DE60207208T2 - Scanner und verfahren zum schwenken eines strahls über einem ziel - Google Patents

Scanner und verfahren zum schwenken eines strahls über einem ziel Download PDF

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DE60207208T2
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A. Christopher WIKLOF
Cathy Aragon
M. Josh KORNFELD
T. Clarence TEGREENE
T. Jim RUSSELL
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Microvision Inc
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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf optische Abbildsysteme und insbesondere auf eine Abbildvorrichtung, die einen oder mehrere Lichtabtaststrahlen verwendet, um ein ganzes Zielobjekt oder einen Teil des Zielobjekts abzubilden.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Ein typisches Strich- oder Barcodesystem kann Komponenten verwenden, die Folgendes umfassen: eine Lichtquelle, einen Scanner, einen optischen Detektor und einen Prozessor. Die Lichtquelle projiziert einen Lichtstrahl auf einen oszillierenden Scanner, der den Lichtstrahl in einem Abtastmuster auf und über ein Strichcodesymbol streicht. Der optische Detektor empfängt vom Strichcodesymbol reflektiertes Licht und erzeugt ein Signal, das der Prozessor in einen Datenstrom umwandelt. Die Daten werden zur Bestimmung der speziellen Meinung oder des speziellen Inhaltes des abgetasteten Strichcodesymbols analysiert.
  • Ein typisches, breitenmoduliertes lineares Strichcodesymbol umfasst parallele Striche oder Bars und Abstände von unterschiedlichen Breiten, und zwar sich in eine gemeinsame Richtung (Y) erstreckend. Durch Abasten oder Überstreichen eines Lichtstrahls über die Striche und Abstände entlang einer Achse grob senkrecht zu deren Längsachsen (X) und durch Analysieren des reflektierten Lichts kann das abgetastete Strichcodesymbol mit einer speziellen Symbologie zusammengebracht werden. Eine spezielle Strichcodesymbologie umfasst einen Satz von Codier- und Decodierregeln, Regeln zur Erkennung der Symbologie und Regeln für Fehlerdetektion und Korrektur. Die Codierregeln einer speziellen Symbologie können solche hinsichtlich der Codierung von Buchstaben, Symbolen und anderen Informationsarten umfassen.
  • Symbole sind nicht notwendigerweise auf eindimensionale Muster begrenzt. Kürzlich wurden zweidimensionale (2D) Symbologien wegen ihrer höheren Datenkapazität verbreitet, ihrer höheren Codiereffizienz und ihrer Vorwärtsfehlerkorrektur verwendet. Zwei Typen von 2D-Symbolen sind 2D-gestapelte Symbole und 2D-Matrixsymbole.
  • Die 2D-gestapelten Symbole weisen im Allgemeinen eine Vielzahl von breiten modulierten Segmenten auf, wobei die Segmente normalerweise vertikal derart gestapelt sind, dass ihre individuellen Striche und Zwischenräume sich entlang einer Y-Achse erstrecken, wobei Daten in ihren Breiten längs der X-Achse codiert sind. Zusätzlich zu den Codierdaten weist jedes Segment oftmals Mittel auf, um seine Position im Stapel von Segmenten zu codieren, beispielsweise durch sein "parity pattern" oder durch die Lage der Zeichen, angefügt am Anfang und/oder am Ende des Segmentes. Somit kann gemäß den für eine 2D-gestapelte Symbologie geltenden Decodierregeln ein gemäß diesen Regeln konstruiertes 2D-gestapeltes Symbol nach dem Abtasten jedes seiner Segmente decodiert werden, wobei diese Abtastung ohne irgendeine bestimmte Ordnung durchgeführt wird. Der Einschluss von Ortsdaten bei jedem Segment gestattet die Verwendung einer großen Vielzahl oder Vielfalt von Datensammelvorrichtungen beim Lesen von 2D-gestapelten Symbolen, und zwar einschließlich solchen, die in der Lage sind, Messungen entlang nur einer einzigen Achse vorzunehmen.
  • 2D-Matrixsymbole codieren ihre Daten durch das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein von Markierungen über eine zweidimensionale Anordnung von Stellen (Orte) oder Zellen, wobei das Vorhandensein oder die Abwesenheit den Wert einer speziellen Zelle bestimmt. Die Codier- und Decodierregeln für eine 2D-Matrixsymbologie umfassen mindestens ein definiertes Verfahren zur Bestimmung des Vorhandenseins eines Symbols innerhalb eines zweidimensionalen Gesichtsfeldes (field-of-view = FOV), das Bestimmen des Ausmaßes des Symbols innerhalb des FOV und die Bestimmung der Position jeder Zelle innerhalb dieses Ausmaßes. Zusätzliche Regeln definieren dann mindestens ein Verfahren zum Zusammenbau der detektierten Zellen werte in Datenworte, und der Datenworte in eine oder mehrere innerhalb eines Symbols codierte Nachrichten. Da Daten an Orten oder Stellen entlang beider Achsen eines Symbols codiert werden, sind 2D-Matrixsymbole nur durch Vorrichtungen lesbar, die zwei Achsen innerhalb eines FOV detektieren oder mindestens erkennen können. Im Gegensatz zu einem 2D-gestapelten Symbol enthalten die Daten in einer speziellen Reihe der meisten Matrixsymbole nicht an sich oder in sich selbst Information hinsichtlich der Lage innerhalb des Symbols.
  • Viele Leser, die mit 2D-Symbolen und insbesondere 2D-Matrixsymbolen kompatibel sind, umfassen zweidimensionale Detektoranordnungen, beispielsweise CCD- oder CMOS-Anordnungen, die eine Digitalrepräsentation einer Zone oder Region eines Zielobjekts erzeugen. Der Leser verwendet sodann Signalverarbeitung, wie beispielsweise einen Finderalgorithmus ("finden algorithmus") und Decodierregeln zur Lokalisierung und Decodierung irgendwelcher Symbole auf dem Objekt.
  • Baulich gesehen, weisen übliche kommerzielle in der Hand zu haltende Abtastsysteme typischerweise eine in der Hand zu haltende Einheit auf, die einen Lichtemitter, einen Scanner und einen Detektor in einer einzigen Einheit enthält. Eine entfernt gelegene Basiseinheit enthält eine Batterie, die den in der Hand zu haltenden Teil mit Leistung versorgt. Üblicherweise trägt der Benutzer die entfernte Basiseinheit als ein Pack um seine Hüfte herum oder in irgendeiner anderen ähnlichen Anordnung.
  • Die Basiseinheit weist oftmals einen Prozessor auf, der Symbole analysiert und decodiert, und den in der Hand zu haltenden Teil durch eine Verdrahtungsverbindung steuert.
  • U.S. Patent 5,600,120 offenbart einen Generator für ein schraubenförmiges Strichcode-Abtastmuster und zwar zur unabhängigen Steuerung der Drehung und Oszillation (Schwingung) des Abtastspiegels (vgl. beispielsweise die Fi guren 5 bis 7). Dieser Stand der Technik ist in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 berücksichtigt.
  • U.S. Patent 5,900,617 offenbart ein in sich selbst abgeschlossenes optisches Strichcode-Abtastmodule, das leicht in eine Verschiedenheit von unterschiedlichen Arten von optischen Abtastsystemen eingebaut oder verwendet werden kann.
  • U.S. Patent 5,596,446 offenbart ein optisches Strichcode-Abtastsystem für einen in der Hand zu haltenden Scanner, wobei das System eine einstellbare Abtastgeschwindigkeit und einen einstellbaren Abtastwinkel besitzt und über einen großen Schärfentiefenbereich hinweg betreibbar ist.
  • Europäische Patentanmeldung EP 0 974 922 A2 zeigt ein Abtastsystem, das eine "geparkte" Position besitzt, in der empfindliche Abtastkomponenten gegenüber Schädigung geschützt sind, die ansonsten durch einen externen mechanischen Stoß hervorgerufen werden könnten.
  • Verschiedene Lösungsmöglichkeiten wurden auf dem Gebiet der in der Hand zu haltenden Strichcode-Abtastvorrichtungen vorgesehen. Einige dieser Lösungsmöglichkeiten werden durch die folgenden U.S. Patente dargestellt: 5,671,374; 5,665,956; 5,583,331; 521,367 und 5,519. ????
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung ist in den Ansprüchen 1 und 15 angegeben.
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist ein Scanner einen Strahlengenerator auf, eine Strahlenreflektoranordnung und einen Strahlenschwenk- bzw. Strahlenüberstreichungsmechanismus auf. Der Strahlengenerator ist zur Erzeugung eines Scan- oder Abtaststrahls betreibbar, und die Strahlenreflektoranordnung weist einen ersten Magneten auf und ist betreib bar um den Abtast- oder Scanstrahl zu verschwenken, bzw. zu überstreichen. Der Strahlenschwenk- bzw. Strahlenüberstreichungsmechanismus besitzt einen zweiten Magneten, der für eine mechanische Bewegung ausgelegt ist, und zwar zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, wobei in der ersten Position der zweite Magnet den ersten Magneten anzieht, während in der zweiten Position der zweite Magnet den ersten Magnet abstößt. Ein derartiger Scanner kann Ziele, wie beispielsweise Strichcodes abtasten oder scannen, und er verwendet typischerweise wenig elektrische Leistung und ist kleiner als Strichcodescanner, die einen Motor verwenden, um den Strahlenschwenkmechanismus zu drehen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die 1 bis 20 werden im Folgenden in der "Beschreibung der Erfindung" erläutert.
  • 21 ist eine Explosionsansicht eines in der Hand zu haltenden Abtasters oder Scanners, der einen Scanstrahl verschwenkt und zwar unter Verwendung kinetischer Energie, geliefert von einem erfindungsgemäßen Operator bzw. Betätigen.
  • 22 ist eine isometrische Ansicht der Strahlenquelle der 21, wobei die Strahlenreflektoranordnung in ihrer Heim- oder Ausgangsposition sich gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung befindet.
  • 23 ist eine isometrische Ansicht der Strahlenquelle der 21, wobei sich die Strahlenreflektoranordnung in ihrer Null-Schwenkposition gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung befindet.
  • 24 ist eine isometrische Ansicht der Strahlenquelle der 23, wobei der Scanstrahl und der reflektierte Rückstrahl gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt sind.
  • 25A zeigt die Strahlenreflektoranordnung und die Ausgangs- und Schwenkpositionen des Strahlenschwenkmechanismusmagneten gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 25B ist eine isometrische Ansicht des Strahlenschwenkungsmechanismusmagneten der 25A gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 26 ist eine Seitenansicht der Strahlenreflektoranordnung und des Strahlenschwenkmechanismus der 22 bis 24 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 27 ist eine isometrische Ansicht des Magneten, des Magnethalters und des Magnetrückhalters des Strahlenschwenkmechanismus der 22 bis 24 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 28 ist eine isometrische Ansicht der Strahlenquelle der 21 bis 24 mit einem Auslösermechanismus in einer Aufwärtsposition gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 29 ist eine isometrische Ansicht der Strahlenquelle der 28, wo der Auslösermechanismus sich in einer Abwärtsposition gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung befindet.
  • Beschreibung der Erfindung
  • 1 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines Strichcode-Abtastsystem 100, das Folgendes aufweist: einen optischen Emitter 104, einen Abtastet oder Scanner 102, der mit Leistung vom Benutzer versorgt wird, einen Detektor 108 und einen Prozessor 112, innerhalb einer Steuervorrichtung 135. Der Emitter 104 weist eine Lichtquelle auf, die durch den Auslöser in Gang gesetzt wird und durch eine Batterie mit Leistung versorgt wird. Der Emitter 104 emittiert einen Lichtstrahl 130 zu dem Scanner 106 hin und der Scanner lenkt den Lichtstrahl 130 zu einem Symbol 190 auf einem Zielobjekt 192 hin um. Wie üblich, weist das Symbol 190 eine Anzahl von Regionen oder Zonen unterschiedlicher Reflektivität auf, wie dies zuvor beschrieben wurde.
  • Der optische Emitter kann optische Energie bei einer speziellen Wellenlänge erzeugen, die sichtbar oder nicht sichtbar sein kann, wobei dies mit einer lichtemittierenden Diode (LED) oder Laserdiode geschieht. Auch kann der Emitter eine ein volles Spektrum liefernde Lichtquelle verwenden, wie beispielsweise eine Quersilberdampflampe, eine einen kurzen Bogen besitzende Lampe oder eine weiße Laserdiode. Andere Arten von Emittern umfassen die folgenden: Elektrolumineszenzemitter, Glühfadenemitter, Vakuumemitter, Fluoreszenzemitter, chemische Emitter, Phosphoreszenzemitter und Feldemitter.
  • Das Symbol 190 reflektiert einen Teil des Lichts von dem Lichtstrahl 130, und zwar abhängig von den entsprechenden Reflektivitäten der vom Strahl 130 getroffenen Zonen. Ein Teil des reflektierten Lichtes wird, wie durch den Pfeil 135 repräsentiert, durch eine Sammellinse 111 gesammelt und trifft auf den Detektor 108. Die Menge des auf den Detektor 108 auftreffenden reflektierten Lichtes hängt von mehreren Faktoren ab, und zwar einschließlich der folgenden: Wellenlänge, Scannerposition, Detektorposition, die zugehörigen Sammeloptiken und der Reflektivität des Symbols 190. Der Detektor 115 kann eine konventionelle elektronische Vorrichtung sein, wie beispielsweise eine Fotodiode oder eine CCD. Ansprechend auf das Licht 135 erzeugt der Detektor 108 ein elektrisches Signal.
  • Der Prozessor 112 empfängt das Signal und wandelt das empfangene Signal in eine digitale Repräsentation oder Digitaldarstellung eines Bildes des Symbols 190 um, d.h. der Flächen des Symbols, die den Scanlichtstrahl (den abgetasteten Lichtstrahl) 135 auf den Detektor 108 reflektieren. Der Prozessor 112 oder eine andere Komponente, wie beispielsweise ein Digitalsignal/Bildprozessor identifiziert durch das Symbol 190 repräsentierte Informationen und zwar ansprechend auf die Digitalerstellung. Beispielweise kann der Prozessor 112 das Zielobjekt 192 identifizieren oder kann die Charakteristika bestimmen, wie beispielsweise das Versanddatum, den Bestimmungsort oder andere Informationen. Alternativ muss sich die identifizierte Information nicht direkt auf das Zielobjekt 192 beziehen. Beispielsweise dort, wo das Zielobjekt 180 eine Identifikationskarte ist, kann das Symbol Information über den Halter oder Karteninhaber geben.
  • 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines durch einen Benutzer mit Leistung versehenen Scanners 102, der einen durch einen oszillierenden oder schwingenden Körper 108 getragenen Spiegel 107 aufweist. Der Scanner 102 erfordert keine gesonderte elektrische Leistungsquelle für seinen Betrieb, sondern wir stattdessen durch mechanische Energie, die der Benutzer anlegt, in Oszillation gebracht und zwar erfolgt das Anlegen durch Niederdrücken eines Auslösers 110. In anderen Ausführungsbeispielen kann der Scanner 102 durch elektrische Energie mit Leistung versorgt werden, die aus der durch den Benutzer eingegebenen mechanischen Energie abgeleitet wird. Obwohl die 2 eine Kupplung zwischen dem Auslöser 110 und dem Schwingungskörper 108 als ein einfaches Glied 120 aus Zwecken der Klarheit zeigt, können die unterschiedlichsten Strukturen und Lösungsmöglichkeiten für die Übertragung der Energie innerhalb des Rahmens der Erfindung verwendet werden.
  • 3 zeigt eine Lösungsmöglichkeit zum Antrieb eines Scanners 302 mit vom Benutzer gelieferter Energie. Bei dieser Lösungsmöglichkeit treibt das Glied 120 eine Gleitstange 122 an, die durch eine Schiene 124 geführt ist. Die Oberkante der Gleitstange 122 weist eine Reihe von abgerundeten Zähnen 126A auf, die sich in Längsrichtung bewegen, wenn das Glied 120 die Gleitstange 122 entlang der Schiene 124 antreibt, wie dies durch den Pfeil 128 und die gestrichelten Linien 126B, 126C gezeigt ist. Die Gleitstange 122 und die Zähne 126A sind aus einem dauerhaften, im Wesentlichen starren Kunststoff, spritzgeformt.
  • Ein flexibles Glied 135 aus spritzgussgeformten flexiblem Kunststoff ist oberhalb der Gleitstange 122 positioniert und trägt einen Spiegel 132. Ein Finger 134 ragt von dem flexiblen Glied 135 zum Eingriff mit den Zähnen 126A nach unten. Der Finger 134 ist ein Kunststoff, ausgewählt für eine relativ niedrige Gleitreibung, wenn der Finger 134 die Zähne 126A erfasst.
  • Wenn die Zähne 126A in Längsrichtung gleiten, so treiben den Finger 134 durch einen periodischen Auf- und Abpfad an. Der sich bewegende Finger 134 biegt das Glied 120 in entsprechender Weise und treibt dadurch den Spiegel 132 an, und zwar durch eine Reihe von Positionen und Orientierungen, definiert durch die Zähne 126A und das Glied 135, wie dies durch die gestrichelten Darstellungen des Glieds 135 und des Spiegels 132 angedeutet ist. Wie oben beschrieben, gilt Folgendes: wenn sich der Spiegel 132 durch seine Serie oder Reihe von Positionen und Orientierungen bewegt, wird der Strahl 130 durch einen Scan- oder Abtastpfad gescannt oder getastet.
  • Eine ähnliche Lösungsmöglichkeit ist in 4 gezeigt, wo das Glied 135, der Spiegel 132 und der Finger 134 in ähnlicher Weise wie die entsprechenden Bauteile dir 3 strukturiert sind. In diesem Ausführungsbeispiel jedoch ist das Glied 120 dadurch ersetzt, dass man Zähne 140 direkt auf dem Auslöser 142 vorsieht. Wenn der Benutzer den Auslöser 142 durch Anlegen einer Kraft 144 nieder rückt, so verschwenkt sich der Auslöser 142 um eine Achse 146, wodurch die Zähne 140 am Finger 134 vorbeigeführt werden, wie dies durch den Pfeil 148 gezeigt ist. Wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß 3 schieben oder stoßen die sich bewegenden Zähne 140 den Finger 134 zum Antrieb des Spiegels 132 durch eine Reihe von Positionen und Orientierungen. Wenn sich der Spiegel 132 bewegt, scannt er den Strahl 130 periodisch.
  • Eine weitere Lösungsmöglichkeit ist in 5 gezeigt, wo der Benutzer eine Kraft an 50 an einen Hebelarm 252 anlegt, um zu bewirken, dass die Hebelanordnung 254 um eine Achse 256 schwenkt. Wenn der Benutzer anfängt, den Hebelarm 252 niederzudrücken, so liefert eine Torsionsfeder 258 eine Widertandskraft, die die Hebelanordnung 254, wie durch den Pfeil 259 gezeigt, nach außen vorspannt. Zu Beginn schwenkt die Hebelanordnung 254 um die Achse 256, was bewirkt, dass ein entfernter Teil 260 auf einen Ansatz 262 am entfernten Ende des flexiblen Glieds 120 drückt oder schiebt. Wenn der entfernte Teil 260 auf den Ansatz 262 drückt, so biegt sich das flexible Glied 120 nach unten, was einen zusätzlichen Widerstand gegenüber den Hebelarm 252 vorsieht. Wenn der Benutzer die Kraft am Hebelarm 252 erhöht, so biegt sich das flexible Glied 120 hinreichend, um auf einen Anschlag 264 zu treffen. Wenn das flexible Glied 120 auf den Anschlag 264 auftrifft, betätigt es einen Schalter, der seinerseits eine Laseranordnung 266 einschaltet. Die Laseranordnung 266 ist derart orientiert, dass durch die Laseranordnung emittiertes Licht vom Spiegel 132 reflektiert wird und zu einem Kastengenerator 268 läuft.
  • Der Kastengenerator ist ein optisches Element, welches den Strahl 130 in ein erkennbares Findermuster umwandelt, welches dem Benutzer gestattet, den Laser mit dem (nicht gezeigten) Zielobjekt einfacher auszurichten.
  • Wenn der Benutzer die Kraft wiederum erhöht, so gleitet die durch einen Schlitz 270 geführte Hebelanordnung 254 in Längsrichtung entlang der durch den Pfeil 272 angedeuteten Achse. Wenn die Hebelanordnung 254 in Längsrichtung gleitet, so gibt der entfernte Teil 260 Kraft am Ansatz 262 frei, wodurch das flexible Glied 120 freigegeben wird. Bei Freigabe springt das flexible Glied in seine ursprüngliche Ruheposition und verschwenkt den Spiegel 132 durch eine Reihe von Positionen und Orientierungen. Der sich bewegende Spiegel 132 schwenkt den Strahl 130 durch einen Scan- oder Abtastpfad, der durch ein Fenster 274 austritt, und zwar zum (nicht gezeigten) Zielobjekt. Bei einer Lösungsmöglichkeit verbleibt die Laseranordnung aktiviert, bis das flexible Glied 120 den Spiegel 132 in seine Ruheposition bewegt. Alternativ hält eine einfache Zeitsteuerschaltung die Leistung für die Laseranordnung für eine ausgewählte Zeitperiode hinreichend hoch, um zu gestatten, dass der Spiegel 132 den Strahl 130 durch den Scan- oder Abtastpfad scannt oder verschwenkt.
  • Während die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele einen Spiegel 132, getragen direkt durch das flexible Glied 120 verwenden, benutzt eine alternative Lösungsmöglichkeit eine Resonanzscan- oder Abtastanordnung 280, getragen durch das flexible Glied 120, wie in 6 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel legt der Benutzer eine Kraft 282 an einen Knopf 284 an, schwenkbar oder flexibel gekuppelt mit einem Gehäuse 286, und zwar durch einen Arm 288. Wenn der Benutzer den Knopf 282 niederdrückt, so biegt eine entfernt gelegene Spitze 290 das flexible Glied 120. Sobald der flexible Arm 20 (Übersetzer: 135) hinreichend niedergedrückt ist, so dass die entfernte Spitze 290 nicht mehr den flexiblen Arm 120 erfasst, wird der flexible Arm frei und springt zurück in seine Originalposition. Wenn der flexible Arm 20 (Übersetzer: 135) die Originalposition erreicht, und auf einen Anschlag 292 auftritt, so stoppt er abrupt.
  • Da die Bewegung der Resonanzscan- oder Abtastanordnung 280 abrupt unterbrochen wird, bewirkt ein Teil ihrer kinetischen Energie eine Resonanzbewegung der Abtastanordnung 280. Um die Energieübertragung zu verbessern, weist die Resonanzscan- oder Abtastanordnung 280 eine Masse 601 auf, die von der Mitte ihres Drehmittelpunktes versetzt ist. Sobald die Resonanzscan- oder Abtastanordnung 280 anfängt sich um ihre Drehmitte oder ihren Drehmittelpunkt zu drehen, "klingelt" die Resonanzscan- oder Abtastanordnung 280 für eine Zeitperiode und mit der durch ihre Parameter definierten Amplituden einschließlich ihres Q. Wie unten beschrieben wird, weist die Resonanz-Abtastanordnung 280 einen Spiegel auf, der durch eine Reihe von Positionen verschwenkt wird oder streicht, und zwar als Teil seiner Resonanzbewegung. In ähnlicher Art und Weise zu den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen kann der Laser die Resonanzbewegung des Spiegels verwenden, um den Strahl 130 durch den Scanpfad zu schwenken.
  • Eine weitere Lösungsmöglichkeit zur Betätigung der Resonanzscan- oder Abtastanordnung 280, gezeigt in 7, weist ein Rastrad 602 mit mehreren Fingern 604 auf, und zwar beabstandet längs seines Umfangs. Der Benutzer betätigt das Rastrad durch Niederdrücken eines Knopfes 606, der eine Zahnstange 608 antreibt, die mehrere Getriebezähne 610 entlang einer Kante aufweist. Die Kraft des Benutzers schiebt die Zahnstange in Längsrichtung derart, dass die Zähne 610 mit komplementären Zähnen 612 auf einer Achse 614 in Eingriff stehen. Die laufende Zahnstange 608 prägt somit eine Drehbewegung auf die Achse 614 auf. Die Drehachse 614 dreht das Rastrad 602.
  • Wenn sich das Rastrad dreht, so biegt es einen flexiblen Arm 616, der die Scanninganordnung 280 trägt, und zwar solange bis ein entferntes Ende 618 des flexiblen Armes 616 einen der Finger 604 erreicht. Wenn das entfernte Ende 618 an den Fingern 604 vorbeiläuft, so richtet sich der flexible Arm 616 aus und treibt das entfernte Ende 618 gegen das Rastrad 602. Das entfernte Ende 618 trifft auf das Rastrad 602, wodurch abrupt der Lauf des entfernten Endes 618 gestoppt wird. Da der flexible Arm 616 die Abtastanordnung 280 trägt, bewegt sich die Abtastanordnung 280, wenn sich der flexible Arm 616 biegt, und kehrt in seine ursprüngliche Position zurück, wenn sich der flexible Arm 616 ausrichtet bzw. erstreckt. Der Aufschlag des entfernten Endes 618 auf dem Rastrad 602 stoppt die Scanninganordnung 280. Die Trägheit bewirkt jedoch, dass das Gewicht 601 weiter entlang des Rückkehrpfades läuft, was bewirkt, dass ein Mittelteil 622 sich verschwenkt. Der Mittelteil 622 oszilliert um seine Drehachse und die Amplitude und Frequenz werden durch die Parameter der Scanninganordnung 280 bestimmt.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines, durch den Benutzer mit Leistung versorgten Scanners, ist in 8 gezeigt, wo der Benutzer einen Knopf 702 niederdrückt, um einen Betätigungsarm 704 dann zu bewegen, der schwenkbar mit dem Betätigen 702 und einem ersten Ende 706 gekuppelt ist. Ein entgegengesetzt liegendes Ende 708 des Betätigers 704 bewegt sich durch eine Führungsnut 710, wenn der Benutzer den Knopf 702 niederdrückt. Wenn der Benutzer anfängt den Betätigen 702 niederzudrücken, so drückt ein Ansatz 712 nahe dem zweiten Ende 708 des Betätigerarms 704 einen Finger 714, gekoppelt mit einem flexiblen Träger 716 nieder. Da ein Basisende 719 des Trägers 716 fest am Gehäuse 724 gehalten ist, bewirkt der niedergedrückte Finger 714 ein Biegen des flexiblen Träger 716. Wenn sich der flexible Träger 716 biegt, so trägt er einen Spiegel 718 aus einer Ruheposition in eine gebogene oder Biegungsposition.
  • Wenn der Benutzer den Knopf 702 weiter niederdrückt, so führt die Führungsnut 710 den Ansatz 712 weg vom Basisende 719 bis der Ansatz 712 vom Finger 714 außer Eingriff kommt, was den flexiblen Träger 716 freigibt. Bei Frei gabe läuft der flexible Träger 716 zurück zu seiner Ruheposition und biegt sich in entgegengesetzter Richtung und trägt dabei den Spiegel 718 mit sich. Der Träger 716 setzt die Rückwärts- und Vorwärtsbiegung fort und schwenkt den Spiegel 718 wiederholt durch oder über einen sich verringernden Abtast- oder Scanpfad.
  • In einem anderen, in den 9A bis 9D gezeigten Ausführungsbeispiel trägt ein flexibler Arm 802 wiederum einen Spiegel 804. Der Benutzer betätigt den Scanner durch Niederdrücken eines Knopfes 806 zum Schwenken eines Antriebsarms 808 um eine Achse 810. Wenn sich der Antriebsarm 808 verschwenkt, so biegt ein Ansatz 812 den flexiblen Arm 802 durch Schieben des Fingers 814, wodurch ein Spiegel 801 um die Achse 810, wie in 9B gezeigt bewegt wird. Wenn der Benutzer den Arm noch weiter niederdrückt, so erreicht der flexible Arm 808 einen Anschlag 820, der die weitere Bewegung des entfernten Endes des flexiblen Arms um die Achse 810 ausschließt, wie dies in 9C gezeigt ist. Ansprechend auf die weitere Niederdrückung durch den Benutzer, bewegt sich das entfernte Ende des flexiblen Arms 808 in Längsrichtung entlang des Anschlags 820, wie dies durch den Pfeil 822 in 9D gezeigt ist. Wenn das entfernte Ende sich längs bewegt, so gibt der Ansatz 812 den Finger 814 frei. Im flexiblen Arm 802 gespeicherte Energie bewirkt, dass der Spiegel 801 durch einen Abtast- oder Scanpfad verschwenkt wird, wie dies durch den Pfeil 824 angegeben ist. Um zusätzliche Energie vorzusehen, ist eine Hilfsfeder 826 zwischen den Rahmen und den flexiblen Arm 808 gekoppelt.
  • Die elastischen Träger und flexiblen Arme, die hier beschrieben wurden, sind derart ausgelegt, dass sie ein hohes "Q" besitzen, und zwar typischerweise von mehr als 1000 derart, dass relativ wenig Energie von Schwenkung zu Schwenkung verloren geht. Die Konstruktion von mechanischen Strukturen mit hohem Q ist allgemein bekannt.
  • Die verspiegelte Oberfläche oszilliert zurück und nach vorne auf dem oszillierenden Glied oder Oszillationsglied 156 und zwar mit einer relativ konstanten Frequenz infolge des hohen "Q" des Oszillations- oder Schwingungsgliedes. Die optische Energie wird von der verspiegelten Oberfläche 760 reflektiert, wenn diese oszilliert oder schwingt, was bewirkt, dass die reflektierte optische Energie über einen Abtast- oder Scanwinkel (θ) verschwenkt wird, was einen Abtast- oder Scanpfad auf einem Ziel bildet.
  • 10 zeigt eine Bauart eines, ein mikroelektrisches System verwendenden Scanners 758 (MEMS = micro-electromechanical system scanner), der für diesen Anwendungsfall geeignet ist. Der MEMS Scanner 158 ist für eine einachsige oder uniaxiale Abtastung oder Scannen mit der verspiegelten Oberfläche 760 konfiguriert. Die Konstruktion, die Herstellung und der Betrieb solcher Scanner ist beispielsweise in dem Neukermans '790 Patent beschrieben und ferner auch in folgenden Literaturstellen: Asada et al, Silicon Micromachined Two-Dimensional Galvano Optical Scanner, IEEE Transactions on Magnetics, Band 30, Nr. 6,4647-4649, November 1994 und Kiang et al, Micromachined Microscanners for Optical Scanning, SPIE proceedings on Miniaturized Systems with Micro-Optics and Micromachines II, Band 3008, Februar 1997, Seiten 82–90. Der Scanner 758 weist integrale Sensoren 762 auf, die eine elektrische Rückkopplung der Spiegelposition zu den Klemmen XXXX vorsehen, wie dies in dem Neukermans '618 Patent beschrieben ist.
  • Der MEMS Scanner 758 ist auf einem Siliziumsubstrat aufgebaut, und zwar mit einem eine hohe Reflektivität besitzenden Element 760, angeordnet auf einem Mittelglied 762. Ein Satz von Tragelementen 763 und 764 hängt das Mittelglied 762 innerhalb eines Rahmens 766 auf und tragen dieses. Die Tragelemente 763, 764 definieren eine Achse (x), relativ zum Rahmen 766 um die herum das Mittelglied 762 sich dreht. Ein mechanischer Schlag wird den MEMS Scanner 758 in einen Oszillations- oder Schwingungszustand versetzen. Um das Ansprechen des Scanners 758 auf einen Schlag zu verbessern, ist das Mittelglied 762 symmetrisch bezüglich der Tragelemente 763 und 764 positioniert. Sobald der Antrieb in Bewegung erfolgte, gestattet die hohe Q Charakteristik des MEMS Scanners 758 den MEMS Scanner 758 mechanisch mit einer bestimmten Frequenz zu schwingen oder zu oszillieren, oder aber in einem relativ schmalen Frequenzbereich, wodurch das Mittelglied 762 mechanisch durch einen Winkelüberstreichung oder Winkelschwenkung verschwenkt wird.
  • Ein mechanischer Schlag oder eine mechanische Vibration überträgt mechanische Energie an den MEMS Scanner 758 und bewirkt dessen Oszillation oder Schwingung. Der Scan-Winkel (θ für die x-Achse) ist eine Funktion des Schwingungsbereichs des MEMS Scanners 758.
  • Beispiele von MEMS Scannern sind in den folgenden US-Patenten beschrieben: US-Patent Nr. 5,629,790 von Neukermans et al, mit dem Titel MICROMACHINED TORSIONAL SCANNER, US-Patent Nr. 5,648,618 von Neukermans et al, mit dem Titel MICROMACHINED HINGE HAVING AN INTEGRAL TORSIONAL SENSOR und CITE DICKENSHEETS PATENT INSTEAD. Zudem kann ein Abtast- oder Scanningsystem derart konfiguriert sein, dass ein nicht-MEMS mechanischer Resonanzscanner inkorporiert wird, wie beispielsweise der im folgenden US-Patent offenbarte: US-Patent Nr. 5,557,444 von Melville et al, mit dem Titel MINIATURE OPTICAL SCANNER FOR A TWOAXIS SCANNING SYSTEM.
  • 11 zeigt eine Vorder- und Hinteransicht eines alternativen Scanners 900, der unter Verwendung von Spritz- oder ähnlichen Techniken geformt sein kann. Anfangs wird der Scanner 900 als ein integrales Teil geformt, und zwar mit einem Rahmen 902, einem Mittelkörper 904 und Armen 906. Sobald der integrale Teil geformt ist, wird ein Aufhängungsdraht 910 zwischen Rahmen 902 und Mittelkörper 904 gekuppelt, und zwar unter relativ hoher Spannung und am Platz gehalten durch einen Satz von Führungsstiften 912. Sobald der Aufhängungsdraht 910 sich an seinem Platz befindet, werden die Arme 906 entfernt, wie durch die Querstrichelung angedeutet ist, wodurch der Mittelkörper 904 relativ zum Rahmen 902 durch den Aufhängungsdraht 910 geführt wird.
  • Wie man am Besten in 12 erkennt, weist der Mittelkörper 904 ein Versetzungsgewicht 914 derart auf, dass bei einem Aufschlag, wie oben beschrieben, der Mittelkörper 904 um den Aufhängungsdraht 910 herum schwingt oder oszilliert. Während das Versetzungsgewicht 914 als ein integrales Teil dargestellt ist, können auch andere Asymmetrien in den Mittelkörper 904 eingeführt werden, wie beispielsweise durch hinzugefügte Massen, ausgehöhlte Teile oder nicht homogene Abschnitte.
  • Jedes der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele weist einen Mittelkörper auf, der um einen Torsionsarm oder einen Körper schwenkt, der ansprechend auf ein flexibles Glied läuft oder sich bewegt. Die 13 und 14 zeigen eine alternative Scanninganordnung 1200 wo eine Führungsschraube 1202 ein Polygon 1204 antreibt, und zwar getragen auf einer Achse 1206 durch ein Lager 1208. Die Scanninganordnung ist ähnlich zu einem Spielzeug, wie es viele Kinder besitzen, bei dem ein Benutzer einen Druckknopf 1212 niederdrückt, was eine Führungsschraube 1202 dazu veranlasst, durch eine Antriebsscheibe 1212 zu gleiten. Wenn die Führungsschraube 1202 durch die Antriebsscheibe 1212 gleitet, so bewirken die Spiral- oder Schraubenlinienoberflächen der Führungsschraube 1212 dass die Antriebsscheibe sich um die Achse 1206 dreht. Wenn sich die Antriebsscheibe dreht, bewirkt sie, dass die reflektierten Oberflächen des Polygons 1204 um die Achse 1206 laufen. Die reflektierten Oberflächen können den Stahl in ähnlicher Weise wie bei konventionellen Bar- oder Strichcodescannern abtasten.
  • Eine weitere, ein umlaufendes Polygon verwendende Lösungsmöglichkeit ist in 15 gezeigt, wo ein durch den Benutzer aktivierter Knopf 1502 eine Zahnstange 1504 antreibt. Die Zahnstange schwenkt ein Ritzel 1506, welches die Bewegung zu einem Polygon 1510 überträgt, und zwar durch ein Paar von Kegelzahnrädern 1512, 1514. Damit das Polygon 1510 seine Drehung fortsetzen kann, nachdem der Benutzer den Knopf 1502 freigegeben hat, ist das untere Kegelzahnrad 1514 mit dem Polygon 1510 durch eine Einwegkupplung gekuppelt.
  • Obwohl hier die verschiedensten Lösungsmöglichkeiten beschrieben wurden, und zwar für die Betätigung eines Scanningsystems unter Verwendung von benutzereigene Leistungsversorgung, so ist doch die Erfindung nicht darauf beschränkt. In der Tat kann bei einigen Anwendungsfällen die durch den Benutzer gelieferte Leistung durch einen Freigabemechanismus, wie in den 16 und 17 gezeigt, ersetzt werden. In diesem Ausführungsbeispiel legt ein Benutzer oder ein Federmechanismus eine relativ konstante Längskraft an eine Zahnstange 1610 an. Die Kraft bewirkt, dass sich ein Freigaberad 1612 um Achse 1614 derart verschwenkt, dass Zähne 1616 sequentiell mit Antriebsstiften 1618, 1620 in Eingriff kommen. Die Antriebsstifte bewirken, dass Y-Arm 1622 nach hinten und vorn um einen Tragarm 1624 sich schwingt. Der Y-Arm 1622 treibt eine Antriebswelle 1632 an, was bewirkt, dass ein Ausgleichsrad 1633 sich zurück und nach vorne verschwenkt, während eine Haarfeder 1636 die Rückholkraft vorsieht. Obwohl nur eine Art des Austritts in den 16 und 17 dargestellt ist, erkennt der Fachmann, dass verschiedene ähnliche Strukturen üblicherweise in federgetriebenen Uhren gefunden werden, und hier angewandt werden könnten.
  • Eine weitere Lösungsmöglichkeit zur Betätigung eines Spiegel 1900 ist in 19 gezeigt, wo ein Daumenhebel 1902 einen Arm 1904 nach unten antreibt, und zwar geführt durch einen Finger 1906 in einem Schlitz 1908. Der Arm 1904 zieht einen elastischen Träger 1910, was diesen veranlasst, sich an einer herabgesenkten Region 1912 zu biegen. Wenn der Benutzer den Daumenhebel 1902 freigibt, so springt der elastische Träger 1910 zurück und trägt den Arm 1904 und den Spiegel 1900 durch den Scan- oder Abtastpfad.
  • 20 zeigt einen weiteren Mechanismus bei dem der Benutzer einen Druckknopf 2000 niederdrückt, um eine Welle 2000 (2002) nach unten anzutreiben. Ein Stift 2004 führt ein entgegengesetzt liegendes Ende der Welle 2000 (200) durch eine Schienenführung 2006 derart, dass ein Finger 2008 anfängt nach unten zu laufen. Wenn der Stift 200 (2004) ein unteres Glied 2010 erreicht, so fängt der Stift an seitlich zu laufen, wie dies durch den Pfeil 2012 angedeutet ist, und zwar unterstützt durch eine Hilfsfeder 2014. Wenn der Stift seitlich läuft, so gibt der Stift einen elastischen Spiegelarm 2015 frei. Wie oben beschrieben, im Hinblick auf mehrere andere Ausführungsbeispiele, springt der Spiegelarm 2015 zurück in seine Originalposition bis er einen Anschlag 2022 erreicht, wodurch die Abtastung oder das Scannen initiiert wird.
  • Wenn der Benutzer den Druck freigibt, so schiebt eine Rückholfeder 2016 den Arm 200 (2002) nach oben, so dass der Stift der Schiene oder Bahn 2006 folgt, und zwar durch eine Versetzungsrückkehr "path" 2020. Der Finger 2008 kehrt dann zu seiner Ruheposition direkt oberhalb des Spiegelarms 2015 zurück.
  • Obwohl hier verschiedene Ausführungsbeispiele eines Scanning-Abbildsystems beschrieben wurden, kann der Fachmann die verschiedensten Implementierungen vornehmen. Beispielsweise wurde das Abbildsystem hier unter Bezugnahme auf ein Strichcode-Abtast- oder Scanningsystem beschrieben. Die hier beschriebenen Scanningtechniken können jedoch auf andere Bildeinfangsysteme angewandt werden, oder auf Systeme zur Darstellung eines Bildes. Demgemäß ist die Erfindung nicht eingeschränkt, sondern lediglich durch die beigefügten Ansprüche.
  • 21 ist eine Explosionsansicht eines in der Hand zu haltenden Strichcodescanners 3000, der einen Scanstrahl (nicht in 21 gezeigt) verschwenkt, und zwar unter Verwendung kinetischer Energie, geliefert durch einen (nicht gezeigt) Benutzer, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Infolgedessen verwendet der Scanner 3000 weniger elektrische Energie zum Verschwenken des Scanstrahls und kann kleiner sein als Strichcodescanner, die einen Motor oder andere mit elektrischer Leistung versorgende Mittel verwenden, um einen Scanstrahl zu verschwenken.
  • Der Scanner 3000 weist ein in der Hand zu haltendes Gehäuse 3002 auf, welches obere und untere Abdeckungen 3004 und 3006 aufweist, sowie ein Abtast- oder Scanfenster 3008, eine gedruckte Schaltungsplatte 3010, angeordnet innerhalb des Gehäuses 3002, eine Strahlungsquelle 3012 und einen op tionalen Prozessor 3013, angebracht auf der Schaltungsplatte, ein piezoelektrisches Kristall 3014 und einen Batteriehalter 3016. Die Strahlungsquelle 3012 weist eine Lichtquelle 3018 auf, wie beispielsweise eine lichtemittierende Diode (LED) oder eine Laserdiode, und ferner einen Abtastknopf 3020, und zwar jeweils vorstehend durch LED und Knopföffnungen 3022 und 3024 in der oberen Abdeckung 3004. Die Strahlungsquelle 3012 weist auch eine elektrische Anschlussfläche 3026 auf, die elektrisch die gedruckte Schaltungsplatte 3010 kontaktiert, um Leistung an die Strahlungsquelle 3012 zu liefern, und zwar von einer Batterie (nicht gezeigt) dann, wenn der Benutzer (nicht gezeigt) den Scanknopf 3020 drückt. Ein Kabel 3028 ist mit der gedruckten Schaltungsplatte 3010 über einen Verbinder 3030 gekuppelt und gestattet, dass eine (nicht gezeigte) Ferneinheit, wie beispielsweise ein Prozessor oder eine Basiseinheit mit dem Scanner 3000 kommuniziert.
  • Im Betrieb gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung drückt der (nicht gezeigte) Benutzer den Scanknopf 3020 mit seinem Daumen, um ein Ziel, wie beispielsweise das Strichcodesymbol 190 (1) zu scannen oder abzutasten, und gibt den Knopf frei um den Scanner 3000 zurückzusetzen. Als erstes erfasst der Benutzer das Gehäuse 3002 mit seiner Hand und findet die Öffnung 3024 mit seinem Daumen. Die Öffnung 3024 ist verjüngt, um den Daumen des Benutzers zum Scanknopf 3020 zu führen. Als nächstes richtet der Benutzer das Scan- oder Abtastfenster 3008 mit dem Ziel aus und drückt den Knopf 3020, der bewirkt, dass das Kontaktfeld 3026 die Strahlenquelle 3012 mit der (nicht gezeigten) Batterie im Batteriehalter 3016 koppelt, und zwar über die gedruckte Schaltungsplatte 3010. Die Strahlquelle 3012 verwendet Leistung von der Batterie, um einen Scanstrahl oder Abtaststrahl zu erzeugen und zu emittieren (vgl. 24). Zur gleichen Zeit verwendet die Strahlenquelle 3012 die Bewegung des Knopfes 3020 zum Verschwenken des Scanstrahls über das Ziel. Die Strahlenquelle 3012 detektiert einen Rücklaufstrahl (24), der der Teil des Scanstrahls ist, der vom Ziel reflektiert wird und wandelt den Rücklaufstrahl in ein elektrisches Signal um. Eine (nicht gezeigte) entfernt angeordnete Vorrichtung empfängt das elektrische Signal über das Kabel 3028, gewinnt Information über das Ziel aus dem elektrischen Signal und in formiert die Strahlenquelle 3012, ob die wiedergewonnene Information gültig ist. Wenn beispielsweise das Ziel ein Strichcodesymbol ist, so informiert die entfernt angeordnete Vorrichtung die Strahlenquelle 3012 ob die wiedergewonnene Information ein gültiges Symbol repräsentiert. Wenn die Information gültig ist, dann speichert die Strahlenquelle 3012 die Information in einem (nicht gezeigten) Speicher und aktiviert den piezo-elektrischen Kristall 3014 und die LED 3018 um den Benutzer hörbar und sichtbar darauf hinzuweisen, dass die Abtastung bzw. der Scan des Ziels erfolgreich war. Umgekehrt gilt dann, wenn die Information nicht gültig ist, dass die Strahlenquelle 3012 den Kristall 3014 oder die LED 3018 nicht aktiviert. Alternativ kann die Strahlenquelle 3012 den Kristall 3014 und die LED 3018 aktivieren, um entsprechende "Information-gültig"- und "Information-ungültig"-Sequenzen zu erzeugen. Ferner kann anstelle der entfernt angeordneten Vorrichtung der Prozessor 3013 bestimmen, ob die wiedergewonnene Information gültig ist und den Kristall 3014 und die LED 3018, wenn erforderlich, aktivieren. Als nächstes gibt der Benutzer den Knopf 3020 frei, um den Scanner 3000 für die nächste Abtastung oder den nächsten Scan zurückzusetzen.
  • 22 ist eine isometrische Ansicht der Strahlenquelle 3012 der 21, wobei die obere Abdeckung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung entfernt ist. Aus Gründen der Klarheit ist die LED 3018 aus 22 weggelassen. Zusätzlich zu dem Scanknopf 3020 und der Kontaktfläche 3026 weist die Strahlenquelle 3012 eine Reflektoranordnung 3040 auf, um den Scanstrahl (nicht gezeigt) zu verschwenken, wobei ferner ein Schwenk- oder Sweep-Mechanismus 3042 vorhanden ist, um die Reflektoranordnung zu aktivieren und zu deaktivieren und wobei schließlich eine Strahl-erzeuge/detektiere-Anordnung 3044 vorhanden ist. Die Reflektoranordnung 3040 weist einen mehrere Facetten aufweisenden Spiegel 3046 auf – wobei hier der Spiegel drei Flächen oder Stirnflächen besitzt, obwohl der Spiegel auch eine, zwei oder mehr als drei Stirnflächen aufweisen könnte – einen Magneten 3048 und eine Welle 3050 um die der Spiegel und der Magnet rotieren können. Der Schwenk- oder Sweep-Mechanismus 3042 weist einen Magneten 3052 auf, und zwar zum Antrieb und Halten der Reflektoranordnung 3040, einen Mag nethalter 3054, einen Magnetrückhalter 3056, eine Magnetführung 3057 und federbelastete (die Feder ist nicht gezeigt) Magnetbewegungsglieder 3058 und 3060. Sowohl die Reflektoranordnung 3040 als auch der Schwenkmechanismus 3042 sind in ihren Ausgangspositionen in 22 gezeigt. Die Strahlerzeuge/detektiere-Anordnung 3044 weist eine Laserdiode 3062 (in 24 gezeigt), und zwar zur Erzeugung des Scan- oder Abtaststrahls, ferner eine Fotodiode 3064 zum Detektieren des Rücklaufstrahls, reflektiert von dem gescannten Target oder Ziel (nicht gezeigt) und eine Führung, d.h. ein rohrförmiges Element (Röhrchen) 3065 zum Führen des Rücklaufstrahls zur Fotodiode auf. Die Anordnung 3044 weist auch einen stationären Spiegel 3066 auf, um den Scanstrahl von der Laserdiode 3062 zum Spiegel 3046 abzulenken und zum Ablenken des Rücklaufstrahls vom Spiegel 3046 zur Fotodiode 3064.
  • 23 ist eine isometrische Ansicht der Strahlenquelle 3012 der 22 zusammen mit dem Schwenk- oder Sweep-Mechanismus 3042 in dessen Schwenkposition und die Reflektoranordnung 3040 befindet sich in ihrer Null-Schwenkposition gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie unten diskutiert, dreht sich die Reflektoranordnung 3040 zurück und vorwärts, d.h. sie oszilliert um ihre Null-Schwenkposition, während der Scanstrahl (nicht in 23 gezeigt) über das (nicht gezeigte) Ziel geschwenkt wird.
  • 24 ist eine isometrische Ansicht der Strahlenquelle 3012 der 23, wobei der Scan- oder Abtastknopf 3020 weggelassen ist, um die Laserdiode 3062 freizulegen und wobei ferner der Scanstrahl 3070 (ausgezogene Linie) und der Rücklaufstrahl 3072 (gestrichelte Linie) gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt sind. Die Laserdiode 3062, die Fotodiode 3064 und das Röhrchen 3065 sind derart positioniert, dass die Strahlen 3070 und 3072 an einer vorbestimmten Konvergenzdistanz oder an einem vorbestimmten Konvergenzabstand vom Scanfenster 3008 (21) konvergieren. In einem Ausführungsbeispiel ist dieser Abstand sechs Zoll oder annähernd sechs Zoll. Infolgedessen lernt der Benutzer in typischer Weise das Halten des Scanners 3000 (21) derart, dass das Scanfenster 3008 sich im Konvergenzabstand weg vom Ziel (1) befindet oder annähernd im Konver genzabstand. Alternativ kann die Laserdiode 3062 repositioniert sein, und zwar mit der Fotodiode 3064 und/oder dem Röhrchen 3065, um den Konvergenzabstand der Strahlen 3070 und 3072 zu ändern.
  • Der Betrieb des Scanners 3000 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in Verbindung mit den 21 bis 24 diskutiert.
  • Um den Scanner 3000 derart zu deaktivieren, dass er ein Ziel (nicht gezeigt) nicht scannt oder abtastet, gibt der (nicht gezeigt) Benutzer den Scan- oder Abtastknopf 3020 frei oder gestattet lediglich, dass der Abtastknopf in seiner nicht gedrückten Position, wie in 22 gezeigt, verbleibt. Wenn der Scanknopf 3020 freigegeben wird, so befinden sich die Reflektoranordnung 3040 und der Schwenkmechanismus 3042 in ihren entsprechenden Heim- oder Ausgangspositionen, wie dies in 22 gezeigt ist. Speziell positioniert der Mechanismus 3042 den Magneten 3052 derart, dass er den Magneten 3048 anzieht. Da die Anordnung 3040 frei zur Drehung um ihre Welle 3050 ist, drücken diese magnetischen Anziehungskräfte den Spiegel 3046 zum Wegweisen vom Spiegel 3066 und verhindern somit, dass der Spiegel 3046 den Scanstrahl 3070 verschwenkt oder den Rücklaufstrahl 3072 leitet oder lenkt. Ferner kontaktiert die Kontaktzone 3026 die gedruckte Schaltungsplatte 3010 nicht, auf welche Weise die Leistung zur Laserdiode 3062 und zum Detektor 3064 abgetrennt wird. Infolgedessen kann der Scanner 3000 den Scanstrahl 3070 während der Scanknopf 3020 freigegeben ist, nicht erzeugen oder verschwenken.
  • Um den Scanner 3000 zum Scannen eines (nicht gezeigten) Zieles zu aktivieren, drückt der (nicht gezeigte) Benutzer den Scanknopf 3020, wie in den 23 und 24 gezeigt. Wenn der Scanknopf 3020 gedrückt wird, so liefert die gedruckte Schaltungsplatte 3010 Leistung von der (nicht gezeigten) Batterie in den Halter 3016 zu den Laser- und Fotodioden 3062 und 3064 über die Kontaktfläche 3026; infolgedessen erzeugt die Laserdiode den Scanstrahl 3070. Ferner schwingt oder oszilliert die Reflektoranordnung 3040 um den Strahl 3070 über das Ziel zu verschwenken, und um den Rücklaufstrahl 3072 zur Fotodiode 3064 zu leiten. Speziell unter Bezugnahme auf die 23 und 24 sei darauf hingewiesen, dass der gedrückte Knopf 3020 die Glieder 3058 und 3060 nach unten bewegt, und auf diese bewirkt, dass die Glieder den Magneten 3052 derart positionieren, dass dieser den Magneten 3048 abstößt. Da die Anordnung 3040 frei zur Drehung um ihre Welle 3050 ist, drücken diese magnetischen Abstoßkräfte den Magneten 3048 weg vom Magneten 3052, und somit wird der Spiegel 3046 zum Magneten 3052 hin gedrückt. Die stabilen (nach einer Beruhigungs- oder Setzzeit) Sweep- oder Schwenkpositionen, d.h. die Null-Schwenkpositionen in die der Magnet 3052 den Spiegel 3046 bzw. den Magneten 3048 zwingt, sind in den 23, 24 gezeigt. Da aber die Welle 3050 wenig Widerstand erfährt, oszillieren Magnet 3048 und Spiegel 3046 nach hinten und nach vorn um diese entsprechenden Null-Schwenkpositionen, und zwar für eine Zeitperiode typischerweise einige wenige Sekunden. Diese Schwingung oder Oszillation wird weiter unten in Verbindung mit den 25A und 25B diskutiert. Während dieser Periode streicht oder schwenkt der oszillierende Spiegel 3046 den Strahl 3070 mindestens einmal über das Ziel und schwenkt bzw. streicht typischerweise den Strahl mehrmals über das Ziel nach hinten und nach vorne. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann eine (nicht gezeigte) Feder an der Reflektoranordnung 3040 angebracht sein, um die Schwingungen zu verstärken oder zu dämpfen.
  • Weiterhin bezugnehmend auf die 21 bis 24 sei bemerkt, dass dann, wenn der Scan oder die Abtastung erfolgreich ist, der Scanner 3000 dem (nicht gezeigten) Benutzer signalisiert, dass der Scan erfolgreich war, wobei der Benutzer dann den Scanknopf 3020 freigibt, um den Scanner zurückzusetzen, und ihn für ein weiteres (nicht gezeigtes) Ziel bereitzumachen. Speziell die (nicht gezeigte) entfernt angeordnete Vorrichtung, die mit dem Scanner 3000 über das Kabel 3028 gekoppelt ist, liest den detektierten Rücklaufstrahl 3072 und bestimmt, ob ein gültiges Ziel detektiert ist. Wenn dies der Fall ist, so signalisiert die entfernte Vorrichtung dem Scanner 3000, der die LED 3018 einschaltet, der einen Beep-Ton mit dem piezoelektrischen Kristall erzeugt, oder beides mit einem erkennbaren Muster, um den Benutzer mitzuteilen, dass die Abtastung erfolgreich war.
  • Wenn die Abtastung nicht erfolgreich war, so signalisiert dies der Scanner 3000 dem (nicht gezeigten) Benutzer, der dann den Scanknopf 3020 freigibt, um den Scanner zurückzusetzen und bereit für. eine erneute Scannung oder Abtastung des Ziels zu machen. Speziell dann, wenn die entfernt gelegene Vorrichtung bestimmt, dass ein gültiges Ziel nicht detektiert wurde, und zwar innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode, so signalisiert die Ferneinheit dem Scanner 3000 dies, der die LED 3018 zum Leuchten bringt, einen Beep-Ton mit dem piezoelektrischen Kristall erzeugt, oder beides tut, und zwar mit einem vorbestimmten Muster, um den Benutzer zu informieren, dass die Abtastung oder der Scan nicht erfolgreich war. Alternativ kann die fern gelegene Vorrichtung kein Signal senden, und der Benutzer erkennt, dass eine nicht erleuchtete LED 3018 und/oder kein Beep innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode eine nicht erfolgreiche Abtastung oder einen nicht erfolgreichen Scan anzeigt. Der Benutzer wird dann das Ziel erneut scannen, und zwar gemäß dem oben beschriebenen Scanverfahren.
  • 25A ist eine Querschnittsansicht der Reflektoranordnung 3040 in deren Ausgangsposition und des Magneten 3052 in seinen Ausgangs- und Schwenkpositionen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In einem Ausführungsbeispiel ist der Magnet 3052 ein flexibler, mehrere Pole besitzender Magnet, der rechteckig ist und der zwei entgegengesetzte Pole an jedem Ende besitzt. Es sei für die Zwecke eines Beispiels angenommen, dass der Magnet 3052 die mit Nord (N)- und Süd (S)-Polkonfigurationen hat, obwohl er auch die entgegengesetzten Polkonfigurationen haben könnte, wo alle N's zu S's und umgekehrt werden. Der Magnet 3046 kann aus dem gleichen Material hergestellt sein wie der Magnet 3052, ist aber ein Standard Dipolmagnet im gezeigten Ausführungsbeispiel. Das dreidimensionale Polmuster des Magneten 3052 ist unten in 25B gezeigt.
  • Wenn sich die Magnete 3048 und 3052 in ihren entsprechenden Ausgangspositionen, wie in 25A gezeigt, befinden, so sind die N- und S-Pole des Magneten 3052 mit den S- bzw. N-Polen des benachbarten Endes des Magneten 3048 ausgerichtet. Daher ziehen die Magnete 3048 und 3052 einander an. Da der Schwenkmechanismus 3042 den Magneten 3052 in einer festen Position hält, und die Anordnung 3040 frei zur Drehung ist, bewegt die Anziehung zwischen dem Magneten den Magnet 3048 in seine Ausgangsposition dann, wenn der Magnet 3052 sich in seiner Ausgangsposition befindet, und zwar unabhängig von der Anfangsposition des Magneten 3046. In ihren entsprechenden Ausgangspositionen können die Magnete 3048 und 3052 einander berühren.
  • Wenn der Magnet 3052 in seine Schwenkposition, wie in 25A gezeigt, bewegt, so ist der N-Pol mit dem N-Pol des Magneten 3048 ausgerichtet. Daher stoßen die Magneten 3046 und 3052 einander. ab. Da der Schwenkmechanismus 3042 den Magneten 3052 in einer festen Position hält, und die Anordnung 3040 frei zur Drehung ist, bewegt die Abstoßung zwischen den Magneten den Magnet 3046 so weit wie möglich weg vom Magneten 3052. Da die Reflektionsanordnung 3040 „unterdämpft", d.h. wenig gedämpft ist, bewirkt diese Abstoßung auch, dass die Reflektionsanordnung nach hinten und vorne schwingt, und den Scanstrahl 3070 (24) für eine Zeitperiode verschwenkt, wie dies oben in Verbindung mit den 23 bis 24 diskutiert wurde.
  • Um zu verhindern, dass der Magnet 3052 gegen den Magneten 3048 stößt, und/oder daran kratzt, wenn sich der Magnet 3052 aus seiner Ausgangsposition zu seiner Schwenkposition bewegt, bewegt der Schwenkmechanismus 3042 (22 bis 24) den Magneten 3052 entlang eines Pfades 3080 oder längs eines ähnlichen Pfades. Speziell leitet der Mechanismus 3042 den Magneten 3052 weg vom Magneten 3048 und hält ihn auch so bis der Magnet 3052 unterhalb des Bodenniveaus des Magneten 3046 sich befindet. Sodann bewegt der Mechanismus 3042 den Magneten 3052 derart unter die Reflektoranordnung 3040, dass die Magnete 3048 und 3052 einander "lesen". Wie die Mechanismen 3042 den Magneten 3052 bewegen, ist unten in Verbindung mit den 26 und 27 diskutiert.
  • 25B ist eine isometrische Ansicht des Magneten 3052 der 25A gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Magnet 3052 hat die gleiche Polkonfiguration wie die zwei Dipolmagneten, die aufeinander gestapelt sind, und zwar selbst dann, wenn der Magnet 3052 ein einziges Stück aus Magnetmaterial ist.
  • 26 ist eine Seitenansicht der Reflektoranordnung 3040 und der Magnetführung 3057 des Schwenkmechanismus 3042 (22 bis 24), gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Führung 3057 weist einen Führungskanal 3082 auf, der den Magneten 3052 dazu zwingt, sich zwischen seine Ausgangs- und Schwenkpositionen zu bewegen, ohne Kratzen oder Stoßen gegen den Magneten 3048, wie dies oben in Verbindung mit 25 beschrieben wurde.
  • 27 ist eine isometrische Ansicht des Magneten 3052, des Magnethalters 3054 und des Magnetzurückhalters 3056 des Schwenkmechanismus 3042 (22 bis 24) gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Magnet 3052 ist an dem Halter 3054 mittels Klebemittel oder irgendeiner andere konventionelle Technik befestigt. Der Halter 3054 kann horizontal innerhalb von Schienen 3084 des Halters 3056 gleiten und gestattet somit dem Magneten 3052 die Bewegung zu der Reflektionsanordnung 3040 hin und von dieser Weg, wie dies oben in Verbindung mit 25 erläutert wurde. Der Zurückhalter 3056 kann sich nach oben und unten innerhalb der Führung 3057 (22 bis 24 und 26) bewegen und gestattet somit dem Magneten 3052 sich oberhalb und unterhalb des Bodenniveaus des Magneten 3048 zu bewegen, wie dies oben in Verbindung mit 26 erläutert wurde. Der Halter 3054 weist Pfosten 3088 (nur einer der Pfosten ist in 27 gezeigt), die innerhalb des Führungskanals 3082 der 26 laufen. Infolgedessen bewegt sich der Magnet 3052 zwischen seinen Ausgangs- und Schwenkpositionen, ohne dass der Magnet 3048 kratzt oder schleift, was oben in Verbindung mit 25 beschrieben wurde.
  • Obwohl die 25 bis 27 ein Verfahren beschreiben, um zu verhindern, dass der Magnet 3052 gegen den Magneten 3048 stößt and an diesem entlang schleift, und zwar während der Bewegung zwischen seinen Ausgangs- und Schwenkpositionen, so können doch auch andere Techniken verwendet werden.
  • Die 28 und 29 sind isometrische Ansichten der Strahlungsquelle 3012 der 21 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Strahlenquelle 3012 der 28 und 29 ist ähnlich der Strahlenquelle 3012 der 22 bis 24 mit der Ausnahme der Hinzufügung eines Triggermechanismus 3100, der einen federbelasteten Hebelarm 3102 und eine Auslöser- oder Auslösefeder 3104 aufweist. Wie unten diskutiert wird, bewirkt der Auslösermechanismus 3100, dass der Schwenkmechanismus 3042 den Magneten 3052 (22 bis 25) zwischen seinen Ausgangs- und Schwenkpositionen bewegt, und zwar mit den gleichen oder annähernd den gleichen Geschwindigkeiten, unabhängig von der Geschwindigkeit oder Kraft mit der ein (nicht gezeigter) Benutzer auf den Abtast- oder Scanknopf 3020 (22 bis 24) drückt. Unter Bezugnahme auf die 22 bis 24 sei bemerkt, dass der Benutzer auf den Knopf 3020 mit irgendeiner Geschwindigkeit und mit irgendeinem von ihm gewünschten Abstand drücken kann. Wenn der Benutzer nicht den Knopf 3020 völlig hineindrückt, dann kann der Magnet 3052 irgendwo zwischen seinen Ausgangs- und Schwenkpositionen stoppen, und somit die Reflektoranordnung 3040 nicht aktivieren. Oder aber, wenn der Benutzer den Knopf 3020 zu langsam drückt, so kann die Amplitude des Spiegels 3046 zu klein sein, um in adäquater Weise den Strahl 3070 über das (nicht gezeigte) Ziel zu verschwenken. Das offenbarte Ausführungsbeispiel des Auslösermechanismus 3100 verhindert diese potentiellen Fehlfunktionen dadurch, dass der Magnet 3052 den vollen Abstand und mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit dann bewegt wird, wenn der Hebelarm die „Ausgangs-zu-Schwenk"- und die „Schwenk-zu-Ausgangs"-Auslöserschwellen, wie unten beschrieben, kreuzt. Der Auslösermechanismus 3100 sieht auch ein „Klick"-Geräusch oder ein anderes Geräusch vor oder eine Schwingung oder Vibration, die dem Benutzer mitteilt, dass der Knopf 3020 weit genug gedrückt wurde, so dass eine Abtastung des Ziels anfangen kann.
  • Unter Bezugnahme auf die 28 sei bemerkt, dass der Hebelarm 3102 in seiner (gezeigten) oberen Position sich befindet, wenn der Abtastknopf 3020 (21 bis 24) freigegeben ist. Wenn der (nicht gezeigte) Benutzer den Abtastknopf 3020 drückt, so schiebt dieser gegen den Hebelarm 3102, auf welche Weise der Arm nach unten gedrückt wird. Wenn sich der Arm 3102 nach unten bewegt, so wird die Feder 3104 gedehnt. Wenn der Arm 3102 die „Ausgangs-zu-Schwenk"-Auslöserschwelle passiert, was in einem Ausführungsbeispiel der Punkt ist, wo der Arm sich in seiner Horizontalen befindet, so zieht die gedehnte Feder 3104 das Magnetbewegungsglied 3060 schnell nach unten. Dies bewirkt, dass der Magnet 3052 (22 bis 25) sich in einer einzigen Bewegung von seiner Ausgangsposition in seine Schwenkposition bewegt, wo der Magnet bewirkt, dass der Spiegel 3048 den Scanstrahl 3070, wie oben in Verbindung mit den 22 bis 25 ausgeführt ist, verschwenkt.
  • Der Hebelarm 3102 – vgl. 29 – befindet sich in seiner (gezeigten) unteren Position dann, wenn der Abtastknopf 3020 (21 bis 24) vollständig gedrückt ist. Wenn der (nicht gezeigte) Benutzer den Abtast- bzw. Scanknopf 3020 freigibt, so drückt eine (nicht gezeigte) Feder den Hebelarm 3102 nach oben. Wenn sich der Arm 3102 nach oben bewegt, so wird die Feder 3104 gedehnt. Wenn der Arm 3102 die Schwenk-zu-Ausgangs-Triggerschwelle passiert, was in einem Ausführungsbeispiel der Punkt ist, wo der Arm sich in der Horizontalen befindet, so zieht die gedehnte Feder 3104 das Magnetbewegungsglied 3060 schnell nach oben. Dies bewirkt, dass der Magnet 3052 (22 bis 25) sich in einer einzigen Bewegung aus seiner Schwenkposition in seine Ausgangsposition bewegt, wo der Magnet bewirkt, dass der Spiegel 3048 sich in seine Ausgangsposition bewegt und darin verbleibt, wie dies oben in Verbindung mit den 22 bis 25 diskutiert wurde. Da der Arm 3102 federbelastet ist, brauchen die Glieder 3058 (22 bis 24) und 3060 nicht federbelastet zu sein.
  • Die vorgestellte Diskussion soll einen Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden. Verschiedene Abwandlungen der Ausführungsbeispiele sind dem Fachmann gegeben, und die allgemeinen Prinzipien können auch auf andere Ausführungsbeispiele und Anwendungen angewandt werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, zu verlassen. Beispielsweise können die verschiedensten Mechanismen verwendet werden, um einen Magneten relativ zum anderen zu bewegen. Zusätzlich kann in einigen Konfigurationen der Spiegel nur einmal oder sehr wenige Male, ansprechend auf die Benutzeraktivierungen sich verschwenken. Darüber hinaus können die hier beschriebenen Scanningmechanismen auf andere Ziele als ihre Strichcodesymbole angewandt werden. Obwohl die Scannerausführungsbeispiele, die hier beschrieben wurden, eine Prozessorschaltung 3013 aufweisen, kann ferner die Prozessorschaltung oder andere Komponenten entfernt angeordnet sein, oder in anderen Vorrichtungen eingebaut sein. In einigen Konfigurationen kann der Scanner 3000 direkt mit einem tragbaren Computer, PDA oder Handy gekoppelt sein. In solchen Konfigurationen kann der Scanner 3000 nicht verarbeitete Daten liefern, und Prozessorleistung in den entfernten Vorrichtungen benutzen, um die Information hinsichtlich eines Ziels zu identifizieren. Bei manchen Anwendungsfällen kann es zusätzlich erwünscht sein, eine lineare Anordnung anstelle der Fotodiode 3064 zu verwenden, um mehr als eine einzige Zeile abzubilden. Zudem kann der Spiegelträger, obwohl im beschriebenen Ausführungsbeispiel hier eine Abtastung oder ein Scannen entlang einer einzigen Achse erfolgt, derart konfiguriert sein, dass der Spiegel den Strahl durch ein zweidimensionales Scanmuster verschwenkt, wie beispielsweise eine Ellipse oder ein komplizierteres Muster. Obwohl der Magnet 3048 als diskret gegenüber dem Spiegel 3046 angeordnet ist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. In einer alternativen Konfiguration kann der Spiegel 3046 direkt auf dem Magneten 3048 angeordnet sein oder der Spiegel 3046 kann auf einer Stirnfläche des Magneten 3048 ausgebildet sein.

Claims (18)

  1. Ein Scanner (3000), der Folgendes aufweist: einen Strahlengenerator (3062), der betriebsmäßig einen Scan-Strahl erzeugt; eine Strahlenreflektoranordnung (3040) mit einem ersten Magnet (3048) und einem Spiegel (3046) zum betriebsmäßigen Schwenken bzw. Überstreichen des Scan-Strahls; und einen Strahlenschwenk- bzw. -überstreichungsmechanismus (3042) mit einem zweiten Magneten (3052), dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Magnet für eine mechanische Bewegung zwischen einer ersten Position, in der der zweite Magnet (3052) den ersten Magneten (3048) anzieht, um den Spiegel in eine Ausgangsposition zurückzubringen, und eine zweite Position konfiguriert ist, in der der zweite Magnet (3052) den ersten Magnet (3048) abstößt, um den Spiegel hin- und herzudrehen.
  2. Scanner (3000) nach Anspruch 1, wobei der Strahlengenerator (3062) eine Laserdiode aufweist.
  3. Scanner (3000) nach Anspruch 1, wobei die Strahlenreflektoranordnung (3040) einen drehbaren Spiegel (3046) aufweist.
  4. Scanner (3000) nach Anspruch 1, der ferner einen Knopf (3020) aufweist, der mit dem Strahlenüberstreichungsmechanismus (3042) gekoppelt ist.
  5. Scanner (3000) nach Anspruch 4, wobei der Knopf (3020) zum Drücken durch den Daumen eines Bedieners aufgebaut ist.
  6. Scanner nach Anspruch 4, wobei der Knopf betätigbar ist, um zu bewirken, dass der Strahlenüberstreichungsmechanismus (3042) den Spiegel (3046) der Strahlenreflektoranordnung hin und her dreht, wenn er gedrückt wird; und bewirkt, dass der Strahlenüberstreichungsmechanismus (3042) den Spiegel (3046) der Strahlenreflektoranordnung den Spiegel (3046) in der Ausgangsposition hält oder in diese zurückführt, wenn er freigegeben wird.
  7. Scanner nach Anspruch 4, der ferner einen Auslösemechanismus aufweist, der mit dem Knopf (3020) und dem Strahlenüberstreichungsmechanismus (3042) gekoppelt ist, und betätigbar ist, um zu bewirken, dass der Strahlenüberstreichungsmechanismus (3042) den Spiegel (3046) der Strahlenreflektoranordnung hin- und herdreht, wenn der Knopf (3020) über einen ersten vorbestimmten Abstand aus einer Knopffreigabeposition gedrückt wird; und um zu bewirken, dass der Strahlenüberstreichungsmechanismus (3042) den Spiegel (3046) der Strahlenreflektoranordnung zu der Ausgangsposition zurückführt und zwar nur dann, wenn der Knopf (3020) über einen zweiten vorbestimmten Abstand aus einer gedrückten Position freigegeben wird.
  8. Scanner nach Anspruch 4, der ferner einen Auslösemechanismus aufweist, der mit dem Knopf (3020) und dem Strahlenüberstreichungsmechanismus (3042) gekoppelt ist, und betätigbar ist, um zu bewirken, dass der Strahlenüberstreichungsmechanismus (3042) eine Drehung des Spiegels aus der Ausgangsposition nur dann initiiert, wenn der Knopf (3020) mit wenigstens einer ersten vorbestimmten Kraft gedrückt wird; und um zu bewirken, dass der Strahlenüberstreichungsmechanismus (3042) den Spiegel zu der Ausgangsposition nur dann zurückführt, wenn die Druckkraft an dem Knopf (3020) auf oder unter eine zweite vorbestimmte Kraft abfällt.
  9. Scanner (3000) nach Anspruch 1, wobei der Strahlenüberstreichungsmechanismus (3042) bewirkt, dass die Strahlenreflektoranordnung (3040) den Scan-Strahl schwenkt bzw. überstreicht, wenn der zweite Magnet (3052) den ersten Magneten (3048) abstößt.
  10. Scanner (3000) nach Anspruch 1, wobei der Strahlenüberstreichungsmechanismus (3042) bewirkt, dass die Strahlenreflektoranordnung (3040) in der Ausgangsposition verbleibt oder sich in diese bewegt, wenn der zweite Magnet (3052) den ersten Magneten (3048) anzieht.
  11. Scanner nach Anspruch 1, wobei der Strahlenüberstreichungsmechanismus vorgesehen ist, um zu bewirken, dass sich die Strahlenreflektoranordnung hin- und herdreht und die Drehung dämpft, wenn der zweite Magnet (3052) den ersten Magnet (3048) abstößt.
  12. Scanner (3000) nach Anspruch 1, der ferner einen Strahlendetektor (3064) aufweist, der betätigbar ist, um einen von einem Ziel bzw. Target reflektierten zurückkehrenden Strahl zu lesen.
  13. Scanner (3000) nach Anspruch 1, wobei die Strahlenreflektoranordnung (3040) einen mehrere Facetten aufweisenden Spiegel (3046) aufweist, der betätigbar ist zum Reflektieren des Scanstrahls auf ein Ziel bzw. Target; und der betätigbar ist zum Drehen des Spiegels (3046), um den Scan-Strahl über das Ziel bzw. das Target zu schwenken bzw. zu streichen, wenn der erste Magnet (3048) der Strahlen-Reflektoranordnung (3040) durch den zweiten Magneten (3052) der Strahlenüberstreichungsmechanismus (3042) abgestoßen wird.
  14. Scanner nach Anspruch 13, der ferner einen Strahlendetektor (3064) aufweist, der betätigbar ist, um einen von einem Target bzw. Ziel reflektierten zurückkehrenden Strahl zu lesen, wobei der Spiegel der Strahlenreflektoranordnung (3040) betätigbar ist, um den zurückkehrenden Strahl zu dem Strahlendetektor zu richten, während er den Scanstrahl über das Ziel bzw. das Target schwenkt bzw. streicht.
  15. Verfahren, das Folgendes aufweist: Bewegen eines Magneten (3052) in eine erste Position, um einen Spiegel (3046) in einer Ausgangsposition zu halten, und zwar mit einer anziehenden Magnetkraft von dem Magneten (3052); Bewegen des Magneten (3052) in eine zweite Position zum Drehen des Spiegels (3046) hin und her mit einer abstoßenden Magnetkraft von dem Magneten (3052) und Schwenken bzw. Überstreichen eines Scan-Strahls über ein Ziel bzw. Target mit Umlenken eines zurückkehrenden von dem Ziel bzw. Target reflektierten Strahls auf einen Strahlendetektor (3046) mit dem sich drehenden Spiegel (3046); und Bewegen des Magneten (3052) zurück zu der ersten Position, um den Spiegel (3046) zu der Ausgangsposition mit der anziehenden Magnetkraft von dem Magneten (3052) zu bringen.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Bewegen des Magneten (3052) in die zweite Position das Drücken eines Knopfes (3020) aufweist; und das Bewegen des Magneten (3052) zurück zu. der ersten Position das Freigeben des Knopfes (3020) aufweist.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Bewegen des Magneten (3052) in die zweite Position das Bewegen des Magneten (3052) nur dann aufweist, wenn ein Knopf (3020) über einen ersten vorbestimmten Abstand aus einer Knopffreigabeposition gedrückt wird; und wobei das Bewegen des Magneten (3052) zurück zu der ersten Position das Bewegen des Magneten (3052) nur dann aufweist, wenn der Knopf (3020) über einen zweiten vorbestimmten Abstand aus einer gedrückten Position freigeben wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Bewegen des Magneten (3052) in die zweite Position das Bewegen des Magneten (3052) nur dann aufweist, wenn ein Knopf (3020) mit wenigstens einer ersten vorbestimmten Kraft gedrückt wird, und wobei das Bewegen des Magneten (3052) zurück zu der ersten Position das Bewegen des Magneten (3052) nur dann aufweist, wenn die Druckkraft an dem Knopf (3020) auf oder unter eine zweite vorbestimmte Kraft abfällt.
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Applications Claiming Priority (5)

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US266902P 2001-02-06
US10/007,784 US7193758B2 (en) 2001-02-06 2001-11-13 Scanner and method for sweeping a beam across a target
US7784 2001-11-13
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Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7609875B2 (en) * 2005-05-27 2009-10-27 Orametrix, Inc. Scanner system and method for mapping surface of three-dimensional object
US7705337B2 (en) * 2005-11-16 2010-04-27 Microvision, Inc. System and method for image detection using large area pin diode
JP5226528B2 (ja) 2005-11-21 2013-07-03 マイクロビジョン,インク. 像誘導基板を有するディスプレイ
US7501616B2 (en) * 2006-05-25 2009-03-10 Microvision, Inc. Method and apparatus for capturing an image of a moving object
US9079762B2 (en) 2006-09-22 2015-07-14 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Micro-electromechanical device
US20080116281A1 (en) * 2006-10-25 2008-05-22 Edward Barkan Automatic triggering in MEMS-based electro-optical reader and method
US7713265B2 (en) 2006-12-22 2010-05-11 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Apparatus and method for medically treating a tattoo
US8801606B2 (en) 2007-01-09 2014-08-12 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Method of in vivo monitoring using an imaging system including scanned beam imaging unit
US8273015B2 (en) 2007-01-09 2012-09-25 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Methods for imaging the anatomy with an anatomically secured scanner assembly
US8216214B2 (en) 2007-03-12 2012-07-10 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Power modulation of a scanning beam for imaging, therapy, and/or diagnosis
US7543506B2 (en) * 2007-03-13 2009-06-09 Bridgestone Firestone North American Tire, Llc Electromagnetic rotation and stability apparatus
US8626271B2 (en) 2007-04-13 2014-01-07 Ethicon Endo-Surgery, Inc. System and method using fluorescence to examine within a patient's anatomy
US7995045B2 (en) 2007-04-13 2011-08-09 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Combined SBI and conventional image processor
US8160678B2 (en) 2007-06-18 2012-04-17 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Methods and devices for repairing damaged or diseased tissue using a scanning beam assembly
US7589901B2 (en) * 2007-07-10 2009-09-15 Microvision, Inc. Substrate-guided relays for use with scanned beam light sources
US7982776B2 (en) 2007-07-13 2011-07-19 Ethicon Endo-Surgery, Inc. SBI motion artifact removal apparatus and method
US9125552B2 (en) 2007-07-31 2015-09-08 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Optical scanning module and means for attaching the module to medical instruments for introducing the module into the anatomy
US7983739B2 (en) 2007-08-27 2011-07-19 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Position tracking and control for a scanning assembly
US7925333B2 (en) 2007-08-28 2011-04-12 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Medical device including scanned beam unit with operational control features
US8050520B2 (en) 2008-03-27 2011-11-01 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Method for creating a pixel image from sampled data of a scanned beam imager
US8332014B2 (en) 2008-04-25 2012-12-11 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Scanned beam device and method using same which measures the reflectance of patient tissue
US8531773B2 (en) 2011-01-10 2013-09-10 Microvision, Inc. Substrate guided relay having a homogenizing layer
US8391668B2 (en) 2011-01-13 2013-03-05 Microvision, Inc. Substrate guided relay having an absorbing edge to reduce alignment constraints
KR102011876B1 (ko) 2011-12-06 2019-10-21 오스텐도 테크놀로지스 인코포레이티드 공간-광학 및 시간 공간-광학 지향성 광 변조기
US8854724B2 (en) 2012-03-27 2014-10-07 Ostendo Technologies, Inc. Spatio-temporal directional light modulator
US8928969B2 (en) 2011-12-06 2015-01-06 Ostendo Technologies, Inc. Spatio-optical directional light modulator
US9179126B2 (en) 2012-06-01 2015-11-03 Ostendo Technologies, Inc. Spatio-temporal light field cameras
US8727218B1 (en) 2013-01-03 2014-05-20 Symbol Technologies, Inc. Symmetric customer side scanner for bioptic rear tower
TWI625551B (zh) 2013-03-15 2018-06-01 傲思丹度科技公司 具有改良之視角深度及解析度之三維光場顯示器及方法
US11609427B2 (en) 2015-10-16 2023-03-21 Ostendo Technologies, Inc. Dual-mode augmented/virtual reality (AR/VR) near-eye wearable displays
US11106273B2 (en) 2015-10-30 2021-08-31 Ostendo Technologies, Inc. System and methods for on-body gestural interfaces and projection displays
US10345594B2 (en) 2015-12-18 2019-07-09 Ostendo Technologies, Inc. Systems and methods for augmented near-eye wearable displays
US10578882B2 (en) 2015-12-28 2020-03-03 Ostendo Technologies, Inc. Non-telecentric emissive micro-pixel array light modulators and methods of fabrication thereof
US10353203B2 (en) 2016-04-05 2019-07-16 Ostendo Technologies, Inc. Augmented/virtual reality near-eye displays with edge imaging lens comprising a plurality of display devices
US10453431B2 (en) 2016-04-28 2019-10-22 Ostendo Technologies, Inc. Integrated near-far light field display systems
US10522106B2 (en) 2016-05-05 2019-12-31 Ostendo Technologies, Inc. Methods and apparatus for active transparency modulation
US11842553B2 (en) 2018-12-06 2023-12-12 ExxonMobil Technology and Engineering Company Wear detection in mechanical equipment

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5100214A (en) * 1989-05-01 1992-03-31 Konami Industry Co., Ltd. Housing for hand-held video display device
US5099110A (en) 1989-10-30 1992-03-24 Symbol Technologies, Inc. Power saving scanning arrangement
US5422469A (en) 1989-10-30 1995-06-06 Symbol Technologies, Inc. Fiber optic barcode readers using purely mechanical scanner oscillation
US5206492A (en) * 1989-10-30 1993-04-27 Symbol Technologies, Inc. Bar code symbol scanner with reduced power usage to effect reading
US5404001A (en) 1992-10-08 1995-04-04 Bard; Simon Fiber optic barcode reader
US5280165A (en) * 1989-10-30 1994-01-18 Symbol Technolgoies, Inc. Scan pattern generators for bar code symbol readers
US5583331A (en) 1989-10-30 1996-12-10 Symbol Technologies, Inc. Arrangement for compensating for scan line curvature
US5589679A (en) 1989-10-30 1996-12-31 Symbol Technologies, Inc. Parallelepiped-shaped optical scanning module
JP2740687B2 (ja) * 1990-06-08 1998-04-15 株式会社日本自動車部品総合研究所 光走査装置
US5371347A (en) 1991-10-15 1994-12-06 Gap Technologies, Incorporated Electro-optical scanning system with gyrating scan head
WO1993017396A1 (en) 1992-02-21 1993-09-02 Spectra-Physics Scanning Systems, Inc. Bar code scanner
EP0671697A1 (de) * 1993-09-21 1995-09-13 Opticon Sensors Europe B.V. Schraubenförmig abtastender Mustergenerator
US5629790A (en) 1993-10-18 1997-05-13 Neukermans; Armand P. Micromachined torsional scanner
US5488862A (en) 1993-10-18 1996-02-06 Armand P. Neukermans Monolithic silicon rate-gyro with integrated sensors
US5664231A (en) 1994-04-29 1997-09-02 Tps Electronics PCMCIA interface card for coupling input devices such as barcode scanning engines to personal digital assistants and palmtop computers
US5557444A (en) 1994-10-26 1996-09-17 University Of Washington Miniature optical scanner for a two axis scanning system
US5665956A (en) 1994-10-31 1997-09-09 Psc Inc. Bar code reading and data collection unit with ultrasonic wireless data transmission
US5969328A (en) * 1995-11-17 1999-10-19 Intermec Ip Corp Portable hand-held data terminal having curvilinear housing and keypad
US6543695B1 (en) * 1996-08-02 2003-04-08 Symbol Technologies, Inc. Housing for hand held scanner
JP3456130B2 (ja) * 1997-11-26 2003-10-14 三菱電機株式会社 距離測定装置
US6129282A (en) 1998-07-20 2000-10-10 Psc Scanning, Inc. Rugged scanning subsystem for data reading
JP4001436B2 (ja) * 1998-07-23 2007-10-31 三菱電機株式会社 光スイッチ及び光スイッチを用いた光路切換装置
US7446753B2 (en) * 2004-09-10 2008-11-04 Hand Held Products, Inc. Hand held computer device

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