Голографическая лазерная сканирующая система, процесс, установка и способы ее проектирования и конструирования.

1 Область техники Настоящее изобретение относится, в основном, к голографическим лазерным сканерам сверхкомпактной конструкции, способным считывать штрихи и другие виды графических знаков в пределах большого объема сканирования при использовании голографических оптических элементов и лазерных диодов видимой области спектра, а также к способу проектирования и функционирования сканеров, предназначенных для применения в различных прикладных областях. Предшествующий уровень техники Использование символов штриховых кодов для идентификации продуктов и изделий хорошо известно в данной области техники. В настоящее время разработаны сканеры различных типов для считывания символов штриховых кодов. В общем случае эти устройства для считывания символов штриховых кодов можно разделить на две различные группы. В устройстве для считывания символом штриховых кодов первой группы одновременно освещаются все штрихи и промежутки символа штрихового кода светом с определенной длиной волны (с определенными длинами волн), чтобы получить отраженное изображение для распознавания/декодирования. Такие сканеры обычно известны как сканеры на приборах с зарядовой связью, поскольку в них приемники изображений на приборах с зарядовой связью использованы для обнаружения изображений считываемых символов штриховых кодов. В устройстве для считывания символа штрихового кода второй группы использован сфокусированный луч света, обычно сфокусированный лазерный луч, для последовательного сканирования штрихов и промежутков считываемого символа штрихового кода. Сканер символа штрихового кода этого типа обычно называют сканером с бегущим пятном, поскольку сфокусированный лазерный луч представляет собой световое пятно, которое быстро перемещается поперек считываемого символа штрихового кода. В общем случае лазерные сканеры символа штрихового кода дополнительно подразделяются по типу механизма, используемого для фокусировки и сканирования лазерного луча поперек символа штрихового кода. Большинство используемых в настоящее время лазерных сканеров содержит линзы и подвижные (т.е. вращающиеся или колеблющиеся) зеркала для того, чтобы фокусировать и сканировать лазерные лучи поперек символов штриховых кодов во время операции считывания символа кода. Примеры таких лазерных сканеров раскрыты более подробно в разделах Предпосылки создания изобретения описаний патентов США 5216232 (Ноулес и другие),5340973 (Ноулес и другие), 5340971 (Рокстейн и другие), 5424525 (Рокстейн и другие). 2 Лазерный сканер, пользующийся большой популярностью в последние годы, называется призменным сканером, поскольку он содержит вращающийся многоугольник, грани которого имеют отражающие свет поверхности (например, зеркала) для сканирования лазерного луча по множеству траекторий через пространство над окном сканирования сканера. В лазерных сканерах призменного типа угловая развертка уходящего лазерного луча и эффективность улавливания света возвращающегося лазерного луча непосредственно связаны с числом и размером отражающих свет граней на вращающемся многоугольнике. В противоположность лазерным сканерам,в которых использованы линзы (т.е. преломляющие свет элементы) для формирования и фокусирования лазерных световых пучков, а также отражающие свет поверхности для сканирования сфокусированных лазерных лучей, существует другая подгруппа лазерных сканеров,содержащих быстродействующий голографический диск. В большинстве случаев голографический диск содержит голографические оптические элементы, называемые фасетками, назначение которых заключается в фокусировании и в отклонении уходящих лазерных лучей во время выполнения операций сканирования лазерного луча, а также в фокусировании входящего лазерного света во время выполнения операций приема/обнаружения света. Такие сканеры символа штрихового кода обычно называют голографическими лазерными сканерами или устройствами для считывания, поскольку в них используются голографические оптические элементы. Примеры голографических сканеров раскрыты в патентах США 4415224,4758058, 4748316, 4591242, 4548463, 5331445 и 5416505. Голографические лазерные сканеры или устройства для считывания имеют много преимуществ перед лазерными сканерами, которые содержат линзы и зеркала для выполнения фокусирования и сканирования (т.е. отклонения) лазерного луча. Одно из главных преимуществ голографических лазерных сканеров перед призменными лазерными сканерами заключается в том, что в голографических лазерных сканерах обеспечивается возможность независимой регулировки 1) угловой развертки уходящего лазерного луча и 2) эффективности улавливания света для отраженного лазерного луча. Голографические лазерные сканеры имеют и другие преимущества перед лазерными сканерами призменного типа. В частности, в голографических лазерных сканерах эффективность улавливания света определяется размером принимающего свет участка каждой голографической фасетки, в то время как угловая развертка уходящего лазерного луча задается угловой шириной участка для уходящего луча на гологра 3 фической фасетке и углами падения и дифракции уходящего лазерного луча. Хотя голографические системы сканирования из уровня техники имеют много преимуществ перед лазерными системами сканирования на основе зеркал, тем не менее голографическим сканерам свойственны недостатки. В первом голографическом сканере, изготовленном фирмой Интернэшнл Бизнес Машинз(Ай-Би-Эм), голографические фасетки на голографическом диске были просто секторами, которые не обеспечивали возможности независимого регулирования функций приема света и сканирования света. В результате такие голографические сканеры имели более высокие частоты сканирования, чем те, которые были необходимы для практического применения. Последующие промышленные сканеры, разработанные Ай-Би-Эм, обеспечивали возможность независимого регулирования этих функций. Однако голографические диски, примененные в голографических сканерах, например в голографическом лазерном сканере Голоскан 2100, разработанном и поставлявшемся фирмой Голоскан, Инк. (Сан-Хосе, Калифорния), выполнены так, что в них не достигнуты 1) максимальное использование доступного пространства диска для приема света и 2) минимизация скорости строки развертки для конкретных лазерных растровых изображений. В результате таких конструктивных ограничений для известных голографических сканеров необходимо применять большие сканирующие диски, которые делают неэффективным использование доступной поверхности улавливания света на них. В них также невозможно получить от каждой голографической фасетки обнаруженные сигналы, по существу, с одним и тем же уровнем вне зависимости от местоположения в объеме сканирования, из которого соответствующий оптический сигнал отбирается. В результате возникает необходимость в схемах обработки электрических сигналов, обеспечивающих управление значительными колебаниями электрических сигналов,относящихся к таким обнаруженным отраженным сигналам. Хотя в патенте США 4415224 (созаявитель Диксон) раскрыт способ выравнивания эффективности улавливания света каждой фасеткой на голографическом сканирующем диске,но не раскрыта доктрина или идея способа выравнивания эффективности улавливания света каждой фасеткой на голографическом диске,наряду с использованием, по существу, всей поверхности приема света. Поэтому в большинстве случаев известным голографическим лазерным сканерам необходимы кожухи очень больших размеров, чтобы обеспечить согласование с очень большими сканирующими дисками при использовании только части их доступной площади поверхности улавливания света. 4 Во многих случаях применения сканера для считывания кода объем кожуха голографического сканера должен быть достаточно небольшим для согласования с небольшим объемом пространства, предусмотренного для физической установки. Однако вследствие ограничений, присущих известным принципам проектирования, оказалось невозможным в соответствии с достигнутым уровнем техники создать голографические сканеры, являющиеся достаточно компактными для многих случаев применения. В результате этого из-за очень больших кожухов, необходимых для защиты оптической установки известных голографических лазерных сканеров, такие сканеры находят применение только в некоторых областях, где ограничения,накладываемые размерами кожуха, имеют небольшое значение. Хотя весьма желательно применять твердотельные лазерные диоды видимой области спектра, поскольку они имеют небольшую потребляемую мощность и малые размеры, но практически их нельзя использовать в известных голографических лазерных сканерах вследствие нескольких проблем, проистекающих из свойств, которые присущи обычным лазерным диодам видимой области спектра. Первая проблема, связанная с использованием лазерных диодов видимой области спектра в голографических лазерных сканерах, заключается в том, что лазерные диоды видимой области спектра не создают в выходном излучении одной спектральной линии, как обычные гелийнеоновые лазерные трубки. Точнее, известные лазерные диоды видимой области спектра всегда создают некоторую фоновую суперлюминесценцию, которая характеризуется широким спектром излучения того типа, который создают обычные светодиоды. Кроме того, лазерные диоды видимой области спектра часто работают на более чем одной моде колебаний и/или характеризуются прыжковой модой, при наличии которой лазерный диод видимой области спектра переходит от одной моды колебаний к другой. Обе эти характеристики лазерных диодов видимой области спектра способствуют расширению лазерного луча после того, как он покидает сильно диспергирующую фасетку голографического диска. Это приводит к увеличению эффективного пятна в фокусе голографической фасетки, что обуславливает погрешности в разрешении штрихов и промежутков сканируемых символов кода и часто недопустимые погрешности декодирования символов. Вторая проблема, связанная с использованием лазерных диодов видимой области спектра, заключается в том, что присущая лазерным диодам видимой области спектра астигматическая разность проявляется в образовании лазерных лучей, у которых обнаруживается астигматизм в горизонтальном и вертикальном направлениях распространения. Этот факт спо 5 собствует тому, что уходящий лазерный луч имеет поперечное сечение, размер и ориентация которого изменяются как функция расстояния от лазерного диода видимой области спектра. Поэтому в отдельных точках поля сканирования голографического сканера с использованием лазерного диода видимой области спектра ориентация лазерного луча (бегущего пятна) будет такой, что штрихи и промежутки не смогут разрешаться при выполнении операций декодирования символов. Кроме того, голографические сканеры имеют другие технические недостатки. В известных голографических сканерах оптика для восприятия и обнаружения света неизбежно является сложной и требует значительного объема пространства внутри кожуха сканера. Эта необходимость пространства приводит к увеличению высоты кожуха сканера до такой степени, что она становится значительно больше, чем это желательно почти во всех случаях считывания символов кодов. Когда уходящий лазерный луч проходит через вращающиеся голографические фасетки известных голографических сканеров и дифрагирует на них, голографически введенный астигматизм передается уходящему лазерному лучу. Хотя источник астигматизма этого вида отличается от источника астигматизма, приданного лазерному лучу вследствие присущей лазерным диодам видимой области спектра астигматической разности, его действие оказывается,по существу, тем же самым, а именно, уходящий лазерный луч имеет поперечное сечение,размер и ориентация которого изменяются как функция расстояния от голографической фасетки. Поэтому в отдельных точках поля сканирования голографического сканера ориентация лазерного луча (т.е. бегущего пятна) будет такой, что штрихи и промежутки сканируемого символа штрихового кода не смогут разрешаться при выполнении операций сканирования символа. Следовательно, фактически невозможно разработать голографический лазерный сканер с объемом трехмерного сканирования, который позволяет сканировать символы штриховых кодов независимо от их ориентации, в то время как они перемещаются через объем сканирования. Из-за выбранных способов, использованных при проектировании и конструировании известных голографических дисков, размером и формой области улавливания света каждой фасетки нельзя управлять независимо от развертки по углу уходящего лазерного луча. В результате этим исключается оптимальное использование площади поверхности диска для выполнения функций приема света, и поэтому характеристики голографических сканеров из уровня техники неизбежно оказываются компромиссными. Хотя вышеуказанные проблемы обычно относятся к определенным областям примене 002627 6 ния, в которых необходимо значительное улучшение характеристик голографических лазерных сканеров из уровня техники, все же существуют другие проблемы, которые приводят к деградации характеристик таких лазерных систем сканирования. В частности, блик, создаваемый зеркальным отражением лазерного луча, сканирующего символ кода, снижает обнаруживаемый контраст штрихов и промежутков символа относительно фона и, следовательно, отношение сигнал/шум оптического сигнала данных сканирования на фотоприемниках системы. Хотя в общем виде известны способы поляризационной фильтрации, направленные на решение таких проблем в лазерных системах сканирования, но неизвестно, как такие способы можно с успехом применить в лазерных системах сканирования голографического типа при одновременном разрешении вышеописанных проблем. Поэтому в данной области техники имеется большая необходимость в усовершенствованной голографической лазерной системе сканирования и в способе ее проектирования и конструирования для исключения ограничений и недостатков известных голографических сканеров и способов. Краткое изложение существа изобретения Соответственно основная задача настоящего изобретения заключается в создании голографического лазерного сканера, свободного от ограничений и недостатков известных лазерных систем сканирования и способов. Еще одна задача настоящего изобретения заключается в создании голографического лазерного сканера, образующего объем трехмерного лазерного сканирования, который значительно больше, чем объем под кожухом голографического лазерного сканера, и обеспечивающего полностью всенаправленное сканирование в пределах объема лазерного сканирования. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого голографического лазерного сканера, в котором объем трехмерного лазерного сканирования имеет некоторое количество фокальных плоскостей и сильно ограниченную конфигурацию, расширяющуюся вокруг проекционной оси, продолжающейся от окна сканирования голографического сканера. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого голографического лазерного сканера, в котором некоторое количество симметрично расположенных лазерных диодов использовано для одновременного формирования некоторого количества лазерных лучей, которые фокусируются и сканируются в объеме сканирования посредством голографических оптических элементов объемного отражательного типа, каждый из которых закреплен на расположенном в центре диске и, в частно 7 сти, предназначен для образования одной плоскости сканирования с определенной глубиной фокусировки, когда один из лазерных лучей проходит через него во время работы голографического лазерного сканера. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого голографического лазерного сканера, в котором лазерное излучение, вышедшее из отдельного голографического оптического элемента, отражается от символа штрихового кода, проходит через тот же самый голографический оптический элемент и после этого коллимируется для выявления интенсивности света. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого голографического лазерного сканера, в котором некоторое количество лазеров одновременно формирует некоторое количество лазерных лучей, которые фокусируются и сканируются в объеме сканирования посредством вращающегося диска, который поддерживает некоторое количество голографических фасеток. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого голографического лазерного сканера, в котором кожух сканера имеет окно сканирования с диафрагмой,которое обеспечивает возможность одновременного проецирования некоторого количества плоскостей сканирования под углами, которые отличаются один от другого на протяжении каждого цикла формирования диаграммы сканирования. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого голографического лазерного сканера, в котором голографические оптические элементы на вращающемся диске максимизируют использование пространства диска для улавливания света, наряду с минимизацией скорости лазерного луча в фокальных плоскостях каждой из диаграмм лазерного сканирования, чтобы минимизировать полосу пропускания схем обнаружения света и обработки сигналов. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании компактного голографического лазерного сканера, в котором, по существу, вся доступная область приема света на сканирующем диске использована, а эффективность улавливания света каждой голографической фасетки на голографическом сканирующем диске является, по существу, одинаковой,вследствие чего обеспечивается возможность применения в голографическом лазерном сканере голографического сканирующего диска,имеющего наименьший возможный диаметр. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании компактного голографического лазерного сканера, в котором на каждой голографической фасетке голографического сканирующего диска предусмотрен участок управления лучом с эффективностью ди 002627 8 фракции света, которая оптимизирована для падающего лазерного луча, имеющего первое состояние поляризации, тогда как участок приема света каждой голографической фасетки предусмотрен с эффективностью дифракции света, которая оптимизирована для отраженного лазерного излучения, имеющего второе состояние поляризации, ортогональное первому состоянию поляризации, в то время как свет, сфокусированный на фотоприемники системы, проходит через поляризационные фильтры, которые пропускают принятое лазерное излучение,имеющее второе состояние поляризации и задерживают принятые лазерные лучи, имеющие первое состояние поляризации. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого голографического лазерного сканера, в котором астигматизм лазерного луча, обусловленный внутренней астигматической разностью в каждом лазерном диоде видимой области спектра, эффективно исключается до прохождения лазерного луча через голографические оптические элементы на вращающемся сканирующем диске. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого голографического лазерного сканера, в котором дисперсия относительно широкого спектра излучения каждого лазерного диода видимой области спектра эффективно автоматически компенсируется с помощью голографических оптических элементов на сканирующем диске для лазерного луча,проходящего от лазерного диода видимой области спектра через интегральный узел оптики и через голографические оптические элементы на вращающемся диске голографического лазерного сканера. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого голографического лазерного сканера, в котором обычный лазерный диод видимой области спектра использован для формирования лазерного сканирующего луча и предусмотрено несложное приспособление для исключения или минимизации эффектов дисперсии, обусловленных голографическим диском лазерного сканера. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого голографического лазерного сканера, в котором внутренняя астигматическая разность в каждом лазерном диоде видимой области спектра эффективно исключается до прохождения лазерного луча через голографические оптические элементы. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого голографического лазерного сканера, в котором лазерный луч, сформированный каждым лазерным диодом, обрабатывается в одном сверхкомпактном оптическом модуле для того, чтобы придать лазерному лучу, сформированному лазерным диодом, круговое сечение, исключить внутреннюю астигматическую разность, а также ком 9 пенсировать зависящие от длины волны изменения в спектре выходного излучения каждого лазерного диода видимой области спектра, такие, как обусловленные суперлюминесценцией,многомодовым излучением и прыжком моды лазера, и посредством этого обеспечить возможность использования результирующего лазерного луча в различных случаях применения голографического сканирования, когда необходима большая глубина поля. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого голографического лазерного сканера, в котором фокусные расстояния некоторого количества фокальных областей объема лазерного сканирования стратегически выбраны таким образом, чтобы обеспечить перекрытие на концах плоскостей сканирования в ближней и дальней зонах смежных фокальных областей в объеме сканирования, в результате чего облегчается считывание перемещающегося символа штрихового кода независимо от его ориентации. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого голографического лазерного сканера, в котором независимая подсистема приема/обнаружения света предусмотрена для каждого лазерного диода, входящего в голографический лазерный сканер. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого голографического лазерного сканера, в котором геометрические размеры его изменяющих траекторию лучей зеркал в сочетании с геометрическими размерами его голографического диска являются исключительными определяющими факторами для ширины и длины кожуха сканера, тогда как геометрические размеры его изменяющих траекторию лучей зеркал и параболических,собирающих свет зеркал ниже голографического диска, являются исключительными определяющими факторами для высоты кожуха сканера. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого голографического лазерного сканера, в котором независимый канал обработки сигналов предусмотрен для каждого лазерного диода и подсистемы приема/обнаружения света для того, чтобы повысить быстродействие системы обработки сигналов. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого голографического лазерного сканера, в котором ряд сигнальных процессоров использован для одновременной обработки сигналов данных сканирования, формируемых каждым фотоприемником в голографическом лазерном сканере. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого голографического лазерного сканера, в котором каждая фасетка на голографическом диске имеет индикаторный код, который образуется посредством 10 нулевого порядка дифракции, а обнаруживается для того, чтобы определить, какие плоскости сканирования подвергаются избирательной фильтрации во время операций декодирования символа. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого голографического лазерного сканера, в котором нулевой порядок дифракции лазерного луча, который проходит непосредственно через соответствующие голографические оптические элементы на вращающемся диске, использован для формирования пускового/начального импульса с целью использования в процессах декодирования коммутационного типа, осуществляемых в сканере. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании системы для считывания символа кода, в которой голографический лазерный сканер использован для образования объема сканирования, в пределах которого обнаруживается присутствие символа кода, а быстродействующий лазерный сканер использован для сканирования области, в пределах которой находится обнаруженный штриховой код, с целью сбора данных сканирования с высоким разрешением для осуществления процесса декодирования. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании удерживаемого в руке, прикрепляемого к руке и к одежде устройства сканирования, содержащего механизм голографического сканирования для формирования диаграмм сканирования различных типов,включая двухмерные растровые диаграммы, в пределах объема трехмерного сканирования. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании нового способа проектирования голографического лазерного сканера, имеющего кожух минимальной высоты(т.е. глубины) для любой заданной диаграммы трехмерного лазерного сканирования, ограниченной пределами заданного объема сканирования во время операций считывания символа штрихового кода. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании нового способа проектирования голографического диска для такого голографического лазерного сканера, в котором размер и форма площади улавливания света каждого голографического оптического элемента (т.е. фасетки) на вращающемся диске регулируются независимо от угловой развертки уходящего лазерного луча, чтобы посредством этого максимально использовать площадь поверхности диска для выполнения функций приема света во время процесса лазерного сканирования. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании нового способа проектирования оптического модуля лазерного луча, предназначенного для использования со 11 вместно с голографическим сканирующим диском и лазерным диодом, которые применены в голографическом лазерном сканере, и выполнения функций придания лазерному лучу, формируемому лазерным диодом, кругового сечения,исключения внутренней астигматической разности и компенсации зависящих от длины волны изменений спектра выходного излучения лазерного диода видимой области спектра, обусловленных суперлюминесценцией, многомодовым излучением и прыжком моды лазера. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании нового способа проектирования голографического диска для голографического лазерного сканера, в котором вся доступная площадь на диске использована для оптимизации эффективности улавливания света, посредством чего улучшены характеристики голографического лазерного сканера. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого способа проектирования диска, в котором при определении размеров и формы голографических фасеток на нем используют программу трехмерной геометрии поверхности для создания трехмерной геометрической модели элементов голографического лазерного сканера и его диаграммы трехмерного лазерного сканирования, после чего программу моделирования на основе электронных таблиц используют для создания аналитической модели для голографического лазерного сканера и его диаграммы трехмерного сканирования. Дальнейшая задача настоящего изобретения заключается в создании такого способа проектирования диска, который включает в себя компьютерную программу на основе электронных таблиц для создания аналитической модели процесса формирования заранее заданной диаграммы лазерного сканирования с использованием предварительно детализированной сборки поддерживающего голографические фасетки диска и изменяющего траекторию луча зеркала и для нахождения оптимального ряда параметров голографических фасеток, при которых для заранее заданного размера поддерживающего голографические фасетки диска минимизируются размеры по высоте, длине и ширине кожуха сканера. Краткое описание чертежей Эти и другие задачи настоящего изобретения станут более понятными из последующего описания и формулы изобретения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых фиг. 1 А - общий вид голографической лазерной системы сканирования в соответствии с настоящим изобретением, находящейся в эксплуатационных условиях согласно первому примеру применения; фиг. 1 В - общий вид голографической лазерной системы сканирования в соответствии с настоящим изобретением, находящейся в экс 002627 12 плуатационных условиях согласно второму примеру применения; фиг. 1 С - общий вид голографической лазерной системы сканирования в соответствии с настоящим изобретением, находящейся в эксплуатационных условиях согласно третьему примеру применения; фиг. 2 А - общий вид голографической системы сканирования при удалении с оптической скамьи кожуха и опорного элемента приемника света и открытом голографическом сканирующем диске, изменяющие траекторию лучей зеркала, образующие лазерные лучи модули, платы аналоговой и цифровой обработки сигналов и другие узлы, в противном случае скрываемые кожухом и опорным элементом приемника света, согласно изобретению; фиг. 2 В - общий вид (частичный) голографической системы сканирования показывает детально изменяющее направление луча зеркало первого канала сканирования системы относительно образующего лазерный луч модуля, параболическое, собирающее свет зеркало, фотоприемник и плату аналоговой и цифровой обработки сигналов, расположенные вокруг размещенного в центре вращающегося голографического сканирующего диска системы, согласно изобретению; фиг. 2 С - вид сбоку с местным разрезом голографической сканирующей системы показан более подробно в части голографического диска, образующего лазерный луч модуля, изменяющего траекторию луча зеркала, параболического, принимающего свет зеркала и фотоприемника, относящихся к одной лазерной станции системы, согласно настоящему изобретению; фиг. 2D - частичный разрез по линии 2D2D на фиг. 2 С голографической системы сканирования показывает более детально голографический сканирующий диск, сборку изменяющего траекторию луча зеркала и параболического,принимающего свет зеркала, относящихся к иллюстративной лазерной станции сканирования в системе, согласно настоящему изобретению; фиг. 2 Е - общий вид голографической системы сканирования, показывающий структуру окна сканирования в кожухе сканера, в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 3 - вид сверху голографического сканирующего диска, показывающий границы каждой i-ой голографической оптической фасетки,закрепленной на нем вокруг его оси вращения, с обозначением номеров фасеток, указанных с целью пояснения, согласно изобретению; фиг. 4 А, 4 В и 4 С - структурная функциональная схема голографической лазерной системы сканирования, показывающая основные элементы системы и их связь друг с другом,согласно изобретению; 13 фиг. 5 - общий вид голографической лазерной системы сканирования, схематично показывающий проекцию каждой P(i,j)-плоскости лазерного сканирования в ее заранее заданной фокальной плоскости (т.е. зоне) в пределах объема трехмерного сканирования, находящегося вокруг оси проекции голографического лазерного сканера, согласно изобретению; фиг. 5 А - диаграмма, показывающая временной порядок, в соответствии с которым каждая P(i,j)-плоскость лазерного сканирования циклически формируется по мере того, как j-й лазерный луч проходит через i-ю голографическую фасетку на вращающемся голографическом сканирующем диске внутри кожуха сканера во время операций лазерного сканирования,согласно изобретению; фиг. 6 А - диаграмма, показывающая сущность перекрытия линий сканирования, образованных различными голографическими фасетками, между пространственно смежными фокальными плоскостями в пределах объема лазерного сканирования, проецируемого из голографического лазерного сканера, согласно настоящему изобретению; фиг. 6 В и 6 С - диаграммы, иллюстрирующие различные поперечные сечения двух лазерных сканирующих лучей, имеющих фокусные расстояния в дальней части объема сканирования; сечения показаны в ряде различных точек вдоль траекторий соответствующих линий сканирования, а также между их соответствующими смежными фокальными плоскостями, отражено перекрытие астигматических лазерных лучей в области границы раздела фокальных плоскостей диаграммы трехмерного лазерного сканирования, согласно изобретению; фиг. 7 - рабочая диаграмма, отражающая основные стадии, включенные в способ проектирования голографического диска и образующего лазерный луч модуля (модулей) голографической системы сканирования, согласно настоящему изобретению; фиг. 8 А - модель геометрической оптики для процесса образования P(i,j)-плоскости лазерного сканирования, т.е. P(i,j)-й линии лазерного сканирования, находящейся в пределах объема трехмерного сканирования голографической сканирующей системы; образования путем направления j-го лазерного луча через i-ю голографическую фасетку, закрепленную на вращающемся голографическом сканирующем диске, согласно изобретению; фиг. 8 А 1 - модель геометрической оптики из фиг. 8 А, в которой отдельные параметры отражены более подробно, согласно изобретению; фиг. 8 В 1, 8 В 2 и 8 В 3 совместно образуют перечень параметров, использованных для представления модели геометрической оптики из фиг. 8 А и 8 А 1, согласно изобретению; фиг. 8 С 1 и 8 С 2 совместно образуют перечень математических уравнений, описывающих 14 структурные и функциональные взаимосвязи отдельных параметров модели геометрической оптики из фиг. 8 А и 8 А 1 согласно изобретению; фиг. 9 - схема голографического сканирующего диска, спроектированного в соответствии со способом настоящего изобретения, с указанием различных геометрических параметров,использованных для задания геометрических характеристик каждой i-й голографической фасетки на нем; фиг. 10 А 1 - модель геометрической оптики, на которой показан путь, проходимый лучами света, обусловленными падающим лазерным лучом, который первоначально дифрагирует на вращающейся голографической фасетке по направлению к символу штрихового кода, отражается от него, и отраженные лучи света снова дифрагируют на той же самой голографической фасетке по направлению к фокусирующему свет параболическому зеркалу, и наконец, сфокусированные лучи света пропускаются через ту же самую голографическую фасетку без дифракции по направлению к фотоприемнику, согласно изобретению; фиг. 10 А 2 и 10 А 3 - модели геометрической оптики для процесса прохождения лазерного луча через голографическую фасетку на вращающемся голографическом диске, показанном на фиг. 10 А 1; эти модели использовались в процессе проектирования диска при расчете нормированной суммарной эффективности дифракции света при его прохождении туда и обратно для каждой голографической фасетки, применительно к S- и Р-поляризованному свету, когда кросс-поляризатор в голографическом лазерном сканере не устанавливался, согласно изобретению; фиг. 10 В отображает ряд параметров, использованных для представления модели геометрической оптики из фиг. 10 А 1, 10 А 2 и 10 А 3,согласно изобретению; фиг. 10 В 1 отображает ряд начальных (т.е. принятых) значений для различных параметров,использованных в моделях геометрической оптики из фиг. 10 А 1, 10 А 2 и 10 А 3, согласно изобретению; фиг. 10 С 1 отображает ряд математических выражений, описывающих структурные и функциональные взаимосвязи отдельных параметров моделей геометрической оптики из фиг. 10 А 1, 10 А 2 и 10 А 3, согласно изобретению; фиг. 10 С 2 отображает ряд уравнений, определяющих (1) эффективность дифракции света для i-й голографической сканирующей фасетки к S-поляризованным уходящим лучам света, падающим на голографический сканирующий диск, (2) эффективность дифракции света для i-й голографической фасетки к Рполяризованным уходящим лучам света, падающим на голографический сканирующий диск, и (3) суммарную эффективность дифракции света при прохождении луча туда и обратно 15 для i-й голографической сканирующей фасетки к S-поляризованным уходящим лучам света,падающим на голографический диск; каждая эффективность выражена как функция глубины модуляции (индекса модуляции) при фиксированной толщине желатины, согласно изобретению; фиг. 10D отображает ряд уравнений, использованных для расчета потерь Френеля и пропускания Р- и S-поляризованных лучей света, проходящих через голографические сканирующие фасетки; эти расчеты предназначены для использования в выражениях для эффективности дифракции света, представленных на фиг. 10 С 2, согласно изобретению; фиг. 10 Е 1 отображает ряд кривых в зависимости от глубины модуляции, т.е. индекса модуляции при фиксированной толщине желатины; а именно: (1) эффективность дифракции света для первой голографической сканирующей фасетки к S-поляризованным уходящим лучам света, падающим на нее, (2) эффективность дифракции света для первой голографической сканирующей фасетки к Рполяризованным уходящим лучам света, падающим на нее, и (3) суммарную эффективность дифракции света при прохождении луча туда и обратно для первой голографической сканирующей фасетки к S-поляризованным уходящим лучам света, которую, в конечном счете,используют для расчета суммарной эффективности дифракции света первой голографической фасетки относительно суммарной эффективности дифракции света при прохождении луча туда и обратно для шестнадцатой голографической фасетки, согласно изобретению; фиг. 10 Е 2 отображает ряд кривых в зависимости от глубины модуляции, т.е. индекса модуляции при фиксированной толщине желатины; а именно: (1) эффективность дифракции света для шестнадцатой голографической сканирующей фасетки к S-поляризованным уходящим лучам света, падающим на шестнадцатую голографическую фасетку, (2) эффективность дифракции света для шестнадцатой голографической сканирующей фасетки к Рполяризованным уходящим лучам света, падающим на шестнадцатую голографическую фасетку, и (3) суммарную эффективность дифракции света при прохождении луча туда и обратно для шестнадцатой голографической сканирующей фасетки к S-поляризованным уходящим лучам, падающим на шестнадцатую голографическую фасетку, для того, чтобы, в конечном счете, рассчитать суммарную эффективность дифракции света при прохождении луча туда и обратно для шестнадцатой голографической фасетки относительно суммарной эффективности дифракции света при прохождении луча туда и обратно той же фасетки (т.е. шестнадцатой голографической сканирующей фасетки), согласно изобретению; 16 фиг. 10F - схема, показывающая путь, который проходят лучи света, обусловленные падающим лазерным лучом, который первоначально дифрагирует на вращающейся голографической фасетке по направлению к символу штрихового кода, затем отраженные лучи света возвращаются, дифрагируя на той же самой голографической фасетке по направлению к фокусирующему свет параболическому зеркалу, и,наконец, сфокусированные лучи света проходят через ту же самую голографическую сканирующую фасетку по направлению к поляризованному фотоприемнику, не претерпевая существенной дифракции, согласно изобретению; фиг. 10F1 и 10F2 - модели геометрической оптики для процесса прохождения лазерного луча через голографическую сканирующую фасетку на вращающемся сканирующем диске,показанную на фиг. 10F; модели использованы в течение проектирования диска при расчете нормированной суммарной эффективности дифракции света при прохождении луча туда и обратно для каждой голографической сканирующей фасетки на голографическом сканирующем диске согласно настоящему изобретению; в голографическом лазерном сканере установлен кроссполяризатор; фиг. 10G отображает ряд параметров, использованных для описания моделей геометрической оптики из фиг. 10F1 и 10F2, согласно изобретению; фиг. 10G1 отображает ряд начальных, т.е. принятых значений для отдельных параметров,использованных для описания моделей геометрической оптики из фиг. 10F1 и 10F2, согласно изобретению; фиг. 10 Н 1 отображает ряд математических уравнений, описывающих структурные и функциональные взаимосвязи отдельных параметров моделей геометрической оптики из фиг. 10F1 и 10F2, согласно изобретению; фиг. 10 Н 2 отображает ряд уравнений, определяющих (1) эффективность дифракции света для i-й голографической сканирующей фасетки из фиг. 10F к S-поляризованным уходящим лучам света, падающим на нее, (2) эффективность дифракции света для i-й голографической сканирующей фасетки к Рполяризованным уходящим лучам света, падающим на нее, и (3) суммарную эффективность дифракции света при прохождении луча туда и обратно для i-й голографической сканирующей фасетки к S-поляризованным уходящим лучам света, падающим на нее; все эффективности выражены в зависимости от глубины модуляции(т.е. индекса модуляции) при фиксированной толщине желатины, согласно изобретению; фиг. 10 Н 3 отображает ряд уравнений для расчета потерь Френеля и пропускания Р- и Sполяризованных лучей света, проходящих через голографические сканирующие фасетки на сканирующем диске; результаты расчетов исполь 17 зованы в выражениях для эффективности дифракции света, представленных на фиг. 10 Н 2,согласно изобретению; фиг. 10I1 - ряд кривых как функция глубины модуляции, т.е. индекса модуляции при фиксированной толщине желатины; (1) эффективность дифракции света для первой голографической сканирующей фасетки к S-поляризованным уходящим лучам света, падающим на нее, (2) эффективность дифракции света для первой голографической фасетки к Рполяризованным уходящим лучам света, падающим на нее, и (3) суммарная эффективность дифракции света при прохождении луча туда и обратно для первой голографической сканирующей фасетки к S-поляризованным уходящим лучам света, падающим на нее, необходимая, в конечном счете, для расчета суммарной эффективности дифракции света при прохождении луча туда и обратно для первой голографической сканирующей фасетки относительно суммарной эффективности дифракции света при прохождении луча туда и обратно для шестнадцатой голографической сканирующей фасетки,согласно изобретению; фиг. 10I2 - ряд кривых как функция глубины модуляции, т.е. индекса модуляции при фиксированной толщине желатины; (1) эффективность дифракции света для шестнадцатой голографической сканирующей фасетки к Sполяризованным уходящим лучам света, падающим на нее, (2) эффективность дифракции света для шестнадцатой голографической сканирующей фасетки к Р-поляризованным уходящим лучам света, падающим на нее, и (3) суммарная эффективность дифракции света при прохождении луча туда и обратно для шестнадцатой голографической сканирующей фасетки к S-поляризованным лучам света, падающим на нее, для расчета, в конечном счете, суммарной эффективности дифракции света для шестнадцатой голографической сканирующей фасетки при прохождении луча туда и обратно относительной относительно суммарной эффективности для нее же (т.е. Н 16(n)=1), согласно изобретению; фиг. 10J - модель геометрической оптики,показывающая ламбертовскую эффективность улавливания света i-й голографической сканирующей фасеткой на сканирующем диске, согласно настоящему изобретению; фиг. 10 К - описание параметров, относящихся к модели геометрической оптики из фиг. 10J, согласно изобретению; фиг. 10L - таблица начальных, т.е. принятых значений для отдельных параметров, относящихся к модели геометрической оптики из фиг. 10J, согласно изобретению; фиг. 10L1 - ряд уравнений, описывающих взаимосвязи отдельных параметров в модели геометрической оптики из фиг. 10J, согласно изобретению; 18 фиг. 11 А, 11 В и 11 С - рабочие диаграммы,подробно описывающие стадии способа, примененного для проектирования голографического сканирующего диска в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения; фиг. 12 - графическая зависимость эффективной дифракции света для типовой голографической сканирующей фасетки сканирующего диска из фиг. 3 к S-поляризованному свету, падающему на него, от модуляции ni показателя преломления (т.е. Es(ni и зависимость эффективности дифракции света для внутреннего воспринимающего свет участка типовой голографической сканирующей фасетки к Р-поляризованнному свету, падающему на него, от индекса ni модуляции (т.е. Ep(ni; хорошо видно, что эти эффективности Es(ni) и Ep(ni) дифракции света не имеют максимального значения при одном и том же значении индекса ni модуляции и, следовательно, не могут быть оптимизированы при одинаковом индексе ni модуляции для всей площади поверхности сканирующей фасетки, согласно изобретению; фиг. 12 А - вид голографического сканирующего диска согласно альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения, в котором внешний управляющий лучом участок каждой голографической сканирующей фасетки на сканирующем диске имеет эффективность Еs(ni) дифракции света, оптимизированную для падающего лазерного луча с первым (т.е. S) состоянием поляризации путем выбора первого оптимального индекса ni модуляции, тогда как внутренний улавливающий свет участок голографической сканирующей фасетки имеет эффективность Ep(ni) дифракции света, которая оптимизирована для отраженного лазерного излучения с вторым (т.е. Р) состоянием поляризации, ортогональным первому состоянию поляризации, путем выбора второго оптимального индекса n2 модуляции, согласно изобретению; фиг. с 12 В 1 по 12 В 3 отображают рабочую диаграмму, подробно описывающую стадии способа, использованного для проектирования голографического сканирующего диска, показанного на фиг. 12 А, согласно изобретению; фиг. 12 С - математическое выражение для эффективной относительной эффективности дифракции света для первой фасетки на сканирующем диске из фиг. 12 А, согласно изобретению; фиг. 13 - модель геометрической оптики для голографической системы записи; модель можно применить для конструирования каждой голографической сканирующей фасетки на сканирующем диске согласно настоящему изобретению, используя конструктивные параметры,найденные в процессе преобразования параметров, который представлен на фиг. с 28 А 1 по 28D; 19 фиг. 14 - поперечное сечение с местным разрезом одного канала сканирования лазерной системы сканирования согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения; показаны: окно сканирования в кожухе сканера,голографический сканирующий диск, приводимый во вращение двигателем, образующий лазерный луч модуль, который относится к показанному каналу сканирования, изменяющее траекторию луча зеркало, параболическое, собирающее свет зеркало и фотоприемник; фиг. 14 А - вид сбоку в поперечном сечении с местным разрезом одного канала сканирования лазерной системы сканирования согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения; показаны рассчитанные на компьютере оптические пути уходящих и приходящих лучей, пересекаемых лазерными лучами, которые формируются и принимаются во время работы системы; фиг. 15 - вид в плане образующего лазерный луч модуля в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения; модуль содержит лазерный диод видимой области спектра, асферическую коллимирующую линзу, закрепленную в регулируемой опоре типа карданова подвеса, призму, закрепленную на регулируемой поворотной площадке, изменяющее направление луча зеркало и голографическую оптическую дифракционную решетку,закрепленную над оптическим столиком модуля; фиг. 15 А - вид сверху образующего лазерный луч модуля из фиг. 15 без голографической оптической дифракционной решетки и плоского зеркала, которые удалены с его оптического столика, согласно изобретению; фиг. 15 В - вид сверху оптического столика образующего лазерный луч модуля из фиг. 15,согласно изобретению; фиг. 15 С - вид сбоку оптического столика образующего лазерный луч модуля из фиг. 15,согласно изобретению; фиг. 15D1 - вид сбоку опорной площадки для призмы из образующего лазерный луч модуля на фиг. 15 согласно изобретению; фиг. 15D2 - вид сверху опорной площадки для призмы из образующего лазерный луч модуля на фиг. 15 согласно изобретению; фиг. 15 Е 1 - вид сверху поворотной планки для установки лазерного диода видимой области спектра и линзы из образующего лазерный луч модуля на фиг. 15 согласно изобретению; фиг. 15 Е 2 - вид сбоку поворотной планки для установки лазерного диода видимой области спектра и линзы из образующего лазерный луч модуля на фиг. 15 согласно изобретению; фиг. 15F1 - вид сверху кронштейна (т.е. скобы) для установки лазерного диода видимой области спектра и линзы из образующего лазерный луч модуля на фиг. 15 согласно изобретению; 20 фиг. 15F2 - вид сбоку кронштейна для установки лазерного диода видимой области спектра и линзы из образующего лазерный луч модуля на фиг. 15, согласно изобретению; фиг. 15G1 - поперечное сечение трубчатого держателя лазерного диода видимой области спектра и линзы из образующего лазерный луч модуля на фиг. 15, согласно изобретению; фиг. 15G2 - вид в направлении оси трубчатого держателя лазерного диода видимой области спектра и линзы из образующего лазерный луч модуля на фиг. 15, согласно изобретению; фиг. 15 Н 1 - вид в направлении оси оправы для линзы из образующего лазерный луч модуля на фиг. 15, согласно изобретению; фиг. 15 Н 2 - поперечное сечение оправы для линзы из образующего лазерный луч модуля на фиг. 15, согласно изобретению; фиг. 15I1 - вид сверху призмы из образующего лазерный луч модуля на фиг. 15, согласно изобретению; фиг. 15I2 - вид сбоку призмы из образующего лазерный луч модуля на фиг. 15, согласно изобретению; фиг. 15J - вид сверху плоского изменяющего траекторию луча зеркала из образующего лазерный луч модуля на фиг. 15, согласно изобретению; фиг. 15 К - вид сверху голографической оптической дифракционной решетки, т.е. пластинки из образующего лазерный луч модуля на фиг. 15, согласно изобретению; фиг. 16 - рабочая диаграмма, показывающая стадии способа, примененного для проектирования образующего лазерный луч модуля согласно первому варианту осуществления из фиг. 15 А с использованием элементов модуля,представленных на фиг. с 15 В по 15 К, согласно изобретению; фиг. 17 А - модель геометрической оптики для голографической оптической дифракционной решетки, освещенной лазерным лучом, который образован обычным лазерным диодом видимой области спектра, согласно изобретению; фиг. 17 В - ряд параметров, использованных при создании модели геометрической оптики для лазерного луча, дифрагировавшего на голографической оптической дифракционной решетке, как это показано на фиг. 17 А, согласно изобретению; фиг. 17 В 1 - ряд принятых значений отдельных параметров, использованных для создания модели геометрической оптики из фиг. 17, согласно изобретению; фиг. 17 С - ряд уравнений, описывающих функциональные взаимосвязи определенных параметров модели геометрической оптики из фиг. 17 А, согласно изобретению; фиг. 17D - график угла дифракции уходящего лазерного луча от длины волны падающего лазерного луча, отражающий сильную зави 21 симость угла дифракции уходящего луча от длины волны падающего лазерного луча, согласно изобретению; фиг. 18 А - модель геометрической оптики для голографической оптической системы, образованной каждой сканирующей голографической фасеткой на сканирующем диске и голографической оптической дифракционной решеткой в образующем лазерный луч модуле согласно первому варианту осуществления; решетка использована для существенного уменьшения функционального влияния длины волны падающего лазерного луча на угол дифракции уходящего от сканирующего диска лазерного луча; фиг. 18 В - ряд параметров, использованных для математического представления модели геометрической оптики, показанной на фиг. 18 А, согласно изобретению; фиг. 18 В 1 - ряд принятых значений для отдельных параметров в модели геометрической оптики из фиг. 18 А, согласно изобретению; фиг. 18 С - ряд уравнений, описывающих взаимосвязи отдельных параметров в модели геометрической оптики из фиг.18 А, согласно изобретению; фиг. 18D - график угла дифракции уходящего лазерного луча от длины волны падающего лазерного луча для углов дифракции, находящихся примерно в центральной части диапазона углов дифракции; график показывает, по существу, отсутствие зависимости угла дифракции уходящего лазерного луча от длины волны падающего лазерного луча, что является результатом применения оптической схемы, согласно настоящему изобретению; фиг. 19 А и 19 В - модели геометрической оптики для типовой голографической сканирующей фасетки; показаны различные параметры, использованные во время процессов формирования и восстановления с переходом от длины восстанавливающей волны к длине формирующей волны, согласно изобретению; фиг. 19 С, 19D1, 19D2 и 19 Е - отражают соответственно ряд заданных параметров, ряд уравнений и результирующий ряд параметров,которые определяют параметры формирования голограммы на второй формирующей длине волны лазера в соответствии с необходимыми эксплуатационными параметрами голограммы на первой длине волны лазерного сканера, согласно изобретению; фиг. 19F - модель геометрической оптики,примененная для конструирования голографических сканирующих фасеток с использованием конструктивных параметров, определенных посредством процесса проектирования, согласно настоящему изобретению; фиг. 20 - схематическое представление лазерного диода; выявлена причина астигматической разности, которая вызвана разным положением эффективных источников, излучающих 22 лазерные лучи перпендикулярно и параллельно переходу диода, согласно изобретению; фиг. 20 А - схема оптической системы, использованной в образующем лазерный луч модуле из фиг. 15 А одновременно для придания сечению луча круговой формы и исключения астигматизма в лазерном луче после призмы,придающей сечению луча круговую форму, согласно изобретению; фиг. 20 В 1, 20 В 2 и 20 В 3 - модель геометрической оптики для оптической системы из фиг. 20 А; фиг. 20 С - ряд параметров, использованных для описания геометрической модели из фиг. с 20 В 1 по 20 В 3, согласно изобретению; фиг. 20 С 1 - ряд принятых значений для параметров модели геометрической оптики из фиг. с 20 В 1 по 20 В 3, согласно изобретению; фиг. 20D и 20D1 - ряд уравнений, описывающих функциональные взаимосвязи отдельных параметров в модели геометрической оптики из фиг. с 20 В 1 по 20 В 3, согласно изобретению; фиг. 20 Е - график зависимости расстояний до изображений источников Р и S (т.е. LS2 иLP2), создаваемых асферической линзой в образующем лазерный луч модуле из фиг. 15 А, от расстояния между фокусом асферической коллимирующей линзы и источником S-луча (т.е.d); показано значение расстояния d, при котором изображения источников Р и S сходятся в одной точке, и астигматизм уменьшается до нуля, согласно изобретению; фиг. 21 А - схема оптической системы, использованной для юстировки элементов в первой оптической системе образующего лазерный луч модуля согласно первому варианту осуществления; юстировка осуществляется так, что астигматизм после призмы уменьшается до нуля; фиг. 21 В - рабочая диаграмма, указывающая стадии процедуры, использованной для юстировки элементов первой оптической системы в образующем лазерный луч модуле согласно первому варианту осуществления; юстировка осуществляется таким образом, что достигается необходимое отношение размеров луча (т.е. 1 для кругового в поперечном сечении луча), а астигматизм лазерного луча после второй поверхности призмы уменьшается до нуля; фиг. 21 С - рабочая диаграмма для обобщенной процедуры регулировки параметров,согласно настоящему изобретению; фиг. 21 С 1, 21 С 2 и 21 С 3 - совместно отражают рабочую диаграмму, описывающую специфическую процедуру сборки элементов образующего лазерный луч модуля согласно первому варианту осуществления, а также процедуру детализации оптических и геометрических параметров в соответствии с принципами настоящего изобретения; 23 фиг. 21D - поперечное сечение первой и второй оптических систем образующего лазерный луч модуля согласно первому варианту осуществления; системы показаны связанными вместе с настроенными таким образом геометрическими и оптическими параметрами, что достигнута минимальная дисперсия, установлено необходимое отношение размеров луча и исключен астигматизм; фиг. 22 - вид сбоку в поперечном сечении с местным разрезом одного канала сканирования системы лазерного сканирования согласно второму варианту осуществления; показаны: окно сканирования в кожухе сканера, голографический сканирующий диск, с возможностью вращения закрепленный на двигателе, образующий лазерный луч модуль согласно второму варианту осуществления и относящиеся к нему изменяющее траекторию луча зеркало, параболическое, собирающее свет зеркало и фотоприемник; фиг. 23 - вид сбоку образующего лазерный луч модуля согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, установленного на оптической скамье лазерного сканера согласно варианту осуществления, с первой и второй оптическими системами, связанными друг с другом; фиг. 23 А - вид сверху образующего лазерный луч модуля согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения; модуль показан без изменяющего траекторию луча зеркала и двухфункциональной оптической голографической решетки, удаленных с оптического столика образующего лазерный луч модуля; фиг. 24 - рабочая диаграмма, показывающая стадии проектирования образующего лазерный луч модуля из фиг. 23 в соответствии со способом проектирования настоящего изобретения; фиг. 25 А - модель геометрической оптики для первой оптической системы (т.е. голографической сканирующей фасетки и голографической оптической дифракционной решетки), относящейся к образующему лазерный луч модулю согласно второму варианту осуществления; фиг. 25 В - ряд параметров, использованных для описания модели геометрической оптики из фиг. 25 А, согласно изобретению; фиг. 25 В 1 - ряд принятых значений для параметров модели геометрической оптики из фиг. 25 А, согласно изобретению; фиг. 25 С - ряд математических выражений,описывающих взаимосвязи отдельных параметров модели геометрической оптики из фиг. 25 А,согласно изобретению; фиг. 25D - две кривые, показывающие связь 1) между углом i1D падения луча на двухфункциональную дифракционную решетку и ориентацией (т.е. угломнаклона) дифракционной решетки относительно голографического сканирующего диска, используя которую (связь) 24 можно обеспечить нулевую дисперсию, а также 2) между углом i2M падения на дифракционную решетку и угломнаклона дифракционной решетки относительно голографического сканирующего диска, на основании которой можно достичь необходимого размера луча; точка пересечения этих кривых подтверждает возможность достижения нулевой дисперсии луча и требуемого отношения размеров луча путем соответствующего выбора угланаклона, согласно изобретению; фиг. 25 Е - ряд конструктивных параметров для конструирования двухфункционального голографического оптического элемента, согласно варианту осуществления настоящего изобретения; фиг. 26 - модель геометрической оптики для второй оптической системы образующего лазерный луч модуля согласно второму варианту осуществления, разработанная с помощью анализатора дисперсии луча согласно настоящему изобретению, чтобы определить характеристики этой системы; фиг. 27 А - ряд параметров, использованных для описания модели геометрической оптики из фиг. 26 согласно изобретению; фиг. 27 В - ряд принятых значений для параметров в модели геометрической оптики из фиг. 26 согласно изобретению; фиг. 27 С - ряд математических выражений,описывающих взаимосвязи отдельных параметров модели геометрической оптики из фиг. 26,согласно изобретению; фиг. 27D - кривая, отражающая связь между (i) углом дифракции на голографическом диске падающего лазерного луча, образованного лазерным диодом видимой области спектра, и(ii) длиной волны луча для случая, когда первая оптическая система из фиг. 23 используется для предварительного улучшения характеристик лазерного луча до его прохождения через голографический диск голографической системы сканирования, согласно изобретению; фиг. 27D1 - таблица значений для кривой из фиг. 27D, согласно изобретению; фиг. 28 А 1 и 28 А 2 - модель геометрической оптики для процесса изменения углов формирующего луча, предназначенная для перехода между длиной формирующей волны и длиной восстанавливающей волны, согласно изобретению; фиг. 28 В - ряд параметров, использованных для описания модели геометрической оптики из фиг. 28 А 1 и 28 А 2, с включением ряда принятых значений для параметров модели геометрической оптики, согласно изобретению; фиг. 28 С 1, 28 С 2 и 28D отображают ряд заданных параметров, ряд уравнений и результирующий ряд значений, которые характеризуют конструктивные параметры голограммы на второй длине формирующей волны лазера, задан 25 ной с учетом достижения требуемых эксплуатационных характеристик на первой длине волны лазерного сканера, согласно изобретению; фиг. 29 - схема голографической системы записи, предназначенной для создания двухфункциональной решетки с использованием конструктивных параметров, определенных в процессе преобразования параметров из фиг. 28 В и 28 С, согласно изобретению; фиг. 30 А, 30 А 1, 30 А 2 и 30 А 3 - модель геометрической оптики для второй оптической системы образующего лазерный луч модуля согласно второму варианту осуществления, показанному на фиг. 23; фиг. 30 В и 30 В 1 - ряд параметров, использованных для описания модели геометрической оптики из фиг. 30 А, согласно изобретению; фиг. 30 С 1 и 30 С 2 - ряд математических уравнений, описывающих взаимосвязи отдельных параметров модели геометрической оптики из фиг. 30 А, согласно изобретению; фиг. 30D - графические зависимости расстояний до изображений источников Р и S (т.е.LS2 и LP2), формируемых асферической коллимирующей линзой в образующем лазерный луч модуле согласно второму варианту осуществления от расстояния между фокусом коллимирующей линзы и источником S-луча (т.е. d); показано, что существует значение расстоянияd, при котором изображения LS2 и LP2 источников совпадают, и астигматизм уменьшается до нуля; фиг. 31 А 1 и 31 А 2 - схема оптической системы, использованной при юстировке элементов второй оптической системы в образующем лазерный луч модуле согласно первому варианту осуществления; юстировка выполняется таким образом, что астигматизм после двухфункциональной дифракционной решетки уменьшается до нуля; фиг. 31 В - рабочая диаграмма, указывающая процедурные стадии, использованные для юстировки элементов второй оптической системы в образующем лазерный луч модуле из фиг. 23; юстировка выполняется таким образом, что астигматизм после двухфункционального голографического оптического элемента уменьшается до нуля, согласно изобретению; фиг. 31 С 1 и 31 С 2 - рабочая диаграмма,описывающая процедуру сборки элементов образующего лазерный луч модуля согласно второму варианту осуществления и детализацию его геометрических и оптических параметров в соответствии с принципами настоящего изобретения; фиг. 31D - вид сбоку первой и второй оптических систем образующего лазерный луч модуля из фиг. 23, показанных связанными друг с другом и установленными на оптической скамье голографического сканера, согласно изобретению; 26 фиг. 32 - вид в поперечном сечении с местным разрезом одного канала сканирования системы лазерного сканирования согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения; показаны подсистема обнаружения света согласно первому варианту осуществления, содержащая голографический сканирующий диск, закрепленный на двигателе с возможностью вращения, образующий лазерный луч модуль, относящийся к этому каналу сканирования, вместе с изменяющим траекторию луча зеркалом, параболическим, фокусирующим свет зеркалом и фотоприемником; фиг. 33 А, 33 В и 33 С - рабочая диаграмма,описывающая способ проектирования подсистемы приема и обнаружения света для голографического сканера, в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 34 - геометрическая модель проектируемого голографического сканера до детализации параболического зеркала и фотоприемников, согласно изобретению; фиг. 35 А 1 и 35 А 2 - модель геометрической оптики подсистемы обнаружения света, показанной на фиг. 32, в которой не использованы кросс-поляризаторы, согласно изобретению; фиг. 35 В - ряд параметров, использованных для описания оптической модели из фиг. 35 А 1 и 35 А 2, согласно изобретению; фиг. 35 В 1 - ряд принятых значений для параметров, использованных в оптической модели из фиг. 35 А 1 и 35 А 2, согласно изобретению; фиг. 35 С 1 и 35 С 2 - ряд математических выражений, описывающих связи между отдельными параметрами модели геометрической оптики из фиг. 35 А 1 и 35 А 2, согласно изобретению; фиг. 35D1 - кривая нормированной средней эффективности дифракции света для первой голографической сканирующей фасетки на сканирующем диске как функция отклонения от угла Брэгга (т.е. e); нормирование осуществлено относительно максимальной дифракционной эффективности первой фасетки при угле Брэгга,согласно изобретению; фиг. 35D2 - кривая нормированной средней эффективности дифракции света для шестнадцатой голографической сканирующей фасетки на сканирующем диске как функция отклонения от угла Брэгга (т.е. e); нормирование осуществлено относительно максимальной дифракционной эффективности шестнадцатой фасетки при угле Брэгга, согласно изобретению; фиг. 36 - вид сбоку в поперечном сечении с местным разрезом одного канала сканирования системы лазерного сканирования; показаны подсистема обнаружения света согласно второму варианту осуществления, содержащая голографический сканирующий диск, закрепленный с обеспечением возможности вращения на двигателе, образующий лазерный луч модуль, от 27 носящийся к показанному каналу сканирования,вместе с изменяющим траекторию луча зеркалом, параболическим, фокусирующим свет зеркалом, фотоприемником и кросс-поляризационным S-фильтром, расположенным перед фотоприемником; фиг. 37 А - ряд параметров, использованных для описания оптической модели подсистемы из фиг. 36, в которой поляризационный Sфильтр помещен перед фотоприемником; модель геометрической оптики для подсистемы имеет структуру, аналогичную структуре модели геометрической оптики, показанной на фиг. 35 А 1 и 35 А 2 для подсистемы без кроссполяризаторов, согласно изобретению; фиг. 37 А 1 - ряд принятых значений для параметров, использованных в оптической модели подсистемы из фиг. 36, согласно изобретению; фиг. 37 В - ряд математических выражений,описывающих связи между отдельными параметрами модели геометрической оптики для подсистемы из фиг. 36, согласно изобретению; фиг. 37 С 1 - кривая нормированной эффективности дифракции света для первой голографической сканирующей фасетки на сканирующем диске к свету с Р-поляризацией как функция отклонения от угла Брэгга (т.е. e); нормирование осуществлено относительно максимальной дифракционной эффективности первой фасетки при угле Брэгга, согласно изобретению; фиг. 37 С 2 - кривая нормированной эффективности дифракции света для шестнадцатой голографической сканирующей фасетки на сканирующем диске к свету с S-поляризацией как функция отклонения от угла Брэгга (т.е. e); нормирование осуществлено относительно максимальной дифракционной эффективности шестнадцатой фасетки при угле Брэгга, согласно изобретению; фиг. 38 А - ряд параметров, использованных для описания оптической модели подсистемы из фиг. 36, в которой поляризационный Sфильтр помещен перед фотоприемником; модель геометрической оптики подсистемы имеет структуру, аналогичную структуре модели геометрической оптики, показанной на фиг. 35 А 1 и 35 А 2 для подсистемы без кросс-поляризаторов,согласно изобретению; фиг. 38 А 1 - ряд принятых значений для параметров, использованных в оптической модели подсистемы из фиг. 36, согласно изобретению; фиг. 38 В 1 и 38 В 2 - ряд математических выражений, описывающих связи между отдельными параметрами модели геометрической оптики для подсистемы из фиг. 36 с использованием S-поляризатора, согласно изобретению; фиг. 38 С 1 - кривая нормированной эффективности дифракции света для первой голографической сканирующей фасетки на сканирую 002627 28 щем диске к свету с Р-поляризацией как функция отклонения от угла Брэгга (т.е. e); нормирование осуществлено относительно максимальной дифракционной эффективности первой фасетки при угле Брэгга, согласно изобретению; фиг. 38 С 2 - кривая нормированной эффективности дифракции света для шестнадцатой голографической сканирующей фасетки на сканирующем диске к свету с Р-поляризацией как функция отклонения от угла Брэгга (т.е. e); нормирование осуществлено относительно максимальной дифракционной эффективности шестнадцатой фасетки при угле Брэгга, согласно изобретению; фиг. 39 - диаграмма лучевой оптики, показывающая пути самого внутреннего и самого внешнего лучей света, воспринятых голографической сканирующей фасеткой на сканирующем диске; диаграмма относится к подсистеме обнаружения света согласно настоящему изобретению; фиг. 40 А - вид сверху трехмерной геометрической модели сканирующего диска внутри лазерного сканера, согласно настоящему изобретению; показана первая стадия способа, использованного для определения первой границы по ширине собирающего свет параболического участка поверхности, который предназначен для использования в подсистеме обнаружения света; фиг. 40 В - вид сверху трехмерной геометрической модели сканирующего диска внутри лазерного сканера согласно настоящему изобретению; показана вторая стадия способа, использованного для определения второй границы по ширине собирающего свет параболического участка поверхности, который предназначен для использования в подсистеме обнаружения света; фиг. 41 - вид сбоку в поперечном сечении с местным разрезом одного канала сканирования системы лазерного сканирования согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения; показаны окно сканирования в кожухе сканера, голографический сканирующий диск просветного объемного типа, закрепленный с обеспечением возможности вращения на двигателе, образующий лазерный луч модуль, относящийся к показанному каналу сканирования,вместе с изменяющим траекторию луча зеркалом, голографическим, фокусирующим свет элементом объемного отражательного типа и фотоприемником; фиг. 42 - вид сбоку в поперечном сечении с местным разрезом одного канала сканирования лазерной системы сканирования согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения; показаны голографический сканирующий диск просветного объемного типа, закрепленный с обеспечением возможности вращения на двигателе, образующий лазерный луч модуль, относящийся к показанному каналу сканирования, вместе с изменяющим траекто 29 рию луча зеркалом, одним отклоняющим свет зеркалом, фокусирующей свет оптикой и фотоприемником, размещенным перед сканирующим диском; фиг. 43 А и 43 В - виды сбоку в поперечном сечении с местным разрезом одного канала сканирования лазерной системы сканирования согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения; показаны голографический сканирующий диск просветного объемного типа, закрепленный с обеспечением возможности вращения на двигателе, образующий лазерный луч модуль, относящийся к показанному каналу сканирования, вместе с изменяющим траекторию луча зеркалом, двумя отклоняющими свет зеркалами, фокусирующей свет оптикой и фотоприемником, размещенным под сканирующим диском; фиг. 44 - вид сбоку в поперечном сечении с местным разрезом одного канала сканирования лазерной системы сканирования согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения; показаны голографический сканирующий диск, закрепленный с обеспечением возможности вращения на двигателе, образующий лазерный луч модуль, относящийся к показанному каналу сканирования, вместе с изменяющим траекторию луча зеркалом, голографическим, фокусирующим свет элементом объемного просветного типа и фотоприемником, размещенным над сканирующим диском; фиг. 45 А и 45 В - перспективные схематические виды системы сканирования символов кода, в которых голографический лазерный сканер, согласно настоящему изобретению, использован для обнаружения присутствия символов кода в пределах его объема сканирования, а быстродействующий лазерный сканер с переменным фокусным расстоянием использован для сканирования области, в которой находится обнаруженный символ кода, с целью сбора данных сканирования с высоким разрешением и использования их в процессе декодирования; фиг. 46 - перспективный вид автоматического удерживаемого в руке голографического лазерного устройства сканирования, выполненного в соответствии с принципами настоящего изобретения; фиг. 47 - схематическое представление автоматического удерживаемого в руке голографического устройства сканирования, выполненного в соответствии с настоящим изобретением и формирующего диаграмму лазерного двухмерного сканирования растрового типа в пределах объема трехмерного сканирования; и фиг. 48 - схематическое представление автоматического голографического средства лазерного сканирования, согласно настоящему изобретению; средство показано закрепленным на обратной стороне ладони для применения с сохранением свободной руки. 30 Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения Установка, согласно настоящему изобретению, реализована в виде автоматической системы считывания символа кода, имеющей быстродействующий механизм голографического лазерного сканирования, а также процессор данных просмотра для обработки с декодированием сигналов данных просмотра, получаемых при этом. Однако для удобства формулировки термин голографический лазерный сканер будет использоваться в дальнейшем для обозначения системы считывания символа штрихового кода, которая содержит механизм голографического лазерного сканирования, согласно настоящему изобретению. Голографическая лазерная сканирующая система, содержащая голографический лазерный сканирующий диск просветного объемного типа Голографический лазерный сканер 1 фиг. 1 А, 1 В и 1 С можно использовать в различных вариантах сканирования символа кода. На фиг. 1 А голографический лазерный сканер установлен в хранилище и используется для считывания символов 2 штрихкода на упаковках 3 для сортировки и маршрутизации. На фиг. 1 В голографический лазерный сканер установлен над дверным проемом складского помещения как часть оборудования для автоматизированной обработки и используется для считывания символов штрихкода на упаковках, загружаемых на склад и выгружаемых из него. На фиг. 1 С голографический лазерный сканер установлен, также как часть оборудования для автоматизированной обработки, над дверным проемом контейнера-хранилища, расположенного напротив загрузочного причала, при этом сканер используется для считывания символов штрихкода на упаковках, загружаемых в контейнер или выгружаемых из него. Понятно, что голографическую сканирующую систему, согласно настоящему изобретению, можно использовать на местах продажи, обычно предусмотренных в магазинах розничной торговли. На фиг. 2 голографическая сканирующая система 1 показана в виде, когда компактный защитный кожух 4 удален от плиты 5, которая служит оптической скамьей для различных оптических и электрооптических элементов. В этом варианте осуществления полная высота кожуха сканера составляет 176,8 мм при ширине и длине 305 и 348 мм соответственно, чтобы обеспечить полный внутренний объем под кожухом (объем сканера) Vкожуха примерно 18746,8 см 3 при глубине кожуха сканера 176,8 мм. Как будет описано более подробно ниже,суммарный объем трехмерного сканирования,создаваемый сверхкомпактным кожухом, составляет 240520 см 3 при глубине поля сканирования 76,2 см. Важно, что разрешение символа штрихкода, с которым растровое изображение, 31 согласно описываемому варианту осуществления, обеспечивается в любом месте в пределах объема Vсканирования трехмерного лазерного сканирования, составляет примерно 0,43 мм, оцениваемое как минимальная ширина элемента. Показатель качества Vсканирования/Vкожуха составляет 13,15. Как станет понятно далее, использование принципов проектирования и способов настоящего изобретения, раскрытых здесь, позволяет оптимизировать показатель качестваVсканирования/Vкожуха в различных условиях. Как показано на фиг. 2 А, голографическая сканирующая система содержит три лазерные сканирующие станции 6 А, 6 В и 6 С, симметрично расположенные вокруг голографического сканирующего диска 7. Как лучше показано на фиг. 2 В и 3, голографический сканирующий диск содержит две стеклянные пластинки 8 А и 8 В, между которыми закреплены в некотором количестве специально разработанные голографические оптические элементы, называемые ниже голографическими сканирующими фасетками или голографическими фасетками. Каждая голографическая фасетка 9 реализована в виде объемной дифрагирующей свет голограммы просветного типа, имеющей наклонную интерференционную структуру с изменяющейся пространственной частотой для обеспечения требуемой характеристики фокусного расстояния f1. Оптическая дифракционная эффективность таких объемных дифрагирующих свет голограмм как функция угла падения Ai, глубины модуляции ni, а также потерь в регистрирующей среде рассмотрена весьма подробно в широко известной статье под названием Теория связанных волн для решеток на основе толстых голограмм (автор Хервиг Когельник),опубликованной в журнале The Bell SystemTechnical Journal (BSTJ), т. 8,9, (ноябрь 1969), с. 2909-2947. Стеклянные опорные пластинки 8 А и 8 В,образующие часть голографического сканирующего диска, прикреплены к опорной втулке 10. В свою очередь опорная втулка закреплена на валу высокооборотного электродвигателя 11. Другими существенными субкомпонентами каждой лазерной сканирующей станции являются образующий лазерный луч модуль 12 А (12 В,12 С), плоское, изменяющее траекторию луча зеркало 13 А (13 В, 13 С), параболический, фокусирующий свет элемент, например, зеркало или объемная отражательная голограмма 14 А (14 В,14 С), фотоприемник 15 А (15 В, 15 С) с необязательным кросс-поляризационным фильтрующим элементом 16 А (16 В, 16 С), расположенным по другую сторону, плата 17 А (17 В, 17 С) аналоговой обработки сигналов данных сканирования и плата 18 А (18 В, 18 С) цифровой обработки сигналов данных сканирования. С целью упрощения рассмотрения при описании лазерных сканирующих станций ссылки будут делаться на станцию 6 А. Однако понятно, что станции 6 В 32 и 6 С имеют аналогичную конструкцию и работают, по существу, так же, как станция 6 А. Функция каждого образующего лазерный луч модуля заключается во взаимодействии с голографическим сканирующим диском и в формировании из излучения лазерного диода видимой области спектра лазерного луча с требуемыми характеристиками поперечного сечения луча, т.е. имеющего отношение размеров,соответствующее эллипсу или кругу, и свободного от астигматизма и дисперсии, которые в других случаях связаны с непосредственной передачей лазерного луча от лазерного диода видимой области спектра через вращающуюся голографическую сканирующую фасетку во время осуществления операций сканирования лазерного луча. Когда лазерный луч, падающий от лазерного диода видимой области спектра,проходит через отдельную голографическую сканирующую фасетку на вращающемся сканирующем диске, он дифрагирует в предварительно заданное направление ухода, т.е. под угломBi дифракции, определяемое во время процесса проектирования голографического диска. Функция изменяющего траекторию луча зеркала, связанного с каждой сканирующей станцией, заключается в изменении, т.е. в изломе направления уходящего дифрагированного лазерного луча относительно его направления ухода до направления, необходимого для образования соответствующей плоскости лазерного сканирования. Существенно, что когда образованная плоскость лазерного сканирования пересекается плоской поверхностью, например несущей символ штрихкода, линейная строка развертки переносится на поверхность пересечения, как это показано на фиг. 5. Угловые размеры каждой результирующей плоскости сканирования определяются углом сканирования si, связанным с геометрией сканирующей фасетки и с коэффициентом умножения М угла сканирования, зависящим от нее же, что будет описано более подробно в дальнейшем. Когда символ штрихкода сканируется посредством одной из плоскостей лазерного сканирования, падающий свет лазера рассеивается согласно закону Ламберта для диффузных отражающих поверхностей. Часть этого лазерного света отражается обратно по направлению траектории уходящего луча, удаляется от поверхности изменяющего траекторию луча зеркала и затем через ту же самую голографическую сканирующую фасетку, которая создает соответствующую плоскость сканирования на Траспространения = 2fi/c секунд ранее, где с - скорость света. Когда отраженное лазерное излучение проходит через голографическую сканирующую фасетку на своем обратном пути по направлению к параболическому зеркалу,расположенному под сканирующим диском, то поступающие световые лучи попадают на голографическую сканирующую фасетку примерно под углом Брэгга к ней (т.е. Bi) и поэтому еще 33 раз сильно дифрагируют по направлению к параболическому зеркалу вдоль его оптической оси. Параболическое зеркало, в свою очередь,фокусирует эти принятые световые лучи и перенаправляет их через голографическую сканирующую фасетку под углами, значительно отличающимися от угла Брэгга (т.е. под угламиAi), чтобы они передавались посредством этого по направлению к фотоприемнику с минимальными потерями, обусловленными внутренней дифракцией в пределах голографической фасетки. Новый способ проектирования подсистемы обнаружения света будет описан более подробно в дальнейшем для различных видов голографических сканирующих дисков и способов поляризации света. Как показано на фиг. 3, голографические фасетки на голографическом сканирующем диске расположены на его поверхности способом,который позволяет использовать всю площадь поверхности приема света, предусмотренной между наружным радиусом сканирующего диска, обозначенным как rнаружный, и его внутренним радиусом, обозначенным как rвнутренний. В описываемом варианте осуществления использованы шестнадцать голографических сканирующих фасеток в сочетании с тремя независимыми источниками лазерных лучей, чтобы обеспечить всенаправленную диаграмму лазерного сканирования, имеющую сорок восемь (48) плоскостей лазерного сканирования, которые периодически образуются со скоростью, превышающей 56 раз в секунду. Однако понятно, что это число будет изменяться от варианта осуществления к варианту осуществления и поэтому не ограничено конкретным значением. Как будет описано ниже, геометрия каждой голографической фасетки рассчитана таким образом, что 1) каждая из шестнадцати закрепленных голографических фасеток имеет, по существу, одну и ту же эффективность улавливания света Ламберта, не зависящую от фокусного расстояния, и 2) площадь поверхности приема света всех голографических фасеток соответствует всей доступной площади поверхности приема света между наружным радиусом и внутренним радиусом сканирующего диска, т.е. используется вся площадь. Преимущество этого аспекта изобретения заключается в том, что оптические сигналы данных сканирования образуются с максимальным отношением сигнал/шум и после этого воспринимаются фотоприемником в каждой лазерной сканирующей станции системы. Конечно, это означает, что характеристики и качество сигналов данных сканирования при обработке сигналов будут более высокими. Как показано на фиг. 3, каждая голографическая фасетка на поверхности сканирующего диска описывается рядом оптических параметров и рядом параметров голографической записи. Геометрические параметры задают, в конечном счете, различные физические характеристи 002627 34 ки фасетки, такие как местоположение фасетки на диске, определяемое заранее присвоенным номером фасетки (т.е. i = 1, 2, 3,или 16), ее i-я площадь поверхности приема света, рассчитанная так, чтобы достичь высокой дифракционной эффективности к приходящим световым лучам по Брэггу, угол фасетки пов.i, настроенный угол поворота фасетки 'пов.i, действительный угол сканирования фасетки развертки i (определенный для луча диаметром dлуча и зазоров dзазора на границах разделов) и поверхностные границы SBi,занимаемые голографическими фасетками на сканирующем диске, которые обычно имеют нерегулярную форму вследствие оптимизированной площади поверхности улавливания света голографического диска. Оптические параметры, относящиеся к каждой голографической фасетке, включают длину волны , на которой предполагается восстанавливать объектный луч,угол наклона голографической фасетки Ai, уголBi ее дифракции, коэффициент умножения Mi угла сканирования, фокусное расстояние fi фасетки и т.д. В отличие от других параметров,относящихся к каждой фасетке, параметры записи определяют толщину Т записывающей среды (например, бихромированной желатины),используемой во время записи голографической фасетки, средний объемный показатель преломления записывающей среды и глубину модуляции (т.е. индекс модуляции) ni, зависящий от интерференционной структуры, которая образована в записывающей среде. Совместно эти параметры будут именоваться конструктивными параметрами, поскольку они необходимы для конструирования голографической фасетки, к которой они относятся. В сканирующей системе настоящего изобретения основная функция каждой голографической фасетки заключается в отклонении падающего лазерного луча по направлению определенной траектории в трехмерном пространстве, чтобы образовать соответствующую плоскость сканирования в пределах объема трехмерного лазерного сканирования, создаваемого сканирующей системой. Совокупность плоскостей лазерного сканирования, образованная некоторым количеством голографических фасеток во взаимодействии с тремя образующими лазерные лучи модулями, формирует весьма узкую трехмерную диаграмму сканирования в пределах очень ограниченного объема сканирования сканирующей системы. Как показано на фиг. 5, голографический лазерный сканер согласно описываемому варианту осуществления периодически излучает из своего сверхкомпактного кожуха 4 сканера, при этом составная трехмерная диаграмма направленности лазерного сканирования включает сорок восемь плоскостей лазерного сканирования с четырьмя различными фокальными плоскостями. Это означает, что двенадцать различных 35 плоскостей лазерного сканирования сфокусированы в каждой из четырех различных фокальных плоскостей в пределах объема трехмерного сканирования. Как показано, каждая из фокальных плоскостей проходит, по существу, параллельно окну сканирования голографического лазерного сканера, а сами плоскости расположены на разных расстояниях от окна сканирования. Поэтому, когда каждая одна из этих плоскостей сканирования пересекается плоским объектом, таким как картонная стенка, двенадцать линий лазерного сканирования проецируются на ее поверхность, как это наилучшим образом показано на фиг. 5. Наиболее важные детали диаграммы лазерного сканирования согласно изобретению будут описаны ниже. На фиг. 2 В показана более детально одна из лазерных сканирующих станций в голографическом сканере. Как показано на этой фигуре,изменяющее траекторию луча зеркало, которое взаимодействует с каждой лазерной сканирующей станцией, имеет, по существу, плоскую отражающую поверхность 15 и закреплено по касательной к прилегающему голографическому сканирующему диску. В иллюстративном варианте осуществления изменяющее траекторию луча зеркало 13 А в указанном положении закреплено относительно плиты кожуха (т.е. оптической скамьи) 5 посредством использования поддерживающих стоек 16 А и 17 А и заднего поддерживающего кронштейна 18 А. Выбор угла наклона j-го изменяющего траекторию зеркала относительно нормали к голографическому диску , будет более подробно рассмотрен при описании процесса проектирования сканера. Характерно, что для минимизации высоты кожуха голографического сканера, обозначенного как"h" и, следовательно, для проектирования действительно сверхкомпактного голографического лазерного сканера, необходимо минимизировать высоту каждого j-го изменяющего траекторию луча зеркала, отсчитываемую относительно плиты кожуха и обозначаемую как Yj. Процесс проектирования настоящего изобретения происходит таким путем, в соответствии с которым предусмотрена процедура определения минимальной высоты Yj при заданных диаграмме лазерного сканирования, разрешении и размера голографического диска, и поэтому характеризует новый способ проектирования компактного голографического лазерного сканера, имеющего физические размеры, до настоящего времени недостижимые, если использовать известные способы. Хотя способ проектирования настоящего изобретения, показанный здесь, применен к компактному переносному голографическому лазерному сканеру, он без труда может быть применен к ручным, удерживаемым в руках, а также к установленным на станине голографическим лазерным сканерам. Как показано на фиг. 2 В, образующий лазерный луч модуль, объединенный с каждой 36 лазерной сканирующей станцией, установлен на оптической скамье (т.е. на плите 5 кожуха) непосредственно под связанным с ним изменяющим траекторию луча зеркалом. В зависимости от варианта осуществления образующего лазерный луч модуля, содержащегося в конструкции голографического лазерного сканера, положение образующего лазерный луч модуля может быть различным. Однако предпочтительно, чтобы геометрические размеры изменяющих траекторию зеркал совместно с геометрическими размерами голографического диска были исключительными определяющими факторами для ширины и длины кожуха сканера, и в то же самое время геометрические размеры изменяющих траекторию зеркал и параболических, фокусирующих свет зеркал, расположенных под голографическим сканирующим диском, были исключительными определяющими факторами для высоты кожуха сканера. Это означает, что при проектировании голографического лазерного сканера в соответствии с заявленным способом местоположения образующих лазерные лучи модулей, плат обработки сигналов, двигателя для вращения голографического сканирующего диска, фотоприемников, изменяющих траекторию лучей зеркала, подсистемы обнаружения света и все другие элементы, кроме голографического сканирующего диска, не накладывают ограничений на геометрические размеры кожуха сканера. Кратко, в соответствии с принципами конструирования и проектирования настоящего изобретения, вышеописанные элементы голографического сканера можно устанавливать на оптической скамье в пределах ограничений по высоте, ширине и длине, задаваемых только геометрическими размерами голографического сканирующего диска, изменяющих траекторию лучей зеркал и параболических, собирающих свет зеркал под голографическим диском. Однако, как будет показано при подробном описании способа проектирования сканера, геометрические размеры диаграммы лазерного сканирования в пределах объема Vсканирования трехмерного сканирования являются такими,что, в конечном счете, определяют ограничения по высоте, ширине и длине, которые необходимо накладывать на геометрические размеры голографического диска, изменяющих траекторию лучей зеркал, и параболических, собирающих свет зеркал ниже голографического сканирующего диска. Поэтому технические требования для диаграммы лазерного сканирования должны осуществляться с учетом основных ограничений для процесса проектирования голографического сканера согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг. с 2 А по 2D, три образующих лазерные лучи модуля 12 А, 12 В и 12 С установлены на плите 5 симметрично вокруг оси вращения вала электродвигателя 11. Во время осуществления операций лазерного сканирования эти образующие лазерные лучи мо 37 дули создают три независимых лазерных луча,направленных на края голографического диска под углом падения Ai, который благодаря симметрии диаграммы лазерного сканирования согласно описываемому варианту осуществления является одним и тем же для каждой лазерной сканирующей станции (т.е. Ai=43 для всех значений i). Наклонные лазерные лучи, созданные тремя образующими лазерные лучи модулями 12 А, 12 В и 12 С, распространяются вдоль трех центральных опорных плоскостей 19 А, 19 В и 19 С, при этом каждый луч проходит по нормали к плоскости плиты 5 и расположен на угловом расстоянии 120 от прилегающих соседних центральных плоскостей, как это лучше всего показано на фиг. 2D. Хотя центральные опорные плоскости не являются реальными (т.е. они являются только виртуальными), они полезны при описании подробной геометрической конструкции каждой лазерной сканирующей станции в голографическом лазерном сканере настоящего изобретения. Как показано на фиг. 2 В, фотоприемник каждой лазерной станции установлен вдоль ее центральной опорной плоскости над голографическим диском и расположен противоположно изменяющему траекторию луча зеркалу, вследствие чего он не загораживает или, иначе, не взаимодействует с возвращающимися (т.е. с входящими) лазерными световыми лучами, отраженными от светоотражающих поверхностей(например, от поверхностей продуктов, символов штрихкодов и т.д.) во время выполнения операций лазерного сканирования и приема света. В описываемом варианте три фотоприемника 15 А, 15 В и 15 С закреплены в соответствующих положениях с помощью поддерживающей рамы 20, которая устойчиво прикреплена к оптической скамье посредством вытянутых вертикально поддерживающих элементов 21 А, 21 В и 21 С. Электрический аналоговый сигнал данных сканирования, снимаемый с каждого фотоприемника, обрабатывается известным образом с помощью платы аналоговой обработки сигналов данных сканирования, которая также закреплена на поддерживающей раме 20 фотоприемника. Заметим, что высота закрепленной платы фотоприемника, отсчитываемая от плиты (т.е. от оптической скамьи), выбрана меньшей, чем минимальная высота, на которую изменяющие траекторию лучей зеркала должны продолжаться над голографическим диском, чтобы получить предварительно определенную диаграмму лазерного сканирования. На практике этот параметр высоты не выбирают (т.е. не задают) до тех пор, пока проектирование голографического диска полностью не завершено в соответствии с процессом проектирования, когда точно определены ограничения, накладываемые на процесс проектирования диска. Как будет пояснено более подробно в дальнейшем, использование программы табличных вычислений для аналитического мо 002627 38 делирования геометрической конструкции лазерной сканирующей установки и геометрической оптики для процесса сканирования лазерного луча позволяет разработчику определить геометрические параметры, связанные с голографическими сканирующими фасетками на диске, который для заданной максимальной высоты Yj изменяющих траекторию лучей зеркал будет формировать заранее заданную диаграмму лазерного сканирования (включая разрешение в фокальной плоскости) при максимальном использовании имеющейся площади приема света на голографическом сканирующем диске. Как лучше показано на фиг. 2 В, 2 С, 2D и 14, параболическое, собирающее свет зеркало,входящее в каждую лазерную сканирующую станцию, расположено под голографическим сканирующим диском по направлению центральной опорной плоскости, связанной с лазерной сканирующей станцией. Хотя это неочевидно, но точное расположение параболического, собирающего свет элемента, например зеркала, относительно голографических фасеток на сканирующем диске является необходимым условием для эффективного обнаружения света фотоприемником, входящим в каждую лазерную сканирующую станцию. Размещение фотоприемника в фокусе параболического, фокусирующего свет зеркала само по себе не является достаточным для оптимального обнаружения света в подсистеме обнаружения света, согласно изобретению. Точный анализ должен быть выполнен с учетом световой дифракционной эффективности голографических фасеток сканирующего диска и в соответствии с поляризационным состоянием (поляризационными состояниями) принятых и сфокусированных световых лучей, передаваемых через них для обнаружения. Как станет более понятным в дальнейшем,цель такого анализа световой дифракционной эффективности заключается в обеспечении возможности выполнения двух важных условий, а именно: 1) по существу, все входящие лучи света, отраженные от объекта, например от символа штрихкода, и проходящие через голографическую фасетку, формирующую соответствующий текущий сканирующий луч, собираются параболическим, собирающим свет зеркалом; и 2) все лучи света, собранные параболическим,собирающим свет зеркалом, фокусируются через ту же самую голографическую фасетку на фотоприемник, объединенный со станцией, при минимальных потерях, связанных с дифракцией света и с рассеянием вследствие преломления внутри голографической фасетки. В дальнейшем будет описана детально процедура для проектирования и установки параболического,собирающего свет зеркала, отвечающего критическим условиям работы, указанным выше. Как показано на фиг. с 2 А по 2D, три платы 18 А, 18 В и 18 С цифровой обработки сигналов данных сканирования установлены таким 39 образом, что обеспечивается прием и обработка аналоговых сигналов данных сканирования,формируемых соответственно платами 17 А, 17 В и 17 С аналоговой обработки сигналов данных сканирования. Как показано на фиг. 2 А и 2 В,каждая плата цифровой обработки сигналов данных сканирования установлена вертикально между парой соседних изменяющих траекторию луча зеркал, рядом с тангенциальной кромкой голографического диска в пределах объема сканирования, ограниченного геометрическими размерами голографического диска и изменяющих траекторию лучей зеркал. Плата 21 централизованной обработки также установлена на плите для обработки сигналов, формируемых на плате цифровой обработки сигналов данных сканирования. Обычная плата 22 источника питания также установлена на плите в одном из ее углов. Функции плат цифровой обработки сигналов данных сканирования, платы централизованной обработки и платы источника питания будут описаны более подробно в сочетании с функциональной схемой системы, приведенной на фиг. 4. Как показано, электрические кабели использованы для передачи электрических сигналов от каждой платы аналоговой обработки сигналов данных сканирования к соответствующей ей связанной плате цифровой обработки сигналов данных сканирования, а от каждой платы цифровой обработки сигналов данных сканирования к плате централизованной обработки. С помощью жгута проводов (не показан) напряжения стабилизированного источника питания подаются на плату 21 централизованной обработки сигналов для распределения по различным электрическим и электрооптическим приборам, которым необходимо электропитание внутри голографического лазерного сканера. От стандартного источника питания напряжением 120 В частотой 60 Гц электроэнергия поступает по гибким проводам (не показаны) к плате источника питания. Данные символов с платы централизованной обработки передаются по кабелю последовательной передачи данных,подключенному к последовательному выводу(например, к RS232), с которого они передаются на гнездо 23, установленное на стенке кожуха сканера. Эти данные могут быть переданы к любому хост-устройству 24 посредством кабеля с последовательной (или с параллельной) передачей данных, приемопередатчика радиочастотных сигналов или других средств связи, известных в данной области техники. Кожух сканера имеет три симметрично расположенных отверстия 25 А, 25 В и 25 С (фиг. 2 Е) для передачи света, образованные в поверхности 26 его верхней стенки. Каждое из этих отверстий для передачи света образует планарную область, которая параллельна сканирующему диску, с возможностью вращения закрепленному на валу электродвигателя 11. Чтобы защитить оптические элементы от грязи, влаги и 40 т.п., окно 26 лазерного сканирования, изготовленное предпочтительно из ударопрочной пластмассы, установлено поверх отверстий для передачи света с использованием резиновых прокладок и известных способов монтажа. В описываемом варианте осуществления каждое окно 26 лазерного сканирования имеет спектральноизбирательную характеристику передачи света и в сочетании со спектрально-избирательным фильтром 27, расположенным перед каждым фотоприемником внутри кожуха, образует подсистему узкополосной спектральной фильтрации, которая выполняет две различные функции. Первая функция подсистемы узкополосной спектральной фильтрации заключается в передаче только оптических волн, находящихся в красной области видимого диапазона спектра,чтобы придать красноватый цвет или полупрозрачный характер окну лазерного сканирования. Это делает внутренние оптические элементы менее видимыми и поэтому значительно улучшает внешний вид голографической лазерной сканирующей системы. Эта особенность также делает голографический лазерный сканер менее устрашающим в местах продажи, где он может использоваться. Вторая функция подсистемы узкополосной спектральной фильтрации заключается в передаче к фотоприемнику для обнаружения только узкополосных спектральных составляющих, образующих уходящий лазерный луч, который формируется образующим лазерный луч модулем. При использовании источников с множеством лазерных лучей в любой голографической лазерной сканирующей системе обычно возникает проблема перекрестной помехи между соседними подсистемами обнаружения света, и эта проблема должна разрешаться соответствующим образом. Причина возникновения проблемы перекрестной помехи хорошо известна. Она обусловлена тем, что спектральные составляющие одного лазерного луча воспринимаются соседним фотоприемником. Хотя это не совсем очевидно, голографический сканирующий диск рассчитан таким образом, что свет, образованный одним лазерным лучом (например, j = 1) и отраженный сканируемым символом кода гделибо в объеме Vсканирования, будет попадать на область приема света сканирующего диска, связанного с соседней подсистемой обнаружения света без соблюдения условия Брэгга. Поэтому уровни соседних поступающих сигналов данных сканирования, по существу, не обнаруживаются каждым фотоприемником в голографическом лазерном сканере иллюстративного варианта осуществления, содержащем три лазерные сканирующие станции. Оптические характеристики сканирующих фасеток на сканирующем диске, которые обеспечивают эту возможность, будут рассмотрены более подробно в дальнейшем при описании процесса проектирования сканирующего диска. 41 Как показано на фиг. 3, голографический сканирующий диск заявленного изобретения отличается от любого другого известного лазерного сканирующего диска в двух существенных отношениях. Во-первых, в действительности вся используемая площадь поверхности сканирующего диска, находящаяся между внешней кромкой опорной втулки 10 и внешней кромкой сканирующего диска, является площадью поверхности улавливания всех шестнадцати голографических сканирующих фасеток, и эта поверхность находится поверх выделенной области. Во-вторых, каждая голографическая сканирующая фасетка имеет, по существу, такую же эффективность улавливания света Ламберта, как все другие сканирующие фасетки. В противоположность известным лазерным сканирующим дискам геометрия каждой голографической фасетки на сканирующем диске является заметно нерегулярной, произвольной и, возможно, даже странной для глаз наблюдателей. Однако дело заключается не только в этом. Как будет описано более подробно в дальнейшем, процесс проектирования сканирующего диска содержит две основные стадии: первую - стадию аналитического моделирования, во время которой конкретные оптические и геометрические параметры определяют для каждой голографической фасетки в рамках совокупности ограничений для сканирующей системы, и вторую - стадию размещения голографических фасеток, во время которой разработчик сканирующего диска располагает каждую голографическую фасетку на опорном диске таким образом, чтобы в результате размещения вся доступная площадь поверхности могла использоваться. Хотя способ проектирования диска позволяет выбирать некоторые геометрические параметры, связанные с каждой рассчитанной голографической фасеткой, на основе свободы выбора и суждений разработчика диска (предпочтительно, с использованием средства автоматизированного проектирования) во время стадии размещения голографических фасеток определенные геометрические параметры, такие как суммарная площадь поверхности каждой i-й площади фасетки, поворот сканирующей развертки (или угол 'пов) и внутренний радиус ri определяются во время стадии аналитического моделирования с помощью геометрической структуры (например,длины линии сканирования, фокальной плоскости и относительного положения в диаграмме сканирования), связанной с соответствующей линией P(i,j) лазерного сканирования, которая формируется голографической фасеткой в пределах фокальной плоскости заранее заданной диаграммы лазерного сканирования. Следовательно, отдельные параметры, определенные во время стадии аналитического моделирования процесса проектирования, действуют как ограничения для проектировщика диска во время стадии размещения фасеток. Поэтому гологра 002627 42 фические фасетки, расположенные на сканирующем диске, имеют особые геометрические характеристики, которые непосредственно определяются геометрическими свойствами диаграммы лазерного сканирования, создаваемой ими, а также оптическими свойствами, относящимися к лазерному лучу и к голографическим фасеткам, расположенным на сканирующем диске. Этот факт, пока трудно уловимый, станет совершенно очевидным при подробном описании процесса проектирования голографического сканирующего диска, согласно изобретению. Как показано на схеме системы, представленной на фиг. 4, голографическая лазерная сканирующая система содержит ряд системных элементов, многие из которых расположены на платах, описанных выше. Для простоты рассмотрение этих системных элементов будет сделано посредством описания элементов, расположенных на каждой из вышеописанных плат, а затем будут описаны средства сопряжения и взаимосвязи между ними. В описываемом варианте осуществления каждая плата 17 А, 17 В, 17 С аналоговой обработки сигналов сканирования имеет следующие установленные на ней элементы: фотоприемник 17 А (17 В, 17 С), например кремниевый фотоэлемент, для обнаружения аналоговых сигналов данных сканирования (как описывалось выше),схему 35 А (35 В, 35 С) обработки аналоговых сигналов для обработки обнаруженных аналоговых сигналов данных сканирования, датчик 36 А(36 В, 36 С) сигнала дифракции нулевого порядка для обнаружения сигнала низкого уровня дифракции нулевого порядка, образуемого каждой голографической фасеткой на вращающемся сканирующем диске во время выполнения операции сканирования, и схемы 37 А (37 В, 37 С) обработки сигналов для обнаружения импульса с заранее определенными параметрами в оптическом сигнале, формируемом датчиком сигнала нулевого порядка дифракции, и образования синхронизирующего сигнала S(t), включающего последовательность периодических импульсов. Как будет описано более подробно ниже, функция синхронизирующего сигнала S(t) заключается в указании моментов, когда отдельная голографическая фасетка (например, фасетка с номером i = 1) образует оптический сигнал нулевого порядка, чтобы связать обнаруженные сигналы данных сканирования с конкретными голографическими фасетками, которые создают эти сигналы во время осуществления процесса сканирования. В иллюстративном варианте осуществления каждый фотоприемник 17 А, 17 В и 17 С выполнен в виде оптоэлектронного прибора, а каждая плата 35 А (35 В, 35 С) схемы обработки аналоговых сигналов реализована в виде специализированной интегральной схемы. Эти интегральные схемы соответствующим образом установлены на небольшую печатную плату 43 вместе с разъемами, которые обеспечивают возможность связи с другими платами внутри кожуха сканера. Каждая печатная плата со всеми этими установленными элементами соответствующим образом прикрепляется к поддерживающей раме 20 фотоприемника вдоль соответствующей центральной опорной рамы, как это показано на фиг. 2 В. Оптический сигнал D0 данных сканирования, обычным образом фокусируемый на фотоприемник 16 А (16 В или 16 С) во время осуществления операций лазерного сканирования, образуется посредством световых лучей с особым состоянием поляризации (например с состоянием S поляризации), связанным с дифрагированным лазерным лучом, который сканировался поперек светоотражающей поверхности(например штрихов и промежутков символа штрихкода) и рассеянным при этом. Распределение состояния поляризации рассеянных световых лучей обычно изменяется, когда сканируемая поверхность имеет характеристику диффузного отражения. После этого часть рассеянных световых лучей отражается вдоль тех же самых траекторий ухода световых лучей по направлению к голографической фасетке, которая образовала сканируемый лазерный луч. Эти отраженные световые лучи улавливаются сканирующей фасеткой и, в конце концов, фокусируются на фотоприемник подсистемы обнаружения света посредством ее параболического светоотражающего зеркала, расположенного под сканирующим диском. Функция каждого фотоприемника заключается в обнаружении изменений амплитуды (т.е. интенсивности) оптического сигнала D0 данных сканирования и в формировании в ответ на него аналогового сигнала D1,который соответствует таким изменениям интенсивности. При использовании фотоприемника с соответствующей характеристикой светочувствительности изменения амплитуды электрического аналогового сигнала D1 будет линейным образом соответствовать характеристикам светоотражения сканируемой поверхности,например сканируемому символу штрихкода. Функции схем обработки аналоговых сигналов заключаются в выполнении полосовой фильтрации и в предварительном усилении электрического аналогового сигнала D1 данных сканирования, чтобы улучшить отношение сигнал/шум в выходном сигнале. В описываемом варианте осуществления каждая плата 18 А (18 В и 18 С) цифровой обработки сигналов данных сканирования имеет аналогичную конструкцию. На каждой из этих плат обработки сигналов предусмотрены следующие устройства. Схемы 38 А (38 В, 38 С) аналого-цифрового преобразования выполнены, как и прежде, в виде специализированной интегральной схемы. Программируемая схема 39 А(39 В, 39 С) цифрового преобразования реализована как вторая специализированная интеграль 002627 44 ная схема. Кроме того, программируемый декодирующий вычислитель 40 А (40 В, 40 С) выполнен в виде микропроцессора, снабженного соответствующей программой, запоминающим устройством для хранения данных и системными шинами и предназначен для осуществления операций декодирования символов. В описываемом варианте осуществления специализированные интегральные схемы, микропроцессор, а также его запоминающее устройство и системные шины установлены с использованием соответствующих разъемов на одной печатной плате, причем способом, хорошо известным в данной области техники. Назначение схемы аналого-цифрового преобразования заключается в выполнении пороговой функции для преобразования электрического аналогового сигнала D1 данных сканирования в соответствующий цифровой сигналD2 данных сканирования, имеющий первый и второй, т.е. бинарные, сигнальные уровни, которые соответствуют штрихам и промежуткам символа сканируемого штрихкода. На практике цифровой сигнал D2 данных сканирования оказывается сигналом с широтно-импульсной модуляцией, когда первый и второй сигнальные уровни изменяются пропорционально ширине штрихов и промежутков в сканируемом символе штрихкода. Функция программируемой схемы цифрового преобразования заключается в преобразовании цифрового сигнала D2 данных сканирования, связанного с каждым сканируемым символом штрихкода, в соответствующую последовательность цифровых слов (т.е. в последовательность значений цифровых отсчетов) D3. В последовательности D3 цифровых слов каждое цифровое слово представляет собой временной интервал, связанный с каждым первым или вторым сигнальным уровнем в соответствующем цифровым сигнале D2 данных сканирования. Желательно, чтобы эти значения цифровых отсчетов были в соответствующем цифровом формате, пригодном для использования при осуществлении операций декодирования различных символов согласно объему и диаграмме сканирования настоящего изобретения, которые определяются, главным образом, конкретными рассматриваемыми областями применения. Ссылка на патент США 5343027 сделана по той причине, что в нем рассмотрены технические детали, относящиеся к расчету и конструкции микроэлектронных схем цифрового преобразования, пригодных для использования в голографическом лазерном сканере настоящего изобретения. При сканировании символа штрихкода функция программируемого декодирующего вычислителя заключается в приеме каждой последовательности D3 цифровых слов, формируемых в схеме цифрового преобразования, и обработке в соответствии с одним или несколь 45 кими алгоритмами декодирования символа штрихкода для определения, какой символ штрихкода указывается (или представляется) последовательностью D3 цифровых слов, первоначально полученной из соответствующего сигнала D1, выделенного фотоприемником, который связан с декодирующим вычислителем. В более общих случаях применения сканирования функция программируемого декодирующего вычислителя заключается в приеме каждой последовательности D3 цифровых слов, формируемых схемой цифрового преобразования, и в обработке в соответствии с одним или несколькими алгоритмами распознавания образов, т.е. в соответствии с алгоритмами распознавания символов для определения образа, указываемого последовательностью D3 цифровых слов. В тех случаях считывания символа сканируемого кода, в которых сканируемый символ кода может быть любым из ряда символик, можно использовать алгоритм декодирования символа штрихкода с возможностями автоматического различения. Плата 21 (фиг. 4 А, 4 В и 4 С) централизованной обработки содержит ряд элементов, установленных на небольшой печатной плате, а именно: программируемый микропроцессор 42 с системной шиной, обеспеченный программой,снабженный запоминающим устройством и предназначенный для управления системной работой голографического лазерного сканера и выполнения других вспомогательных функций,первый, второй, третий и четвертый каналы последовательных данных, 43, 44, 45 и 46, для приема последовательных данных от декодирующего вычислителя 40 А (40 В и 40 С) и от радиочастотного приемника/базового блока 47,схема 48 интерфейса ввода-вывода для согласования и передачи данных знаков символов и другой информации к хост-компьютерной системе 24 (например к центральному компьютеру,регистратору наличия и т.д.) и схему 49 интерфейса пользователя для обеспечения сигналами возбуждения звукового преобразователя 50 и визуальных светодиодных индикаторов 51, используемых для сигнализации пользователям или другим лицам об успешном выполнении операций считывания символов. В описываемом варианте осуществления каждый канал последовательных данных реализован как портRS232, хотя понятно, что другие структуры можно использовать для выполнения его функций. Программируемый управляющий компьютер 42 также формирует во время работы системы сигналы управления двигателем и сигналы управления лазерами. Эти управляющие сигналы принимаются как входные схемой 52 источника питания, выполненной на печатной плате 22 источника питания, которая рассмотрена выше. К другим входным сигналам, поступающим на плату 52 схемы источника питания, относится линейное напряжение 120 В частотой 46 60 Гц от стандартной системы распределения электропитания. На основе принятых входных сигналов схема источника питания формирует выходные сигналы, во-первых, сигналы включения лазерного источника для возбуждения лазерных диодов 53 А, 53 В и 53 С видимой области спектра и, во-вторых, сигналы включения двигателя для возбуждения двигателя 11 сканирующего диска. В описываемом варианте осуществления радиочастотный базовый блок 47 выполнен на очень небольшой печатной плате 54, закрепленной на плите 5 внутри кожуха сканера. Предпочтительно выполнение радиочастотного базового блока 47 раскрыто в публикации РСТWO 94/02910 от 3 февраля 1994 г. Функция базового блока 47 заключается в приеме несущих сигналов, модулированных пакетом данных, передаваемых от удаленного считывателя символа штрихкода, от устройства сбора данных или от других устройств, обеспечивающих возможность передачи несущих сигналов, модулированных пакетом данных, типа описанных в указанной заявке. При некоторых применениях голографического сканирования, когда всенаправленное сканирование не может обеспечиваться во всех областях в пределах предварительно заданного объема сканирования, может быть полезным использование данных сканирования, полученных 1) из одной и той же плоскости лазерного сканирования, воспроизводимой многократно в течение очень короткого промежутка времени при сканировании символа кода, или 2) из нескольких различных плоскостей сканирования,пространственно соприкасающихся в пределах предварительно заданной части объема сканирования. В первом случае, если символ штрихкода перемещается через отдельную область объема сканирования, ряд отдельных фрагментов сигнала данных сканирования, связанных с перемещающимся символом штрихкода, можно обнаружить с помощью конкретной плоскости сканирования, например Р (i = 1, j = 3), периодически образуемой в течение очень короткого промежутка времени (например в течение 1-3 мс), вследствие чего обеспечивается достаточный объем данных сканирования для считывания символа штрихкода. Во втором случае, если символ штрихкода находится в пределах объема сканирования, ряд отдельных фрагментов сигнала данных сканирования, связанных с символом штрихкода, можно обнаружить с помощью нескольких различных плоскостей сканирования, одновременно образуемых тремя лазерными сканирующими станциями системы, вследствие чего обеспечивается достаточный объем данных сканирования для считывания символа штрихкода, т.е. полученные данные сканирования можно идентифицировать и накопить в обычном декодирующем процессоре для осуществления операций декодирования символа. 47 Чтобы обеспечить возможность использования в голографическом сканере алгоритмов декодирования символов, которые пригодны для отдельных фрагментов сигнала данных сканирования, как это описано выше, датчик сигнала нулевого порядка и связанные с ним схемы обработки используют для формирования периодического сигнала X(t), что кратко рассмотрено выше. Поскольку периодический сигналX(t) формируется из нулевого порядка падающего лазерного луча, проходящего через внешнюю радиальную часть каждой голографической фасетки на вращающемся сканирующем диске, то этот сигнал будет включать в себя импульс, возникающий на границе раздела каждой голографической фасетки. Однако, чтобы однозначно идентифицировать отдельную фасетку для получения опорного сигнала, зазор с заранее заданной шириной dзазора (фиг. 3) образован между двумя заранее выделенными фасетками (т.е. i = 2 и 16) на радиальном промежутке,через который проходит падающий лазерный луч. Поэтому в дополнение к периодическим импульсам, обусловленным границей раздела,периодический сигнал X(t) также включает в себя синхронизирующий импульс, формируемый предварительно заданным зазором,который обнаруживается каждые Т = 2/ секунд, где- постоянная угловая скорость голографического сканирующего диска, поддерживаемая двигателем сканирующего диска, связанными с ним схемами управления возбуждением. Поэтому, хотя функция светового датчика нулевого порядка заключается в обнаружении нулевого порядка дифракции падающего лазерного луча, функции связанных с ним схем обработки сигналов заключаются, во-первых, в обнаружении периодического синхронизирующего импульса в периодическом сигнале X(t) и, во-вторых, в одновременном формировании периодического синхронизирующего сигналаS(t), содержащего только последовательность периодических синхронизирующих импульсов. Выполнение таких схем обнаружения импульсов и формирования сигналов хорошо известно специалистам в данной области техники. Поскольку каждый синхронизирующий импульс в синхронизирующем сигнале S(t) является синхронным с опорной голографической фасеткой на сканирующем диске, в декодирующем процессоре, т.е. в вычислителе (40 А,40 В, 40 С), обеспеченном этим периодическим сигналом, легко связывается или соотносится в реальном времени каждый аналоговый сигналD1 данных сканирования, который на него поступает, с определенной голографической фасеткой на сканирующем диске, формирующей аналоговый сигнал данных сканирования. Для выполнения таких, относящихся к фасетке, операций декодирующий вычислитель снабжен информацией, относящейся к порядку, в кото 002627 48 ром голографические фасетки размещены на сканирующем диске. Такую информацию о порядке размещения фасеток можно представить последовательностью чисел фасеток (например,i = 1, 16, 2, 15, 9, 12, 6, 11, 7, 10, 5, 8, 3, 13, 4, 14,1), хранящихся в соответствующем запоминающем устройстве каждого декодирующего процессора. При формировании сигнала данных сканирования и синхронизирующего сигналаS(t), как это было описано выше, голографический сканер может осуществлять разнообразный набор процессов декодирования с использованием отдельных фрагментов сигнала данных сканирования во время выполнения процесса считывания символа. Преимущества этих особенностей системы станут очевидными в дальнейшем. При считывании символа кода, когда отдельные фрагменты сигнала данных сканирования используются для декодирования сканируемых символов кода, синхронизирующий сигналS(t), рассмотренный выше, можно применить для идентификации ряда последовательностейD3 (т.е. Ds), связанных с рядом последовательно во времени генерируемых лазерных сканирующих лучей, образованных отдельной голографической фасеткой на сканирующем диске. В таких применениях каждый ряд последовательностей цифровых слов можно использовать для декодирования частично сканируемого символа кода и формирования данных знака символа, представляющего символ сканируемого кода. В тех случаях считывания символа кода, когда полный набор сигналов данных сканирования используют для декодирования символов сканируемого кода, отсутствует необходимость в синхронизирующем сигнале S(t), описанном выше, поскольку последовательность D3 цифровых слов, соответствующая полному сканированию символа штрихкода, является достаточной для осуществления операций декодирования символа с применением обычных алгоритмов декодирования символов, известных в данной области техники. Описание диаграммы трехмерного лазерного сканирования согласно описываемому варианту осуществления изобретения Обратимся к фиг. 5, на которой более подробно показана диаграмма лазерного сканирования, образованная голографическим сканером. Для иллюстрации линии лазерного сканирования, которые спроектированы на каждую из четырех фокальных плоскостей объема сканирования, показаны как темные линии, размеченные соответствующей линией сканирования(i,j). Каждая такая линия сканирования имеет протяженность, которая ограничена, главным образом, геометрией объема сканированияVсканирования, границы которого обозначены пунктирными линиями, как показано. Хотя диаграмма лазерного сканирования имеет в сумме сорок 49 восемь плоскостей сканирования, только три плоскости сканирования (т.е. линии сканирования) одновременно образуются в любой момент времени. Однако в пределах одного оборота голографического сканирующего диска формируются все сорок восемь плоскостей сканирования. Порядок, в соответствии с которым каждая плоскость сканирования образуется во время одного оборота сканирующего диска, описывается схематически (фиг. 5 А). Как указано, лазерный источник и голографическая фасетка,использованные для образования каждой плоскости сканирования, обозначены номером i голографической фасетки и номером j лазерного источника. Теперь удобно описать характеристики поперечного сечения диаграммы лазерного сканирования и преимущества, обеспечиваемые применением всенаправленного сканирования. Хотя образующий лазерный луч модуль обеспечивает новый путь для формирования кругового лазерного луча, свободного от астигматизма, обусловленного собственными свойствами лазерных диодов видимой области спектра, плоскости P(i,j) лазерного сканирования,образованные вращением голографического сканирующего диска, который создает дифракцию лазерного пучка, свободного от астигматизма, не являются полностью свободными от астигматизма. Благодаря факту, заключающемуся в том, что падающий коллимированный лазерный пучок отклоняется на дифрагирующем свет элементе при угле падения Ai, который отличается от нуля, астигматизм возникает в пределах объема сканирования. Эта форма астигматизма, названная астигматизмом сканирования луча, проявляется в конце каждой линии сканирования и на крайних участках глубины поля для каждого ряда линий сканирования. Хотя это не очевидно, но существуют несколько причин, по которым нулевой угол падения (т.е. Ai = 0) нельзя использовать для исключения астигматизма в голографическом сканере. Во-первых, причина заключается в том, что такая попытка приведет к существенному снижению коэффициента М умножения угла сканирования для каждой сканирующей фасетки, что сделает невозможным достижение диаграммы сканирования согласно описываемому варианту осуществления. Во-вторых, такая попытка приведет к снижению суммарной эффективности улавливания света фасеткой, поскольку углы Bi дифракции должны быть меньше, чтобы получить соответствующую в пространственном отношении линию сканирования. В-третьих, это попытка неизбежно проявится в том, что голографический сканирующий диск окажется чрезвычайно сложным в производстве. Как показано на фиг. 6 А, прилегающие плоскости сканирования перекрываются между фокальными областями в пределах объема ска 002627 50 нирования. Каждая плоскость сканирования образуется, когда каждая голографическая фасетка вращается, а круговой лазерный луч направлен на нее под углом приблизительноAi=47 для всех значений i. Хотя каждая плоскость сканирования часто визуализируется как полоска света, на самом деле она образована одним лазерным лучом, перемещение которого постепенно ускоряется, а его поперечное сечение изменяется по мере того, как лазерный луч дифрагирует на протяжении траектории линии сканирования в пространстве. Используя оптическую программу ЗЕМАКС фирмы Фокус Софтвер Инк. (Тусон,Аризона), можно получить схематические изображения пятен, приведенные на фиг. 6 В и 6 С,чтобы выполнить анализ характеристик астигматизма сканируемых лазерных лучей, составляющих диаграмму сканирования. Как видно из фиг. 6 В и 6 С, размеры, т.е. поперечное сечение и ориентация отдельного сканируемого лазерного луча представлены в его фокальной плоскости для пяти различных расстояний вдоль одной половины плоскости сканирования, а также для двух плоскостей над его фокальной плоскостью и для двух плоскостей под его фокальной плоскостью. В действительности, расстояние этих плоскостей сканирования от фокальной плоскости составляет -120 мм, -60 мм,60 мм, 120 мм соответственно. Пять различных расстояний с обозначением размеров пятен,представленных вдоль плоскости сканирования,соответствуют пяти различным угловым положениям сканирующего диска вокруг его оси вращения. Заметно, что диаграммы с обозначением размеров пятен, показанные на фиг. 6 В,представлены для сканируемого лазерного луча,имеющего фокальную плоскость, которая расположена на отдалении от окна сканирования,тогда как диаграммы с обозначением размеров пятен, показанные на фиг. 6 С, представлены для сканируемого лазерного луча, имеющего фокальную плоскость, которая примыкает к фокальной плоскости из фиг. 6 В и находится ближе к окну сканирования. Отдаленная правая сторона диаграмм, показанных на фиг. 6 А и 6 В,представляет собой середину соседних плоскостей сканирования. Средний ряд диаграмм размеров пятен показывает диаметр поперечного сечения и ориентацию лазерного луча в его фокальной плоскости в пределах объема сканирования. Верхний ряд диаграмм размеров пятен отражает диаметр и ориентацию лазерного пучка над его фокальной плоскостью в пределах объема сканирования. Нижний ряд диаграмм размеров пятен характеризует диаметр поперечного сечения и ориентацию лазерного пучка ниже его фокальной плоскости в пределах объема сканирования. В каждой из диаграмм с обозначением размеров пятен, показанных на фиг 6 В и 6 С,ориентации луча определяются астигматизмом, 51 введенным при дифракции падающего лазерного луча на соответствующую голографическую фасетку, перемещающуюся вокруг оси вращения диска. В каждой фокальной плоскости в объеме сканирования конкретный лазерный луч фокусируется на ней с характеристикой астигматизма, которая противоположна той, которую имеет соседний лазерный луч, перекрывающий в пространстве конкретный лазерный луч. Как показано на фиг. 6 А и 6 В, направление ориентации луча, измеренное от середины линии сканирования, изменяется в направлении, противоположном направлению изменения соседнего перекрывающего лазерного луча. В результате этого в области перекрытия лазерных лучей между каждой смежной парой фокальных плоскостей в пределах объема сканирования дополнительные характеристики поперечных сечений лучей действуют совместно с образованием всенаправленного поля сканирования по всей протяженности пространственно перекрывающихся плоскостей сканирования. Поэтому, когда штрихкод, подлежащий сканированию, ориентирован таким образом, что считывание символа затруднено вследствие наклонного положения астигматического пятна в ближней области двух смежных фокальных плоскостей,наклон астигматического пятна в соседней области дальнего поля ориентирован в противоположном направлении, что облегчает считывание того же самого символа кода. Совместное действие перекрывающихся плоскостей сканирования между смежными фокальными областями в пределах объема сканирования обеспечивает устойчивую к ошибкам всенаправленную характеристику сканирования символа кода. Проектирование голографической лазерной сканирующей системы в соответствии со способом настоящего изобретения На фиг. 7 представлены четыре основных стадии проектирования голографического сканера согласно настоящему изобретению. Как указано в блоке А, первая стадия способа проектирования включает спецификацию конфигурации следующих категорий: 1) структуры диаграммы трехмерного сканирования и объема сканирования, подлежащего реализации,2) рабочих параметров проектируемого сканера и 3) объемных размеров кожуха сканера, из которого направляется диаграмма сканирования. Обычно каждая из этих категорий определяется конечными потребностями пользователя, которые включают в себя такие факторы, как область применения сканирования и существующие окружающие условия, разрешение символа штрихкода, характеристики отражения основы символа штрихкода, скорость перемещения объектов, подлежащих идентификации, и производительность сканирования в условиях эксплуатации. Поэтому как часть этой стадии спецификации число и местоположение каждой плоскости 52 сканирования, т.е. фокальной плоскости, и ее фокусное расстояние fi в пределах специфицированного объема сканирования должны быть заданы в геометрических понятиях, т.е. с использованием геометрии в системе координат и т.д. В общем, эта стадия включает в себя получение геометрической спецификации диаграммы трехмерного лазерного сканирования, например, как показано на фиг. 5, 6 А, 6 В и 6 С. Короче, эта процедура неизбежно сопровождается заданием координатной системы (декартовой системы координат), а затем определением местоположения каждой линии сканирования,т.е. плоскости сканирования в пределах объема сканирования и ее фокусного расстояния fi отi-й голографической сканирующей фасетки. Конечно, разрешение символов штрихкодов,подлежащих считыванию, будет определять наибольший размер поперечного сечения, который может иметь каждая линия сканирования,чтобы обеспечивалось разрешение символа штрихкода. Поэтому необходимо обеспечить задание соответствующего максимального диаметра поперечного сечения сканируемых лазерных лучей в пределах рабочей области сканирования специфицированного объема сканирования. Диаграмма сканирования (фиг. 3) согласно описываемому варианту осуществления имеет четыре специфицированные фокальные плоскости, обозначенные как k = 1, 2, 3, 4. Каждая из линий сканирования в пределах каждой из фокальных плоскостей специфицирована в значениях геометрических координат. Например, четыре фокальные плоскости использованы в иллюстративном варианте осуществления, чтобы удовлетворить требованию иметь поле глубиной 100 см для рассматриваемого типового применения. Хотя сначала это может показаться уже известным, но было установлено, что эта конструкция с четырьмя фокальными плоскостями обеспечивает существенное преимущество перед другими конструкциями системы, в которых предусмотрено вертикальное развертываемое пятно в центральной части объема трехмерного сканирования. Каждая из этих четырех фокальных плоскостей параллельна окну сканирования сканера, а каждая из четырех диаграмм сканирования и в четырех фокальных плоскостях центрирована относительно оси вращения вращающегося голографического диска. Кроме того, линии в каждой фокальной плоскости равномерно разнесены друг от друга. Основные четыре диаграммы сканирования линий, выбранные в описываемом варианте осуществления изобретения, обеспечивают хорошее перекрытие области сканирования в каждой фокальной плоскости. Исходя из требований заказчика,можно установить минимальное и максимальное фокусные расстояния и протяженность каждой линии сканирования SL в объеме Vсканирования, 53 чтобы полностью охватить каждую из областей сканирования в объеме сканирования. Как указано в блоке В, следующая стадия способа проектирования включает в себя выбор архитектуры для платформы лазерного сканирования, на которой будет формироваться расчетная диаграмма сканирования. В описываемом варианте осуществления (фиг. 1-4) установка лазерного сканирования, выбранная в качестве соответствующей платформы лазерного сканирования для формирования предполагаемой диаграммы трехмерного сканирования, содержит три симметричные лазерные сканирующие станции, оборудованные вокруг голографического сканирующего диска, при этом каждая из лазерных сканирующих станций имеет модуль, образующий лазерный луч, и подсистему приема и обнаружения света. Архитектура трех лазерных сканирующих станций, выбранная в иллюстративном варианте осуществления,позволяет наилучшим образом формировать диаграмму сканирования Х-типа из типовых диаграмм сканирования. Симметрия диаграммы сканирования накладывает требование на все три лазерных сканирующих канала, которые должны быть одинаковыми, что позволяет проектировать любой один канал таким же образом,как другие каналы. Из соображений удобства диаграмма сканирования, формируемая на каждой из фокальных плоскостей, центрирована относительно оси вращения голографического сканирующего диска, хотя понятно, что это не является обязательным условием. Как будет показано в дальнейшем, способ проектирования настоящего изобретения обеспечивает возможность легкого изменения параметров системы,вследствие чего центрированную относительно оси диаграмму сканирования можно изменить на нецентрированную или можно образовать несимметричную диаграмму, удаленную от оси вращения голографического сканирующего диска. При наличии специфицированной диаграммы трехмерного сканирования и архитектуры платформы для конкретного применения следующая стадия способа проектирования сканера, включает использование спецификаций диаграммы сканирования и объема, а также спецификаций кожуха сканера для проектирования конкретной платформы сканирования,содержащей голографический сканирующий диск, согласно настоящему изобретению, и ряд изменяющих траекторию лучей зеркал, расположенных таким образом, что законченная система формирует заданную диаграмму сканирования. Предпочтительные способы проектирования диска будут описаны более подробно ниже со ссылками на фиг. 8 А-12 С. Кроме того,ниже со ссылками на фиг.13 А-13 Е будет описан предпочтительный способ конструирования рассчитанного сканирующего диска. 54 Как указано в блоке D, следующая стадия способа включает проектирование образующего лазерный луч модуля с использованием данных по голографическому сканирующему диску,полученных в блоке В. Видно, что данные по сканирующему голографическому диску, необходимые на этом этапе способа проектирования,включают в себя угол падения Ai для каждой фасетки, угол дифракции Bi на ней, и основную длину волны i лазерного луча, выходящего из лазерного диода видимой области спектра. Как будет описано более подробно ниже, функция образующего лазерный луч модуля заключается в формировании падающего лазерного луча,имеющего круговое поперечное сечение (или управляемое отношение размеров) и свободного от астигматизма в рабочем диапазоне сканирования, при этом дисперсия спектральных составляющих лазерного луча при его прохождении с дифракцией через фасетки на вращающемся сканирующем диске должна быть минимизирована. В описываемом варианте осуществления применены два различных способа для того, чтобы реализовать вышеописанные функции при использовании сверхкомпактных конструкций. В первом варианте осуществления,показанном на фиг. 14-21D, лазерный диод видимой области спектра, асферическая линза,разделяющая луч призма, оптическая дифракционная решетка с фиксированной пространственной частотой использованы для построения образующего лазерный луч модуля. Во втором варианте осуществления, показанном на фиг. 22-31D, асферическая линза и многофункциональная оптическая дифракционная решетка с фиксированной пространственной частотой использованы для построения образующего лазерный луч модуля. В обоих вариантах осуществления применены новые способы проектирования, которые, прежде всего, позволяют использовать обычные лазерные диоды видимой области спектра в голографической системе считывания символов кодов без ухудшения рабочих характеристик. Как указано в блоке Е, последняя стадия способа проектирования включает специфицирование и проектирование подсистемы приема и обнаружения света (в дальнейшем - подсистемы обнаружения света), предназначенной для использования совместно с рассчитанным голографическим лазерным сканером. Как будет описано более подробно в дальнейшем со ссылками на фиг. 32-43 В, подсистемы нескольких различных типов можно использовать для реализации этого системного узла в соответствии с принципами настоящего изобретения. В первом предпочтительном варианте осуществления подсистемы приема и обнаружения света параболическое зеркало находится ниже зоны приема света сканирующего диска и рассчитано на фокусирование входящих принятых световых лучей относительно фотоприем 55 ника, расположенного на фокусном расстоянии от параболического зеркала над сканирующим диском. Фокальные характеристики параболического зеркала и его положение относительно сканирующего диска выбраны таким образом,что каждый сфокусированный световой луч передается через сканирующий диск под углом падения, при котором минимизируется эффективность дифракции света на нем. Во втором варианте осуществления подсистемы приема и обнаружения света голографическая дифракционная решетка отражательного объемного типа с переменной пространственной частотой находится под зоной приема света сканирующего диска и рассчитана на фокусирование входящих принимаемых световых лучей относительно фотоприемника, расположенных на фокусном расстоянии от голографической решетки отражательного объемного типа над сканирующим диском. Фокальные характеристики параболической отражательной объемной голограммы и ее положение относительно сканирующего диска выбраны таким образом, что каждый сфокусированный световой луч передается через сканирующий диск под углом падения, при котором минимизируется эффективность дифракции света на нем. В третьем варианте осуществления подсистема приема и обнаружения света содержит плоское зеркало, фокусирующую свет оптику и фотоприемник, расположенный под зоной улавливания света сканирующего диска. Каждый из этих вариантов осуществления будет описан более подробно в дальнейшем со ссылками на фиг. 32-43 В. Теперь со ссылкой на фиг. 11 будут более подробно описаны основные стадии, включенные в способ проектирования голографического сканера. Заметим, что этот термин использован для описания полного процесса проектирования всех подсистем голографического лазерного сканера, включая, без ограничения, голографический сканирующий диск, решеткуизменяющих траекторию лучей зеркал, подсистемы приема и обнаружения света, образующие лазерные лучи модули, а также кожух сканера,внутри которого такие подсистемы размещаются. Поэтому способ проектирования голографического сканера включает в себя связывание способов и процессов проектирования подсистем, в результате совместного использования которых получают комбинированный способ. В общем, существует большое количество вариантов осуществления способа проектирования голографического сканера, согласно изобретению. Факторы, которые оказывают влияние на проектирование сканирующего диска и подсистемы приема света, включают, например, состояние поляризации падающего лазерного луча, использованного во время выполнения операций сканирования, а также состояние поляризации лучей лазерного света, принятых, сфокусированных и обнаруженных подсистемой 56 приема и обнаружения света во время осуществления операций приема и обнаружения света. В описанных вариантах осуществления изобретения способы проектирования сканера осуществляются на автоматизированном рабочем месте (АРМ) проектировщика, которое можно оборудовать, используя компьютерную систему, такую как компьютерная система Макинтош 8500/120. В описываемом варианте осуществления АРМ проектировщика поддерживает трехмерную базу данных для хранения и поиска информации, представляющей трехмерные модели голографической сканирующей установки и процессы, выполняемые при проектировании, а также реляционную базу данных для хранения и поиска информации, представляющей геометрические и аналитические модели голографической лазерной сканирующей установки и процессы, выполняемые при проектировании. Дополнительно АРМ проектировщика включает в себя разнообразные компьютерные программы, которые при выполнении обеспечивают ряд важных инструментальных средств проектирования и анализа. Такие инструментальные средства включают в себя, но не ограничены, средство трехмерного моделирования(например программное обеспечение геометрического моделирования АВТОКАД фирмы АвтоДеск, Инк.) для создания и модификаций трехмерных геометрических моделей, по существу, всех аспектов голографической сканирующей установки и процессов при проектировании, устойчивые к ошибкам средства математического моделирования (например, МАТКАД 3.1 для компьютера Макинтош, фирмы МатСофт, Инк. из Кембриджа, Массачусетс) для создания модификации и анализа математических моделей голографической сканирующей установки и процессов при проектировании, а также средств моделирования на основе электронных таблиц (например, Иксел фирмы Майкрософт Корпорэйшн или ЛОТУС фирмы Лотус Дивелопмент Корпорэйшн) для создания,модификации и анализа аналитических моделей(на основе электронных таблиц) голографической сканирующей установки и процессов при проектировании. Для упрощения формулировки вышеупомянутое АРМ проектировщика и все его инструментальные средства будут в совокупности называться АРМ проектирования голографического сканера. При необходимости или в иных ситуациях функциональные возможности и инструментальные средства АРМ проектирования голографического сканера уточнены ниже с большей степенью подробности. Как указано в блоке А на фиг. 11 А, первая стадия способа проектирования сканера включает в себя создание разработчиком сканера в пределах базы геометрических данных АРМ проектирования голографического сканера геометрической модели голографического лазерно 57 го сканера, описанной выше. Предпочтительно создают трехмерную геометрическую модель голографического лазерного сканера, включающую сканирующий диск, хотя двухмерная геометрическая модель будет достаточной во многих случаях применения, когда симметрия сканирующей установки позволяет сделать такое упрощение. Схематическая диаграмма геометрической модели голографического сканирующего диска при проектировании представлена на фиг. 9. Используя эту геометрическую модель сканирующего диска, разработчик сканера переходит к позиционированию каждой i-й голографической фасетки на сканирующем диске, а также каждого i-го образующего лазерный луч модуля в голографической сканирующей системе. В описываемом варианте осуществления эту стадию двукратного позиционирования осуществляют путем присвоения в процессе проектирования однозначного номера каждой фасетке на голографическом сканирующем диске и однозначного номера каждому образующему лазерный луч модулю, использованным в голографической лазерной сканирующей системе. Индексы, присвоенные фасеткам и образующим лазерные лучи модулям, затем можно использовать для идентификации фасеток и лазерных лучей при ссылках на них во время проектирования и конструирования. Как указано в блоке В на фиг. 11 А, проектировщик сканера затем начинает создавать в рамках базы геометрических данных АРМ проектирования голографического сканера геометрическую модель процесса формирования диаграммы трехмерного лазерного сканирования на лазерной сканирующей платформе с большим числом станций. Благодаря симметрии лазерной сканирующей платформы,моделирование сложного процесса лазерного сканирования можно упростить путем отдельного моделирования процесса образования каждой (i,j)-й линии сканирования в пределах объема трехмерного лазерного сканирования. Поскольку каждая (i,j)-я линия сканирования образуется, по существу, одинаковым образом, за исключением того факта, что различные i-е фасетки и отдельный j-й лазерный луч используются для образования каждой линии сканирования в объеме сканирования, то ту же самую модель геометрической оптики, показанную на фиг. 8 А,можно использовать для представления процесса образования каждой (i,j)-той линии сканирования. В общем, модель геометрической оптики,использованная для представления процесса образования каждой (i,j)-й линии сканирования,содержит геометрическую спецификацию следующих структур: 1) (i,j)-ю линию сканирования в физической связи со стационарным, образующим лазерный луч модулем, с соответствующей фасеткой на вращающемся голографическом диске с неподвижным изменяющим тра 002627 58 екторию луча зеркалом, а также с плитой и окном сканирования кожуха сканера; и 2) лучевую диаграмму, показывающую траекторию падающего j-го луча из образующего лазерный луч модуля, проходящего через j-ю фасетку, отражающегося от j-го изменяющего траекторию луча зеркала и фокусирующегося на фокальную плоскость, по которой проходит линия сканирования. Чтобы исключить необходимость рассмотрения отражения лучей на поверхностях изменяющих траекторию зеркал и, следовательно, упростить процесс проектирования диска,введен виртуальный голографический сканирующий диск 56, находящийся в связи с реальным голографическим сканирующим диском(фиг. 8 А и 8 А 1). Этот способ моделирования позволяет осуществлять последующие расчеты,используя местоположения точки r0 и внутренний радиус ri на виртуальном диске. В качестве части процесса геометрического моделирования, обозначенного в блоке В на фиг. 11 А, многочисленные геометрические параметры и аналитические уравнения, определяющие связи между ними, должны быть точно заданы проектировщиком сканера для использования во время последующих стадий процесса проектирования. На фиг. 8 В 1 и 8 В 2 определены параметры, использованные для конструирования геометрической модели. На фиг. 8 С 1 и 8 С 2 математические выражения, использованные для установления важных связей между определенными параметрами в модели, перечислены в заданном нумерационном порядке для последующего упоминания в описании. Ряд математических выражений, приведенных на фиг. 8 С 1 и 8 С 2, обеспечивает аналитическую модель для образования линии сканирования, согласно настоящему изобретению. Как указано на фиг. 8 В 1 и 8 В 2, параметры,использованные для построения геометрической модели процесса образования (i,j)-й линии сканирования, включают: 1) радиус до точки падения луча на голографическом сканирующем диске, присвоенное условное обозначение r0; 2) интервал линий сканирования между смежными линиями сканирования в фокальной плоскости (i,j)-й линии сканирования, присвоенное условное обозначение SSL; 3) длина линии сканирования, измеренная на бумаге для (i,j)-й линии сканирования, присвоенное условное обозначение LSL; 4) расстояние, измеренное от сканирующего диска до фокальной плоскости (i,j)-й линии сканирования, присвоенное условное обозначение ai; 5) расстояние от радиуса до точки r0 падения луча на изменяющее траекторию луча зеркало, присвоенное условное обозначение L; 6) угол наклона j-го изменяющего траекторию луча зеркала, связанного с образованием(i,j)-й линии сканирования, присвоенное условное обозначение 1; 7) угол наклона виртуального сканирующего диска, присвоенное условное обозначение 2; 8) поперечный сдвиг точки падения луча на виртуальный сканирующий диск, присвоенное условное обозначение Х; 9) вертикальный сдвиг точки падения луча на виртуальный сканирующий диск, присвоенное условное обозначение Y; 10) расстояние от оси вращения до точки падения луча на виртуальный сканирующий диск, присвоенное условное обозначениеr0+X; 11) расстояние от точки падения луча на виртуальном сканирующем диске до фокальной плоскости, в пределах которой находится (i,j)-я линия сканирования, присвоенное условное обозначение fi; 12) диаметр поперечного сечения лазерного луча на сканирующем диске, образованногоj-й станцией сканирования лазерного луча, присвоенное условное обозначение dлуча; 13) угловой зазор между смежными голографическими сканирующими фасетками, присвоенное условное обозначение dзазора; 14) внешний радиус имеющейся области приема света на голографическом сканирующем диске, присвоенное условное обозначениеrвнешний; 15) внутренний радиус имеющейся области приема света на голографической сканирующей фасетке, присвоенное условное обозначение rвнутренний; 16) половина глубины поля (i,j)-й линии сканирования, присвоенное условное обозначение ; 17) расстояние от максимальной дистанции считывания (fi+=127 мм) до внутреннего радиуса ri сканирующей фасетки, присвоенное условное обозначение С; 18) угол внешнего луча, измеренный относительно нормали к i-й голографической фасетке, присвоенное условное обозначение ; 19) угол внутреннего луча, измеренный относительно нормали к i-й голографической сканирующей фасетке, присвоенное условное обозначение ; 20) угол приема света, измеренный между фокусом + i-й фасетки и зоной приема света сканирующей фасетки, присвоенное условное обозначение ; 21) пересечение изменяющего траекторию луча зеркала и линии С, присвоенное условное обозначение у (у измеряется от плоскости диска); 22) расстояние, измеренное от внутреннего радиуса до точки пересечения зеркала, присвоенное условное обозначение D; 60 23) расстояние, измеренное от основания кожуха сканера до верха j-го изменяющего траекторию луча зеркала, присвоенное условное обозначение h; 24) расстояние, измеренное от сканирующего диска до плиты голографического сканера,присвоенное условное обозначение d; 25) фокусное расстояние i-й голографической сканирующей фасетки, отсчитываемое от сканирующей фасетки до соответствующей фокальной плоскости в пределах объема сканирования, присвоенное условное обозначение fi; 26) угол падения луча, измеренный относительно поверхности i-й голографической фасетки, присвоенное условное обозначение Ai; 27) угол дифракции луча, измеренный относительно поверхности i-й голографической фасетки, присвоенное условное обозначениеBi; 28) угол j-го лазерного луча, измеренный от вертикали, присвоенное условное обозначение -; 29) угол сканирования дифрагированного лазерного луча, образованного i-й фасеткой,присвоенное условное обозначение si; 30) коэффициент умножения сканирования для i-й голографической фасетки, присвоенное условное обозначение Mi; 31) угол поворота фасетки для i-й голографической фасетки, присвоенное условное обозначение пов i; 32) уточненный угол поворота фасетки с учетом мертвого времени, присвоенное условное обозначение 'пов i; 33) коэффициент, отражающий эффективность улавливания света для i-й голографической фасетки, нормированный относительно шестнадцатой фасетки, присвоенное условное обозначение i; 34) суммарная площадь приема света для iй голографической фасетки, присвоенное условное обозначение суммарная площадьi; 35) скорость луча в центре (i,j)-й линии сканирования, присвоенное условное обозначение Vцентр; 36) угол отклонения дифрагированного лазерного луча в центре i-й голографической фасетки, присвоенное условное обозначение отклонения; 37) максимальная скорость всех лазерных лучей, образованных голографическим сканирующим диском, присвоенное условное обозначение Vмакс; 38) минимальная скорость всех лазерных лучей, образованных голографическим сканирующим диском, присвоенное условное обозначение Vмин; 39) отношение максимальной скорости к минимальной скорости, присвоенное условное обозначение Vмакс/Vмин;