СТАЦИОНАРНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ СКАНЕР

Полезная модель относится к устройствам считывания данных с носителей информации, преимущественно, предназначенным для считывания одномерных (1D) и двумерных (2D) штриховых кодов, и может быть использована в торгово-сервисном предприятии при электронной передаче информации в рамках транзакции за предоставляемые товары или услуги, также для производственного и складского учета при производстве, поступлении, реализации и инвентаризации товарно-материальных ценностей, а также при проверке подлинности и выводе из оборота маркированных товаров в государственной информационной системе «Честный знак» (ГИС МТ).
Из уровня техники известно портативное считывающее устройство для считывания и декодирования символьных меток прямого нанесения, в том числе с зеркальных поверхностей (патент РФ RU 120798, опубл. 27.09.2012 G06K7/10), в котором блок подсветки считываемого изображения изготовлен с дополнительной световой конусообразной насадкой из матового материала со встроенными светодиодами и закрепленной на внешней стороне осветительной камеры для увеличения зоны освещения рассеянным световым потоком в сочетании с диффузным освещением в целом.
Указанное устройство предназначено, преимущественно, для считывания символьных меток прямого нанесения с цилиндрических и трубчатых поверхностей и основным его недостатком является неравномерность интенсивности рассеянного поля и преимущественно прямое направление индикатрисы рассеянного светового потока, что приводит к формированию интенсивного отраженного светового потока в направлении фотоприемника и, соответственно, нестабильности его работы.
Известно устройство считывания люминесцентных символов и изображений (патент РФ RU2430414, опубл. 27.09.2011 G06K7/10), состоящее из иллюминатора с массивом возбуждающих люминесценцию светодиодов и оптической системы, проецирующей считываемую информацию на сенсор сканера, оптоэлектронной системы, состоящей из электронной схемы управления, оптического фильтра и объектива со светонаправляющим осветителем, снабженным выходным окном, и присоединенное к корпусу терминала сбора данных или сканера посредством конструктивного разъема и коммутирующих соединений для управления светодиодами устройства, причем коммутирующие соединения между сканером и устройством осуществлены оптическим путем посредством принимающих световые импульсы сканера установленных в корпусе устройства фотодатчиков, управляющих иллюминатором и системой прицеливания. Указанное устройство было выбрано в качестве прототипа заявленной полезной модели.
Указанное устройство предназначено, преимущественно, для считывания информации с меток, изображений, штрих-кодов, нанесенных при помощи специализированных люминесцентных составов, что ограничивает область его применения. При снятии специализированной насадки теоретически возможно считывание стандартных печатных символов, однако эффективность считывания снижается за счет необходимости точного позиционирования оптического устройства в процессе считывания оптической информации с небольшого расстояния для успешного захвата изображения.
Технический результат, достигаемый при реализации заявленной полезной модели, заключается в снижении числа ошибок при считывании кодированной информации.
Указанный результат достигается за счет исключения влияния бликов на результаты сканирования, возможности более точного позиционирования носителя информации, а также исключения возможности нежелательного перемещения устройства при использовании клавиш управления. При этом достигается повышение равномерности освещения рассеянного поля и улучшения показателей эргономичности устройства.
Заявленный технический результат достигается за счет использования конструкции сканера, содержащего основание, один край которого предназначен для крепления к неподвижной поверхности, а другая сторона основания шарнирно прикреплена к нижней части корпуса сканирующего блока с возможностью вращения относительно одной оси вращения, при этом на верхней части сканирующего блока расположены в ряд кнопки управления сканированием так, что прямая, линия, соединяющая центральные части кнопок является параллельной оси вращения, а, по крайней мере, одна из прямых линий, проходящих в направлении перемещения кнопок при их использовании, пересекала бы ось вращения;
на нижней части корпуса расположен мультиинтерфейсный разъем,  предназначенный для подключения  сканера к внешним устройствам так, что подключение ответный частей разъема производится со стороны нижней части корпуса  сканера, корпус содержит заднюю и боковую части, объединенные с верхней и нижней частями, а передняя часть корпуса сканера выполнена в виде прозрачного окна, за которым расположены функциональные элементы сканера, неподвижно закрепленные относительно корпуса сканера, так, что электронная плата с закрепленными на ней электрическими элементами сканера расположена вблизи и параллельно задней части корпуса, вблизи передней части сканера расположены верхний и нижний световые рассеиватели, каждый из которых выполнен в виде полупрозрачных матовых плоскостей, так, что плоскости расположения рассеивателей выполнены параллельными оси вращения, верхний край верхнего рассеивателя и нижний край нижнего рассеивателя расположены вблизи передней части корпуса, а нижний край верхнего рассеивателя и верхний край нижнего рассеивателя расположены вблизи переднего края бленды, задний край которой расположен вблизи передней поверхности электронной платы,
перпендикуляры к центральным точкам рассеивателей пересекаются на оптической оси сканирующего объектива на расстоянии, равном фокусному расстоянию сканирующего объектива, расположенного на передней поверхности электронной платы так, что задняя часть объектива направлена на сканирующую матрицу, закрепленную на электронной плате, а передняя часть объектива выдвинута вперед относительно заднего края бленды;
на электронной плате расположены две группы светодиодов подсветки с обеспечением равномерного эффективного освещения соответствующих рассеивателей, бленда выполнена с отверстием вблизи заднего края, позади которого расположен закрепленный на электронной плате светодиодный индикатор так, что при работе светодиодного индикатора обеспечивается формирование светового сигнала на поверхности, расположенной вблизи фокальной плоскости сканирующего объектива.
Далее решение поясняется ссылками на фигуры, на которых приведено следующее.
Фиг. 1 - общий вид сканера.
Фиг. 2 - общий вид основания сканера.
Фиг. 3 - поперечное сечение сканера, вид сбоку.
Как показано на фиг. 1, стационарный оптический сканер содержит основание или стойку 1,  нижний край которой предназначен для крепления к неподвижной поверхности, на верхнем крае стойки при помощи шарнирного крепления 2, с возможностью вращения относительно оси вращения, проходящей через шарнирные крепления, располагается сканирующий блок 3, нижняя часть корпуса которого прикреплена к основанию. Корпус содержит заднюю и боковую части, объединенные с верхней и нижней частями. В корпусе расположен оптико-вычислительный модуль, выполненный в виде электронной платы 7. На верхней части корпуса сканирующего блока 3 расположены в ряд кнопки 4 управления сканированием, а на нижней части корпуса расположен мультиинтерфейсный разъем 5, предназначенный для подключения  сканера к внешним устройствам. Передняя часть корпуса сканера выполнена в виде прозрачного окна, за которым неподвижно относительно корпуса и параллельно задней его части закреплена электронная плата 7 с закрепленными на ней электрическими элементами сканера. Вблизи передней части сканера расположены верхний и нижний световые рассеиватели 16, каждый из которых выполнен в виде полупрозрачных матовых плоскостей 8 и 9, при этом плоскости расположения рассеивателей выполнены параллельными оси вращения сканирующего блока 3. Верхний край верхнего рассеивателя  и нижний край нижнего рассеивателя  расположены вблизи передней части корпуса, а нижний край верхнего рассеивателя и верхний край нижнего рассеивателя расположены вблизи переднего края бленды 10, задний край которой расположен вблизи передней поверхности электронной платы 7, на которой расположен сканирующий объектив 11 таким образом, что задняя его часть направлена на сканирующую матрицу 12, закрепленную на электронной плате 7, а передняя часть объектива выдвинута вперед относительно заднего края 14 бленды.
Перпендикуляры к центральным точкам рассеивателей 8, 9 пересекаются на оптической оси сканирующего объектива 11 на расстоянии, равном фокусному расстоянию сканирующего объектива.
К электронной плате подключены две группы светодиодов подсветки 13 с обеспечением равномерного эффективного освещения соответствующих рассеивателей 8, 9.
Бленда 12 выполнена с отверстием вблизи заднего края, позади которого расположен закрепленный на электронной плате 7 светодиодный индикатор 17 так, что при его работе обеспечивается формирование светового сигнала на поверхности, расположенной вблизи фокальной плоскости сканирующего объектива 11.
В частном случае реализации полезной модели спереди в середине окна 10 сканера расположены два датчика изображения (на фиг. не показаны), предназначенные один для считывания штрих-кодов, второй - для распознавания подлинности денежных купюр и распознавания весового товара. Стеклянная поверхность 15, закрывающая объективы датчиков изображения, утоплена вглубь корпуса блока 3 и окружена блендой 12 с поверхностью, выполненной в виде миниатюрных ступенек.
В частном случае реализации полезной модели группы рассеиватели 16, используемые для подсветки сканируемого товара, выполнены в виде плоскостей из матового оргстекла. Для увеличения производительности сканера при считывании штрих-кода с бликующих поверхностей (например, из-под плёнки) используется поочерёдная экспозиция изображений сканируемой сцены с поочерёдно включёнными верхней и нижней плоскостями подсветки.
Нижняя светящаяся плоскость также используется как индикация результата распознавания и в случае успеха подсвечивается зелёным цветом. При проверке денежных купюр, в случае не подтверждения подлинности, нижняя плоскость загорается красным цветом.
В частном случае реализации полезной модели при успешном считывании штрих-кода или проверке денежной купюры помимо зажигания зелёным светом нижней плоскости 13 на поверхность сканируемого товара проецируется зелёное пятно от узкоугольного светодиода зеленого свечения, активирующегося в случае успешного считывания.
Между передней поверхностью электронной платы и внешними краями рассеивателей расположены зеркальные отражатели 18, обеспечивающие более эффективную подсветку сканируемого предмета.
Заявленное техническое решение имеет следующие конструктивные преимущества:
Стекло датчиков изображений не засвечивается светодиодами подсветки, утоплено вглубь и защищено от внешних загрязнений.
Все электронные компоненты устройства расположены на одной плате (за исключением опциональных кнопок и индикаторов верхней поверхности сканера). Отсутствие разъёмов повышает надёжность, удобство обслуживания и снижает стоимость изделия.
Интенсивность излучения подсветки равномерно распределена по всей площади верхней и нижней плоскости подсветки за счёт того, что излучающие светодиоды расположены на значительном расстоянии от них на электронной плате сканера. Отсутствие локальных ярких источников в поле зрения оператора снижает утомляемость, а также позволяет считывать информацию даже поврежденных или загрязненных штрих-кодов.
Использован адаптивный алгоритм подсветки для уверенного считывания с поверхностей, выполненных из материалов с высоким коэффициентом отражения.
Конструкция корпуса и размещение кнопок управления на верхней его части снижает вероятность случайного перемещения сканера в сторону при использовании. В отличие от ручного сканера, заявленное устройство предназначено для стационарного использования, и товар со штрих-кодом пользователь подносит к сканирующему окну самостоятельно. Сканер осуществляет сканирование сразу в нескольких плоскостях и с большего расстояния, поэтому точное позиционирование не требуется, что ускоряет процедуру сканирования, увеличивая производительность работы сканера - это особенно важно в торговых залах, где много покупателей и требуется высокая скорость обслуживания.
При работе устройства светодиод 17 обеспечивает формирование светового пятна, расположение которого указывает на область, с которой производится сканирование при этом выполнение бленды препятствует формирование ярких бликов при работе светодиода, так как световой поток проходит через бленду и не отражается от элементов устройства. Наличие и расположение световых рассеивателей, а также использование светодиодов, обычно имеющих малую инерционность включения и отключения, обеспечивает возможность эффективной поочередной подсветки сканируемой поверхности. При этом блики, формируемые рассеивателями, располагаются на разных участках сканируемой поверхности. Синхронизация сканирующей матрицы  с работой светодиодов, позволяет использовать для распознавания выделенные части кадров, на которых показаны участки поверхности без бликов, формируемых рассеивателями. Кроме этого, при использовании кнопок управления сканированием, силы, формируемые при нажатии на кнопки, проходят через ось вращения корпуса относительно опоры, в связи с чем исключается изменение положения сканирующего блока в пространстве, что также повышает скорость и качество сканирования.