)；以及e)對(duì)所述控制信號(hào)作出響應(yīng)改變所述電路的增益和/或帶寬。
2.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中所述檢測(cè)反射光的步驟包括下述步驟a)光學(xué)地在一個(gè)光檢測(cè)器陣列上映射一個(gè)包含待讀取的符號(hào)的視野;b)將照射到該光檢測(cè)器陣列上的光的一個(gè)二進(jìn)制表示傳送給一個(gè)存儲(chǔ)器陣列;c)掃描該存儲(chǔ)器陣列以生成包含條碼信息的電氣的數(shù)據(jù)輸出。
3.一種操作條碼閱讀器的方法，包括下述步驟a)將一個(gè)光束對(duì)向一個(gè)條碼符號(hào);b)檢測(cè)所述條碼符號(hào)所反射的光并對(duì)其作出響應(yīng)生成一個(gè)電信號(hào);c)在一個(gè)具有可選擇的數(shù)字化閾值的電路中數(shù)字化所述電信號(hào);d)確定由所述電信號(hào)表示的所述條碼符號(hào)的可讀性以生成一個(gè)控制信號(hào);以及e)對(duì)所述控制信號(hào)作出響應(yīng)改變所述電路的數(shù)字化閾值。
4.一種操作條碼閱讀器的方法，包括下述步驟a)將一個(gè)光束對(duì)向一個(gè)條碼符號(hào)，所述光束具有大致上在待讀取的條碼符號(hào)的區(qū)域內(nèi)的一個(gè)焦點(diǎn);b)檢測(cè)所述條碼符號(hào)反射的光并對(duì)其作出響應(yīng)生成一個(gè)電信號(hào);c)在一個(gè)具有可選擇的數(shù)字化閾值的電路中數(shù)字化所述電信號(hào);d)確定由所述條碼符號(hào)表示的寬條紋與窄條紋的相對(duì)幅度，如果幅度差超過(guò)一定的閾值則生成一個(gè)控制信號(hào);以及e)對(duì)所述控制信號(hào)作出響應(yīng)改變所述光束的焦點(diǎn)以將該焦點(diǎn)移到更接近該條碼符號(hào)的位置上。
5.一種操作條碼閱讀器的方法，用于讀取位于該條碼閱讀器的不同距離與方向上的條碼，該方法包括下述步驟(a)檢測(cè)一個(gè)候選條碼符號(hào)的反射光并對(duì)其作出響應(yīng)生成一個(gè)電信號(hào);(b)從所述電信號(hào)中確定所述候選條碼符號(hào)的可讀性;以及(c)調(diào)整所述閱讀器的光學(xué)和/或電特征以增進(jìn)所述候選條碼符號(hào)的可讀性。
6.如權(quán)利要求5中所述的方法，其中所述調(diào)整步驟包括將一個(gè)數(shù)字控制信號(hào)提供給一個(gè)控制器，該控制器的功能為改變用于處理所述電信號(hào)的電路的一個(gè)電參數(shù)。
7.如權(quán)利要求5中所述的方法，其中所述調(diào)整步驟包括將一個(gè)數(shù)字控制信號(hào)提供給一個(gè)控制器，該控制器的功能為調(diào)整所述閱讀器的焦點(diǎn)來(lái)改變其焦點(diǎn)區(qū)。
8.一種制造條碼閱讀器的方法，這種閱讀器是為讀取位于取決于用戶應(yīng)用的閱讀器與條碼符號(hào)之間的不同距離范圍內(nèi)的一個(gè)目標(biāo)上的條碼符號(hào)而設(shè)計(jì)的，該方法包括下述步驟(a)在制造過(guò)程中將光束對(duì)向用戶應(yīng)用中所使用的類型的一個(gè)測(cè)試符號(hào)來(lái)測(cè)試一個(gè)樣品條碼閱讀器;(b)在距所述閱讀器的所述第一與第二預(yù)定距離上感測(cè)所述測(cè)試符號(hào)反射的光以生成一個(gè)指示在該不同的距離上的符號(hào)可讀性的相對(duì)程度的輸出信號(hào);(c)自動(dòng)確定該閱讀器的最佳光學(xué)與電特征，使在所述第一與第二距離之間的工作距離范圍內(nèi)出現(xiàn)的該類型的符號(hào)能被該閱讀器最佳地讀取;以及(d)自動(dòng)將該閱讀器的光學(xué)與電參數(shù)設(shè)置成對(duì)應(yīng)于由所述預(yù)定的距離所定義的工作距離范圍。
全文摘要
用于讀取條碼符號(hào)等的一種自適應(yīng)系統(tǒng)及方法，包括一個(gè)用于生成對(duì)向一個(gè)目標(biāo)的光束的掃描器，該光束掃掠待讀取的符號(hào)。該系統(tǒng)還包括一個(gè)用于接收這一符號(hào)的反射光的光檢測(cè)器及用于判定所接收的信號(hào)是否清楚得足以確定所掃描的符號(hào)是否合法的電路，以及具有可調(diào)整的增益、帶寬與數(shù)字化器閾值特征的用于處理這些信號(hào)的信號(hào)處理電路。
文檔編號(hào)G06K17/00GK1079833SQ93107000
公開(kāi)日1993年12月22日 申請(qǐng)日期1993年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月12日
發(fā)明者杰羅姆·斯沃茨, 愛(ài)德華·巴坎, 格倫·斯皮茨, 約瑟夫·卡茨鮑里斯·麥特里斯基 申請(qǐng)人:歐林巴斯光學(xué)工業(yè)股份有限公司