DE3781668T2

DE3781668T2 - Strichkodesymbol-abtaster mit veraenderlicher punktgroesse und/oder arbeitsabstand.

Info

Publication number: DE3781668T2
Application number: DE8787402590T
Authority: DE
Inventors: Mark J Krichever; Boris Metlitsky; Jerome Swartz
Original assignee: Symbol Technologies LLC
Current assignee: Symbol Technologies LLC
Priority date: 1987-01-28
Filing date: 1987-11-17
Publication date: 1993-04-15
Anticipated expiration: 2007-11-18
Also published as: DE3781668D1; EP0276589A2; JPS63193286A; EP0276589A3; EP0276589B1; JPH0731706B2; JPH06318265A; US4808804A; ZA879699B; CA1280826C

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Laserscanner- oder -abtastsysteme, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, und zwar zum Lesen von Strichcodesymbolen, und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf verschiedene optische Systeme zum Verändern der Arbeitsdistanz und/oder der Lesepunktgröße eines austretenden Laserstrahls, der über die zu lesenden Symbole gescannt oder überstrichen wird. Die Erfindung bezieht sich auf Systeme zum Drehen oval geformter, austretender Laserstrahlen.

2. Beschreibung verwandter Technik

Laserabtastsysteme und Komponenten, beispielsweise von der Bauart der US-Patente Nr. 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; 4 673 805; 4 736 095; 4 760 248 und 4 758 717, die alle im Eigentum des Inhabers der vorliegenden Erfindung stehen, wurden im allgemeinen konstruiert, um Strichcodesymbole, insbesondere von der Art der Universal-Strichcodes (Universal Product Code (UPC)), in einem bestimmten Arbeits- oder Leseabstand von einem in der Hand gehaltenen oder stationären Scanner und mit einem Lesepunkt einer gewissen Größe zu lesen. Die genaue Punktgröße und der genaue Arbeitsabstand werden typischerweise optimiert in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung und daher ist es üblich, daß ein System auf jede beabsichtigte Verwendung abgestimmt oder zugeschnitten wird.
Beispielsweise sind UPC-Symbole typischerweise in zumindest drei unterschiedlichen Dichten oder Größen auf Objekten befestigt, weitgehend abhängig von der Größe des Objekts selbst. Sogenannte "Hoch-Dichte" ("high-density" (HI-D))-Symbole sind typischerweise gekennzeichnet durch sehr dünne Striche oder Balken, die durch sehr dünne Zwischenräume getrennt sind und daher typischerweise auf kleinen Objekten angebracht sind. Sogenannte "Niedrig- Dichte" ("low-density" (LO-D))-Symbole sind im allgemeinen gekennzeichnet durch sehr breite Balken oder Striche, die durch sehr breite Zwischenräume getrennt sind, und daher typischerweise auf großen Objekten angebracht sind. Sogenannte "Mittel-Dichte" ("medium- density" (MED-D))-Symbole sind im allgemeinen gekennzeichnet durch Striche oder Balken und Zwischenräume, deren jeweilige Breiten entlang der Abtastrichtung irgendwo zwischen denen der HI-D- und LO-D-Symbole liegen, und sind auf Objekten mittlerer Größe angebracht. Die Definitionen von HI-D-, LO-D- und MED-D-Symbolen in numerischen Werten können unterschiedlich sein für unterschiedliche Anwendungen, aber für jede einzelne Anwendung, zum Beispiel Inventur und Kasse von Supermarktwaren, werden diese relativen Definitionen und ihre numerischen Werte von dem Fachmann ohne weiteres verstanden.
Um HI-D-Symbole mit Genauigkeit zu lesen, ist ein sehr feiner Lesepunkt erwünscht, zum Beispiel ein kreisförmiger Punkt mit 152,4 um (6 mil) Durchmesser. Die bekannten optischen Systeme zum Bilden eines solchen sehr feinen Punkts erzeugen einen sehr stark divergenten Laserstrahl und infolgedessen ist der Arbeitsabstand entsprechend sehr kurz. Um LO-D-Symbole mit Genauigkeit zu lesen, ist ein sehr großer Lesepunkt erwünscht, zum Beispiel ein kreisförmiger Punkt mit 1016 um (40 mil) Durchmesser. Die bekannten optischen Systeme zum Bilden eines solchen sehr großen Punktes erzeugen einen Laserstrahl mit sehr geringer Divergenz und infolgedessen ist der Arbeitsabstand entsprechend sehr lang.
Daher ist ersichtlich, daß kein einziges bekanntes Laser- Abtast-System sowohl LO-D- als auch Hi-D-Symbole lesen kann, weil die bekannten optischen Systeme, die zum Lesen von LO-D-Symbolen konstruiert sind, nicht HI-D-Symbole lesen können und umgekehrt. Ein optisches System, das für das Lesen von LO-D-Symbolen konstruiert ist, wird eine sehr lange Arbeitsdistanz haben, was sehr wünschenswert ist, um naheliegende und weitentfernte Symbole zu lesen, aber diese große Puntkgröße wird gleichzeitig zumindest einen Strich und seinen benachbartren Zwischenraum überlappen und damit ein HI-D-Symbol verschleiern. Andererseits hat ein optisches System, das zum Lesen von HI-D- Symbolen konstruiert wurde, eine sehr kurze Arbeitsdistanz, was sehr nachteilig ist zum Lesen weitentfernter Symbole. Es wäre wünschenswert, die sehr lange Arbeitsdistanz-Charakteristik der LO-D-Lesesysteme mit der sehr feinen Punktgrößen-Charakteristik der HI-D-Lesesysteme in einem einzigen Instrument zu kombinierten.

Zusammenfassung der Erfindung.

1. Ziele der Erfindung

Es ist ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, den Stand der Technik von Laserabtastsystemen zum Lesen von Strichcodesymbolen voranzubringen.
Es ist ein weiteres Ziel, die besten Merkmale von HI-D- und LO-D-Lesesystemen in einem einzigen Instrument zu kombinieren.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen handgehaltenen Scanner vorzusehen, der die Fähigkeit hat, sowohl LO-D-Symbole wie auch HI-D-Symbole zu lesen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, entweder LO-D- Symbole allein oder HI-D-Symbole allein in einem vergrößerten Arbeitsabstandbereich zu lesen.
Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, weitentfernte LO-D- Symbole mit einem größeren Lesepunkt zu lesen und naheliegende HI-D-Symbole mit einem kleineren Lesepunkt zu lesen, und zwar mit dem gleichen Instrument.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Lesepunktgröße und/oder die Arbeitsdistanz eines austretenden Laserstrahls während des Scannens zu verändern, und zwar vorzugsweise während jeder Abtastung eines Symbols oder nach jeder Abtastung.
Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, gleichzeitig die Lesepunktgröße und/oder die Arbeitsdistanz eines austretenden Laserstrahls während des Scannens zu verändern.

2. Merkmale der Erfindung

Um diese und weitere Ziele zu erreichen, besteht ein Merkmal der vorliegenden Erfindung kurz gesagt in einer optischen Anordnung zur Verwendung in einem Laserabtastsystem zum Lesen von Symbolen, und insbesondere von Strichcodesymbolen mit abwechselnden Strichen und Zwischenräumen, die in einem Muster angeordnet sind, die, wenn sie decodiert sind, ein Objekt identifizieren, auf dem das Symbol angebracht ist. Das Abtastsystem weist folgendes auf: ein Gehäuse mit einem Auslaß oder eine Ausgangsöffnung, eine Laserquelle, beispielsweise ein Gaslaserrohr oder eine Halbleiterlaserdiode zum Erzeugen eines Laserstrahls und Abtastmittel in dem Gehäuse zum Scannen des Laserstrahls in Abtastungen über aufeinanderfolgende Symbole, die außerhalb des Gehauses angeordnet sind. Die optische Anordnung weist optische Mittel auf in dem Gehäuse zum Leiten des Laserstrahls entlang eines optischen Pfads durch die Ausgangsöffnung und zum optischen Formen des Abtaststrahls mit einem Querschnittsstrahlpunkt oder -flecken einer vorbestimmten Einschnürungs- oder Schmalstellengröße und in einer vorbestimmten Entfernung von der Ausgangsöffnung des Gehäuses.
Gemäß eines Merkmals dieser Erfindung umfassen die optischen Mittel Mittel zum Verändern der vorbestimmten Schmalstellengröße des Strahlpunktes während des Scannens. Dieses Merkmal ermöglicht es dem Abtastsystem, LO- D- und HI-D-Symbole zu lesen. Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Veränderungsmittel eine Veränderung der vorbestimmten Distanz des Strahlpunktes während des Scannens bewirkt, und zwar vorzugsweise gleichzeitig mit der Veränderung der Schmalstellengröße. Dieses sogenannte "zoom"-Merkmal ermöglicht es dem Abtastsystem, nahegelegene und weitentfernte Symbole zu lesen.
In einem ersten vorteilhaften Ausführungsbeispiel der optischen Anordnung umfassen die optischen Mittel eine erste optische Teilanordnung zum Leiten des Abtaststrahls durch die Auslaßöffnung während eines Teils jeder Abtastung und zum optischen Formen des Abtaststrahls mit einem Strahlpunkt einer vorbestimmten ersten Schmalstellengröße und in einer vorbestimmten ersten Distanz, sowie eine zweite optische Anordnung, die den Abtaststrahl durch die Ausgangsöffnung während eines anderen Teils jeder Abtastung leitet und den Abtaststrahl mit einem Strahlpunkt einer vorbestimmten zweiten Schmalstellengröße und in einer vorbestimmten zweiten Distanz von der Ausgangsöffnung optisch formt.
In einer Abwandlung der Erfindung formen die ersten und zweiten optischen Teilanordnungen ihre entsprechenden Strahlpunkte mit der gleichen Schmalstellengröße, aber in unterschiedlichen vorbestimmten Entfernungen. Dieses Merkmal vergrößert den Bereich, in dem Symbole der gleichen vorbestimmten Dichte gelesen werden können. Somit können LO-D-Symbole mit einer großen Punktgröße sowohl nahegelegen wie auch weitentfernt von dem Gehäuse gelesen werden. In ähnlicher Weise können HI-D-Symbole mit einer feinen Punktgröße sowohl nahegelegen wie auch weitentferntgelegen gelesen werden. Somit hat die Erfindung den Arbeitsdistanzbereich vergrößert.
In einer weiteren Abwandlung bilden die ersten und zweiten optischen Teilanordnungen ihre entsprechenden Strahlpunkte von unterschiedlicher vorbestimmter Schmalstellengröße und in unterschiedlichen vorbestimmten Entfernungen. Dieses Merkmal ermöglicht vorteilhafterweise dem System, Symbole von einer Dichte im Nahbereich zu lesen und Symbole einer anderen Dichte im Fernbereich zu lesen. Beispielsweise können LO-D-Symbole mit einer größeren Punktgröße im Fernbereich gelesen werden, während HI-D-Symbole mit einer feineren Punktgröße im Nahbereich gelesen werden können, und zwar alles mit dem gleichen Instrument ohne Einbuße von Lesegenauigkeit entweder für HI-D- oder für LO-D-Symbole. Es wurden also die besten Merkmale der optischen Punktformsysteme für sowohl HI-D- als auch LO-D-Symbole in dem gleichen Instrument integriert.
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal in Verbindung mit der Verwendung von zwei optischen Teilanordnungen bezieht sich auf die automatische Verstärkungssteuerung (gain control). Nahegelegene Symbole haben wegen ihrer Nähe zu dem Scanner ein höheres Signal-zu-Rausch-Verhältnis (S/N- ratio) als weitentfernte Symbole. Es wäre vorteilhaft, die Amplitude des Laserlichts zu vermindern, das von den nahegelegenen Symbolen zum Abfühlen durch Photosensormittel in dem Gehäuse reflektiert wird, während gleichzeitig die Amplitude für Laserlicht vergrößert wird, das von weitentfernten Symbolen reflektiert wird. Dies kann vorteilhafterweise erreicht werden durch die Verwendung eines üblichen Strahlteilers (beam splitter), den beide Teilanordnungen gemeinsam haben. Der Strahlteiler kann derart konstruiert sein, daß er einen größeren Teil des von der Laserquelle ausgesandten Laserstrahls zu der einen optischen Anordnung schickt und einen kleineren Teil zu der anderen optischen Teilanordnung. Somit wird die optische Anordnung, die verwendet wird zum Bilden eines Strahlpunktes in einer relativ fernen Distanz von der Ausgangsöffnung mit einem größeren Teil des Laserstrahls versorgt.
Eine weitere optische Anordnung zum Ändern der Schmalstellengröße des Strahlpunktes und/oder der Arbeitsdistanz davon weist die Verwendung von Folgendem auf: Fokussiermittel mit einem hohen Vergrößerungsfaktor, zum Beispiel im Bereich von zwanzig, eine Eingangspupille, und eine lichtdurchlässige Platte mit Plattenteilen von unterschiedlichen optischen Entfernungs-Charakteristika. Die Veränderungsmittel sind wirksam zur Bewegung der Platte zwischen einer nahen Position, in der ein Plattenteil benachbart zu der Eingangspupille positioniert ist um zu ermöglichen, daß nahegelegene Symbole gelesen werden, und einer fernen Position, in der ein anderer Plattenteil benachbart zu der Eingangspupille positioniert ist um zu ermöglichen, daß weitentfernte Symbole gelesen werden. Die unterschiedlichen optischen Distanz-Charakteristika bewegen den Strahlpunkt durch eine Arbeitsdistanz, die proportional ist zu dem Quadrat des Vergrößerungsfaktors.
In einer weiteren Abwandlung bewirken die Veränderungsmittel eine Veränderung der Pupillengröße, die ihrerseits die Schmalstellengröße des Strahlpunktes verändert. Die Veränderung der Arbeitsdistanz und die Veränderung der Strahlpunktschmalstellengröße kann unabhängig gesteuert werden oder kann gleichzeitig gesteuert werden durch die Verwendung einer einzigen optischen Komponente.
In noch einer weiteren optischen Anordnung dieser Erfindung, die insbesondere vorteilhaft ist, wenn die Laserquelle durch eine Diode ausgeführt ist, kann die Veränderung der Arbeitsdistanz vorteilhaft beeinflußt werden durch Hin- und Herbewegen der Diode aufwärts oder abwärts des optischen Pfads, entlang von welchem der austretende Laserstrahl geleitet wird. Ein elektrisch gesteuerter Positionswandler ist in dem Gehäuse angebracht, und die Laserdiode ist auf dem Wandler angebracht. Fokussiermittel mit einem hohen Vergrößerungsfaktor sind stromabwärts von der Diode angebracht. Wenn die Diode über eine kleine Distanz vor- und zurückbewegt wird, wird diese Bewegung mit dem Quadrat des Vergrößerungsfaktors übertragen, um ein System mit Zoom-Wirkung zu erzeugen, in dem die Arbeitsdistanz kontinuierlich vergrößert und verkleinert wird.
Noch eine andere Art des Veränderns der Schmalstellengröße des Strahlpunktes ist es, eine elektrische Schaltung zu verwenden, die wirksam ist, zum Verändern der Schmalstellengröße des Punktes durch Verändern der elektrischen Eigenschaften der elektrischen Schaltung, die das von den zu lesenden Symbolen reflektierte Licht mit variabler Intensität abfühlt, und die das abgefühlte Licht in Daten verarbeitet, die bezeichnend für die Symbole sind.
Der Strahlpunkt des Laserstrahls, der durch einen Gaslaser ausgesandt wird, hat im allgemeinen einen kreisförmigen Querschnitt, wogegen der Querschnitt eines Strahlpunktes des Laserstrahls, der von einer Laserdiode ausgesandt wird, im allgemeinen nicht kreisförmig, sondern oval ist. In diesem Fall ist ersichtlich, daß der ovale Punkt eine längere und eine kürzere Schmalstellendimension in zwei gegenseitig rechtwinkligen Richtungen aufweist. Dies kann vorteilhaft genutzt werden zum Lesen von sowohl HI-D- als auch LO-D-Symbolen, und zwar durch Drehen des Abtaststrahls zwischen einer Niedrig-Dichte- und einer Hoch-Dichte-Orientierung. In der Niedrig- Dichte-Orientierung ist die längere Schmalstellendimension des Punktes derart positioniert, daß sie sich entlang der Abtastrichtung erstreckt und wird verwendet zum Lesen von LO-D-Symbolen, da der Punkt eine größere "wirksame" Größe hat. In der Hoch-Dichte-Orientierung erstreckt sich die kürzere Schmalstellendimension des Punktes entlang der Abtastrichtung zum Lesen von HI-D- Symbolen, da der Punkt eine kleinere "wirksame" Größe besitzt. Das Drehen des Laserstrahls kann vorteilhafterweise kombiniert werden mit Mitteln zum Verändern der Arbeitsdistanz des Strahlpunktes während des Scannens, so daß der Strahlpunkt nicht nur gedreht werden kann, sondern auch gezoomt werden kann.
Die neuartigen Merkmale, die als chakteristisch für die Erfindung angesehen werden, sind im einzelnen in den beigefügten Ansprüchen ausgeführt. Die Erfindung selbst jedoch, sowohl bezüglich ihrer Konstruktion als auch ihres Betriebsverfahrens, wird zusammen mit weiteren Zielen und Vorteilen davon am besten mit Hilfe der folgenden Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird.
Fig.1A ist eine schematische Ansicht eines optischen Systems zum Verändern des Lesebereichs und/oder der Lesepunktgröße während einer Stufe des Abtastens in einem Laserabtastsystem gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig.1B ist eine Ansicht analog zu Fig. 1A, aber in einer anderen Stufe des Abtastens;
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht eines weiteren optischen Systems zum Verändern des Lesebereichs und/oder zum Drehen des Lesepunktes während einer Stufe des Abtastens in einem Laserabtastsystem gemäß der Erfindung;
Fig. 3 ist eine Ansicht analog zu Fig. 2, aber in einer anderen Stufe des Abtastens;
Fig. 4 ist eine Ansicht analog zu Fig. 3, aber in einer noch weiteren Stufe des Abtastens;
Fig. 5 ist eine Draufsicht des optischen Systems der Fig. 2-4;
Fig.6A ist eine schematische Ansicht eines weiteren optischen Systems zum Verändern des Lesebereichs und/oder der Lesepunktgröße während einer Stufe des Abtastens in einem Laserabtastsystem gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig.6B ist eine Ansicht analog zu Fig. 6A, aber in einer weiteren Stufe der Abtastung;
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht einer optischen Komponente zur Verwendung in dem System der Fig. 6A, 6B;
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren optischen Komponente zur Verwendung in dem System der Fig. 6A, 6B;
Fig. 9 ist eine schematische Ansicht noch eines weiteren Systems zum Verändern des Lesebereichs während des Abtastens in einem Laserabtastsystem gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig.10 ist eine schematische Ansicht einer elektrischen Schaltung zum wirksamen Verändern der Lesepunktgröße während des Abtastens in einem Laserabtastsystem gemäß der vorliegenden Erfindung.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele.
Mit Bezug nun auf die Zeichnungen, bezeichnet das Bezugszeichen 10 in den Fig. 1A und 1B allgemein eine optische Anordnung in einem Laserabtastsystem von der Art, wie sie allgemein in den oben genannten Patenten beschrieben wurde, deren gesamte Inhalte durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden, und zwar zum Lesen von Symbolen und insbesondere Universal-Code-Symbolen (UPC). Der Ausdruck "Symbol", wie er in dieser Beschreibung und den folgenden Ansprüchen benutzt wird, soll breit ausgelegt werden und soll nicht nur Symbolmuster umfassen, die aus abwechselnden Strichen und Zwischenräumen zusammengesetzt sind, sondern auch andere Muster sowie alpha-numerische Zeichen.
Die Anordnung 10 umfaßt ein Gehäuse 12, das in einer weggebrochenen Ansicht gezeigt ist, und soll entweder einen handgehaltenen, einen Schreibtischarbeitsplatz- oder einen stationären Scanner darstellen, wobei die Gehäuse einen Auslaß oder eine Ausgangsöffnung 14 besitzen, durch die ein austretender Laserlichtstrahl geleitet wird, um auf außerhalb des Gehäuses angeordnete Symbole aufzutreffen und darüber gescannt zu werden, wobei jedes Symbol abgetastet und gelesen wird, wenn es an der Reihe ist. Eine Laserquelle, zum Beispiel ein Gaslaserrohr 16 oder eine Halbleiterlaserdiode, ist in dem Gehäuse angebracht und wenn sie erregt wird, erzeugt die Quelle 16 einen Laserstrahl.
Die Anordnung 10 umfaßt auch Übertragermittel, zum Beispiel einen Strahlteiler (beam splitter) 18 zum Übertragen einer ersten Teilgröße des von der Quelle 16 ausgesandten Laserstrahls durch den Teiler und zu einer ersten Anordnung 20, und zum Übertragen einer zweiten Teilgröße des von der Quelle 16 ausgesandten Laserstrahls durch Reflexion von dem Teiler und zu einer zweiten optischen Anordnung 22. Um die Zeichnungen leichter zu verstehen, wurde die erste Teilgröße mit dem Bezugszeichen L1 bezeichnet und ihr optischer Pfad ist als Einzelkopfpfeile gezeigt. Die zweite Teilgröße wurde mit dem Bezugszeichen L2 bezeichnet und ihr optischer Pfad ist durch Doppelkopfpfeile angezeigt. Obwohl die Teilgrößen jeweils eine Hälfte sein könnten, gibt es Umstände, wie unten beschrieben, in denen die Teilamplituden unterschiedlich sein könnten und dies auch sind.
Jede optische Anordnung 20, 22 umfaßt eine den Strahl ausdehnende negative Linse 20a bzw. 22a, und eine positive Objektivlinse 20b bzw. 22b. Die optischen Anordnungen wirken zum optischen Verändern der Teilstrahlen L1, L2, die auf vorbestimmte Arbeits- oder Lesedistanzen Z1 bzw. Z2 außerhalb des Gehäuses fokussiert werden sollen, wobei die Lesestrahlpunkte vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, einen kreisförmigen Querschnitt haben und vorbestimmte Einschnürungs- oder Schmalstellengrößen w1 bzw. w2 besitzen.
Ein Faltspiegel 24 leitet den von dem Teiler 18 reflektierten Teilstrahl L2 auf die zweite optische Anordnung 22. Zusätzliche Faltspiegel 26, 28 leiten die Strahlen L1, L2 nach dem jeweiligen Durchlaß durch die Anordnungen 20, 22 zu einem Abtastspiegel 30 zur Reflexion davon. Wie in Einzelheiten im US-Patent Nr. 4 496 831 beschrieben ist, ist der Abtastspiegel 30 auf einer Ausgangswelle 32 eines Abtastmotors angebracht, der wirksam ist, um den Abtastspiegel 30 in entgegengesetzte Umfangsrichtungen abwechselnd zu drehen, wie durch den gekrümmten Doppelkopfpfeil 34 angezeigt ist, und zwar in einem begrenzten Winkelbereich, um irgendeinen darauf treffenden Laserstrahl zu richten, daß er davon reflektiert wird und entlang wiederholter linearer Überstreichungen bewegt wird. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können bis zu 40 lineare Überstreichungen pro Sekunde erzeugt werden.
Die reflektierten Strahlen L1, L2, die von dem Abtastspiegel 30 reflektiert werden, können durch die Ausgangsöffnung 14 geleitet werden, oder auch nicht, und in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel treten die Strahlen L1, L2 tatsächlich abwechselnd aus dem Gehäuse während jeder Abtastung aus. Wie in Fig. 1 gezeigt, leitet somit während eines Teils jeder Abtastung, nachdem der Strahl L1 durch die optische Anorndung 20 hindurchgegangen ist und von dem Faltspiegel 26 reflektiert wurde, der Abtastspiegel 30 den Strahl L1 nach außen durch die Ausgangsöffnung 14, wo der Strahl L1 mit einer Punktgröße w1 in einer Distanz Z1 von dem Gehäuse fokussiert wird. Zur selben Zeit wird der Strahl L2 durch den Abtastspiegel 30 in das Innere des Gehäuses geleitet, wo es dem Strahl L2 gestattet ist, harmlos "herumzuspringen".
Wie in Fig. 2 gezeigt, leitet während eines weiteren Teils jeder Abtastung, nachdem der Strahl L2 durch die optische Anordnung 22 hindurchgegangen ist und von dem Faltspiegel 28 reflektiert wurde, der Abtastspiegel 30 dem Strahl L2 direkt aus der Ausgangsöffnung, wo der Strahl L2 mit einer Punktgröße w2 in einer Distanz Z2 von dem Gehäuse fokussiert wird. Gleichzeitig wird der Strahl L1 durch den Abtastspiegel 30 in das Innere des Gehäuses geleitet, wo es ihm gestattet ist, harmlos "herumzuspringen". Es ist somit ersichtlich, daß während jeden Überstreichens des Abtastspiegels, beide Strahlen L1 und L2 aus dem Gehäuse austreten, wenn auch zu unterschiedlichen Zeiten.
In dem Fall, daß ein Symbol an solchen vorbestimmten Distanzen Z1 oder Z2 oder irgendwo innerhalb der entsprechenden Tiefenschärfe DOF1, DOF2 der Strahlen L1 und L2 angeordnet ist, dann wird der entsprechende Strahl wiederholt über das Symbol streichen, bis das System das Symbol erfolgreich decodiert. Obwohl die Querschnittsgröße des Strahlspunktes innerhalb der Tiefenschärfe variiert, kann das Symbol dennoch erfolgreich decodiert und gelesen werden, so lange es innerhalb der entsprechenden Tiefenschärfe angeordnet ist.
Gemäß dieser Erfindung ermöglicht das Vorsehen einer optischen Hilfsanordnung und eines Strahlteilers, den sich die beiden optischen Anordnungen teilen, daß das System viel vielseitiger als bisher konstruiert werden kann. Beispielsweise können die erste und die zweite optische Anordnung 20, 22 derart konstruiert werden, daß ihre jeweiligen Strahlpunkte mit der gleichen Schmalstellengröße, d. h. w1 = w2, aber in unterschiedlichen Distanzen, zum Beispiel Z1 ≥ Z2, gebildet werden. Als ein nicht-beschränkendes Zahlenbeispiel kann die Anordnung 22 konstruiert werden, wie im US-Patent Nr. 4 409 470 beschrieben, so daß sie folgendes aufweist: eine feine Punktgröße w2 = 152,4 um (6 mil) geeignet zum Lesen von HI-D-Symbolen in einer Arbeitsdistanz Z2 = 88,9 mm (3,5 Zoll), und mit DOF2 im Bereich von 25,4 bis 127 mm (1 bis 5 Zoll) bezüglich der Ausgangsöffnung 14 des Gehäuses; die andere optische Anordnung 20 kann derart konstruiert sein, daß sie die gleiche Punktgröße w2 = 152,4 um (6 mil) besitzt, aber in einer Arbeitsdistanz Z1 von 190,5 mm (7,5 Zoll) und ein DOF1, das im Bereich von 101,6 mm bis zu 279,4 mm (4 bis 11 Zoll) reicht. In diesem Beispiel wurde ein HI-D-Abtastsystem vorgesehen, das Symbole irgendwo im Bereich von 25,4 bis zu 279,4 mm (1 bis 11 Zoll) lesen kann - ein wesentlich vergrößerter Bereich, als wenn eine optische Hilfsanordnung nicht verwendet würde. Es ist nicht notwendig, daß DOF1 und DOF2 einander überlappen. Tatsächlich kann es in einigen Anwendungen wünschenswert sein, daß sie sich nicht überlappen. Es ist für das System nicht wichtig, ob das Symbol von dem Strahl L1 oder L2 gelesen wird. Das System selbst detektiert, wenn eine erfolgreiche Decodierung aufgetreten ist.
Durch die gleiche Analyse können die beiden optischen Anordnungen 20, 22 so konstruiert werden, daß sie Punktgrößen im Bereich von 1016 um (40 mil) und in unterschiedlichen Entfernungen von dem Gehäuse bilden, und zwar zum Lesen von LO-D-Symbolen in einem vergrößerten Bereich durch Verwenden des L1-Strahls zum Lesen von Symbolen im Nahbereich und des L2-Strahls zum Lesen von Symbolen im Fernbereich. Wiederum müssen sich die Tiefenschärfen der Strahlen nicht überlappen.
In einer weiteren Abwandlung könnten die optischen Anordnungen auch so konstruiert sein, daß sie Strahlpunkte mit unterschiedlichen Schmalstellengrößen bilden, und zwar in unterschiedlichen oder in gleichen vorbestimmten Entfernungen. In vielen Anwendungen kommt es typischerweise vor, daß LO-D-Symbole, die an großen Objekten angebracht sind, allgemein weit von dem Gehäuse weg angeordnet sind und gleichzeitig HI-D-Symbole, die an kleineren Objekten angebracht sind, allgemein näher zu dem Gehäuse angebracht sind. In diesem Fall kann die optische Anordnung 20 den Strahl L1 mit einem großen Strahlenpunkt, zum Beispiel im Bereich von 1016 um (40 mil) in einer fernen Distanz, zum Beispiel 182,88 cm (6 Fuß), bilden und die optische Anordnung 22 kann den Strahl L2 mit einer kleinen Punktgröße, beispielsweise im Bereich von 152,4 um (6 mil) in einer nahen Distanz, beispielsweise 88,9 mm (3½ Zoll) relativ zu dem Gehäuse, bilden. Dieses letztere System vereinigt die Vorteile beider Möglichkeiten, in dem das optische System 20 entfernte LO-D-Symbole mit Genauigkeit lesen kann, und gleichzeitig kann das gleiche System nahegelegene HI-D- Symbole lesen, ohne daß die Lesegenauigkeiten beeinträchtigt werden oder Nachteile der kurzen Arbeitsdistanzen in Kauf genommen werden müssen.
Wie oben bemerkt, braucht der Strahlteiler 18 den von der Laserquelle 17 ausgehenden Strahl nicht in gleiche Teile zu teilen und kann verwendet werden, um zumindest ein gewisses Maß des Leistungsausgleichs zu erhalten. Es ist daher bekannt, daß das von dem Symbol reflektierte Laserlicht von Photosensormitteln detektiert wird, die betätigbar sind zum Erzeugen eines elektrischen Signals, das proportional zu der Größe des reflektierten Lichts ist. Das elektrische Signal wird daraufhin durch eine Elektronikschaltung verarbeitet, um Daten zu erhalten, die das Symbol beschreiben. Je näher das Symbol an den Photosensormitteln ist, umso größer ist die Menge des reflektierten Laserlichts und umso größer ist die Amplitude des elektrischen Signals, das von den Photosensormitteln erzeugt wird und der elektronischen Verarbeitungschaltung zur Verfügung gestellt wird. In gewissen Fällen kann die Amplitudenvariation des elektrischen Signals variieren, und zwar bis zu 1000:1 (60 dB) zwischen naheliegenden und weitentfernten Symbolen. Daher wäre es wünschenswert, die mit den weitfernten Symbolen assoziierte elektrische Signalamplitude zu erhöhen und/oder die elektrische Signalamplitude von nahegelegenen Symbolen zu vermindern, und aus diesem Grund kann der Strahlteiler so konstruiert werden, daß er mehr als 50 % des von der Laserquelle 16 abgegebenen Strahls an die optische Anordnung schickt, die für das Lesen entfernter Signale verantwortlich ist. Da das System mehr Leistung benötigt zum Detektieren entfernter Symbole können die optischen Beschichtungen auf dem Strahlteiler somit derart konstruiert sein, daß mehr als 50 %, zum Beispiel 75 %, des in den Teiler eintretenden Lichtes zu der optischen Anordnung 20 geleitet wird, die für das Lesen entfernter Symbole verantwortlich ist. Die restlichen 25 % des Laserstrahls werden natürlich zu der anderen optischen Anordnung geleitet, da die volle Leistung schlichtweg zum Lesen nahegelegener Symbole nicht benötigt wird.
Wie oben beschrieben, sind feine Strahlpunkte mit allgemein kreisförmigem Querschnitt am besten geeignet zum Lesen von HI-D-Symbolen, wogegen große, kreisförmige Strahlenpunkte am besten geeignet sind zum Lesen von LO- D-Symbolen. Da eine einzige optische Anordnung einen Gaslaserstrahl auf einen kreisförmigen Strahlenpunkt mit einem gewissen Durchmesser innerhalb einer gewissen Tiefenschärfe fokussieren wird, kann die einzige optische Anordnung des Standes der Technik nicht gleichzeitig die Anforderungen erfüllen, Hi-D- und LO-D-Symbole mit einem einzigen Instrument zu lesen. Die Erfindung, wie sie durch die optische Anordnung 40 der Fig. 2-5 gezeigt ist, schlägt vor, dieses Erfordernis zu erfüllen durch Verwendung eines nicht-kreisförmigen Strahlpunktes mit einer längeren und einer kürzeren Schmalstellendimension in zwei gegenseitig senkrechten Richtungen. Wenn ein Symbol in einer linearen Überstreichung über seine Länge entlang einer Abtastrichtung durch einen Strahlpunkt abgetastet wird, ist es die Schmalstellendimension des Strahlpunktes, betrachtet entlang der Abtastrichtung, welche bestimmt, ob der Strahlpunkt als fein oder groß angesehen werden muß, was seinerseits bestimmt, ob der Punkt die bestimmte Dichte des abgetasteten Symbols erfolgreich lesen wird. Daher schlägt die optische Anordnung 40 vor, im Falle eines nicht-kreisförmigen Strahlpunktes, der elliptisch, rechteckig, oval oder ähnlich im Querschnitt sein kann, die längere Schmalstellendimension entlang der Abtastrichtung zu orientieren, um LO-D-Symbole zu lesen, und die kürzere Schmalstellendimension entlang der Abtastrichtung zu orientieren, um HI-D-Symbole zu lesen. Da es nicht bekannt sein könnte, ob das nächste zu lesende Symbol eine niedrige oder hohe Dichte hat, orientiert die Anordnung 40 in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel abwechselnd die längere und dann die kürzere Schmalstellendimension entlang der Abtastrichtung. Vorzugsweise wird diese alternative Orientierung während jeder Abtastung auftreten und noch besser ist es mehr als einmal während einer Abtastung. Gleichzeitig verändert die optische Anordnung 40, wie unten erklärt, die vorbestimmte Arbeitsdistanz zumindest mehr als einmal während jedes Abtastvorgangs.
Um einen nicht-kreisförmigen Punkt zu erhalten, kann die Brechungsoptiktheorie der Punktbildung verwendet werden, wobei eine Blende 42 mit einer nicht-kreisförmigen Apertur (Öffnung) oder Ausgangspupille 44 in dem Pfad eines Laserstrahls mit kreisförmigen Querschnitt, d. h. ein Gaslaserrohr, angeordnet sei. Gemäß der Brechungstheorie ist die Punktgröße proportional zu der Blenden- oder Fokalzahl des optischen Systems, die ihrerseits gleich dem Verhältnis der Bilddistanz (Z) des Punktes zu der Größe der Pupille 44 ist. Je größer die offene Dimension der Pupille 44 ist, desto kleiner ist daher die Schmalstellendimension des Strahlpunktes in der Fokal- oder Brennebene, und umgekehrt. Somit kann durch Verändern der Dimensionen der Pupille 44 der Grad der Nicht-Kreisförmigkeit des Strahlpunktes gesteuert werden.
Eine andere Art, einen nicht-kreisförmigen Punkt zu erhalten, ist, von der Brechungseigenschaft der Laserdiode 26 selbst Gebrauch zu machen, die unterschiedliche Größen des aussendenden Gebiets in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen besitzt, wobei der fokussierte Strahlpunkt infolgedessen schon einen nicht-kreisförmigen Querschnitt hat, ohne daß eine nicht-kreisförmige Ausgangspupille auf einer externen Blende verwendet werden müßte. Um nichtsdestoweniger eine präzisere Kontrolle über die Nicht-Kreisförmigkeit des Laserdiodenstrahls zu bekommen, wird empfohlen, daß eine externe Blende mit einer nicht-kreisförmigen Ausgangspupille in dem Pfad des Laserdiodenstrahls angebracht wird.
Um den nicht-kreisförmigen Strahl mit entweder seiner längeren oder seiner kürzeren Schmalstellendimension entlang der Abtastrichtung zu orientieren, kann die Blende 42 gedreht werden und/oder ein Drehspiegel 50, wie in den Fig. 2-5 gezeigt, kann in dem optischen Pfad des nicht-kreisförmigen Strahls angeordnet werden und gedreht werden. Der Spiegel 50 ist in einem Neigungs- oder Schrägstellungswinkel α auf einer vertikalen Welle 48 angebracht zur gemeinsamen Drehung damit um die Vertikalachse, entlang von welcher sich die Welle 48 erstreckt. Vorzugsweise ist der Schrägstellungwinkel im Bereich von 45º.
Wie in einem Anfangsstadium in Fig. 2 gezeigt, geht der von der Diode 46 ausgesandte Laserdiodenstrahl durch die Ausgangspupille 44 mit einer längeren Dimension A1-A2 und einer kürzeren Dimension B1-B2 und trifft daraufhin auf den Drehspiegel 50 mit einem Querschnittsstrahlpunkt darauf mit Dimensionen A1'-A2' bzw. B1'-B2'. Der Strahl wird dann nach vorn reflektiert durch die Ausgangsöffnung 14 auf dem Gehäuse 12, um auf ein außerhalb des Gehäuses angeordnetes LO-D-Symbol 52 aufzutreffen. Der auf das Symbol 52 fokussierte Strahlpunkt hat eine längere Schmalstellendimension B1"-B2" entlang der Abtastrichtung, wie durch die Pfeile 54 angezeigt ist, und eine kürzere Schmalstellendimension A1"-A2". In diesem Anfangsstadium ist die längere Schmalstellendimension entlang der Abtastrichtung orientiert, so daß der Strahl eine größere "wirksame" Punktegröße besitzt, die geeignet ist zum Lesen von LO-D-Symbolen.
Wie in einem teilweise gedrehten Stadium in Fig. 3 gezeigt, ist der Spiegel 50 um 90º um die Vertikalachse gedreht worden, verglichen mit dem Anfangsstadium von Fig. 2. Wie vorher trifft der Laserdiodenstrahl auf den Spiegel 50 mit einem Querschnittspunkt, der die Dimensionen A1'-A2' und B1'-B2' hat. Der Strahl wird dann zu einer Seite zu einem geneigten Seitenspiegel 56 reflektiert, der so orientiert ist, daß er den Strahl nach vorn durch die Ausgangsöffnung 14 reflektiert. Der Strahl auf den Seitenspiegel 56 hat die Dimensionen A1"-A2" und B1"- B2", und der sich ergebende Strahlpunkt, der auf ein HI- D-Symbol 58 fokussiert ist, hat eine längere Schmalstellendimension B1"'-B2"' und eine kürzere Schmalstellendimension von A1"'-A2"' , wobei die letzere entlang der Abtastrichtung orientiert ist, wie durch die Pfeile 60 angezeigt. In diesem, um 90º gedrehten Zustand, hat der-Strahl eine feine und "wirksame" Punktgröße, die mehr geeignet ist zum Lesen von HI-D-Symbolen.
Wie in Fig. 4 in einem weiter gedrehten Zustand gezeigt ist, wurde der Spiegel 50 um 180º um die Vertikalachse relativ zu dem genannten Anfangsstadium gedreht. Der Laserstrahl, der durch die Pupille 44 hindurchgeht, trifft auf den Spiegel 50 mit einem Querschnittspunkt mit Dimensionen A1'-A2'und B1'-B2'. Daraufhin wird der Laserstrahl nach hinten reflektiert auf einen geneigten oberen Spiegel 62, wo der Strahlenpunkt die Dimensionen A1"-A2" und B1"-B2" hat. Der obere Spiegel 62 reflektiert den Laserstrahl nach unten zu einem geneigten unteren Spiegel 64, auf dem der Laserstrahl die Dimensionen A1"'- A2"' und B1"'-B2"' hat. Der untere Spiegel ist so angeordnet, daß er den Strahl nach vorn reflektiert durch die Ausgangsöffnung 14 des Gehäuses, um auf ein nichtgezeigtes LO-D-Symbol analog zu dem Symbol 52 aufzutreffen. Der Strahlpunkt, der auf ein solches Symbol fokussiert ist, hat eine längere Schmalstellendimension B1IV-B2IV entlang der Abtastrichtung, die durch Pfeile 66 angezeigt ist, und eine kürzere Schmalstellendimension A1IV-A2IV. In diesem weiter gedrehten Zustand, ist die längere Schmalstellendimension B1IV-B2IV geeigneter zum Lesen von LO-D-Symbolen.
Eine weitere 90º-Drehung des Drehspiegels 50 aus dem in Fig. 4 gezeigten Zuastand wird nicht getrennt dargestellt, aber ist vollständig analog mit dem in Fig. 3 gezeigten Zustand, außer daß der von dem Spiegel 50 reflektierte Strahl nicht zu dem geneigten Seitenspiegel 56 reflektiert wird, sondern stattdessen zu dem geneigten Seitenspiegel 68 reflektiert wird. Wie vorher wird der von dem Seitenspiegel 68 reflektierte Laserstrahl nach vorn durch die Ausgangsöffnung 14 geleitet und ergibt einen fokussierten Strahlpunkt an dem Symbol, dessen kürzere Schmalstellendimension entlang der Abtastrichtung orientiert ist zum Lesen von HI-D-Symbolen.
Mit Bezug nun auf Fig. 5 ist die optische Anordnung 40 in einer Draufsicht gezeigt. Getrennt von der Drehung des Laserstrahls, um HI-D- oder LO-D-Symbole während jeder Drehung des Drehspiegels 50 zu lesen, fokussiert die Anordnung auch gleichzeitig den Strahlpunkt auf unterschiedliche Distanzen von dem Gehäuse und führt somit eine Zoom-Funktion durch. Der austretende Strahl, der allein durch den Spiegel 50 in der Anfangsphase von Fig. 2 nach vorn reflektiert wird, erstreckt sich entlang eines Pfades, der durch einen Einzelkopfpfeil markiert ist und wird auf das LO-D-Symbol 52 fokussiert, das in der entfernten Distanz Z3 von dem Gehäuse angeordnet ist. Der austretende Strahl, der durch den Spiegel 50 und den Seitenspiegel 56 nach vorn reflektiert wird, erstreckt sich entlang eines Pfades, der durch Doppelkopfpfeile markiert ist, und wird auf ein HI-D- Symbol 58 in einer mittleren Distanz Z4 von dem Gehäuse fokussiert. Der austretende Strahl, der von dem Spiegel 50, dem oberen Spiegel 62 und dem unteren Spiegel 64 nach vorn reflektiert wird, erstreckt sich entlang eines Pfades, der durch Dreikopfpfeile bezeichnet ist, und wird auf ein LO-D-Symbol 52' in einer nahegelegenen Entfernung Z5 von dem Gehäuse fokussiert. Der austretende Strahl, der durch den Spiegel 50 und den Seitenspiegel 68 nach vorn reflektiert wird, erstreckt sich entlang eines Pfades, der durch Vierkopfpfeile markiert ist und wird auf ein HI-D-Symbol 58' fokussiert, das in einer mittleren Distanz Z6 von dem Gehäuse angeordnet ist. Es ist ersichtlich, daß die Gesamtlänge der verschiedenen optischen Pfade von dem Spiegel zur Brennebene, in der der fokussierte Strahlpunkt auf das Symbol trifft, in allen Fällen gleich ist. Die unterschiedlichen Entfernungen oder Distanzen der Brennebenen relativ zu dem Gehäuse ist zurückzuführen auf von der Umleitung des Strahls entweder zu den Seitenspiegeln 56 oder 58 oder zu den oberen und unteren Spiegeln 62, 64. Daher werden während jeder Drehung des Spiegels 50 vier Überstreichungen des Symbols durchgeführt: eine weit entfernte und eine nahegelegene Überstreichung von LO-D- Symbolen und zwei Überstreichungen von HI-D-Symbolen im mittleren Bereich. Andere Variationen sind natürlich möglich.
Mit Bezug nun auf die Fig. 6A und 6B kann die optische Anordnung 70 betätigt werden zum Einstellen der Arbeitsdistanz zwischen den Distanzen Z7 und Z8 und/oder zum Einstellen der Schmalstellendimension des Strahl punktes entlang der Abtastrichtung. Eine Laserquelle ist an der Stelle S1 positioniert. Eine lichtdurchlässige Drehplatte 72 weist einen ersten Plattenteil 74 mit einer kleinen Dicke T1 und einen zweiten Plattenteil 76 mit einer größeren Dicke T2 auf. Die Platte 72 ist drehbar um eine Achse 73, die von der optischen Achse 78 versetzt und parallel dazu ist. Jeder Plattenteil besteht vorzugsweise aus Glas und weist eine unterschiedliche optische Entfernungseigenschaft auf, die das Produkt des jeweiligen Brechungsindex (n) und der Dicke des jeweiligen Plattenteils ist. Jeder Plattenteil 74 oder 76 ist stromabwärts von der Quelle angeordnet. Eine Blende 80 mit einer vertikalen Blendenöffnung (Stopp) oder Eingangspupille 82 ist stromabwärts der Platte 72 angeordnet. Eine Fokussierlinse 84 mit einem hohen Vergrößerungsfaktor M im Bereich von zwanzig oder fünfundzwanzig ist stromabwärts der Blende 80 angeordnet. Es kann gezeigt werden, daß der Wert der Dicke T1 des Plattenteils 74 eine scheinbare Verschiebung Δ S1 der Position S1 der Quelle zu der Position S2 in Fig. 6A bewirkt, und auch, daß der Wert der Dicke T2 des Plattenteils 76 eine scheinbare Verschiebung Δ S2 der Position S1 der Quelle zu der Position S3 in Fig. 6B bewirkt. Es kann ferner gezeigt werden, daß die Verschiebung der tatsächlichen und scheinbaren Positionen der Quelle, wenn sie mit dem Quadrat des Vergrößerungsfaktors multipliziert wird, proportional ist zu der Verschiebung der Brennebenenpositionen des fokussierten Strahlpunkts, d. h.b von Z7 nach Z8. Daher kann wegen des hohen Vergrößerungsfaktors eine relativ kleine Verschiebung der tatsächlichen und scheinbaren Positionen der Quelle eine sehr große oder Haupt-Verschiebung der Position des fokussierten Strahlpunktes bewirken. Als ein Zahlenbeispiel sei angenommen, daß der Brechungsindex der Glasplate 72 1,6 sei, und daß die Quelle 7 mm weg von der stromaufwärtigen Seite der Platte 72 angeordnet ist; dann werden die folgenden Positionsverschiebungen erhalten: Tabelle I Dicke (T) Quellenverschiebung (Δ S) Vergrößerungsfaktor (M) Strahlpunktverschiebung (Δ Z)
Daher kann durch Anordnung, beispielsweise durch Drehen jedes Plattenteils 72 oder 74 in den optischen Pfad, der Laserstrahl auf zwei unterschiedlichen Entfernungen Z7 oder Z8 fokussiert werden, die relativ weit voneinander entfernt sind. Durch Einbau der optischen Anordnung 70 in ein Scannergehäuse können Symbole über einen vergrößerten Bereich hinweg abgetastet werden. Natürlich braucht die Platte 72 nicht darauf beschränkt sein, zwei Plattenteile mit unterschiedlichen optischen Entfernungseigenschaften, unterschiedlichen Brechungsindices oder unterschiedlichen Dicken aufzuweisen, sondern sie könnte ebenso mit mehrfachen Plattendicken versehen werden zum Erzeugen mehrfacher Strahlpunktverschiebungen.
Es ist auch bekannt, daß durch Verkleinern der Eingangspupille 82 die Divergenz des Laserstrahls vergrößert wird und die Punktgröße in der Brennebene größer wird. Anders herum wird durch Vergrößern der Eingangspupille 82 die fokussierte Punktgröße kleiner. Daher kann durch Öffnen oder Schließen der Größe der Eingangspupille die Schmalstellendimension des fokussierten Strahlpunktes, insbesondere entlang der Abtastrichtung, gesteuert werden, und zwar entweder auf digitale oder auf analoge Weise.
Fig. 7 zeigt eine einstückige scheibenartige Komponente 90, die auf praktische Weise die Funktionen der Glasplatte 72 und der Blendeneingangspupille 82 kombiniert. Die Komponente 90 ist zwischen der Fokussierlinse 84 und der Laserquelle angebracht und ist kreisförmig. Die obere Hälfte der Komponente 90 entspricht dem Plattenteil 74 und hat eine relativ dünne Dicke T1. Die untere Hälfte der Komponente 90 entspricht dem Plattenteil 76 und besitzt eine relativ große Dicke T2. Die stromabwärtige Oberfläche der Komponente 90 ist mit einem undurchsichtigen Überzug überzogen, was durch Punktierung gezeigt ist, der einen Durchlaß von Licht dahindurch blockiert, mit Ausnahme einer kleinen halbkreisförmigen Pupillenregion 92 und einer großen halbkreisförmigen Pupillenregion 94, wobei die Pupillenregionen klein oder groß sind mit Bezug entlang deren Abtastrichtung. Wenn Laserlicht durch die Pupillenregion 92 hindurchgeht, wird eine große Punktgröße in der Brennebene geschaffen. Wenn Laserlicht durch die Pupillenregion 94 hindurchgeht, wird eine feine Punktgröße in der Brennebene geschaffen.
Beim Betrieb, wenn die Komponente 90 um die Achse 73 gedreht wird, werden die kleine und die große Pupillenregion 92, 94 abwechselnd vor dem Laserstrahl angeordnet. Gleichzeitig werden die dicken und dünnen Teile der Komponente 90 abwechselnd vor dem Laserstrahl angeordnet. Wenn der dünne Plattenteil 74 und die kleine Pupillenregion 92 zusammen entlang des optischen Lichtpfades positioniert werden, dann wird ein Strahlpunkt mit einer relativ großen Punktgröße und angeordnet in einer nahegelegenen Distanz zu dem Gehäuse erzeugt. Wenn der dickere Plattenteil 76 und das größere Pupillengebiet 94 entlang des optischen Pfads angeordnet sind, dann wird ein Strahlpunkt mit einer relativ kleinen Punktgröße und angeordnet in einer Entfernung weiter weg von dem Gehäuse erzeugt. Ferner bewirkt ein halbes Drehen der Komponente 90, daß der austretende Strahl zwischen den Positionen Z7 und Z8 bewegt wird und damit einhergehend wird der Strahlpunkt in der Größe verändert.
Andere Veränderungen sind natürlich im Bereich dieser Erfindung. Beispielsweise könnte das kleine Pupillengebiet 92 auf dem dickeren Plattenteil 76 angeordnet sein und das große Pupillengebiet 94 könnte auf dem dünneren Plattenteil 74 angeordnet sein.
Fig. 8 zeigt eine optische scheibenartige Komponente 96 analog zu der Komponente 90 von Fig. 7, mit der Ausnahme, daß anstatt zwei Scheibenpupillenöffnungen eine einzige Pupillenöffnung 98 mit sich kontinuierlich ändernder Größe gebildet ist. Die Abtastrichtung ist in Fig. 8 horizontal. Die Öffnung 98 verjüngt sich entlang der Abtastrichtung von einer großen Größe zu einer kleinen Größe. Wenn sie gedreht wird, bewirkt die Öfnung 98, daß die sich ergebende Strahlpunktgröße in der Brennebene kontinuierlich variabel ist. Angenommen, die Abtastkomponente 96 dreht sich sehr schnell, zum Beispiel im Bereich von 40 U/sec, dann wird für jede Umdrehung der Komponente 96 zumindest eine Abtastung über das Strichcodesymbol die optimale Strahlenschmalstelle aufweisen.
Es sei ferner bemerkt, daß mehr Laserausgangsleitung durch eine größere Pupillenöffnung übertragen wird und umgekehrt. Da mehr Leistung durch die größere Pupillenöffnung 94 übertragen wird, verglichen mit der durch die kleinere Pupillenöffnung 92 übertragene Leistung, kann dieser Leistungsunterschied verwendet werden, um zumindest ein begrenztes Maß des Leistungsausgleichs zu erreichen, wobei mehr Leistung zu entfernten Symbolen übertragen wird und weniger Leistung zu nahegelegenen Symbolen übertragen wird.
Es ist bekannt, daß unter einigen Umständen die tatsächliche Schmalstellenposition eines fokussierten Gauß'schen Laserstrahls näher an der Fokussierlinse sein wird als die Bildposition, die durch herkömmliche geometrische Optik gegeben ist. Es wurde gefunden, daß nicht nur Gauß'sche Strahlen, sondern auch jeglicher Strahl so genannte Fokalverschiebung zeigen kann, wenn die Fresnel- Zahl, die den Strahl über die Ausgangsapertur- oder öffnung der Fokussierlinse beschreibt, in der Größenordnung von eins oder kleiner ist.
Die Fresnel-Zahl (N) ist definiert als:
N = a²/λR
wobei: a der Radius der Ausgangsöffnung der Fokussierlinse ist;
λ die Wellenlänge des Laserstrahls ist; und
R der Abstand zwischen der Bildposition und der Fokussierllinse ist.
Daher muß, um die genannte Fokalebenenverschiebung unter Verwendung der Laserdiodenstrahlföffnung zu erhalten, d.h. durch Verändern von "a" in der Fresnel-Zahl- Gleichung, die verschiedenen Parameter des Systems so ausgewählt werden, daß die Fresnel-Zahl in der Nähe von eins ist. Daher hat der Laserdiodenstrahl eine Wellenlänge λ = 780 nm; der Öffnungsradius a ist so gewählt, daß er variabel um 0,5 mm ist; und die Fokussierdistanz R ist ausgewählt, daß sie ungefähr 300 mm ist. Bei solchen Parameterwerten ist die Fresnel-Zahl N = 1,07 an der Ausgangsöffnung der Fokussierlinse.
Da in dem obigen Zahlenbeispiel die Fresnel-Zahl nahezu eins ist, kann die Veränderung des Apertur- oder Öffnungsradius der Fokussierlinse, zum Beispiel Linse 84, daher verwendet werden als die Basis für ein Zoom-System. Beispielsweise in dem Fall, wo der Öffnungsradius von 0,3 mm auf 0,8 mm verändert wird, wird der fokussierte Strahlpunkt von ungefähr 90 mm auf ungefähr 270 mm verschoben. Die Veränderung in dem Öffnungsradius der Fokussierlinse kann beispielsweise erreicht werden durch Anordnen der Blende 80 mit der Pupille 82 mit variabler Breite entweder direkt vor oder hinter der Fokussierlinse 84 und vorzugsweise in nächster Nähe davon, um die Pupille 82 in die vorgenannte Ausgangsöffnung mit dem Radius "a" umzuwandeln. Jede optische Komponente 90 oder 98 in Fig. 7 und 8 kann vorteilhafterweise verwendet werden, um den Öffnungsradius einer Fokussierlinse zu verändern und wiederum die vorbestimmte Entfernung, in der der Laserstrahl in der Brennebene fokussiert ist, zu verschieben.
Die optische Anordnung 100 in Fig. 9 ist auch wirksam zum Verändern der vorbestimmten Arbeitsdistanz, aber in diesem Ausführungsbeispiel wird diese Funktion erreicht durch Bewegung der Laserquelle selbst. Wie oben gesagt, ist eine Verschiebung Δ S der Position einer Quelle, wenn sie mit dem Quadrat des Vergrößerungsfaktors M einer Fokussierlinse multipliziert wird, gleich einer entsprechenden Verschiebung Δ Z der Arbeitsdistanz. Wenn der Vergrößerungsfaktor groß genug ist, dann wird eine relativ kleine Verschiebung der Position der Laserquelle eine große Verschiebung der Arbeitsdistanz ergeben.
Somit wird in Fig. 9 der Vergrößerungsfaktor der Fokussierlinse 84 im Bereich von 100 angenommen. Da es die Quelle ist, die bewegt werden soll, geben auch praktische und Energie-Betrachtungen vor, daß es effizienter wäre, eine kompakte Laserdiode 46 zu bewegen als die sehr sperrige Gaslaserröhre. Daher wird die Diode 46 auf einem Spannungs-zu-Positions-Wandler angebracht, zum Beispiel einem unimorphen Subtrat 102. Der Wandler 102 ist elektrisch verbunden mit einem unimorphen Antrieb 101, der mit einer elektrischen Wechselstromversorgung verbunden ist. Der Antrieb 101 treibt den Wandler 102 vor und zurück in der Richtung der Pfeile 112. Der Wandler 102 ist auf einen stationären Träger 104 in dem Gehäuse 14 angebracht.
Wenn der Antrieb 101 eine Wechselspannung an den Wandler 102 anlegt, wird der Wandler entlang der optischen Achse 78 bewegt, und die Diode 46 nimmt an der Bewegung teil. Wegen des hohen Vergrößerungsfaktors der Linse 84 ist die Arbeitsdistanzverschiebung Δ Z M²-mal größer als die Quellenpositionsverschiebung Δ S.
Die optische Anordnung 100 ist innerhalb des Gehäuses 12 angebracht mit einer Ausgangsöffnung 14, durch die der austretende Laserstrahl auf ein Symbol geleitet wird. Der von dem Symbol reflektierte Laserstrahl wird durch Photosensoren detektiert, die in dem Gehäuse angebracht sind. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 9 ist es vorteilhaft, wenn eine Fresnel-Kondensor- oder -Sammellinse 106 die Dioden-Wandler-Teilanordnung umgibt. Die Kondensorlinse 106 sammelt das reflektierte Licht und fokussiert letzteres auf den Photosensor 108, der das gesammelte Licht in ein elektrisches Signal umwandelt, welches seinerseits durch eine elektronische Schaltung in Daten verarbeitet wird, die das Symbol beschreiben. Das von dem Photosensor 108 erzeugte elektrische Symbol könnte gleichzeitig an einen Steuer- oder Regelkreis (open-loop oder closed-loop feedback) 110 geliefert werden, der elektrisch mit dem Wandlerantrieb 101 verbunden ist. Der Rückkopplungskreis erzeugt ein Rückkopplungssignal β, das den Antrieb 101 steuert und die Diode 46 in die optimale Position bewegt, die zum Lesen des Symbols erforderlich ist, wo immer sich dieses innerhalb des Zoom-Bereichs des Systems befinden mag.
Vor Bezugnahme auf Fig. 10 sei bemerkt, daß die Gesamtleistung eines Abtastsystems zum Lesen von Symbolen nicht nur eine Funktion des optischen, sondern auch des elektronischen Subsystems ist. Das optische Subsystem wird den Strahl fokussieren, daß er eine gewisse meßbare Punktgröße besitzt, aber das elektronische Subsystem und insbesondere die analoge Signalverarbeitungsschaltung spielt auch eine Rolle beim Beitrag zur Detektion und der Punktgröße. Das Konzept der effektiven Punktgröße wurde durch Eric Barkan und Dr. Jerome Swartz in den folgenden zwei Artikeln eingeführt:
"Advances in Laser Scanning Technology"
Proceedings of The International Society
For Optical Engineering, Band 299,
27.-28. August 1981.
SYSTEM DESIGN CONDIDERATIONS IN BAR-CODE
LASER SCANNING; Optical Engineering,
Band 23, Nr. 4, Seiten 413-420,
Juli/August 1981.
Das Konzept der wirksamen Punktgröße wurde definiert durch die folgende Gleichung:
wobei: wopt die Punktgröße des fokussierten Strahls in der Brennebene auf Grund nur des optischen Systems ist; und
wel der Beitrag zur Punktgröße auf Grund des elektrischen Systems ist.
Der wel Parameter ist eine Funktion der Frequenzbandbreite oder der Zeitkonstanten der Analogsystemverarbeitungsschaltung sowie eine Funktion der Laserstrahlpunktgeschwindigkeit an der Brenn- oder Abtastebene.
Es ist nun, wie oben bemerkt, ein Ziel der vorliegenden Erfindung, den Arbeitsabstand zu erhöhen, bei dem Symbole gelesen werden können. Mit größer werdendem Abstand von dem Gehäuse jedoch ergibt der Beitrag von wel einen Anstieg des Wertes von weff, wodurch die gesamte Systemleistung bei solchen entfernten Distanzen abnimmt. Bei zu großen Distanzen kann das Symbol nicht mehr gelesen werden. Um den größer werdenden Beitrag zu kompensieren, der durch die elektronische Schaltung mit zunehmendem Abstand des Symbols relativ zu dem Gehäuse bewirkt wird, schlägt daher diese Erfindung vor, die Zeitkonstante der elektronischen Schaltung mit zunehmenden Symboldistanzen zu vermindern. Diese Verminderung der Zeitkonstante wird die gleichzeitigen Punktgeschwindigkeitsanstiege kompensieren, so daß wel mehr oder weniger konstant gehalten wird über eine vergrößerte Arbeitsdistanz.
Wie auf der linken Seite von Fig. 10 gezeigt ist, ist ein Gegenwirkleitwert-Operationsverstärker 114 mit einer sehr hohen Ausgangsimpedanz stromaufwärts von der analogen elektronischen Verarbeitungsschaltung verbunden. Der positive Eingang der Verstärkers 114 ist mit Masse verbunden. Ein Widerstandsnetzwert R1-R2 ist mit dem negativen Eingang des Verstärkers 114 erbunden. Der Verstärkerausgang ist über einen Kondensator C mit der analogen elektronischen Schaltung verbunden. Der negative Eingang und der Ausgang eines Verstärkers 116 sind über einen Kondensator C verbunden. Der positive Eingang des Verstärkers 116 ist geerdet. Ein Steuerstrom Ic wird an ein Gate des Verstärkers 114 geliefert und verändert dessen Verstärkung.
Eine vereinfachte, äquivalente Schaltung zu der oben beschriebenen ist auf der rechten Seite von Fig. 10 gezeigt. Die Zeitkonstante der äquivalenten Schaltung ist proportional zu Req und C. Die Zeitkonstante hängt von der Eingangsspannung Vin und dem Ausgangsstrom des Gegenwirkleitwert-Versträrkers ab.
Um einen Leistungsausgleich für entfernte und nahegelegene Symbole vorzusehen, sollte der Ausgangsstrom konstant gehalten werden. Dies kann ereicht werden durch eine entsprechende Veränderung der Größe des Steuerstromes Ic. Unter der Voraussetzung eines solchen konstanten Ausgangsstroms wird dann Req, der gleich
ist, nur durch die Eingangsspannung bestimmt. Da die Eingangsspannung mit einem Anstieg der Entfernung zwischen dem Scannergehäuse und dem Symbol abnimmt, wird ein Abnehmen der Zeitkonstante auf Grund des entsprechenden Abnehmens des Wertes von Req erreicht.
Daher sieht die Schaltung von Fig. 10 nicht nur eine Verstärkungssteuerung und Leistungsausgleich vor, sondern verändert gleichzeitig die Zeitkonstante der elektronischen Schaltung derart, daß der Anstieg der Punktgeschwindigkeit mit dem Anstieg der Arbeitsentfernung kompensiert wird. Abhängig von der Beziehung zwischen der Punktgeschwindigkeit und der Signalamplitude kann wel unabhängig von der Arbeitsdistanz gemacht werden, oder zumindest der Beitrag von wel kann verringert werden und bei einem Anstieg der Arbeitsdistanz immer weniger bemerkbar werden.
Der Gegenwirkleitwert-Verstärker 114 kann vorzugsweise ein IC-Chip sein, Modell Nr. CA 3080, hergestellt von RCA Corp.
Es sei bemerkt, daß jedes der oben beschriebenen Elemente oder zwei oder mehr zusammen, auch eine zweckmäßige Anwendung in anderen Arten von Konstruktionen finden können, die von den beschriebenen Arten abweichen.

Claims

1. Ein Laserabtastsystem zum Lesen von Strichcodesymbolen (52, 58), mit einer Kombination derart, die folgendes aufweist:

a) ein Gehäuse (12) mit einem Auslaß (14);

b) Lasermittel (16, 46) im Gehäuse (12) zur Erzeugung eines Laserstrahles;

c) Abtastmittel (30, 50) im Gehäuse (12) zum Tasten des Laserstrahles in Abtastungen über ein Symbol (52, 58) welches außerhalb des Gehäuses angeordnet ist; und

d) optische Mittel (20, 22; 40; 70, 100) im Gehäuse (12) zum Leiten des Abtaststrahls längs eines optischen Pfades durch den Auslaß (14) und zur optischen Formung des Abtaststrahls mit einem querschnittsmäßigen Strahlenflecken mit einer vorbestimmten Einschnürungsgröße (W1, W2) und an einem vorbestimmten Abstand (Z) gegenüber dem Auslaß (14) des Gehäuses; dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel Mittel (20a,b, 22a,b; 42, 56, 62, 64, 68; 72, 80, 84; 101, 102, 84) aufweisen zur Änderung der vorbestimmten Einschnürungsgröße (W1, W2) und des vorbestimmten Abstandes (Z) des Strahlfleckens (- punkt) während des Abtastens und Lesen des Symbols (52, 58).

2. Ein Laserabtastsystem nach Anspruch 1, wobei die optischen Mittel eine erste optische Subanordnung (20) aufweisen, um den Laserstrahl durch den Auslaß (14) während eines Teils jeder Abtastung zu leiten und zur optischen Formung des Abtaststrahls mit einem Querschnittsstrahlflecken von einer vorbestimmten ersten Einschnürungsgröße (w1) und an einem vorbestimmten ersten Abstand (Z1) vom Auslaß (14) des Gehäuses (12); und wobei Änderungsmittel eine zweite optische Subanordnung (22) aufweisen, um den Abtaststrahl durch den Auslaß (14) während eines weiteren Teils jeder Abtastung zu leiten, und um den Abtaststrahl mit einem Querschnittsstrahlflecken von einer vorbestimmten zweiten Einschnürungsgröße (w2) zu formen, und zwar an einem vorbestimmten zweiten Abstand (Z2) vom Auslaß (14) des Gehäuses (12).

3. Ein Laserabtastsystem nach Anspruch 2, wobei die ersten (20) und zweiten (22) optischen Subanordnungen ihre entsprechenden Strahlenflecken von der gleichen vorbestimmten Einschnürungsgröße (w1, w2) bilden, aber an unterschiedlichen vorbestimmten Abständen (Z1, Z2), um den Bereich zu erhöhen, in dem Symbole (52, 58) der gleichen vorbestimmten Dichte gelesen werden können.

4. Ein Laserabtastsystem nach Anspruch 2, wobei die ersten (20) und zweiten (22) optischen Subanordnungen ihre entsprechenden Strahlenflecken von unterschiedlichen vorbestimmten Einschnürungsgrößen (w1, w2) und an unterschiedlichen vorbestimmten Abständen (Z1, Z2) formen, um zu ermöglichen, daß Symbole (53) einer Dichte in einem nahen Bereich gelesen und Symbole (52) einer weiteren Dichte in einem weiter weg gelegenen Bereich gelesen werden.

5. Ein Laserabtastsystem nach Anspruch 2, wobei die ersten (20) und zweiten (22) optischen Subanordnungen ihre entsprechenden Strahlflecken an unterschiedlichen vorbestimmten Abständen (Z1, Z2) bilden und Mittel (18) aufweisen zur Übertragung einer ersten Anteilsgröße des Abtaststrahls durch die erste optische Subanordnung (20) und einer zweiten Anteilsgröße des Abtaststrahls durch die zweite optische Subanordnung (22).

6. Laserabtastsystem nach Anspruch 5, wobei die Übertragungsmittel (18) im Betrieb den Abtaststrahl durch die erste optische Subanordnung (20) mit einer niedrigeren Anteilsgröße übertragen, um das Lesen von Symbolen (58) in dem nahen Bereich zu ermöglichen, und daß die Übertragung durch die zweite optische Subanordnung (22) mit einer höheren Anteilsgröße erfolgt, um das Lesen der Symbole (52) an dem weiter weg gelegenen Bereich zu ermöglichen.

7. Ein Laserabtastsystem nach Anspruch 1, wobei die optischen Mittel Fokusiermittel (84) aufweisen mit einem hohem Vergrößerungsfaktor, einer Eintrittspupille (82) und einer lichtdurchlässigen Platte (72) mit Plattenteilen (72, 76) von unterschiedlichen optischen Abstandseigenschaften; und wobei die Änderungsmittel im Betrieb die Platte (72) zwischen einer nahen Position und einer fernen Position bewegen, und wobei in der nahen Position ein Plattenteil (74) benachbart zur Eintrittspupille (82) angeordnet ist, um das Lesen nahe gelegener Symbole (58) zu gestatten, während in der fern gelegenen Position ein weiterer Plattenteil (76) benachbart zur Eintrittspupille (82) positioniert ist, um das Lesen weiter außen gelegener Symbole (52) zu ermöglichen.

8. Laserabtastsystem nach Anspruch 1, wobei die Änderungsmittel Mittel (20a, 20b; 22a, 22b; 42, 56, 62, 64, 68; 72, 80, 84; 101, 102, 84) aufweisen zur Änderung des vorbestimmten Abstandes (Z) des Strahlfleckens gleichzeitig mit der Änderung der vorbestimmten Einschnürungsgröße (w1, w2).

9. Laserabtastsystem nach Anspruch 8, wobei die optischen Mittel Fokussiermittel (84) aufweisen mit einem hohen Vergrößerungsfaktor, eine lichtdurchlässigen Platte (72), und eine Eintrittspupille (22) mit unterschiedlich bemessenen Öffnungen bei Betrachtung entlang der Abtastrichtung; und wobei die Änderungsmittel im Betrieb die Eintrittspupille (82) zwischen einer Niedrig-Dichte-Position und einer Hoch-Dichte- Position bewegen, wobei in der Niedrig-Dichte- Position eine Pupillenöffnung benachbart zur Platte (72) positioniert ist, um das Lesen von Niedrig- Dichte-Symbolen (52) zu gestatten, wobei in der Hoch-Dichte-Position eine weitere Pupillenöffnung benachbart zur Platte (72) positioniert ist, um das Lesen von Hoch-Dichte-Symbolen (58) zu ermöglichen.

10. Laserabtastsystem nach Anspruch 8, wobei die optischen Mittel Fokussiermittel (84) aufweisen mit einem hohen Vergrößerungsfaktor, und einem optischen Element (90) mit lichtdurchlässigen Plattenteile (72, 76) mit unterschiedlichen optischen Abstandscharakteristika und mit einem lichtblockierenden Überzug auf dem Element (90), wobei der eine Eintrittspupille begrenzende Überzug unterschiedlich bemessenden Öffnungen (92, 94) gesehen längs der Abtastrichtung aufweist; und wobei die Änderungsmittel im Betrieb das optische Element (90) zwischen einer Niedrig-Dichte-Position und einer Hoch-Dichte-Position bewegen, wobei in der Niedrig- Dichte-Position ein Plattenteil (74) und eine Pupillenöffnung (92) gleichzeitig benachbart zu den Fokussiermitteln (84) positioniert sind, um eine größere Fleckeneinschnürungsgröße (W2) an einem Abstand weiter weg von dem Auslaß (14) zu bilden, um Niedrig-Dichte-Symbole (52) im fern gelegenen Bereich zu lesen, während in der Hoch-Dichte- Position ein weiterer Plattenteil (76) und eine weitere Pupillenöffnung (94) gleichzeitig benachbart zu den Fokusiermitteln (84) positioniert sind, um eine kleinere Fleckeneinschnürungsgröße (W1) an einem dichteren Abstand von dem Auslaß (14) zu bilden, um Hoch-Dichte-Symbole (58) in einem nahen Bereich zu lesen.

11. Laserabtastsystem nach Anspruch 10, wobei das optische Element (90) am Gehäuse (12) für eine Wendebewegung angeordnet ist, und wobei die Eintrittspupille zwei Pupillenöffnungen (92, 94) aufweist, die in Wenderichtung sequentiell angeordnet sind, und wobei ferner die Pupillenöffnungen (92, 94) in Betrieb jeweils Strahlenflecken mit zwei unterschiedlichen Einschnürungsgrößen (w1, w2) bilden.

12. Laserabtastsystem nach Anspruch 10, wobei das Element (96) für eine Wendebewegung am Gehäuse (12) angeordnet ist, und wobei die Eintrittspupille eine einzige Pupillenöffnung (98) von allmählich sich ändernder Größe bei Betrachtung in Wenderichtung aufweist, und wobei die Pupillenöffnung (98) in Betrieb Strahlenflecken von allmählich sich ändernden Einschnürungsgrößen bildet.

13. Laserabtastsystem nach Anspruch 1, wobei die Änderungsmittel Mittel (101, 102) aufweisen, zur hin- und hergehenden Bewegung der Lasermittel (46) bezüglich des Gehäuses (12) stromauf und stromab des optischen Pfades.

14. Laserabtastsystem nach Anspruch 13, wobei die Lasermittel eine kompakte Halbleiterdiode (46) sind, und wobei die Bewegungsmittel einen elektrisch gesteuerten Positionswandler (102) aufweisen, auf dem die Diode (46) angeordnet ist, und wobei die optischen Mittel Fokussiermittel (84) mit einem hohen Verstärkungsfaktor aufweisen.

15. Laserabtastsystem nach Anspruch 8, wobei ferner elektrische Schaltungsmittel (108) vorgesehen sind zum Abfühlen von Licht variabler Intensität reflektiert von den Symbolen (52, 58) und zur Verarbeitung des abgefühlten Lichts in Daten, welche die Symbole (52, 58) beschreiben; und wobei die Mittel zur Änderung der vorbestimmten Einschnürungsgröße (w1, w2) des Strahlfleckens Mittel (114, 116) aufweisen, zur Änderung der elektrischen Eigenschaften der elektrischen Schaltungsmittel (108).

16. Ein Laserabstastsystem zum Lesen von Strichcodesymbolen (52, 58) mit unterschiedlichen Dichten mit einer Kombination der Bauart, die folgendes aufweist:

a) ein Gehäuse (12) mit einem Auslaß (14);

b) Lasermittel (16, 46) im Gehäuse (12) zur Erzeugung eines Laserstrahls;

c) Abtastmittel (30, 50) im Gehäuse (12) zum Tasten des Laserstrahls in linearen Abtastungen die sich in Abtastrichtungen erstrecken über ein Symbol (52, 58) welches außerhalb des Gehäuses angeordnet ist; und

d) optische Mittel (40) zum Leiten des Abtaststrahls entlang eines optischen Pfades durch den Auslaß (14) und zur optischen Formung des Abtaststrahls mit einem nicht-kreisförmigen Querschnittsstrahlflecken mit einer längeren und kürzeren Einschnürungs- oder Taillendimension in zwei gegenseitig senkrechten Richtungen und an einem vorbestimmten Abstand (Z) vom Auslaß (12); dadurch gekennzeichnet, daß

e) Mittel (42, 56, 62, 64, 68) im Gehäuse (12) vorgesehen sind, um den Abtaststrahl zwischen einer Niedrigdichteorientierung und einer Hochdichteorientierung zu wenden, wobei der Niedrigdichteorientierung sich die längeren Einschnürungs- oder Taillenabmessung des Fleckens entlang der Abtastrichtung zum Lesen eines Niedrigdichtesymbols (52) erstreckt, und wobei bei der Hochdichteorientierung die kürzere Einschnürungs- oder Taillenabmessung des Fleckens sich entlang der Abtastrichtung zum Lesen eines Hochdichtesymbols (58) erstreckt.

17. Laserabstastsystem nach Anspruch 16, wobei die optischen Mittel eine Membran (42) aufweisen, mit einer Öffnung (44) mit einer längeren (A1, A2) und einer kürzeren (B1, B2) Öffnung in zwei gegenseitig senkrechten Richtungen und zwar angeordnet in dem optischen Pfad des Abtaststrahls.

18. Laserabstastsystem nach Anspruch 17, wobei die Membran (42) im Gehäuse (12) angeordnet ist für eine Wende- oder Drehbewegung relativ dazu, zwischen Niedrig-Dichte- und Hoch-Dichte-Positionen entsprechend den Niedrig-Dichte- und Hoch-Dichte- Orientierungen des Abtaststrahls.

19. Laserabstastsystem nach Anspruch 17, wobei die Membran (42) stationär im Gehäuse (12) angeordnet ist, und die Wendemittel ein Paar von lichtreflektierenden Spiegeln (50, 56) aufweisen, wobei ein Spiegel (50) im Gehäuse für eine Wendebewegung relativ dazu angeordnet ist, und zwar zwischen Niedrig-Dichte- und Hoch-Dichte-Positionen entsprechend den Niedrig-Dichte- und Hoch-Dichte- Orientierungen des Abtaststrahls.

20. Laserabstastsystem nach Anspruch 16, wobei die optischen Mittel Mittel (56, 62, 64, 68) aufweisen zur Änderung des vorbestimmten Abstandes (Z) des Strahlfleckens während des Abtastens und Lesens.

21. Laserabstastsystem nach Anspruch 20, wobei die optischen Mittel (40) den Strahlflecken formen und zwar mit der längeren Abmessung orientiert in der Niedrig-Dichte-Orientierung an einem weiter außen gelegenem Abstand relativ zum Auslaß (14) während einer Abtastung und wobei die optischen Mittel den Strahlflecken mit der kürzeren Abmessung formen orientiert in der Hoch-Dichte-Orientierung an einem näher innen gelegenen Abstand relativ zum Auslaß (14) während einer anderen Abtastung.

22. Laserabstastsystem nach Anspruch 21, wobei die optischen Mittel lichtreflektierende Faltspiegel (56, 68, 62, 64) aufweisen, angeordnet zur Leitung des Abtaststrahls entlang kürzerer und längerer Pfade während unterschiedlicher Abtastungen.