專利名稱：：使用光柵掃描進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取的系統(tǒng)和方法iOT光柵掃描進(jìn)行,OT(的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001本公開的領(lǐng)域涉及數(shù)據(jù)讀取的光學(xué)讀取器和方法，并且更具體地涉及使用少量的高速掃描線來產(chǎn)生光代碼的光柵圖像的方法和系統(tǒng)。技術(shù)背景0002傳統(tǒng)的固定掃描儀使用馬達(dá)/平面轉(zhuǎn)輪(facetwheel)以將激光束掃描經(jīng)過多個(gè)模式鏡，以便產(chǎn)生全方向的掃描模式。圖l說明了傳統(tǒng)的固定掃描儀10的示意圖。掃描儀10包括激光二極管15，其產(chǎn)生被定向到平面轉(zhuǎn)輪20的激光束17。平面轉(zhuǎn)輪20由馬達(dá)21以較高速率旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，一般為幾千轉(zhuǎn)每分鐘。平面轉(zhuǎn)輪20將光束掃描經(jīng)過多個(gè)模式鏡22(只示出了一個(gè)模式鏡)，其中掃描的光束反射離開一個(gè)或多個(gè)模式鏡以形成被投影通過窗口24并進(jìn)入掃描體中的掃描線。0003反射離開條形碼5的回程光被反向地聚集在模式鏡22、平面轉(zhuǎn)輪20上，之后聚集在聚光鏡26(或替代地，透鏡)上，通過該聚光鏡26被聚焦朝向檢測器28。0004多條掃描線被產(chǎn)生以形成全方向的掃描模式，其經(jīng)設(shè)計(jì)成能夠掃描在任何方位通過掃描體的條形碼。掃描效率的重要方面是側(cè)面覆蓋度，即物品的哪些側(cè)面可以被掃描，所述物品被定義為六面立方體或者六面矩形箱狀形式。L掃描儀已經(jīng)用來提高物品側(cè)面覆蓋度。L掃描儀，比如美國俄勒岡州Eugene的PSC有限公司生產(chǎn)的Magdlan⑧8500掃描儀，具有以普通"L"形狀定向的兩個(gè)窗口，一個(gè)窗口通常垂直定向而一個(gè)窗口通常水平定向。Magellan8500掃描儀具有掃描物品的所有六個(gè)側(cè)面的獨(dú)特能力(1)底側(cè)面主要由來自水平窗口的掃描線掃描；(2)前沿側(cè)面(即左側(cè)面，假定右至左的掃描方向)由來自垂直窗口和水平窗口的掃描線掃描；(3)拖尾側(cè)面(即右側(cè)面，假定右至左的掃描方向)右來自垂直窗口和水平窗口的掃描線掃描；(4)前面惻面(即，面對(duì)垂直窗口的側(cè)面)由來自垂直窗口的掃描線掃描；(5)后面或檢驗(yàn)側(cè)面(背向垂直窗口的側(cè)面)由來自水平窗口的掃描線掃描；(6)頂側(cè)面(背向水平窗口的側(cè)面)被來自垂直窗口的掃描線掃描。0005圖2圖解說明了通過Magellan⑧8500掃描儀的水平窗口產(chǎn)生的掃描模式30。Magellan8500掃描儀的平面轉(zhuǎn)輪以大約100次/秒(6000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm))旋轉(zhuǎn)。由于平面轉(zhuǎn)輪上的每個(gè)小面的不同角坐標(biāo)，掃描模式由通常平行線的族(或者組)構(gòu)成。對(duì)于Magellan⑧850O掃描儀，有四個(gè)小面，每個(gè)小面相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸以不同的角度排列，所以每個(gè)掃描族有四條平行線。如圖2的模式30中所示，在水平窗口上存在八個(gè)不同的模式鏡組，導(dǎo)致32條掃描線。0006掃描模式30受限于平行線的族的使用。需要相對(duì)較多的物理空間來產(chǎn)生掃描模式。如圖1的系統(tǒng)10中所說明，產(chǎn)品有很大的縱深以包含模式鏡和平面轉(zhuǎn)輪。根據(jù)掃描發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，產(chǎn)品可以甚至更深或更長以控制聚光(collection)。掃描線必須從窗口的邊緣橫向之外的點(diǎn)發(fā)出，這就要求產(chǎn)品在兩個(gè)維度上要比窗口寬。0007因?yàn)樵诘湫偷钠矫孓D(zhuǎn)輪掃描儀中聚光是反向的，所以平面轉(zhuǎn)輪需要很大。尤其因?yàn)樯倭康男∶?典型地三個(gè)或者四個(gè))，所以偏差可能很大，引起馬達(dá)/平面轉(zhuǎn)輪組件的較大功耗。大平面轉(zhuǎn)輪在軸承上還產(chǎn)生很大的負(fù)載，影響馬達(dá)的壽命。由于高速的旋轉(zhuǎn)，平面轉(zhuǎn)輪的反射面的光學(xué)性能難以維持。另外，由于來自高速旋轉(zhuǎn)的較大應(yīng)力，必須小心以確保這種平面轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)整體性。0008因?yàn)閽呙枘Ｊ酵ㄟ^空間地覆蓋窗口以在所有角度照射產(chǎn)品來讀取條形碼，所以窗口必須相當(dāng)大。對(duì)于帶有水平窗口的掃描儀，藍(lán)寶石或其他耐劃表面用來提供將在產(chǎn)品滑過窗口的惡劣環(huán)境下耐用的表面。這種窗口的成本很高，并因而是產(chǎn)品中相當(dāng)大的成本因素。
發(fā)明內(nèi)容0009本公開針對(duì)一種掃描在移動(dòng)通過掃描體的物品上的光代碼的方法和系統(tǒng)。優(yōu)選地，光代碼可以位于物品的任何側(cè)面上并處于任何方位。在優(yōu)選實(shí)施例中，使用偏轉(zhuǎn)激光光束和非反向聚光元件來產(chǎn)生產(chǎn)品的光柵圖像。0010另一個(gè)實(shí)施例針對(duì)讀取光符號(hào)的方法，包括如下步驟將包含光代碼的物品沿物品方向移動(dòng)通過窗口；通過窗口沿形成掃描平面的單一掃描線重復(fù)地讀取，以獲取關(guān)于兩個(gè)維度的光柵模式；從光柵模式提取多個(gè)虛擬線模式，所述虛擬掃描線模式對(duì)應(yīng)于通過掃描體的物品的不同速度；處理每個(gè)虛擬掃描線模式以解碼光代碼。0011本公開的這些和其他方面通過下面的說明書將變得更加明顯，該說明書在結(jié)合附圖閱讀時(shí)用來說明優(yōu)選的實(shí)施例。0012圖l是采用平面轉(zhuǎn)輪的現(xiàn)有技術(shù)掃描機(jī)構(gòu)的示意圖。0013圖2說明了在圖1的掃描儀水平窗口的掃描模式。0014圖3是光柵掃描儀的掃描儀參照系的示意圖。0015圖4是光柵掃描儀的物品參照系的示意圖。0016圖5說明了條形碼標(biāo)簽的光柵掃描。0017圖6圖解說明了具有單一狹縫的光柵掃描儀。0018圖7-8圖解說明了具有多個(gè)狹縫的L型光柵掃描儀。0019圖9圖解說明了根據(jù)優(yōu)先實(shí)施例的非反向聚光機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖。0020圖10是圖9的機(jī)構(gòu)的俯視圖。0021圖ll是掃描分辨率參數(shù)的圖示。0022圖12是包括復(fù)合拋物面聚光器的聚光系統(tǒng)的透視圖。0023圖13是圖45的替代實(shí)施例聚光透鏡系統(tǒng)的俯視圖。0024圖14是圖45的替代實(shí)施例聚光透鏡系統(tǒng)的側(cè)視圖。0025圖15是電子掃描發(fā)生器的示意圖。0026圖16是替代電子掃描發(fā)生器的示意圖。0027圖17是說明掃描線產(chǎn)生方法和象素選擇方法的圖示。0028圖18-21是單一X模式在四個(gè)不同物品速度時(shí)的掃描模式的圖示。0029圖22-25是帶有附加掃描線的X模式在四個(gè)不同物品速度時(shí)的掃描模式的圖示。0030圖26-29是說明了掃描線間隙的掃描模式的圖示。0031圖30-32是用于填補(bǔ)掃描線間隙的掃描模式的圖示。0032圖33-36是表示實(shí)際掃描模式的不同空間密度的密集掃描模式的圖示。0033圖37是有兩個(gè)軸的光柵掃描儀在一個(gè)掃描窗口上光柵掃描(rastering)的光柵掃描儀的原理圖。0034圖38是用于圖37的掃描儀的掃描機(jī)構(gòu)的原理圖。0035圖39是根據(jù)替代實(shí)施例的線性成像光柵掃描儀的原理圖。0036圖40是根據(jù)使用Scheimpflug光學(xué)器件的替代實(shí)施例的線性成像光柵掃描儀的原理圖。0037圖41是聚光器元件的橫斷面視圖和簡化光線追跡。0038圖42是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的聚光透鏡的透視圖。0039圖43是圖42的聚光透鏡的寬場(俯視)軸的簡化光線追跡。0040圖44是圖42的聚光透鏡的窄場(側(cè)視)軸的簡化光線追跡。0041圖45是替代實(shí)施例聚光透鏡系統(tǒng)的透視圖。0042圖46是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的虛擬掃描線的角度方位的表示。0043圖47是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的線性成像系統(tǒng)的側(cè)視圖。0044圖48是圖47的線性成像系統(tǒng)的俯視圖。0045圖49是圖47的線性成像系統(tǒng)的成像象素的條形碼目標(biāo)視圖和激光線。具體實(shí)施方式0046雖然在下面描述了關(guān)于高速光柵掃描儀的某些優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到此處描述的原理對(duì)于其他的應(yīng)用是可行的。盡管將描述關(guān)于掃描條形碼的某些優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)該理解此處描述的原理適用于其他類型的光代碼(例如，一維、二維、Maxicode、PDF-417)以及其他物品比如指紋的成像。0047在優(yōu)選配置中，光柵掃描儀設(shè)置在掃描地點(diǎn)比如零售公司的結(jié)賬柜臺(tái)，并且物品經(jīng)過掃描區(qū)/場。代替于產(chǎn)生空間掃描模式，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的光柵掃描儀針對(duì)正在經(jīng)過掃描場的物品產(chǎn)生單一掃描線。掃描線形成物品經(jīng)過的平面。與傳統(tǒng)的固定掃描儀相比，所述掃描線具有快速的重復(fù)率。從這種掃描線收集的數(shù)據(jù)建立光柵圖像，其Y方向由掃描操作建立而X方向由越過掃描線的產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)建立。0048所述操作與傳真機(jī)類似。一個(gè)不同在于操作員移動(dòng)產(chǎn)品越過掃描線(即，通過掃描平面)，而不是機(jī)動(dòng)皮帶將紙張移動(dòng)越過傳真機(jī)的光柵掃描機(jī)構(gòu)。另一個(gè)不同在于光柵掃描儀優(yōu)選地在相當(dāng)大的景深上成像。產(chǎn)品越過掃描線的人類動(dòng)作的不規(guī)則性將引起所捕獲的圖像中的幾何變形，但是因?yàn)榇蠖鄶?shù)人類動(dòng)作特別在高速度時(shí)是相對(duì)地平穩(wěn)的，所以這種變形是可容忍的，因?yàn)闂l形碼信息可容忍一些變形。需要注意在光代碼掃描中有兩種不同的參照系(觀察點(diǎn))，即物品的觀察點(diǎn)和掃描儀的觀察點(diǎn)。圖3-4說明了這兩種參照系。從圖3中所示的掃描儀參照系，掃描儀重復(fù)地發(fā)出單一掃描線，同時(shí)產(chǎn)品移動(dòng)越過/通過掃描線的平面，由此改變掃描線照到產(chǎn)品的位置。從圖4中所示的物品參照系，物品是固定的而條形碼掃描儀移動(dòng)經(jīng)過該物品(以相反的方向)，以提供經(jīng)過產(chǎn)品的許多照射。物品參照系更有幫助于理解掃描儀的操作。0049考慮條形碼在底部的產(chǎn)品并使用圖4的物品參照系，掃描線在物品上形成光柵模式12，如圖5所示。所述光柵模式12可以認(rèn)為與傳真機(jī)的操作方式類似。一條線被掃描并被轉(zhuǎn)換為強(qiáng)度分布。然后，物體/物品被移動(dòng)某個(gè)距離并且重復(fù)此過程(即，另一條線被掃描)以產(chǎn)生大量線，結(jié)果形成二維光柵圖像?？梢岳斫猓m然沿光柵掃描線的圖像的范圍由系統(tǒng)的光學(xué)器件決定，但是因?yàn)槲矬w何時(shí)出現(xiàn)在視場中是未知的，所以另一軸是不定范圍。在特定的物品速度和掃描線重復(fù)率下，形成特定的線線間隔，限定了該軸的分辨率(以及激光光斑尺寸)。在特定的掃描速率時(shí)物品移動(dòng)得越快、分辨率越低并且物品移動(dòng)得越慢，則分辨率就越高(直到受限于因激光光斑尺寸的分辨率)。0050為了讀取物品的多個(gè)側(cè)面，多個(gè)光柵模式可能是必需的。用于固定的光代碼掃描儀的三個(gè)主要配置是(1)平頂水平掃描儀；(2)垂直掃描儀；和(3)具有水平組件和垂直組件的L形掃描儀。每一種配置將優(yōu)選地產(chǎn)生四條掃描線以便提供多面讀取，而L掃描儀優(yōu)選能夠讀取物品的全部六個(gè)側(cè)面。0051圖6說明了具有與物品移動(dòng)通過掃描體的方向垂直設(shè)置的單一細(xì)長狹縫102的水平掃描儀100。如果掃描儀包括一體化的掃描儀-臺(tái)秤，那么狹縫102將設(shè)置在稱重淺盤(platter)內(nèi)部。在這個(gè)實(shí)施例中，從站在掃描儀的前面靠近前沿(操作者的位置在圖右邊較低側(cè))的操作者觀察，掃描儀IOO是關(guān)于正從右向左通過掃描體的物品描述的。掃描儀100配有四個(gè)掃描線發(fā)生器，每個(gè)發(fā)生器產(chǎn)生定向通過狹縫102的掃描線(1)前沿掃描線104(斜地指向上和向右)，用于讀取掃過狹縫102的物品的前沿左側(cè)面和底側(cè)面；(2)拖尾掃描線106(斜地指向上和向左)，用于讀取拖尾右側(cè)面和底側(cè)面；(3)指向前面的掃描線108，斜地指向上并朝向操作者，用于掃描后側(cè)面(即，背對(duì)操作者的惻面)，并且也可能是底側(cè)面；和(4)指向后面的掃描線110，斜地指向上并遠(yuǎn)離操作者，用于掃描前側(cè)面(即，面對(duì)操作者的側(cè)面)并且也可能掃描底側(cè)面。替代地，這個(gè)單一狹縫102可以被垂直地定向以作為垂直掃描儀操作。這種掃描儀根據(jù)其裝配的方位可以被配置成在垂直掃描儀或水平掃描儀之間是可轉(zhuǎn)換的。在另一種配置中，掃描儀100可以被水平地配有朝下的狹縫102，以作為上部掃描儀操作。0052掃描線可以替代地被描述為如圖6中圖示的掃描平面。掃描線110圖示為通過狹縫102以到水平90。傾斜角(或者到垂直0。)投影的平面，但其以傾斜角P的視角被投影，這樣掃描線110被斜指向上并遠(yuǎn)離操作者。如果物品是六面箱子，那么掃描線110將投影到箱子的前側(cè)面(即，面對(duì)操作者的側(cè)面)上并且也可能投影到箱子的底側(cè)面上。為了投影到箱子的前側(cè)面上(即，平行于物品方向并垂直于掃描儀表面的箱子側(cè)面，掃描儀表面是狹縫或窗口102的水平表面)，掃描線110的視場可以被描述成是來自臨近操作者的狹縫102末端。0053掃描線108圖示為以到水平90。傾斜角(或者到垂直0。)投影通過狹縫102的平面，但是其以傾斜角(與掃描線110的傾斜角P類似，但是在相反方向)被投影，這樣掃描線108被斜指向上并朝向操作者。如果被掃描的物品是六面箱形物品，那么掃描線108將投影到箱子的后側(cè)面(即，背對(duì)操作者的側(cè)面)上并且也可能投影到箱子的底側(cè)面上。為了投影到箱子的后側(cè)面上，掃描線108的視場可以被描述為是來自遠(yuǎn)離操作者的狹縫102末端。0054掃描線104圖示為經(jīng)過狹縫102以到水平的向前傾斜角0>(或者到垂直90。-O)投影的平面。優(yōu)選地，掃描線104以0。傾斜角被投影，這樣掃描線104被投影到正通過掃描平面的六面箱形物品的底側(cè)面和前沿側(cè)面上。掃描線106圖示為經(jīng)過狹縫102以到水平的向后傾斜角(D(或者到垂直90。-O)投影的平面。優(yōu)選地，掃描線106以0。傾斜角被投影，這樣掃描線106被投影到六面箱形物品的底側(cè)面和拖尾側(cè)面上。傾斜角0)可以是提供所需視場的任何合適角度，所述視場根據(jù)具體應(yīng)用可能不同。在某些應(yīng)用中，傾斜角0優(yōu)選地是大約45。，其在箱形物品的兩個(gè)側(cè)面比如掃描線106的前沿側(cè)面和底側(cè)面提供相等的入射角。替代地，向前和向后傾斜角彼此可能不同。0055根據(jù)期望的覆蓋度和模式積極性，掃描儀可以以掃描線104、106、08、110的任意組合進(jìn)行配置。隨著所提供的掃描平面的數(shù)量增加，性能得到增強(qiáng)但機(jī)械的復(fù)雜性、成本和處理要求也成比例地增加。例如，系統(tǒng)可能只有兩條掃描線104、106，其對(duì)于掃描物品的三個(gè)側(cè)面(即，六面箱形物品的底側(cè)面、前沿側(cè)面和拖尾側(cè)面)將是有效的。在另一個(gè)實(shí)例中，系統(tǒng)可能只有兩條掃描線108、110，其對(duì)于掃描物品的三個(gè)側(cè)面(即，六面箱形物品的底側(cè)面、面對(duì)操作者的側(cè)面和背對(duì)操作者的側(cè)面)將是有效的。0056每條掃描線104、106、108、110被優(yōu)選地投影到物品上，這樣投影到物品上的掃描線垂直于物品通過掃描平面的前進(jìn)方向。替代地，掃描線104、106可能不僅以到水平的傾斜角0>定向，其也可能是傾斜的。例如，第一條線可以以到水平的左傾斜角O定向(比如掃描線106)并且也可以歪斜地斜指向上并遠(yuǎn)離操作者(比如掃描線110)。在這里物品是六面箱子，該結(jié)合的傾斜的和歪斜的掃描線將投影到箱子的前側(cè)面(即，面向操作者的側(cè)面)、箱子的底側(cè)面和箱子的拖尾側(cè)面上。第二條線可以以到水平的右傾斜角0)定向(比如掃描線104)并且也可以歪斜地斜指向上并朝向操作者(比如掃描線108)。在這里物品是六面箱子，該第二結(jié)合的傾斜的和歪斜的掃描線將投影到箱子的后惻面(即，背對(duì)操作者的側(cè)面)、箱子的底側(cè)面和箱子的前沿側(cè)面上。在組合中，這些第一和第二結(jié)合的傾斜的和歪斜的掃描線對(duì)于掃描物品的五個(gè)側(cè)面(即，六面箱形物品的底側(cè)面、拖尾側(cè)面、前沿側(cè)面、面向操作者的側(cè)面和背向操作者的側(cè)面)將是有效的。0057狹縫102設(shè)置在掃描儀外殼或者淺盤的表面(例如，掃描儀-臺(tái)秤的稱重淺盤)，其中操作者手動(dòng)地移動(dòng)含有光代碼的物品越過狹縫并通過掃描平面或若干掃描平面。替代地，狹縫可以包括運(yùn)輸機(jī)的間隙或者其他可視開口，該運(yùn)輸機(jī)通過所述間隙或開口傳送物品越過狹縫并通過掃描平面或若干掃描平面。在另一個(gè)替代的配置中，狹縫可以由在表面的全部或某局部范圍內(nèi)延伸的水平表面中的窗口替代。0058圖7-8說明了L掃描儀120，其包括(a)較低的水平部分122，其有與物品運(yùn)動(dòng)通過掃描體的方向垂直或橫向設(shè)置的細(xì)長狹縫124，和(b)上面的垂直部分126,其有與物品運(yùn)動(dòng)通過掃描體的方向垂直或橫向設(shè)置的細(xì)長狹縫128。如圖所示的，狹縫124、126優(yōu)選彼此垂直定向并通常在相同的平面內(nèi)。替代地，狹縫124、126可能有偏移并因此不共面。較低部分122可以包括一體化的臺(tái)秤的稱重淺盤，狹縫124將借此被設(shè)置在稱重淺盤中。出于描述的目的，如圖中看到的，操作將關(guān)于物品運(yùn)動(dòng)從右向左的方向被描述，但是要理解掃描儀也可以在從左向右的方向操作。掃描儀120被提供具有四個(gè)掃描線發(fā)生器，每個(gè)發(fā)生器產(chǎn)生被指向通過狹縫124/128的掃描線(1)拖尾掃描線132(通過狹縫124斜地指向上和向左)，用于讀取掃過狹縫124的物體的拖尾左側(cè)面和底側(cè)面；(2)前沿掃描線130(通過狹縫124斜地指向上和向右)，用于讀取前沿右側(cè)面和底側(cè)面；G)對(duì)著前部的掃描線134，其通過狹縫128斜地指向下并向外朝向操作者用于掃描后側(cè)面(即，背向操作者的側(cè)面)并且也可能掃描頂側(cè)面；(4)對(duì)著后部的掃描線136，其通過狹縫124斜地指向上并遠(yuǎn)離操作者用于掃描前側(cè)面(即，面向操作者的側(cè)面)，并且可能也掃描底側(cè)面。替代地，狹縫124可以向外延伸并覆蓋較低部分122至將近較低部分前邊緣。0059替代地或者另外，前沿掃描線130和/或拖尾掃描線132可以被產(chǎn)生并通過垂直狹縫128投影出來。這樣的配置將潛在地增強(qiáng)前側(cè)面覆蓋度但是以底側(cè)面覆蓋度為代價(jià)。然而，讓前沿掃描線130和拖尾掃描線132中之一投影到底部狹縫124外而另一掃描線投影到頂部狹縫128外，這樣可能是很好折衷辦法。期望的產(chǎn)品性能和內(nèi)部空間考慮因素將確定支撐掃描線130和132的最佳機(jī)構(gòu)布局。0060在另一個(gè)替代實(shí)施例中，結(jié)合掃描線130、132、134、136，另外的拖尾和前沿掃描線可以被產(chǎn)生并投影到垂直狹縫128外以形成共計(jì)六條掃描線。0061這個(gè)數(shù)目的掃描線可與Magellan8500掃描儀的64條掃描線相比擬，具有相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品覆蓋度。這種掃描覆蓋度是可能存在的，因?yàn)閮?yōu)選實(shí)施例的每條掃描線能夠聚集二維全象，但是傳統(tǒng)激光器掃描儀例如Magellan8500掃描儀中的掃描線能夠掃描其碼條大致垂直于掃描線方向被定向的條形碼。0062每條掃描線可以由分離的掃描發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生和聚集。圖9-10說明了根據(jù)本發(fā)明的非反向光柵掃描系統(tǒng)150，其將產(chǎn)生圖6-8中的掃描線中的一條掃描線。系統(tǒng)150包括光源155比如激光二極管，其產(chǎn)生指向振動(dòng)器(ditherer)156(比如諧振機(jī)械振蕩器或者其他合適機(jī)構(gòu))的光束。振動(dòng)器156通過聚光透鏡160的間隙161在角度ex內(nèi)掃描光束，并且之后反射離開重定向鏡158，斜朝上并通過窗口154，朝向含有條形碼的掃描體中的物品。當(dāng)反射離開條形碼的回程光通過窗口154、(反射)離開其被聚光透鏡160聚光/聚焦朝向檢測器162所在的重定向鏡158時(shí)，系統(tǒng)150實(shí)現(xiàn)了非反向的聚光機(jī)制。由于容許很薄掃描儀結(jié)構(gòu)的重定向鏡158，掃描機(jī)構(gòu)152的掃描平面平行于窗口154。因?yàn)橐蟾邟呙杷俾剩詢?yōu)選實(shí)施例使用諧振抖動(dòng)系統(tǒng)以建立掃描線。由于非反向的聚光/聚集，所以抖動(dòng)機(jī)構(gòu)156的移動(dòng)鏡也非常小，其對(duì)于低功耗和低噪聲工作是有利的。0063作為更簡單且更緊湊的光學(xué)器件配置的折衷辦法，掃描機(jī)構(gòu)152的掃描速率優(yōu)選高至10，000掃描/秒的量級(jí)。如果掃描線由四側(cè)面自旋平面轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生，則該掃描速率將對(duì)應(yīng)于150,000轉(zhuǎn)/秒(rpm)的平面轉(zhuǎn)輪速度。該速率相對(duì)于以2,000到6,000rpm的量級(jí)掃描的傳統(tǒng)平面轉(zhuǎn)輪掃描儀是高的。另外，抖動(dòng)機(jī)構(gòu)可以以諧振機(jī)械振蕩器實(shí)現(xiàn)并且可以以大約5,000Hz(每秒周數(shù))掃描，提供抖動(dòng)鏡每次振動(dòng)就掃描2次，即左向右，接著右向左。0064在使用由多個(gè)掃描發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的掃描線并由此使用多個(gè)檢測器的若干實(shí)施例中，多個(gè)信號(hào)可以被同時(shí)收集。這些信號(hào)可以由公共處理器處理，使得來自一個(gè)掃描發(fā)動(dòng)機(jī)的掃描的局部光代碼片斷可以與來自另一掃描發(fā)動(dòng)機(jī)的掃描的局部光代碼片斷相結(jié)合，這些局部代碼片斷被縫合(stitch)在一起或者被集合以產(chǎn)生光代碼的完整掃描?？梢允褂萌魏魏线m的縫合方法，比如在美國專利號(hào)第5,493,108號(hào)中公開的那些方法，據(jù)此將其以參考文獻(xiàn)并入本文。這里公開的系統(tǒng)和方法也可以應(yīng)用添加代碼和多種代碼讀取技術(shù)比如美國公開申請(qǐng)?zhí)柕?004-0004124號(hào)所公開的，據(jù)此將其以參考文獻(xiàn)并入本文，由此基本代碼或者第一代碼可以由一個(gè)掃描發(fā)動(dòng)機(jī)讀取，而添加代碼或者第二代碼可以由另一個(gè)掃描發(fā)動(dòng)機(jī)讀取。0065圖11說明了掃描儀的分辨率在X軸中是依賴于掃描速率、產(chǎn)品速率和非掃描軸光斑尺寸以及在Y軸中是依賴于掃描線的寬度、模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣速率、掃描速率和掃描軸光斑尺寸。圖ll中的要素表示如下W辦=線寬X掃描速率/采樣速率W挪和W粘js=激光光斑尺寸W光棚=產(chǎn)品速度/掃描速率dX=更小的W非掃描或者w光棚dY=更小的W掃描或者W采樣奈奎斯特(Nyquist)定理(防止圖形失真)的空間推論要求為了求解條形碼元素的寬度dX，采樣間隔必須小于或等于dX(其符合2次采樣每空間周期)?？赡芷谕哂斜冗@個(gè)數(shù)值略好的分辨率，以減少信號(hào)處理的復(fù)雜性，因此在下面的等式中給出了過采樣比率R:采樣速率=l掃描vr2/x2其中L掃描=掃描線長度R=過釆樣比率X=最小元件寬度V=產(chǎn)品速度上述等式的典型實(shí)例設(shè)為L掃描-15.25厘米(6英寸)，R=1.5，X=0.19毫米(7.5mils(千分之一寸))和V=254厘米/秒(100英寸/秒或者100ips)。因此所要求的采樣速率是24MHz。這種系統(tǒng)的模擬帶寬是采樣速率除以兩倍的過采樣比率，在這種情況下是8MHz。0066本發(fā)明者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到當(dāng)在X軸和Y軸的激光器光斑尺寸(即，圓形斑點(diǎn)形狀)相同并且光柵間距W細(xì)(在最大期望的物品速度)和由于采樣速率W采樣的空間寬度和激光器光斑尺寸在同一量級(jí)時(shí)，出現(xiàn)最佳權(quán)衡。在更慢的物品速度，光柵寬度將更窄，并且激光器光斑尺寸將決定X軸中的分辨率。因?yàn)樵S多掃描線以45。角照到產(chǎn)品上，所以期望非掃描軸光斑尺寸是掃描軸光斑尺寸的大約70%，以補(bǔ)償當(dāng)被投影到含有條形碼的物品上時(shí)光斑尺寸的擴(kuò)大。0067此處描述的光柵掃描系統(tǒng)可以以許多非反向的聚光結(jié)構(gòu)或配置來實(shí)現(xiàn)，包括圖10的聚光透鏡160的許多變體。聚光系統(tǒng)應(yīng)該沿掃描線151任何地方聚集被反射離開目標(biāo)的光，其在水平平面中組成了大的錐角a，但在垂直平面中構(gòu)成軸區(qū)域。在比如圖1中的反向系統(tǒng)中，憑借大平面轉(zhuǎn)輪20的反向性質(zhì)，聚集的光將被重定向到輸出光束的軸上。掃描鏡156的高速度使得反向光學(xué)器件的使用變得很難并且不方便。一種在整個(gè)大錐角內(nèi)聚集信號(hào)的方法示于圖12中，其說明了復(fù)合拋物線集中器(CPC)172。技術(shù)上，CPC172的側(cè)壁是拋物線，即是曲線的，然而為了方便說明，圖12示出了直壁的圓錐形集中器。檢測器174光學(xué)地結(jié)合到光學(xué)塑料集中器172。集中器172的側(cè)壁的全反射允許檢測器174可以聚集錐角V內(nèi)的光，如圖41中所示。不幸的是，集中器在角v(/的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱圓錐內(nèi)聚集光，引起檢測器"看到"沒有被掃描線橫切的空間中的較大區(qū)域。這種旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的聚光引起檢測器聚集環(huán)境光，其降低了所聚集的信號(hào)的質(zhì)量，特別在環(huán)境光包含調(diào)制光源比如熒光時(shí)更加明顯。本發(fā)明者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到非反向聚光系統(tǒng)的有用性，其在(水平)掃描軸中但只沿水平軸的平面聚集錐角V內(nèi)的光，以便只聚集來自掃描線反射離開物體的返回光。0068圖42示出了這種非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的聚光透鏡400的透視圖。檢測器410(示于圖43-44)光學(xué)地結(jié)合到透鏡400的后表面。圖43示出了在水平平面內(nèi)透鏡的簡化光線追跡。透鏡400的作用原則上與圖12的CPC172類似。這個(gè)透鏡400的前表面402/403是曲線的以提供所聚集光的增強(qiáng)折射，這樣形成更短的聚光透鏡。這種類型的聚光系統(tǒng)被稱作介質(zhì)內(nèi)部全反射集中器(DTIRC)。傳統(tǒng)的DTIRC己經(jīng)是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。與傳統(tǒng)的DTIRC不同，圖42的聚光透鏡400只在(水平)掃描平面中有DTIRC表面。在垂直平面，透鏡具有傳統(tǒng)浸沒透鏡的透鏡形狀，如圖44所示。來自目標(biāo)的光線被前表面402/403聚焦到檢測器410。在與檢測器410保持垂直的側(cè)壁404上沒有全反射發(fā)生。在垂直軸中的前表面曲線一般被設(shè)計(jì)用于聚集從最遠(yuǎn)距離的目標(biāo)反射的光，所述最遠(yuǎn)距離是從聚集光學(xué)鏡到檢測器的中心上的光斑。由此，圖42中聚光透鏡40的前表面402/403是變形的，其中水平面內(nèi)的透鏡曲率與垂直面內(nèi)的透鏡曲率不同。光學(xué)設(shè)計(jì)軟件可以用來優(yōu)化透鏡表面形狀，以最大化經(jīng)掃描角a所聚集的能量同時(shí)最小化離開掃描平面的環(huán)境光的聚集。圖42中的聚光透鏡是非常緊湊且有效的，并且它產(chǎn)生高數(shù)值孔徑(NA)。0069為了提高聚光效率，在空間允許的情況下，可以使用圖13、14和45的雙透鏡聚光系統(tǒng)170。前透鏡172b優(yōu)選與掃描線一樣寬并且與圖9中所示的可用產(chǎn)品高度一樣高。圖13示出了前透鏡172b的聚焦作用。從掃描束176反射離開目標(biāo)的光被指向前透鏡172b。這個(gè)透鏡172b朝向檢測器174聚焦光。前透鏡172b是圓柱形的，只在水平軸有聚焦能力。后透鏡172a在其前表面和后表面上通常具有平行于聚集光束172的表面曲率。這種曲率類似于飲水杯。前表面和后表面的曲率的中心被定在檢測器表面的中心。這樣，水平軸的光線未偏轉(zhuǎn)地通過后透鏡172a。然而，后透鏡172a在垂直軸中具有曲率，使其形成另一圓柱光學(xué)鏡。圖14示出了在垂直軸上如何聚焦所聚集的光束。前透鏡172b在垂直軸不具有前曲率或者后曲率，因?yàn)樗菆A柱光學(xué)鏡。后透鏡172a的前表面是曲線的以集中光束172到檢測器174上。后透鏡172a的后表面是平面的(平的)以方便加工。該變形的聚光透鏡系統(tǒng)在掃描角a內(nèi)提供相同的聚光效率，同時(shí)提供非常有效的(高數(shù)值孔徑)聚光。替代地，后透鏡172a可以除去，并且前透鏡172b在水平和垂直軸具有曲率，產(chǎn)生較低光效率的聚光系統(tǒng)但具有較少的部件。因?yàn)闄z測器系統(tǒng)的高模擬帶寬，由于前面計(jì)算的高采樣速率，所以高聚光效率是非常重要的設(shè)計(jì)考慮因素。圖42和45的透鏡可以由合適的光學(xué)材料比如丙烯酸或者聚碳酸酯制成，但也可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員所共用的方式實(shí)現(xiàn)為衍射光學(xué)元件。然而，透鏡的大NA可能使這些透鏡的衍射實(shí)現(xiàn)明顯不如其折射實(shí)現(xiàn)有效。0070下面的表格A將Magellan8500掃描儀的某些參數(shù)的數(shù)值與上面描述的建議的薄光柵掃描儀相比較，被設(shè)計(jì)為在長15厘米(6英寸)的掃描線的X軸以高達(dá)250厘米/秒(100英寸/秒)讀取0.254毫米(10mil)條形碼，或等效地以高達(dá)127厘米/秒(50英寸/秒)讀取0.127毫米(5mil)條形碼，假定過采樣比率為1.5。表A<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>0071根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例從光柵掃描儀捕獲的原始數(shù)據(jù)將是來自Magellan8500掃描儀的原始數(shù)據(jù)的5.6倍。在優(yōu)選實(shí)施例中，只處理了這種數(shù)據(jù)的選定子集，其對(duì)應(yīng)于所選的虛擬掃描線，但是原則上如果需要可以用全部這些數(shù)據(jù)來讀取光代碼。另外，來自光柵掃描儀的全部原始數(shù)據(jù)是來自于從移動(dòng)物體收集的圖像，這樣數(shù)據(jù)可以是空間相關(guān)的。相反，如圖1中的傳統(tǒng)激光器掃描儀只能解碼由產(chǎn)生的掃描線幾乎從頭到尾地橫過的條形碼，并且甚至當(dāng)使用掃描線片段的縫合時(shí)要求大致上與條形碼的可能定向匹配的掃描線。0072為了降低需要被處理以解碼條形碼的數(shù)據(jù)量，"虛擬"掃描模式從捕獲的圖像數(shù)據(jù)中產(chǎn)生。原則上，任何"虛擬"掃描模式可以從光柵掃描機(jī)構(gòu)捕獲的原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生。在期望的條形碼大小和長寬比內(nèi)，產(chǎn)生的掃描模式在定向和位置上應(yīng)該足夠密集以在任何方位橫越任何條形碼。最理想地，虛擬掃描模式要足夠密集但不比需要的更密集以便將處理帶寬保持最小。0073圖15說明了電子掃描產(chǎn)生器190的一個(gè)實(shí)施例。對(duì)于掃描器中的每個(gè)模擬通道可能有一個(gè)產(chǎn)生器l卯，在表格A的實(shí)例中例如四個(gè)通道。來自檢測器191的信號(hào)被前置放大器192預(yù)先放大并傳送到將信號(hào)數(shù)字化以形成采樣象素的模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器194，然后傳送到處理器196。前置放大器192可以進(jìn)一步包括可編程增益級(jí)和圖形保真低通濾波器。在優(yōu)選實(shí)施例中，前置放大器、增益級(jí)和圖形保真濾波器被實(shí)現(xiàn)為模擬專用集成電路(ASIC)。0074A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出表示二維全象，如圖ll中描述的。如果全象需要被處理，那么在該點(diǎn)上其可以存儲(chǔ)在幀緩存器中。在優(yōu)選實(shí)施例中，處理器196實(shí)現(xiàn)了象素檢出算法，其沿預(yù)定虛擬掃描線選擇象素并且只將那些象素保存在存儲(chǔ)器中。處理器196使用計(jì)數(shù)器的數(shù)值作為象素坐標(biāo)，所述象素坐標(biāo)通過A/D時(shí)鐘(對(duì)于圖11中Y軸)和高速振動(dòng)器193周期時(shí)鐘(對(duì)于圖11中X軸)遞增。所選的象素被存儲(chǔ)在掃描線緩存器198中，用于這些虛擬掃描線的每一條掃描線。掃描線緩存器198可以是單一存儲(chǔ)器陣列，其處理器196選擇存儲(chǔ)陣列中的合適存儲(chǔ)地址用來存儲(chǔ)象素?cái)?shù)據(jù)。當(dāng)選擇器202識(shí)別出整體掃描線的數(shù)據(jù)己經(jīng)存儲(chǔ)在特定的掃描線緩存器198內(nèi)時(shí)，掃描線選擇器202提供全線的掃描數(shù)據(jù)用于處理。同樣地，當(dāng)來自緩存器198的多條掃描線是可用時(shí)，掃描線選擇器202可以提供全掃描線數(shù)據(jù)的連續(xù)發(fā)送。利用可能為數(shù)字邊沿檢測器的邊沿檢測器206，來自掃描線選擇器202的數(shù)據(jù)被逐條掃描線地處理。來自邊沿檢測器206的元件寬度數(shù)據(jù)由解碼器208處理以產(chǎn)生解碼的條形碼數(shù)據(jù)。典型地，原始前置放大信號(hào)在模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換后被數(shù)字地處理。替代地，當(dāng)處理復(fù)雜性和速度所需要時(shí)，邊沿檢測器206可以實(shí)現(xiàn)在模擬硬件而不是數(shù)字硬件中。這種處理可以在邊沿檢測器模塊206中用數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)實(shí)現(xiàn)，以將數(shù)字化的象素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬波形。因?yàn)楣鈻艗呙璧乃俣群蛷?fù)雜性增加，196、198、202、206和208的一些或全部元件可以由處理器或ASIC代替。0075圖16說明了用于數(shù)字掃描模式產(chǎn)生器210的硬件體系結(jié)構(gòu)，其中ASIC212包含電子掃描模式產(chǎn)生和數(shù)字處理功能。來自每個(gè)檢測器(例如，上面描述的四個(gè)探測器)的信號(hào)被前置放大器218預(yù)先放大并傳送到將信號(hào)數(shù)字化用于每個(gè)"象素"的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器216，然后將它們傳送到ASIC212，所述ASIC212通過和抖動(dòng)器220通信來確定每個(gè)這些象素屬于哪條"虛擬"掃描線。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)214可以是如顯示的分離設(shè)備或者可以合并到ASIC212內(nèi)。模擬到數(shù)字(A/D)硬件216也可以完全地或者部分地包含在ASIC212中。數(shù)字化的原始模擬數(shù)據(jù)優(yōu)選存儲(chǔ)在掃描線緩存器中，因?yàn)橐蟮秃芏嗟牟蓸铀俾蕘泶鎯?chǔ)相對(duì)邊沿位置數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)，并且因?yàn)槎嘈性紨?shù)據(jù)需要被處理以在兩個(gè)維度數(shù)字化信號(hào)從而確定條形碼解碼一般所需的邊沿位置到亞象素的準(zhǔn)確度。所以，在優(yōu)選實(shí)施例中，二進(jìn)制化原始數(shù)據(jù)(即，邊沿檢測)在虛擬掃描線被匯編后進(jìn)行。之后這種累加的數(shù)據(jù)可以通過適當(dāng)方法進(jìn)行處理，所述適當(dāng)方法例如公開于美國專利號(hào)第5,446,271號(hào)、5，635，699號(hào)或者6，142，376號(hào)，據(jù)此每個(gè)這些專利作為參考文獻(xiàn)被并入。0076虛擬掃描模式優(yōu)選可以遵循一些非常簡單的規(guī)則來產(chǎn)生。圖17圖解說明了在光柵掃描模式上顯示的一組掃描線，其可看作圖像并含有象素(原始前置放大數(shù)據(jù)的數(shù)字化樣本)。從大多數(shù)最近的光柵掃描線數(shù)據(jù)數(shù)字化的數(shù)據(jù)被描述為列232。列232的左邊的列是來自物體的先前光柵掃描。通過存儲(chǔ)來自每條光柵線的單一象素然后由一個(gè)象素推進(jìn)這行原始數(shù)據(jù)列232以存儲(chǔ)每四個(gè)光柵列，掃描線230可以被形成。為了獲取整條掃描線族，總共四個(gè)掃描線緩沖器將被使用，其中象素檢選模塊存儲(chǔ)總共四個(gè)相同間隔的象素，一個(gè)象素進(jìn)入四個(gè)掃描線緩沖器中，每四條線偏移起始點(diǎn)。在這個(gè)實(shí)例中，在掃描線列中有32個(gè)象素，并且只有四個(gè)象素被存儲(chǔ)，使到邊沿檢測器206的輸出數(shù)據(jù)速率只是A/D采樣速率的1/8。在實(shí)際的系統(tǒng)中，假定有127毫米(5mil)分辨率并且過采樣速率為1倍的15厘米(6英寸)掃描線，可以有1200象素/線或者更多，并且有比圖17所示的更多掃描線。邊沿檢測器206的數(shù)據(jù)速率的降低依賴于期望掃描模式的密度。0077為了概念化掃描模式產(chǎn)生器，將使用速記繪制方法。代替于繪制全部的象素，利用暗象素表示掃描線的選定象素，線被繪制在合適的角度以說明所選象素的方位。象素模式的圖畫看起來類似于傳統(tǒng)的激光掃描模式。然而，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這些線是由象素而不是連續(xù)的線組成并且是虛擬的而不是實(shí)際的。在各種情況下，物理掃描模式是單一光柵線，其物品移動(dòng)提供另一維度以形成圖像。因?yàn)檫@些"線"是由象素組成，所以象素分辨率必須足夠高以便使讀取標(biāo)簽，即避免信號(hào)中的混疊/圖形失真。因此有可能在正確的方位中繪制掃描線，但是分辨率太低以至于不能讀取特定標(biāo)簽。低分辨率情況的實(shí)例將在下面陳述。光柵掃描儀比如圖6或者圖8中描述的，可以有4條光柵線，由此產(chǎn)生被掃過物體的不同側(cè)面的4個(gè)分離光柵圖像視圖。每條光柵線的掃描模式產(chǎn)生器190可以建立相同的掃描模式或者適于期望使用而建立不同的掃描模式。0078不同于傳統(tǒng)的條形碼掃描儀，光柵掃描儀的掃描模式隨物品速度而變化并確實(shí)由物品速度決定。圖18-21說明了經(jīng)過光柵掃描儀的掃描場的物品上的X模式的建立，其中掃描線以10000掃描/秒重復(fù)。在這些圖中，物品從左向右移動(dòng)通過掃描場。通過為每條掃描線存儲(chǔ)來自數(shù)字化光柵線232的一個(gè)象素，X模式被產(chǎn)生。象素Y坐標(biāo)(沿?cái)?shù)字化光柵線232的位置)在正或者負(fù)方向以1推進(jìn)，從而建立X模式中的每條線。0079圖18示出了二條掃描線(N=2)的掃描模式，其在Y方向以1個(gè)象素推進(jìn)用于每條新捕獲的光柵列232。掃描線232的垂直物理范圍、掃描率和物品速度(V^254厘米/秒)(100英寸/秒)是使捕獲的掃描線以相對(duì)垂直的角度6=45°形成X模式250。當(dāng)每條掃描線250被完成后，Y坐標(biāo)碰到光柵線232的末端，新的掃描線以類似的方式被產(chǎn)生。0080對(duì)于如圖19所示以127厘米/秒(V=127厘米/秒)(50英寸/秒)經(jīng)過掃描場的產(chǎn)品，X模式250在X軸被壓縮了2倍。在與圖18的相同時(shí)間段內(nèi)，X模式可以重復(fù)兩次，形成表示為252和254的四條線(N=4)。雖然在捕獲的圖像中的掃描線的角度仍然是45。，但是更慢的物品移動(dòng)導(dǎo)致如果被投影到物品上的X模式的角度相對(duì)垂直變?yōu)?=27°。0081對(duì)于如圖20所示以63厘米/秒(V=63厘米/秒)(25英寸/秒)經(jīng)過掃描場的產(chǎn)品，X在X軸被壓縮了4倍。在相同的時(shí)間段內(nèi)，形成四個(gè)X模式256、258、260、262的八條線(N=8)被投影到物品上，掃描線相對(duì)垂直的角度0=14°。0082對(duì)于如圖21中所示以31.75厘米/秒(V=31.75厘米/秒)(12.5英寸/秒)經(jīng)過掃描場的產(chǎn)品，X在X軸被壓縮了8倍。形成八個(gè)X模式264、266、268、270、272、274、276、278的十六條線(N=16)被投影到物品上，掃描線相對(duì)垂直的角度6=7°。為了使光柵掃描儀的概念更有效地起作用，含有條形碼的物品不得不以特定的最小速度移動(dòng)通過掃描場。對(duì)于物品速度，實(shí)際可以達(dá)到低至2.54厘米(一英寸)/秒，但無論如何，需要注意在典型的掃描儀環(huán)境中，操作者以不同的速度移動(dòng)物品通過掃描場。由此掃描儀不知道物品移動(dòng)得多快，所以系統(tǒng)必須能夠處理各種可能的物品速度。0083如在圖18-21中說明，在較低速度，在產(chǎn)品移動(dòng)方向上掃描線的壓縮扭曲掃描模式。相反地，在高速度比如在圖18-21中高于250厘米/秒(100英寸/秒)的速度，分辨率可能太差以至于不能讀取0.254毫米(10mil)的標(biāo)簽，因?yàn)閽呙璧牧?32之間的間隔變得更遠(yuǎn)。另外，X模式在垂直于物品移動(dòng)方向的方向上顯著拉伸。所以最大產(chǎn)品速度被掃描線重復(fù)率限制，以提供足夠的分辨率。設(shè)計(jì)用于最大產(chǎn)品速度的掃描模式應(yīng)該包括合適定位和偏移的掃描線以足夠覆蓋掃描區(qū)域。通過象素分配模塊196以有數(shù)字化的光柵線232的連續(xù)列的象素Y坐標(biāo)的適當(dāng)推進(jìn)，在數(shù)字化的光柵線中選擇合適的象素，所述覆蓋被完成。0084兩種優(yōu)選的方法被描述用于在較低產(chǎn)品速度產(chǎn)生較淺角度的X模式。在第一種方法中，可以考慮為要求在最大產(chǎn)品速度的一半的X模式。象素Y坐標(biāo)可以每隔一條掃描線推進(jìn)，形成被設(shè)計(jì)用于最大產(chǎn)品速度的具有X模式的掃描線兩倍象素的掃描線。這種方法浪費(fèi)內(nèi)存和處理帶寬，因?yàn)閿?shù)據(jù)將對(duì)于最大產(chǎn)品速度情況以因子2空間地過采樣。在較慢產(chǎn)品速度產(chǎn)生較淺角度的X模式的優(yōu)選方法是當(dāng)聚集象素以作為虛擬掃描線存儲(chǔ)時(shí)，設(shè)計(jì)象素分配模塊以跳過掃描線。例如，為了使0=45°的X模式以127厘米/秒(50英寸/秒)的物品速度代替250厘米/秒(100英寸/秒)，來自每隔一條掃描線的象素被存儲(chǔ)并且位置以每隔一條掃描線推進(jìn)。最為結(jié)果的掃描線具有在254厘米/秒(100英寸/秒)的X掃描模式的輸出數(shù)據(jù)速度l/2的速度(進(jìn)入邊沿檢測器206)。照這樣，額外的掃描線互相以1/2速度倍數(shù)產(chǎn)生，在以這些較低的物品速度通過的物品上產(chǎn)生X掃描線。0085如果完整的八套掃描線以1、1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64、1/128倍的掃描線速度產(chǎn)生，相同"形狀"的掃描模式在128:1的標(biāo)簽速度范圍將是可用的，比如從2厘米/秒到250厘米/秒(0.8英寸/秒到100英寸/秒)。處理這個(gè)掃描系的必需的邊沿檢測器和解碼數(shù)據(jù)比率只是需要被自身用來控制高速度掃描線的總數(shù)的兩倍，因?yàn)?+1/2+1/4+1/8+1/16+1/32+1/64+1/128大約等于2。對(duì)于在全光柵速度獲取有更低象素Y坐標(biāo)推進(jìn)速率的更長掃描線的處理節(jié)省和內(nèi)存節(jié)省是非常重要的。0086圖22-25說明了這種更低速度X模式產(chǎn)生的效果。在圖22-25中說明的掃描模式包括圖18-21中的"快"掃描模式，還包括在1/2倍速度另外的X模式，由此提供了在以更低速度通過掃描場的物品上更加全方位的模式。和對(duì)于所有產(chǎn)品速度，傳統(tǒng)的固定的掃描儀的掃描模式是不變的形成對(duì)比，當(dāng)物品更緩慢地移動(dòng)通過掃描場時(shí)，用于這種光柵掃描儀的掃描線密度增加。因?yàn)閽呙杈€的額外的定位在更低的掃描速度出現(xiàn)，因此對(duì)于相同數(shù)量的掃描線/秒，光柵掃描儀具有相當(dāng)好的掃描模式。0087特別地參照?qǐng)D22，對(duì)于以速度V=254厘米/秒(100英寸/秒)(全速)通過掃描場的物品，兩條掃描線(N=2)的單一X物品250被投影到物品上，掃描線在相對(duì)垂直的角度6=45°。0088特別地參照?qǐng)D23，在V-127厘米/秒(50英寸/秒)U/2速度)的速度，在x軸X模式變?yōu)橐砸蜃?壓縮的。形成兩個(gè)X模式252、254(也在圖19中顯示)的四條線被投影到物品上，掃描線在相對(duì)垂直的角度9=27°;其掃描線在相對(duì)垂直的角度6=45°的另外的X模式280被投影到物品上。掃描模式由存儲(chǔ)每隔一條光柵線的象素產(chǎn)生。由此總計(jì)六條掃描線(N=6)被產(chǎn)生。0089參照?qǐng)D24，在V=63厘米/秒(25英寸/秒)(1/4速度)的速度，在x軸X模式變?yōu)橐砸蜃?壓縮的。形成四個(gè)X模式256、258、260、262(也在圖20中顯示)的八條線被投影到物品上，掃描線在相對(duì)垂直的角度0=14°;在x軸X模式280變?yōu)橐砸蜃?壓縮的，有四條線形成兩個(gè)X模式280a、280b(在相對(duì)垂直的角度9=27°)被投影到物品上；其掃描線在相對(duì)垂直的角度9=45°的另外的X模式282被投影到物品上。由此總計(jì)14條掃描線(N-14)被產(chǎn)生。0090參照?qǐng)D25，在V==32厘米/秒(12.5英寸/秒)(1/8速度)的速度，在x軸X模式變?yōu)橐砸蜃?壓縮的。形成八個(gè)X模式(見圖21中的元素?cái)?shù)字，模式264-278)的十六條線被投影到物品上，掃描線在相對(duì)垂直的角度0=7。；在x軸X模式280a、280b(來自圖24)變?yōu)橐砸蜃?壓縮的，有八條線在相對(duì)垂直的角度e-14。形成四個(gè)X模式280a、280b、280c、280d被投影到物品上；在x軸X模式282(來自圖24)變?yōu)橐砸蜃?壓縮的，有四條線在相對(duì)垂直的角度6=27°形成兩個(gè)X模式280a、280b被投影到物品上；其掃描線在與垂直相對(duì)的角度0=45°的另外的X模式284被投影到物品上。由此總計(jì)30條掃描線(N=30)被產(chǎn)生。0091另外的掃描線組可以以類似的方式產(chǎn)生用于每個(gè)其他的1/2速度倍數(shù)(1/16速度、1/32、1/64、1/128)以在這些更低物品速度提供增加的物品覆蓋率。0092盡管在圖25說明了以32厘米/秒(12.5英寸/秒)的高度全方位的模式，但是只有以250厘米/秒(100英寸/秒)的單一X模式250在圖22被說明。由此期望通過以這樣的速度增加額外的掃描線，在高速度增強(qiáng)全方位性。例如，一對(duì)27。線(只)可以增加到250厘米/秒(100英寸/秒)模式，其將在125厘米/秒(50英寸/秒)以14。復(fù)制自身，和在63厘米/秒(25英寸/秒)以7。復(fù)制自身等等。如果需要，另一對(duì)在14。用于250厘米/秒(100英寸/秒)的模式也可以被增加。每對(duì)線在250厘米/秒(100英寸/秒)增加沉重地增加了處理負(fù)擔(dān)，因?yàn)樗鼘⒃谧畲笏俾蔬\(yùn)轉(zhuǎn)，由此優(yōu)選地為了處理的有效性不以全方位運(yùn)行最大速度。進(jìn)一步地，與先前描述的那些X模式相比，在更低產(chǎn)品速度的這些線的益處被降低了，因?yàn)橛性黾拥乃俣鹊膾呙杈€的縮短使它們更不可能橫越整個(gè)條形碼。0093對(duì)不同速度處掃描模式的表現(xiàn)的認(rèn)識(shí)可以借助于圖26-29看到。使用在圖22-25中使用的相同的掃描模式產(chǎn)生方法，掃描線的定位在公共軸線周圍的中心處顯示(掃描線的左向右的位置被移動(dòng)以擊中公共中心)。圖26示出了以250厘米/秒(100英寸/秒)的掃描模式，示出了單一X模式300。圖27示出了連同在1/2速度產(chǎn)生的X模式302—起，圖26的壓縮的X模式304。兩組掃描角度拼湊成掃描模式±45°和±27°。圖28和29在更慢產(chǎn)品速度示出了掃描線定向，圖29示出了四種不同的掃描角度。掃描角度的不足可以在45°和90。之間看到。0094圖30-32說明了可以被生成以填補(bǔ)這些間隙的另外的掃描線。這些另外的掃描線由推進(jìn)速率大于1每象素的更慢內(nèi)部掃描線(象素Y坐標(biāo))建立。例如，在254厘米/秒(100英寸/秒)的模式中，在沿掃描線推進(jìn)到下一個(gè)象素位置之前，在相同掃描線"坐標(biāo)"采用了來自兩條連續(xù)的掃描線的象素。這種推進(jìn)速度可以與圖30所顯示的具有1象素/線的推進(jìn)速率掃描線對(duì)290的45°相對(duì)，被稱作1/2象素/線的推進(jìn)速率。這種1/2推進(jìn)速率建立了圖31中所說明的以63°的掃描線對(duì)292。盡管這種類型的掃描模式要求45。模式的長度兩倍的掃描線緩存器，但是數(shù)據(jù)處理速率與254厘米/秒(100英寸/秒)處X模式相同。類似地，使用1/4象素/線推進(jìn)速率在76°(圖32中所說明)產(chǎn)生掃描線對(duì)194，要求4倍深度的掃描線緩存器。用于76。的數(shù)據(jù)處理速率與用于45。模式的相同。如果這些定位的掃描線被期望在更低的掃描速度，那么它們可以作為前面描述的通過跳過光柵線產(chǎn)生用于X模式，有伴隨的處理速率降低。然而，對(duì)于這些線的存儲(chǔ)器需求與最大速度情況類似，要求比X模式更大的存儲(chǔ)器。0095下面的表格B總結(jié)了有簡單象素分配模塊算法的可利用的掃描角度。X增加速率描述了象素是否被用在每個(gè)光柵掃描線或者是否有光柵掃描線被跳過。1的速率意味著來自每條光柵線的象素被存儲(chǔ)。1/2的速率意味著來自給出的光柵線的兩個(gè)象素將被存儲(chǔ)。當(dāng)這些光柵模式在更低速度被復(fù)制時(shí)，X增加速率被合適地定標(biāo)。Y增加速率描述了在什么速率光柵掃描線中的Y坐標(biāo)被增加。表格B只示出了7種類型的掃描線，每種類型由簡單的象素地址計(jì)算形成。圖46圖解說明了從這個(gè)表格建立的掃描線。也示出了掃描線之間的角度間隔A。線之間的角度間距結(jié)果在13°到18°之間。比起在越過其模式的角度間隔大約30°的Magellan8500掃描儀的掃描模式，角度間距是非常小的。這個(gè)角度越小，標(biāo)簽越可以被截短并且仍然是可讀取的。使用更好的X和Y增加速率可以形成更密集的角度覆蓋率，例如通過使用Bresenham線提取算法變?yōu)榭赡?。表BY<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>0096除了具有掃描模式的足夠的旋轉(zhuǎn)覆蓋率，模式可以要求空間的覆蓋率。通過以常數(shù)數(shù)值從前面掃描線偏移起始象素，多條平行掃描線可以被產(chǎn)生。圖33-36說明了由這種方法建立的一組愈加密集的掃描模式。這種增加的密度的方法與前面的產(chǎn)生不同掃描角度的方法的結(jié)合產(chǎn)生密集全方位的模式。在給出角度直接地增加平行掃描線的數(shù)量增加了處理負(fù)載。在圖中的標(biāo)簽N表示所給掃描角度處平行掃描線的數(shù)量(L/A)。0097為實(shí)現(xiàn)這些掃描模式類型，用于象素檢選模塊196在處理器中實(shí)現(xiàn)的優(yōu)選的配置可以包括兩個(gè)光柵線存儲(chǔ)器，在那里用于單一光柵線的來自A/D轉(zhuǎn)換器194的數(shù)字化的象素?cái)?shù)據(jù)被存儲(chǔ)，其中一個(gè)存儲(chǔ)器被用于存儲(chǔ)輸入的光柵線，同時(shí)另一個(gè)存儲(chǔ)器用于從前面的存儲(chǔ)的線中檢索選擇的象素，借此在每條光柵線上存儲(chǔ)器在功能上交互，作為雙緩沖在某種意義上在
技術(shù)領(lǐng)域：
是公知的；掃描線存儲(chǔ)器198具有足夠的大小，其能夠存儲(chǔ)全部的選擇的象素用于所給掃描模式中全部的掃描線；表示所期望的掃描模式的一列數(shù)據(jù)包括，但不限制于，對(duì)于每條掃描線，掃描線開始的起始X象素坐標(biāo)(以說明這種線隨時(shí)間的重復(fù))，在第一光柵列的數(shù)據(jù)和增加速率以確定掃描線的角度的開始Y象素坐標(biāo)，和要存儲(chǔ)象素的總數(shù)量(描述線的長度)；記住要被存儲(chǔ)用于每條掃描線的下一個(gè)象素的一組數(shù)值；軟件程序包括但是不限制于，對(duì)于存儲(chǔ)在光柵線存儲(chǔ)器的每條新光柵線，通過所有的掃描線，在指定的坐標(biāo)選擇象素，在合適的掃描模式存儲(chǔ)器存儲(chǔ)選擇的象素并通過增加的速率增加指定的坐標(biāo)。0098一種用于實(shí)現(xiàn)象素尋址的非常靈活的和有效的方法是Bresenham劃線算法，因?yàn)樗褂谜麛?shù)運(yùn)算以計(jì)算有任意幵始和結(jié)束坐標(biāo)的線的象素坐標(biāo)。在硬件中象素檢選模塊196的實(shí)現(xiàn)可以以顯著不同的模式實(shí)現(xiàn)。當(dāng)模塊要求的速度對(duì)于在處理器上合理的實(shí)現(xiàn)太高的時(shí)候，硬件實(shí)現(xiàn)將典型地被調(diào)用。掃描角度上的限制，比如表格B中顯示的，可以允許硬件實(shí)現(xiàn)更顯著的不復(fù)雜。在X和Y地址上邏輯操作的使用將允許來自A/D轉(zhuǎn)換器194的數(shù)字化的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)迸入掃描線存儲(chǔ)器198，不需要一對(duì)掃描線緩存器或者時(shí)序存儲(chǔ)邏輯。0099下面是光柵掃描儀的優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)例。典型地，比如在圖8中，掃描儀光柵包括四種光柵機(jī)構(gòu)。每個(gè)抖動(dòng)設(shè)備156(圖9)在5KHz或者10000掃描/秒操作。對(duì)于以254厘米/秒(100英寸/秒)移動(dòng)通過掃描儀的物體，在光柵線之間的空間是大約0.254毫米(10mils)。在152厘米/秒(60英寸/秒)的物體速度，掃描線之間的空間是大約0.152毫米(6mils)。當(dāng)它們接近相關(guān)的掃描窗口時(shí)，每條掃描線是15厘米(6英寸)長。通過獲取窗口和抖動(dòng)設(shè)備156之間掃描外罩內(nèi)的合適的距離，達(dá)到這種掃描線長度。如果抖動(dòng)設(shè)備偏轉(zhuǎn)角在大約28°，抖動(dòng)設(shè)備需要在窗口后面大約30厘米U2英寸)，以在窗口投影一個(gè)15厘米(6英寸)寬的掃描線。鏡的使用，比如重定向鏡158允許30厘米(12英寸)路徑長度在小的物理空間中繼續(xù)，如果需要?jiǎng)t有另外的鏡。通過在1000采樣/掃描線或者40MHz采樣，采樣分辨率為0.152毫米(6mils)。為了與傳統(tǒng)激光器掃描儀的性能相匹配，例如Magellan8500，來自每條光柵線的掃描模式包括三組掃描角度有土定位的14°、45°和76°，總計(jì)有以30。間隔分開的6個(gè)定位。0100在每個(gè)掃描角度有四條平行線，提供由此處描述的優(yōu)選掃描儀產(chǎn)生的四條掃描線的每條形成的24條虛擬掃描線。因此，總計(jì)96條虛擬掃描線由掃描儀產(chǎn)生以讀取以最大指定速度254厘米/秒(100英寸/秒)掃過的產(chǎn)品。0101為了覆蓋改變的物品速度，另外的更慢的數(shù)據(jù)速率虛擬掃描線在1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64、1/128倍的掃描線速率產(chǎn)生。掃描線速率提供八倍的掃描線總數(shù)量或者768條掃描線。因?yàn)榱硗獾膾呙杈€的降低的數(shù)據(jù)速率(1+1/2+1/4+1/8+1/16+1/32+1/64+1/128大約等于2)，所以邊沿檢測器的數(shù)據(jù)速率是原始96條掃描線的數(shù)據(jù)速率的兩倍。將具有全方位模式的最低的掃過速率254厘米/秒(100英寸/秒)除以128,其大約是2厘米/秒(0.8英寸/秒)。在14。和45。掃描線的每條的采樣數(shù)量是1000采樣，其與光柵線的數(shù)字化的寬度相同。在76。掃描線采樣的數(shù)量是2000釆樣，如圖32中所顯示。用于整體掃描儀的存儲(chǔ)的采樣總數(shù)量通過(4個(gè)源)X(4條掃描線)X(2個(gè)定向)X(1000采樣/14°+1000采樣/45。+2000采樣/76。)X8速度被計(jì)算，其等于大約一百萬采樣。如果每采樣存儲(chǔ)兩個(gè)字節(jié)，那么一百萬采樣是2Mb存儲(chǔ)。因而，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器或者DR認(rèn)是合適的因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)以快速的速率不斷地刷新。進(jìn)一步地，從每個(gè)光柵線選擇的象素的平均數(shù)量是大約1000象素中的48或者大約5%，因?yàn)橛?4條平行線)X(2定向)X(3個(gè)角度)X(1+1/2+1/4+1/8+1/16+1/32+1/64+1/128)象素被選擇每條虛擬掃描線每光柵線)。雖然每條光柵線的采樣速率是10MHz，但是進(jìn)入到虛擬掃描線存儲(chǔ)器和進(jìn)入到邊沿檢測器的數(shù)據(jù)的象素速率是480KHz?？紤]到四條掃描線組成的掃描儀，之后大約兩百萬象素/秒可以被邊沿檢測器處理。當(dāng)模擬基于邊沿檢測時(shí)，這種處理速度符合相當(dāng)?shù)膌腿z的模擬帶寬。對(duì)于平面轉(zhuǎn)輪類型條碼掃描儀比如Magellan8500，模擬邊沿檢測帶寬是1.6MHz每通道，或者總體3.2MHz。所以光柵掃描儀可以提供更密集的掃描模式，然而使用小于1/3的邊沿檢測和解碼帶寬。0102如在圖22-25中顯示，在較低掃描速度掃描模式變得更密集，其增加了讀取越過掃描儀比如Magellan8500的被刪節(jié)了的標(biāo)簽的能力。在最快的速度，描述的光柵掃描儀的掃描模式提供了良好的常數(shù)30°的間隔。在更低的速度，角度覆蓋率變?yōu)橛用芗⑶以谧呦蚍较?，線的間隔更加靠近。當(dāng)間隔作用在平面轉(zhuǎn)輪掃描儀上發(fā)生時(shí)，對(duì)于平面轉(zhuǎn)輪掃描儀沒有角度覆蓋率作用，產(chǎn)生光柵掃描儀的增強(qiáng)的性能。0103當(dāng)處理功率和存儲(chǔ)器允許時(shí)，從進(jìn)入的光柵線產(chǎn)生的虛擬掃描模式可以如期望的密集。當(dāng)優(yōu)選實(shí)施例使用了虛擬掃描模式機(jī)構(gòu)時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到一直到A/D轉(zhuǎn)換器194的輸出，描述的掃描機(jī)構(gòu)(例如圖8的)能夠捕獲多個(gè)掃描物品的二維圖像。不同于并且包括條形碼的物品的圖像可以在合適的幀緩存器存儲(chǔ)器被捕獲，以允許比虛擬掃描線技術(shù)允許的更復(fù)雜的圖像處理。0104對(duì)于光柵掃描儀設(shè)計(jì)的成本因素，A/D轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)可能是重要的因素。來自前置放大器的原始數(shù)據(jù)將要求大概12位的分辨率。表格A上實(shí)例中的帶寬要求在假定的1.5的過采樣速率，4.5MHz的模擬帶寬和13.5百萬采樣每秒(MSPS)用于A/D轉(zhuǎn)換器。有精巧設(shè)計(jì)的用于這種應(yīng)用的A/D將被簡化。全局動(dòng)態(tài)量程是寬的，但是條形碼自身的量程相當(dāng)?shù)?，或許只有6比特。如果使用量程轉(zhuǎn)換器(變速桿/增益控制概念)，那么低的、近似的A/D可以選擇增益并且高的、近似的A/D可以數(shù)字化條形碼數(shù)據(jù)自身。全12位數(shù)據(jù)將被記錄在ASIC內(nèi)部。許多A/D功能性可能在ASIC自身的內(nèi)部，比如例如以改進(jìn)的i:-A轉(zhuǎn)換器的形式，使用已經(jīng)購買用于ASIC的硅進(jìn)一步降低成本。0105光柵掃描儀依賴物品運(yùn)動(dòng)以產(chǎn)生掃描模式。如果物品不掃描并且使用者在掃描儀前面固定地持有標(biāo)簽，那么光柵掃描儀不能讀取標(biāo)簽，除非條形碼被定位使光柵掃描線(或者如果使用縫合，則多個(gè)光柵掃描線)橫向于樣條形碼。當(dāng)條碼沒有移動(dòng)時(shí)，增大有可以讀取條形碼的機(jī)構(gòu)的光柵掃描儀的掃過操作將是有利的。這種機(jī)構(gòu)只需要向上小于2.5厘米(1英寸)/秒移動(dòng)以讀取條形碼。許多技術(shù)適用于這種目的，包括使用電荷藕合組件(CCD)或者CMOS傳感器的二維固態(tài)成像設(shè)備。0106圖37-38說明了替代的光柵掃描儀350，具有L形狀的配置較低水平部分352和上面垂直的部分356。較低部分352包括窄狹縫水平窗口354，在其后面是圖9的一個(gè)或多個(gè)光柵掃描機(jī)構(gòu)152，但是較高部分包括大的矩形垂直窗口358。因?yàn)椴皇潜粻恳竭^垂直窗口358，所以它的材料可能包括標(biāo)準(zhǔn)玻璃(而不是更貴的藍(lán)寶石或者其他耐劃痕表面的水平窗口354)。垂直窗口358包括二維成像設(shè)備并且可能也包括圖9中說明的一個(gè)或多個(gè)光柵掃描機(jī)構(gòu)152。這種設(shè)計(jì)最優(yōu)化了讀取固定的條形碼(通過垂直窗口)或者掃過條形碼(從任何方位)的能力。通過降低需要用比較貴的耐劃痕材料制成的水平窗口354的尺寸，成本被最小化。除了一個(gè)或多個(gè)光柵掃描機(jī)構(gòu)152之外，類似于圖37的掃描儀在水平和垂直窗口都可以使用二維成像裝置制成。0107在圖37中描述的二維成像設(shè)備可以通過光柵掃描設(shè)備的形式實(shí)現(xiàn)。圖38示出了可以如何被改進(jìn)以提供掃過的和非移動(dòng)物體讀取的光柵掃描機(jī)構(gòu)152—個(gè)實(shí)例。圖9的重定向鏡158被掃描鏡366替代。組件362、364和368等同于圖9的那些156、161和162。鏡366被來回反射，由樞軸367說明。可以以馬達(dá)、震動(dòng)系統(tǒng)或者無論什么結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的這種偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)適合于應(yīng)用的空間、大小和成本。光柵線以不同的角度直接由鏡366發(fā)射出大窗口358。鏡366在低速率反射，以在每個(gè)振動(dòng)周期提供眾多的掃描線。掃描線的橫斷，即從左到右或者從右到左被稱作一幀。理想地，時(shí)間是光柵掃描周期的整倍數(shù)。例如，在優(yōu)選實(shí)施例系統(tǒng)，在那里光柵掃描線速率是10000線每秒并且每光柵掃描線1000象素被數(shù)字化，10幀每秒的幀速率將允許每幀1000行被數(shù)字化，產(chǎn)生1000X1000象素的圖像。鏡366將以5周期每秒(5Hz)的速率來回振蕩。固定的物體由此通過光柵掃描機(jī)構(gòu)Y維度的反應(yīng)和偏轉(zhuǎn)鏡366的X維度反應(yīng)在二維成像。偏轉(zhuǎn)鏡366在X維度提供重定向聚光路徑到檢測器268。由此鏡尺寸需要是較大，但是因?yàn)槠D(zhuǎn)速度很小，因此對(duì)于這種設(shè)計(jì)，選擇不存在任何惡化。用于偏轉(zhuǎn)鏡366的示例性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是線性馬達(dá)。在磁盤驅(qū)動(dòng)器探頭的設(shè)計(jì)中，這樣的設(shè)計(jì)是通用的。這些設(shè)計(jì)在小的低成本的包裝中提供有效的扭矩。在線圈中移動(dòng)磁體和固定線圈的使用允許固定的霍爾傳感器(hallsensor)的使用，以在低成本感測磁體(并因此偏轉(zhuǎn)鏡366位置)。這種配置容易地適合于固定的和手持的系統(tǒng)。0108因?yàn)楣鈻艗呙鑳x從多個(gè)平面捕獲二維光柵圖像，所以對(duì)于讀取PDF-417和真實(shí)的二維條形碼比如MaxiCode來說是非?？赡艿?。數(shù)據(jù)可以作為旋轉(zhuǎn)的二維圖像被存儲(chǔ)并以公共技術(shù)處理用于二維圖像掃描儀。盡管在固定的掃描儀速度處理負(fù)擔(dān)將是很大的，但是所提出的掃描儀或者通過子采樣掃描線緩慢掃過掃描儀將是非常切實(shí)可行的。0109光柵掃描儀概念無疑有助于自身單一線固態(tài)成像技術(shù)。因?yàn)橐谀繕?biāo)上得到足夠的光并且達(dá)到足夠的景深，所以在固定的掃描儀中成像的使用是有問題的。這些問題以這種概念設(shè)法應(yīng)付過去因?yàn)檎彰髦谎刂倭?典型的四條)掃描線是必要的，而不是要求二維場都被照明。圖39的成像器械裝置370代替了圖9的激光器掃描機(jī)構(gòu)。線性成像器372可以和成像鏡頭384—起使用以使目標(biāo)388越過希望的景深成像。折疊鏡378用于重定向鏡158的同樣的目的，疊合光進(jìn)入薄封裝中。線性成像系統(tǒng)的場角可以優(yōu)選地類似于圖9激光掃描機(jī)構(gòu)的場角，即大約28°，其簡化了離軸光學(xué)像差的糾正，比如彗差。0110光源374可以是一組光發(fā)射二極管(LED)，其提供越過期望的景深照明的明亮的窄帶。在LED照明的情況下，在那里照明區(qū)域的高度關(guān)于系統(tǒng)期望的分辨率較大，希望有具有方象素的線性成像器372，所以在最大掃過速度在X和Y軸分辨率是相同的。為提供和激光掃描機(jī)構(gòu)相似的性能，成像器械裝置370優(yōu)選地在1000掃描/秒運(yùn)行。這種速度和10(Vs的曝光時(shí)間相符合。短曝光時(shí)間與大景深需求(典型地大約23厘米(9英寸))和可利用的照明強(qiáng)度相結(jié)合對(duì)于鏡頭/成像器系統(tǒng)施加了嚴(yán)格的限制。優(yōu)選實(shí)施例使用低噪聲線性CCD或者線性CMOS傳感器。在美國專利申請(qǐng)?zhí)?1/045,213中描述的鏡頭系統(tǒng)通過引用合并于此，其提供了可能在本實(shí)施例中是有利的改進(jìn)的光學(xué)效率。0U1替代地，光源374可以是看得見的激光二極管374a和鏡頭374b，如在圖47的側(cè)視圖中顯示。在沿著389成像系統(tǒng)共有的光軸的位置，鏡頭374b聚焦激光二激光的光到條形碼目標(biāo)上。線性成像器372的象素在形狀上是矩形，以從包括和稍微圍繞激光束的區(qū)域聚集光以最大化聚光效率。圖48示出了組件的俯視圖。鏡頭374b優(yōu)選地是圓柱的，在這種頂視圖有很少或者沒有光能量。典型地激光二極管具有大量象散，產(chǎn)生在一個(gè)軸非常大的發(fā)射錐形，其與這個(gè)圖的俯視圖相符。鏡頭374b聚集激光二極管的窄軸以制成投射的激光線。這種激光線產(chǎn)生器與線性成像器372的視場相符合。0112在圖49中說明了線性成像器372的象素391的圖像傳感區(qū)域的作用。激光線源389擊中條形碼目標(biāo)。線性成像器372的象素391聚集激光束的所有能量并由象素并將其空間地分割。因?yàn)橛删€性成像器372的矩形象素390提供的大聚光區(qū)域，所以激光線389的位置公差是可制造的。在這種系統(tǒng)中，在機(jī)構(gòu)的移動(dòng)軸(術(shù)語為在前面圖中X軸)中，激光線源的密度提供成像分辨率，同時(shí)象素寬度391確定所謂的掃描軸(術(shù)語為前面圖中的Y軸)中的分辨率。所以象素的高度不能確定系統(tǒng)的分辨率，但是提供用于有效地聚集返回的激光的方法。本發(fā)明已經(jīng)認(rèn)識(shí)到激光線源的產(chǎn)生典型地建立了不均勻的光點(diǎn)和光束。這些效應(yīng)可以通過各種方法被挑戰(zhàn)，包括有短相干長度(寬帶寬)的激光器的使用，通過微振動(dòng)或者通過其他合適的技術(shù)。0113在上面的配置中，物品被讀取并且數(shù)據(jù)讀取器被彼此相對(duì)地移動(dòng)。如描述的在固定的掃描儀中，物品可以在所給物品方向通過掃描平面被移動(dòng)。在另一種配置中，物品可以是固定的，比如在手持讀取器配置中，并且手持讀取器在比如通過掃描平面越過物品的方向移動(dòng)。0114在景深中照明的進(jìn)一步減少和增加可以通過使用利用了斜置場面成像(Scheimpflug)技術(shù)的光學(xué)配置被實(shí)現(xiàn)。例如，在圖40中說明的掃描儀390使用二維成像器392作為單一線掃描儀。在圖中每個(gè)其他元件和圖39的實(shí)施例一致并且被標(biāo)上同樣的號(hào)碼。成像器392的聚焦平面是歪斜的以在不同目標(biāo)距離有不同行的聚焦。因?yàn)槊啃行枰采w更小的景深，所以鏡頭孔徑可以更大。成像器392的所有行的總合提供了需要的景深。這種大孔徑允許系統(tǒng)聚集更多光，實(shí)現(xiàn)更低亮度照明比如LED374?？梢允褂帽阋说腃MOS成像器，因?yàn)檫@種技術(shù)不要求幀快門像其他的二維成像技術(shù)一樣工作，因?yàn)槌上衿髦挥幸恍斜挥糜诮o出的光柵掃描。0115為了降低從成像器出來的數(shù)據(jù)速率，査找哪一行或者哪些行具有數(shù)據(jù)或者選擇性地只掃描出那些行是優(yōu)選的。集成和行讀出需要同時(shí)地發(fā)生，每一個(gè)發(fā)生在lOOps用于優(yōu)選實(shí)施例。選擇最佳聚焦的數(shù)據(jù)的行可以以許多方法實(shí)施。如果提供了足夠窄的照明源，比如通過激光線照明或者最佳焦點(diǎn)的LED照明，并且這個(gè)照明被指向沿著最佳焦點(diǎn)的平面，那么有最多照明的圖像中的線是在最佳焦點(diǎn)中。這種最佳焦點(diǎn)的選擇可以由二維成像器自身中的電路非常容易地確定。由此用于二維成像器以只在最佳焦點(diǎn)提供行的自動(dòng)裝置方法可以容易的獲取。替代地，可以比較在成像器的不同行的數(shù)據(jù)的調(diào)制深度，以確定哪一行有最大調(diào)制深度，并且因此即在最佳焦點(diǎn)。在另一個(gè)方法中，當(dāng)物體比起成像線速率緩慢地移動(dòng)時(shí)，從掃描到掃描的最佳焦點(diǎn)中行的改變傾向于變慢。0116雖然這里關(guān)于某種實(shí)施例作出說明并描述了公開，可以理解對(duì)于本領(lǐng)域中技術(shù)人員，可能發(fā)生許多更改和改動(dòng)。在附加的權(quán)利要求中旨在覆蓋落入本公開的精神和范圍內(nèi)的所有其他的更改和改動(dòng)，并且因此應(yīng)該由下面的權(quán)利要求極其類似物確定。權(quán)利要求1.一種讀取光代碼的方法，其包括如下步驟沿物品方向移動(dòng)含有光代碼的物品通過狹縫，所述狹縫被設(shè)置在掃描儀外殼或者淺盤的表面中并且通常被定向成橫向于所述物品方向；經(jīng)由第一掃描機(jī)構(gòu)，在第一方向并沿單線以相對(duì)表面的第一傾斜角重復(fù)地掃描通過所述狹縫，以在所述物品的至少前沿側(cè)面的兩個(gè)維度上獲取掃描的數(shù)據(jù)；經(jīng)由第二掃描機(jī)構(gòu)，在第二方向并沿單線以相對(duì)表面的第二傾斜角重復(fù)地掃描通過所述狹縫，以在所述物品的至少拖尾側(cè)面的兩個(gè)維度上獲取掃描的數(shù)據(jù)；處理已獲取的所述掃描的數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中處理所述掃描的數(shù)據(jù)的步驟包括存儲(chǔ)所述掃描的數(shù)據(jù)的選定部分，禾口根據(jù)多個(gè)虛擬掃描線對(duì)所述掃描的數(shù)據(jù)的所述選定部分進(jìn)行解碼。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在所述物品的至少三個(gè)側(cè)面的兩個(gè)維度上獲取掃描的數(shù)據(jù)，所述物品包括所述前沿側(cè)面、所述拖尾側(cè)面和面向所述狹縫的側(cè)面。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括-所述第一和第二掃描機(jī)構(gòu)要求在所述物品的至少三個(gè)側(cè)面的兩個(gè)維度上獲取掃描的數(shù)據(jù)，所述物品是六面箱形物體，其包括包含所述前沿側(cè)面的第一側(cè)面、包含所述拖尾側(cè)面的第二側(cè)面以及面向所述狹縫的第三側(cè)面；經(jīng)由第三掃描機(jī)構(gòu)，在來自所述3夾縫的第一端的第一方向并沿單線以相對(duì)表面的第一傾斜角重復(fù)地掃描M;所述狹縫，以在橫向于所述狹縫的所述物品的第四側(cè)面的兩個(gè)維度上獲取掃描的數(shù)據(jù)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括經(jīng)由第四掃描機(jī)構(gòu)，在來自所述狹縫的第二端的第二方向并沿單線以相對(duì)表面的第二傾斜角重復(fù)地掃描Mii所述狹縫，以在橫向于所述狹縫的所述物品的第五側(cè)面的兩個(gè)維度上獲取掃描的數(shù)據(jù)。6.—種讀取光代碼的方法，其包括如下步驟.-沿物品方向移動(dòng)含有光代碼的物品M:讀取體并經(jīng)過窗口，所述窗口被設(shè)置在讀取器外殼或者淺盤的表面中并且面向所述讀取體被定向；在第一方向沿以相對(duì)所述表面的第一傾斜角定向的第一讀取平面通過所述窗口重復(fù)地讀取，并且當(dāng)所述物品經(jīng)過所述第一讀取平面時(shí)，在所述物品的至少前沿側(cè)面的兩個(gè)維度上獲取掃描繊；在第二方向沿以相對(duì)所述表面的第二傾斜角定向的第二讀取平面通過所述窗口重復(fù)地讀取，并且當(dāng)所述物品經(jīng)過所述第二讀取平面時(shí)，在所述物品的至少拖尾側(cè)面的兩個(gè)維度上獲取掃描數(shù)據(jù)；處理已獲取的戶/M掃描數(shù)據(jù)。7.—種讀取正通過讀取體的物體上的光代碼的方法，其包括如下步驟沿物品方向移動(dòng)含有光代碼的物品經(jīng)過窗口，所述窗口被設(shè)置在讀取器外殼或者淺盤的表面中并且面向所述讀取體；通過經(jīng)所述窗口重復(fù)地讀取，形成橫向于所述物品方向的第一讀取平面，其中所述讀取平面，其中所述讀取平面以在來自所述窗口的第一端的第一方向中相對(duì)所述表面的第一傾斜角的觀察方向形成，以獲取垂直于所述表面并平行于所述物品方向的戶腿物品的第一側(cè)面的視場；當(dāng)所述物品被移動(dòng)Mii戶腿第一讀取平面時(shí)，獲取兩個(gè)維度上的掃描繊;和處理所述掃描隱8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中處理所述掃描數(shù)據(jù)的步驟包括-存儲(chǔ)所述掃描數(shù)據(jù)的選定部分，和根據(jù)多個(gè)虛擬掃描線，解碼所述掃描數(shù)據(jù)的所述選定部分。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括-通過以相對(duì)所述表面的第一傾斜角重復(fù)地讀取經(jīng)過所述窗口，形成第二讀取面，和當(dāng)所述物品被移動(dòng)通過所述第二讀取平面時(shí)在所述物品的拖尾頓靦的兩個(gè)維度上獲取掃描數(shù)據(jù)；通過以相對(duì)所述表面的第二傾斜角重復(fù)地讀取經(jīng)過所述窗口，形成第三讀取面，和當(dāng)所述物品被移動(dòng)通過所述第三讀取平面時(shí)在所述物品的前沿側(cè)面的兩個(gè)維度上獲取掃描數(shù)據(jù)。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括經(jīng)由用物品運(yùn)動(dòng)以從所述第一掃描線產(chǎn)生二維圖像的非反向聚光系統(tǒng)，聚集反射離開所述光代碼的返回光。11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第一讀取平面在第一方向以相對(duì)所述表面的第一傾斜角被定向，以便當(dāng)所述物品經(jīng)過所述第一讀取平面時(shí)在所述物品的前沿側(cè)面的兩個(gè)維度上獲取掃描數(shù)據(jù)。12.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，進(jìn)一步包括通過經(jīng)所述窗口重復(fù)地讀取，形成橫向于所述物品方向的第二讀取平面，其中所述第二讀取平面以在來自相對(duì)于所述第一端的所述窗口一端的第二方向中相對(duì)所述表面的第二傾斜角的觀察方向形成，以獲取相對(duì)于所述第一側(cè)面的所述物品的第二側(cè)面的視場；其中所述第二讀取平面在相對(duì)于所述第一方向的第二方向以相對(duì)于所述表面的第二傾斜角被定向，以當(dāng)所述物品經(jīng)過所述第二讀取平面時(shí)在戶脫物品的拖尾側(cè)面的兩個(gè)維度上獲取掃描。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括在面向所述窗口的所述物品的側(cè)面的兩個(gè)維度上獲取掃描的數(shù)據(jù)，由此所述方法是有效的以在經(jīng)過所述掃描平面的所述六面箱形物品的五個(gè)側(cè)面的兩個(gè)維度上獲取掃描的數(shù)據(jù)。14.一種用于讀取由操作者手動(dòng)傳送通過讀取體的物品上的光代碼的系統(tǒng)，其包括-讀取器結(jié)構(gòu)，其具有較低部分，其包括通常水平表面，所述表面含有設(shè)置于所述水平表面并橫向于所述物品方向定位的第一窗口，和上面部分，其包括通常垂直表面，所述表面含有設(shè)置于所述垂直表面的第二窗口；第一讀取器，其設(shè)置在所述較低部分中以通過所述第一窗口讀取并使用產(chǎn)品移動(dòng)以從一個(gè)正交方向產(chǎn)生所述物品的二維圖像；第二讀取器，其設(shè)置在所述上面部分中以通過所述第二窗口讀取并使用產(chǎn)品移動(dòng)以從另一正交方向產(chǎn)生所述物品的二維圖像。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述第一和第二讀取器每個(gè)包括高速振動(dòng)的激光掃描器。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述第一窗口包括設(shè)置于所述水平表面并通常橫向于所述物品方向定位的窄狹縫。17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括二維成像讀取器，其設(shè)置于上面部分用于讀取所述第二窗口的前面出現(xiàn)的物品。18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述第一和第二讀取器每個(gè)包括線性成像器。19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第三讀取器，其設(shè)置于所述上面部分并讀取所述讀取體的二維區(qū)域。20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中第一和第二讀取器每個(gè)包括使用Scheimpflug條件歪斜的固態(tài)線性成像器。21.—種用于讀取由操作者手動(dòng)傳送通過讀取體的物品上的光代碼的系統(tǒng)，其包括激光掃描機(jī)構(gòu)，其產(chǎn)生單一掃描線，該掃描線形成含有光代碼的物品經(jīng)過的掃描平面；非反向聚光系統(tǒng)，其使用產(chǎn)品移動(dòng)以從所述單一掃描線產(chǎn)生二維圖像；處理所述圖像。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述聚光系統(tǒng)包括變形透鏡組件，所述透鏡組件包括介質(zhì)內(nèi)部全反射集中器DTIRC和聚焦透鏡元件，所述DTIRC沿平行于所述掃描平面的透鏡軸遍及視場集中光，所述聚焦透鏡元件沿垂直于所述掃描平面方向的透鏡軸聚焦。23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述聚光系統(tǒng)包括有前透鏡和后透鏡的變形透鏡組件，所述前透鏡為圓柱形并只沿平行于所述掃描平面的透鏡軸有聚焦能力，而所述后透鏡只沿垂直于所述掃描平面的透鏡軸有聚焦能力。24.—種讀取通過讀取體的物品上的光代碼的方法，其包括如下步驟沿物品方向移動(dòng)含有光代碼的物品M;窗口；沿形成掃描平面的單一掃描線通過戶;述窗口重復(fù)地獲取掃描數(shù)據(jù)，以當(dāng)所述物品被移動(dòng)fflil戶;M掃描平面時(shí)在兩個(gè)維度上獲取光柵模式；從所述光柵模式提取虛擬掃描線的多個(gè)模式，虛擬掃描線的一個(gè)模式被配置成適于讀取以第一速度經(jīng)過所述掃描體的物品，而虛擬掃描線的另一模式被配置成適于讀取以比所述第HI度慢的第二速度經(jīng)過所述掃描體的物品；處理虛擬掃描線的*所述模式，用于解碼所述光代碼。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中提取的步驟包括通過從每個(gè)連續(xù)掃描中選擇虛擬掃描線的象素，選擇第一虛擬掃描線模式用于掃描快速移動(dòng)物品，和通過跳過選擇象素之間的一個(gè)或多個(gè)掃描，選擇第二虛擬掃描線模式用于更慢的移動(dòng)物品。26.—種用于讀取物品上的光代碼的數(shù)據(jù)讀取器，其包括　激光線產(chǎn)生器，其產(chǎn)生被投影到讀取體形成照明平面的靜態(tài)激光線，其中所述物品和數(shù)據(jù)讀取器中的一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)在移動(dòng)方向上是可移動(dòng)的，其中所述照明平面橫向于所述移動(dòng)方向形成。成像系統(tǒng)，包括(a)與所述照明平面共面設(shè)置的線性成像陣列，和(b)用于將返回光聚焦到所述線性成像陣列上的聚焦元件，其中與垂直于所述激光線方向的所述移動(dòng)方向平行的分辨率由所述激光線的厚度決定，并且與平行于所述激光線的移動(dòng)方向垂直的分辨率由象素寬度決定。27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中所述線性成像陣列具有矩形形狀的象素，其長軸設(shè)置成與所述陣列的線性軸垂直。28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)讀取器包括在移動(dòng)方向可移動(dòng)的手持單元。29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)讀取器包括固定單元，其中所述物品在所述移動(dòng)方向是可移動(dòng)的。全文摘要本公開提供了用于讀取位于被移動(dòng)通過讀取體的物品(10)多重側(cè)面的光代碼的系統(tǒng)和方法。在一種方法中，利用高速光柵激光束和非反向的聚光元件(160)，光符號(hào)被讀取，包括步驟沿物品方向移動(dòng)包含光代碼的物品越過設(shè)置于掃描儀外殼或底板的表面中的窗口(102，154)；經(jīng)由第一掃描機(jī)構(gòu)，在第一方向并沿單線以相對(duì)表面第一傾斜和/或傾斜角(104，106，108，110)通過窗口重復(fù)地掃描，以對(duì)于物品的一個(gè)或更多側(cè)面的兩個(gè)維度獲取掃描的數(shù)據(jù)；經(jīng)由第二掃描機(jī)構(gòu)，在第二方向并沿單線以相對(duì)表面第二傾斜和/或傾斜角(104，106，108，110)通過窗口重復(fù)地掃描，以對(duì)于物品的其他一個(gè)或更多其他側(cè)面的兩個(gè)維度獲取掃描的數(shù)據(jù)；并且處理已獲取的掃描的數(shù)據(jù)。窗口可以以狹縫(102，124，128)的形狀形成，所述狹縫通常在橫向于物品方向定向。優(yōu)選的構(gòu)造是在斜置場面成像條件(Scheimpflug條件)中使用線性成像器或者平面(二維)成像器以成像有景深的平面的完全的固態(tài)實(shí)現(xiàn)。文檔編號(hào)G06K7/10GK101401107SQ200680021174公開日2009年4月1日申請(qǐng)日期2006年6月8日優(yōu)先權(quán)日2005年6月13日發(fā)明者B·L·奧姆斯特德申請(qǐng)人:數(shù)據(jù)邏輯掃描公司