專利名稱：光學(xué)代碼閱讀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)代碼閱讀器。
背景技術(shù)：
眾所周知，光學(xué)代碼是按照顏色并且可能按照多個單元(dement) 的數(shù)目以及相對尺寸所編碼的信息。條形的線性代碼例如包含典型黑 條與典型白空的交替序列，黑條和白空的每一個具有多個基本寬度的 寬度。二維光學(xué)代碼包含恒定形狀和尺寸的單元網(wǎng)格，但是具有兩種 或更多種不同顏色。然而，通常字母數(shù)字混編的字符也屬于本說明書 以及權(quán)利要求中所使用的術(shù)語"光學(xué)代碼"的范圍之內(nèi)。
通常，光學(xué)代碼閱讀器包括用于照射光學(xué)代碼的裝置以及用于對 光學(xué)代碼所漫射的光進(jìn)行檢測并且產(chǎn)生由光學(xué)代碼單元的顏色和尺寸 來表示其幅度和相位的電信號的裝置。例如通過濾波器、放大器以及 數(shù)字化器來對該電信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)靥幚硪垣@得光學(xué)代碼的二進(jìn)制表 示，此后對該光學(xué)代碼的二進(jìn)制表示進(jìn)行解碼以獲得與正在閱讀的特 定光學(xué)代碼相關(guān)的信息?？蓪⒐鈱W(xué)代碼閱讀的一部分委托給主處理器， 一般將解碼委托給主處理器。
在本說明書以及權(quán)利要求中，術(shù)語"光"用于廣義，其不但是指 可見光譜中的電磁輻照而且還指能夠利用用于可見光譜的光學(xué)技術(shù)來 操作的這種波長的電磁輻照，因此還包括UV和IR區(qū)域。
更具體地，本發(fā)明涉及成像器型的光學(xué)代碼閱讀器，其中，同時 照射整個代碼或者線性碼的整個寬度，并且在線性和二維光學(xué)代碼的 情況下分別通過線性的或矩陣型的光檢測器設(shè)備或者傳感器來使整個
被照射的光學(xué)代碼所漫射的光集聚并對其進(jìn)行檢測。
為了使漫射光集聚到傳感器上，成像器閱讀器一般包括接收光學(xué) 器件。在該光學(xué)代碼閱讀器中，適當(dāng)?shù)氖翘峁┚劢鼓芰?，即接收光學(xué) 器件與傳感器之間的距離是可設(shè)置的，以允許在不同距離處閱讀光學(xué) 代碼。
在成像器閱讀器中，同樣適當(dāng)?shù)氖牵闺娦盘柤炔粫艿嚼缬?所使用的照明源的發(fā)射特性所引起的對光學(xué)代碼的不同區(qū)域的照射過 程中的不均勻性的影響，也不會受到例如由于光學(xué)代碼所漫射的光照 射它們的不同角度所引起的傳感器的不同感光區(qū)當(dāng)中的不均勻性響應(yīng) 的影響。
因此公知的是使得用于對所述不均勻性進(jìn)行校正的照明光學(xué)器件
與光源相關(guān)聯(lián)，例如如GB 2 225 659A中所示。
該文獻(xiàn)教導(dǎo)了使用于在與光學(xué)代碼相平行的方向上對光進(jìn)行聚焦 的透鏡或透鏡部分以及用于在與光學(xué)代碼相正交的方向上對光進(jìn)行聚 焦的透鏡或透鏡部分與一對LED (發(fā)光二極管)中的每一個相關(guān)聯(lián)， 以便獲得類似于細(xì)條帶的照明線，其中條帶端部上的照明比中心處的 照明更強(qiáng)。然而，該文獻(xiàn)的閱讀器使光學(xué)代碼位于就閱讀器而言的預(yù) 定位置上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的技術(shù)問題是有效地照射不同閱讀距離上的光學(xué)代碼。
根據(jù)本發(fā)明，通過下述成像器型的光學(xué)代碼閱讀器可解決該問題，
所述成像器型的光學(xué)代碼閱讀器包括至少一個具有與其相關(guān)聯(lián)的照明 光學(xué)器件的非準(zhǔn)直光源以及具有與其相關(guān)聯(lián)的接收光學(xué)器件的光檢測
器設(shè)備，其特征在于照明光學(xué)器件的至少一個透鏡與接收光學(xué)器件 的至少一個透鏡是可一起移動的，以分別改變它們距所述至少一個光 源以及距所述光檢測器設(shè)備的距離。
提供以使照明光學(xué)器件與接收光學(xué)器件或者其至少一個透鏡一起
移動，使照明路徑和接收路徑中的聚焦距離(focus distance)同時且在
相同方向上變化，因此使閱讀器適合于短距離或長距離閱讀。
在實施例中，將所述至少一個光源與所述光檢測器設(shè)備固定到閱 讀器之內(nèi)的位置上，并且將照明光學(xué)器件的所述至少一個透鏡和接收 光學(xué)器件的所述至少一個透鏡裝配到在閱讀器之內(nèi)滑動的結(jié)構(gòu)中。
按照這種方式，除了可按照簡單方式使焦點變化之外，還有助于 不同部件當(dāng)中的調(diào)準(zhǔn)。
此外，優(yōu)選地，將所述至少一個光源和所述光檢測器設(shè)備裝配在 固定在閱讀器的底壁上的公共印刷電路板上，優(yōu)選所述至少一個光源 和所述光檢測器設(shè)備與閱讀器的底壁基本正交，所述滑動結(jié)構(gòu)在所述 底壁上滑動，并且將照明光學(xué)器件的所述至少一個透鏡和接收光學(xué)器 件的所述至少一個透鏡裝配在所述滑動結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選照明光學(xué)器件的 所述至少一個透鏡和接收光學(xué)器件的所述至少一個透鏡與所述板基本 平行。
可選地，公共印刷電路板可與閱讀器的底壁平行，提供了傾斜的 鏡子以使發(fā)射路徑和接收路徑中的光偏轉(zhuǎn)。
在本說明書以及權(quán)利要求中，使用術(shù)語底、上、側(cè)向、前以及后， 目的僅在于使語言簡化，因而不應(yīng)將其認(rèn)為是限制了閱讀器相對于絕 對基準(zhǔn)的定向，而僅是其相對于相對方向的定向，其中閱讀器的前壁 面向要閱讀的光學(xué)代碼并且與其基本平行。
有利的是提供至少一個內(nèi)壁，所述至少一個內(nèi)壁朝向閱讀器的內(nèi) 部而從所述底壁直立，所述至少一個直立壁用作所述滑動結(jié)構(gòu)的滑軌。
結(jié)果是與閱讀器的側(cè)面相平行的所述至少一個直立壁還用于至少 部分地限定包括光檢測器設(shè)備和接收光學(xué)器件的接收腔以及其每一個 均包括照明光學(xué)器件的至少一部分和一光源的一個或多個照明腔，結(jié) 果使得所述一個或多個照明腔在光學(xué)上通過所述至少一個直立壁本身 而彼此分離。
即使能夠同樣在閱讀器的使用期間通過手動地或者通過提供適當(dāng) 的致動器自動地使滑動結(jié)構(gòu)滑動來改變照明路徑和接收路徑中的聚焦 距離，根據(jù)本發(fā)明，期望距離也優(yōu)選在閱讀器設(shè)置步驟中設(shè)置，并且
省去(miss)這種致動器以便保持閱讀器的尺寸小、重量輕以及成本低。 根據(jù)本發(fā)明，在閱讀器中，這種配置步驟不需要用于調(diào)準(zhǔn)部件的復(fù)雜 操作，結(jié)果在制造過程中也節(jié)約了成本。此外，可選地或者附加地， 這種配置步驟還可完全由閱讀器的購買者來執(zhí)行這種配置步驟，因為 它不需復(fù)雜的調(diào)準(zhǔn)操作。
因此，在實施例中，該閱讀器包括位于滑動結(jié)構(gòu)與底壁的一個中 的銷以及位于滑動結(jié)構(gòu)與底壁的另一個中的槽，所述銷在所述槽中可 滑動。
利用該實施例，滑動結(jié)構(gòu)與底壁之間的相互位置在連續(xù)范圍中可 變，例如通過粘合劑或者通過機(jī)械固定裝置而將其鎖定到期望位置。
在可選實施例中，閱讀器包括位于滑動結(jié)構(gòu)與底壁的一個中的柔 性銷(yielding pin)以及位于滑動結(jié)構(gòu)與底壁的另一個中的其尺寸適合 容置所述柔性銷的多個調(diào)準(zhǔn)孔。
利用這種實施例，滑動結(jié)構(gòu)與底壁之間的相互位置在多個預(yù)固定 位置當(dāng)中是可變的，而無需提供進(jìn)一步的固定裝置。
優(yōu)選閱讀器包括位于所述光檢測器設(shè)備兩側(cè)的兩個光源，并且所 述照明光學(xué)器件包括兩個透鏡，這兩個透鏡中的每一個均與一光源相 關(guān)聯(lián)。顯然除了由于光學(xué)代碼本身的存在性所造成的調(diào)制之外，這種 對稱配置便于產(chǎn)生均勻的或者至少適合的照明圖以使光檢測器設(shè)備所 檢測到的光均勻。
優(yōu)選地，照明光學(xué)器件的至少一個透鏡和接收光學(xué)器件的一個透 鏡制成于公共體上。
按照這種方式，可進(jìn)一步降低對所需調(diào)準(zhǔn)操作的需要。此外，閱 讀器的重量和總體尺寸結(jié)果得以降低，因為不需要用于這種光學(xué)元件
(element)的不同支座。
有利地，所述公共體還可形成閱讀器的前壁，因此構(gòu)成了滑動結(jié) 構(gòu)以及閱讀器本身的結(jié)構(gòu)元件。
此外，優(yōu)選閱讀器包括在閱讀器的上壁和側(cè)壁上延伸的護(hù)罩 (shield)。
按照這種方式，該護(hù)罩作為接收腔和所述至少一個照明腔的光護(hù) 罩是有效的，并且作為下述印刷電路板的機(jī)械支座和/或電護(hù)罩也是有 效的，所述印刷電路板包含用于對光檢測器設(shè)備所產(chǎn)生的信號進(jìn)行處 理的部件。
有利的是使所述至少一個照明腔上的護(hù)罩的內(nèi)面變暗以避免照明 透鏡接收來自不受控方向(例如通過內(nèi)部反射)的光。
可選地，為了增加照射，所述至少一個照明腔上的護(hù)罩的內(nèi)面可 以類似于鏡子。
優(yōu)選地，所述接收光學(xué)器件包括至少一個固定焦距透鏡。
可選地或者附加地，所述接收光學(xué)器件包括可變焦距透鏡。
所述可變焦距透鏡優(yōu)選具有可作為施加電壓的函數(shù)而變化的焦距 的透鏡。按照這種方式，通過避免需要電子機(jī)械致動器，可保持閱讀 器的總體尺寸小且重量輕。
更具體地，所述可變焦距透鏡選自由可變形狀的導(dǎo)電材料制成的 透鏡、可變光學(xué)密度的導(dǎo)電材料制成的透鏡、包含至少一種可變曲率
液體的空心透鏡(hollow lens)組成的組。
一般地，所述至少一個光源選自由發(fā)光二極管(LED)、激光二 極管(LD)、垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)以及其組合組成的組。
一般地，閱讀器可進(jìn)一步包括用于將瞄準(zhǔn)發(fā)光圖與表示閱讀結(jié)果 的發(fā)光圖中的至少一個投射到閱讀平面上的裝置。
優(yōu)選地，所述投射裝置包括至少一個光源和照明光學(xué)器件的所述 至少一個透鏡的至少部分。
一般地，光檢測器設(shè)備是線性傳感器或矩陣傳感器。
優(yōu)選地，本發(fā)明的光學(xué)代碼閱讀器具有小于5.000mi^的體積，進(jìn) 一步優(yōu)選包含在21.5mmxl7.5mmxl2.5mm內(nèi)。
照明光學(xué)器件進(jìn)一步包括與所述至少一個光源相關(guān)聯(lián)的光闌。


參考僅作為非限制性示例而示出的附圖，從對其一些實施例的以 下詳細(xì)說明可更清楚地得知根據(jù)本發(fā)明的閱讀器的這些及其他特征和 優(yōu)點。附圖是圖解表示的，其中，僅為了更好地區(qū)分彼此而使用陰影 線填充不同部件，并且該陰影線既不表示截面也不表示構(gòu)成材料。此 外，再次僅為了更清楚地示出后面的部件，將一些部件示出為看起來 像是透明的。
附圖中
圖l是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的閱讀器的透視圖； 圖2是示出了圖1的閱讀器的內(nèi)部部件的一部分的部分分解透視
圖3是示出了其第一實施例中的、圖l的閱讀器的光學(xué)器件的一部 分的透視圖4是示出了其第二實施例中的、圖l的閱讀器的光學(xué)器件的一部 分的透視圖5是示出了其第一實施例中的、圖l的閱讀器的一些部分的相互 滑動裝置的透視底視圖6是示出了其第二實施例中的、圖l的閱讀器的一些部分的相互 滑動裝置的透視底視圖7是示出了具有防護(hù)裝置(shielding means)的第一實施例的、 圖l的閱讀器的部分分解透視圖8是示出了具有防護(hù)裝置的第二實施例的、圖l的閱讀器的部分 分解透視圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的閱讀器的內(nèi)部部件的一部 分的部分分解透視圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的閱讀器的內(nèi)部部件的一部 分的部分分解透視圖11至13是示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的閱讀器的不同分解透
視的視圖14是示出了圖11-13的閱讀器的內(nèi)部部件的一部分的分解透視圖。
具體實施例方式
在圖1至8中圖解示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光學(xué)代碼閱讀器1。
閱讀器1是線性光學(xué)代碼的成像器閱讀器并且包括兩個LED光源 2a和2b、照明光學(xué)器件以及接收光學(xué)器件4，所述照明光學(xué)器件包括用 于將LED源2a、 2b所發(fā)射出的光投射到照明圖中的兩個透鏡3a、 3b，所 述接收光學(xué)器件4用于使照明圖所照射的線性光學(xué)代碼所漫射的光集 聚到線性光檢測器設(shè)備或者傳感器5上。
在如所示的線性閱讀器的情況下，照明圖應(yīng)基本為照明線并且因 此，兩個透鏡3a、 3b將執(zhí)行使源2a、 2b所發(fā)射出的光在與條形碼的條和 空隔相垂直的第一方向上漫射并且使源2a、2b所發(fā)射出的光集中在與第 一方向相正交的方向上這樣的功能。
在以相同申請人的名義在與本申請同一日期所申請的、標(biāo)題為"光 學(xué)代碼閱讀器"、通過參考而結(jié)合于此的專利申請中所描述的，透鏡
3a、 3b例如是柱面透鏡，但是優(yōu)選它們是局部定義的剖面透鏡。
閱讀器l可進(jìn)一步包括未示出的下述裝置，該裝置除了將基本線性 照明圖投射到閱讀平面之外還將下述瞄準(zhǔn)發(fā)光圖投射到閱讀平面上， 所述瞄準(zhǔn)發(fā)光圖特別是在手提式閱讀器l的情況下幫助用戶對準(zhǔn)光學(xué) 代碼，例如對準(zhǔn)與照明線的端部相正交的一對小條。
這種裝置例如包括具有與照明LED 2a、 2b的顏色不同顏色的一個 或多個LED光源和/或透鏡3a、3b的周邊地區(qū)中的一個或多個狹縫(slit)。此外，可指定透鏡3a、3b中的一個照射并且指定另一個產(chǎn)生瞄準(zhǔn)發(fā)光圖。
可選地或者附加地，可將光源2a、 2b和/或照明透鏡3a、 3b類似地 配置成使得除了將基本線性照明圖投射到閱讀平面上之外還將用于發(fā) 送閱讀結(jié)果信號的發(fā)光圖投射到閱讀平面上。
在利用以上指出的專利申請的創(chuàng)新透鏡的情況下，當(dāng)設(shè)計透鏡3a、 3b表面的局部斜率時可考慮上述附加功能。
LED源2a、 2b裝配在公共印刷電路板(PCB) 6的傳感器5側(cè)上，該 公共印刷電路板6形成了閱讀器1的背面。將這種元件裝配在相同板上 允許在制造步驟中直接獲得相互調(diào)準(zhǔn)，而不需要專用調(diào)準(zhǔn)步驟。
公共PCB 6優(yōu)選還包括諸如濾波器和模擬放大器這樣的用于對線 性傳感器5所輸出的信號進(jìn)行預(yù)處理的前端電子器件以及用于將適當(dāng) 預(yù)處理的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
在形成了閱讀器l前壁的公共體8上制成了照明光學(xué)器件3a、 3b的 透鏡以及接收光學(xué)器件的一個透鏡7，因此構(gòu)成了其結(jié)構(gòu)元件。在公共 體8上形成了三個透鏡3a、 3b、 7可在制造步驟中直接獲得相互調(diào)準(zhǔn)，而 無需專用相互調(diào)準(zhǔn)步驟，并且還允許避免支撐和裝配用于單獨透鏡的 元件。
例如通過超聲波焊接、粘接或者限制(constrain)將公共體8固定 到類似于開口盒的框架9上。
公共體8可以通過塑料注射模塑制成，并且在接收光學(xué)器件4的透 鏡7與照明光學(xué)器件的兩個透鏡3a、 3b之間制成兩個漫射區(qū)域10a、 10b， 例如制成了粗糙的或者不透明的區(qū)域，以便阻擋光線在相鄰?fù)哥R之間 透射。可選地，公共體8可以通過對兩個塑料材料進(jìn)行共同模塑制成，
透明的一個用于透鏡3a、 3b、 7，不透明的一個用于它們之間的所述區(qū) 域10a、 10b。
如圖4中的交叉陰影線示意性所示的，對公共體8的邊緣壁進(jìn)行適 當(dāng)?shù)靥幚恚缡顾鼈儾煌该骰蛘咦儼?，以免?cè)向光從周圍環(huán)境進(jìn)入。
除了上述透鏡7之外，接收光學(xué)器件4還包括固定到框架9上、靠近 公共體8的光闌11以及包括固定在框架9中的一個或多個透鏡的光學(xué)組 12。因此框架9可確保接收光學(xué)器件4的各個部件之間的調(diào)準(zhǔn)，還可確 保它們相對于照明光學(xué)器件3a、 3b的調(diào)準(zhǔn)。
光學(xué)組12優(yōu)選包括固定焦距透鏡。
可選地，透鏡具有可變焦距，并且更具體地，該可變焦距作為所 施加的電壓的函數(shù)，以便能夠僅通過到達(dá)變焦距透鏡上的電極的兩個 電源線而驅(qū)動它，這不會對閱讀器l的總體尺寸、重量以及成本產(chǎn)生影 響。
光學(xué)組12的可變焦距透鏡可以是由可變形狀的導(dǎo)電材料制成的透 鏡、由可變光學(xué)密度的導(dǎo)電材料制成的透鏡、包含可變曲率液體的空 心透鏡(hollow lens)、包含至少其中之一具有可變曲率的兩種不相容 液體的空心透鏡。上述類型的透鏡已為該技術(shù)所公知并且因此不提供 對其的詳細(xì)說明。
更具體地，將框架9固定到公共體8上處于這樣一種位置，使得接 收光學(xué)器件4的透鏡7部分在框架9的兩個平行壁14a、 14b之間延伸，同 時照明光學(xué)器件透鏡3a、 3b側(cè)向地從框架9突出。
閱讀器1的所述框架9和光學(xué)部件由此形成了抽屜結(jié)構(gòu)15。
使得該抽屜結(jié)構(gòu)15按照以下方式相對于承載LED源2a、 2b和傳感 器5的PCB 6可滑動。
將PCB 6正交地固定到閱讀器1的底壁16上，兩個內(nèi)壁17a、 17b從 閱讀器1的底壁16而與閱讀器1的側(cè)面18、 19相平行地突出。
兩個內(nèi)壁17a、 17b內(nèi)部間隔與框架9的壁14a、 14b之間的外部距離 基本相當(dāng)?shù)牧?，因此它們用作抽屜結(jié)構(gòu)15在閱讀器1的底壁16上滑動的 導(dǎo)軌。
為了提高導(dǎo)引功能，將內(nèi)壁17a、 17b的前部分懸掛在底壁16之上， 由此形成了兩個狹縫20a、 20b，從框架9的壁14a、 14b側(cè)向突出的兩個 凸耳(lug) 21a、 21b (在圖2中僅凸耳21b可見)在這兩個狹縫20a、 20b 之內(nèi)滑動。
沿著閱讀器l的底壁16滑動的抽屜結(jié)構(gòu)15允許同時改變LED源2a、 2b通過照明光學(xué)器件3a、3b而聚焦到光學(xué)代碼上的聚焦距離以及光學(xué)代 碼通過接收光學(xué)器件4而聚焦到傳感器5上的聚焦距離。這種聚焦距離 還在相同方向上變化，也就是說在照明路徑中和在接收路徑中，對于 抽屜結(jié)構(gòu)15朝向后壁或PCB6滑動而言，對應(yīng)較長的聚焦距離，并且對 于抽屜結(jié)構(gòu)15遠(yuǎn)離后壁或PCB 6而在相反方向上滑動而言，對應(yīng)較短的 聚焦距離。
雖然在使用閱讀器期間可提供適當(dāng)?shù)闹聞悠饕宰詣痈淖兙劢咕?離，但是在所示的閱讀器l中不存在致動器，致動器將會顯著增加閱讀 器的成本、重量以及總體尺寸。相反地，在配置閱讀器l的步驟中，手 動地使滑動結(jié)構(gòu)15滑動。值得強(qiáng)調(diào)的是這種配置步驟不需要光源2a和 2b、傳感器5、照明光學(xué)器件3a和3b以及接收光學(xué)器件4之間的復(fù)雜的相 互調(diào)準(zhǔn)操作，在任何情況下在抽屜結(jié)構(gòu)15的任何滑動位置都要確保這 種調(diào)準(zhǔn)。因此，在制造處理期間并且甚至由閱讀器l的購買者可快速地
執(zhí)行該配置步驟。
作為進(jìn)一步的導(dǎo)引裝置并且用于對抽屜結(jié)構(gòu)15的滑動位置進(jìn)行固 定，在第一實施例中，如圖5所示，在滑動結(jié)構(gòu)15的底部上提供了搭扣
柔性銷(snap yielding pin) 22，并且在底壁16上提供了多個調(diào)準(zhǔn)孔23 (或者反之亦然)。通過將銷22插入到孔23的一個中，可按照非常簡 單的方式來保持期望的聚焦位置，然而該期望的聚焦位置只可以從通 過孔23的位置所指定的多個預(yù)定位置當(dāng)中選擇。
在可選實施例中，如圖6所示，在滑動結(jié)構(gòu)15的底部上提供了銷24， 并且在底壁16上提供了銷24在其內(nèi)滑動的槽25 (或者反之亦然)。在 該實施例中，滑動結(jié)構(gòu)15與底壁16之間的相互位置在連續(xù)范圍中是可 變的，但是必須例如通過粘合劑或其他固定裝置來固定期望位置。
如圖2中所清楚表示的，內(nèi)壁17a、 17b在物理上且在光學(xué)上限定了 由于上述滑動裝置而具有可變深度的三個不同腔包括接收光學(xué)器件4 和傳感器5的中央接收腔26以及包括光源2a、 2b以及照明光學(xué)器件3a、 3b的兩側(cè)照明腔27a、 27b。
如圖7所示，護(hù)罩(shield) 28在上面限定了接收腔26并且在上面 和側(cè)面限定了照明腔27a、 27b。護(hù)罩28具有C形截面并且通過將銷29耦 合到孔30中而將其固定到內(nèi)壁17a、 17b的上邊緣。護(hù)罩28由導(dǎo)電金屬制 成并且按照另一方式對其作陽極化處理或使其變暗。
因此，護(hù)罩28用作接收腔26以及照明腔27a、 27b的光護(hù)罩。
此外，將第二印刷電路板或PCB 31固定到護(hù)罩28的頂部并且更具 體地將其焊接到自其突出的銷32上。在PCB 31上，制成了下述電子部 件，該電子部件用于對閱讀器進(jìn)行控制、用于對承載傳感器5和照明源 2a、 2b的PCB 6所產(chǎn)生的數(shù)字信號進(jìn)行處理以及用于與位于閱讀器1的
外部的解碼設(shè)備接口。因此，護(hù)罩28還執(zhí)行支撐PCB 31的功能以及導(dǎo)
電護(hù)罩以保護(hù)電子部件不受到噪音這樣的功能。
作為對兩個不同PCB 6和31的替代，閱讀器l的電子部件可集中在 剛-撓性型(rigid-flex type)的單個PCB中，該單個PCB具有通過撓性部 分而接合的、與PCB 6和PCB 31相對應(yīng)的兩個剛性區(qū)域。
應(yīng)該理解的是，PCB 6與PCB 31之間的電子器件的分布可隨上述 而變，并且同樣可在閱讀器l內(nèi)部制成解碼電子器件以及相反地用于對 傳感器5所產(chǎn)生的信號進(jìn)行處理的所有電子器件或其一部分，并且用于 對閱讀器進(jìn)行控制的電子器件還可分散在主處理器中。
此外，可使位于照明腔27a、 27b上的護(hù)罩28的內(nèi)面的那些區(qū)域變 暗以避免透鏡3a、 3b接收來自不可控方向的光，或者它們是可反射的以 提高來自源2a、 2b的光集聚，以便提高照明系統(tǒng)的效率。
在圖8中示出了對圖7的替換實施例，其中由在上面限定了接收腔 26以及照明腔27a、 27b的并且用作PCB 31的支座的平坦護(hù)罩33以及具 有C形截面的、用作照明腔27a、 27b的靜電護(hù)罩和側(cè)向遮蓋的護(hù)罩34來 替代護(hù)罩28。
因此上述閱讀器l具有基本平行六面體形狀，并且在實際實施例中 其尺寸可被限制在大約21.5mmxl7.5mmxl2.5mm之內(nèi)，也就是說在小 于5000mt^的體積之內(nèi)。因此閱讀器l特別緊湊且高度小型化，尤其是 避免了用于使光學(xué)照明和接收路徑偏轉(zhuǎn)的鏡子以及用于使光學(xué)器件移 動的致動器。
然而，應(yīng)該理解的是，公共PCB6可以與閱讀器的底壁16相平行地 放置，例如裝配在其上，提供發(fā)射路徑和接收路徑中的偏光斜鏡(light deflecting oblique lens)。
為了提高亮度，光源2a、 2b的每個可包括LED陣列。
作為對LED的替代，光源2a、 2b可以是激光二極管(LD)或垂直 腔面發(fā)射激光器(VCSEL)或者其組合。
通過提供兩個內(nèi)壁17a、 17b中的一個以基本上在底壁16的側(cè)邊緣 處突出，或者通過提供單個內(nèi)壁，還可存在單個照明腔。在這種情況 下，存在與單個照明透鏡相關(guān)聯(lián)的單個LED、 LD或VCSEL光源或者這 種源的單個組。
將理解的是，與光源2a、 2b相關(guān)聯(lián)的照明光學(xué)器件還可包括在LED 源2a、 2b本身之內(nèi)成一體的透鏡以及用于對LED源2a、 2b所發(fā)射出的光
束的一部分進(jìn)行選擇的光闌。在光闌的情況下，將這些固定到閱讀器l 的底壁16上或者固定到公共PCB 6上。
在圖9中示出了由參考數(shù)字40表示的二維閱讀器。在閱讀器40中， 由二維光敏設(shè)備或者傳感器41來代替線性傳感器5。由具有圓形開口的 光闌42替代光闌10，該光闌42被直接固定到位于接收光學(xué)器件4的前透 鏡7處的公共體8的內(nèi)面上。將照明光學(xué)器件的透鏡3a、 3b配置成產(chǎn)生足
夠用于閱讀二維光學(xué)代碼的、 一般為基本矩形或者正方形的照明圖。 照明光學(xué)器件的透鏡3a、 3b可以是折射透鏡或者衍射透鏡。
在圖10中示出了由參考數(shù)字50表示的第二二維閱讀器，該第二二 維閱讀器與閱讀器40的不同之處在于接收光學(xué)器件包括直接固定到 公共體8的內(nèi)面上的進(jìn)一步的透鏡52以及固定到框架12上的進(jìn)一步的 透鏡53。
同樣，在二維閱讀器40和50的情況下，將照明腔27a、 27b可配置 成使得除了適當(dāng)?shù)恼彰鲌D之外還將例如表示照明發(fā)光圖的至少兩個相
對邊緣的瞄準(zhǔn)發(fā)光圖和/或用于發(fā)送閱讀結(jié)果信號的發(fā)光圖投射到閱讀 平面上。
就其余而言，閱讀器40和50與閱讀器1相同，并且為簡化僅對一些 部件編號。因此應(yīng)該理解的是， 一維閱讀器1和二維閱讀器40、 50的制 造共享許多部件的制造，就生產(chǎn)和存貨而言這是有利的方面。
具體地，足以用承載光源2a、 3a和二維傳感器41或51的PCB 44或 54來替換承載光源2a、 3a和線性傳感器5的PCB 6，并且用第二PCB 31 替換結(jié)合了接收光學(xué)器件4、照明透鏡3a和3b的抽屜結(jié)構(gòu)15以將閱讀器 配置為線性閱讀器或者配置為二維閱讀器。
在圖11至13中示出了閱讀器60的進(jìn)一步的實施例，閱讀器60與閱 讀器l不同之處在于在滑動抽屜結(jié)構(gòu)61中框架62較好地(superiorly) 閉合。內(nèi)壁63a、 63b僅部分地朝向閱讀器前面延伸，并且朝向后面，通 過十字件64將它們裝在上面，因為它側(cè)向懸臂式的突出到照明腔65a、 65b中，所以該十字件64還用作LED2a、 2b的護(hù)罩，照明腔65a、 65b部 分地受到抽屜結(jié)構(gòu)61的限定并且尤其是受到框架62的限定。因此由66 表示的單個C形護(hù)罩是足夠的。
十字件64具有階梯狀縮進(jìn)(reduction) 67，該階梯狀縮進(jìn)67允許 收納從第二PCB 31的底面突出的任何電子部件。
在圖14中示出了該實施例的滑動抽屜結(jié)構(gòu)61,該滑動抽屜結(jié)構(gòu)61 具有框架62、容置在框架62的座(seat) 70中的光闌69、接收光學(xué)器件 4的后透鏡9以及接收透鏡7和照明光學(xué)器件透鏡3a、 3b所制作在其上的 公共體8。
將注意的是，公共體8是完全透明的，也就是說它不包括相反地存 在于圖3的元件中的漫射或不透明區(qū)域10a、 10b，因為它與接收光學(xué)器
件的透鏡7的周圍環(huán)境接觸，所以通過框架62本身而對其進(jìn)行光防護(hù)。
將理解的是，對于任何類型地光學(xué)代碼閱讀應(yīng)用而言，在任何一 個上述實施例中可將本發(fā)明的閱讀器容置在便攜式外殼或固定式外殼 中。
權(quán)利要求
1.一種成像器型的光學(xué)代碼閱讀器(1、40、50、60)，包括至少一個具有與其相關(guān)聯(lián)的照明光學(xué)器件(3a、3b)的非準(zhǔn)直光源(2a、2b)以及具有與其相關(guān)聯(lián)的接收光學(xué)器件(4)的光檢測器設(shè)備(5、41、51)，其特征在于所述照明光學(xué)器件的至少一個透鏡(3a、3b)與所述接收光學(xué)器件的至少一個透鏡(4)是可一起移動的以分別改變它們距所述至少一個光源(2a、2b)以及距所述光檢測器設(shè)備(5、41、51)的距離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)，其特征在于 將所述至少一個光源(2a、 2b)與所述光檢測器設(shè)備(5、 41、 51)固 定到閱讀器(1、 40、 50、 60)內(nèi)的位置上，并且將照明光學(xué)器件的所 述至少一個透鏡(3a、 3b)和接收光學(xué)器件的所述至少一個透鏡(4) 裝配到在閱讀器(1、 40、 50、 60)內(nèi)滑動的結(jié)構(gòu)(15、 61)中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)，其特征 在于將所述至少一個光源(2a、 2b)和所述光檢測器設(shè)備(5、 41、 51)裝配在固定到閱讀器(1、 40、 50、 60)的底壁(16)的公共印刷 電路板(6、 44、 54)上，所述滑動結(jié)構(gòu)(15、 61)在所述底壁(16) 上可滑動，并且照明光學(xué)器件(3a、 3b)和接收光學(xué)器件(4)裝配在 所述滑動結(jié)構(gòu)(15、 61)中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)，其特征在于 提供至少一個內(nèi)壁(17a、 17b、 63a、 63b)，所述至少一個內(nèi)壁(17a、 17b、 63a、 63b)朝向閱讀器(1、 40、 50、 60)的內(nèi)部而從所述底壁(16) 直立，所述至少一個直立壁(17a、 17b、 63a、 63b)用作所述滑動結(jié)構(gòu)(15、 61)的滑軌。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)，其特征在于 所述至少一個直立壁(17a、 17b、 63a、 63b)至少部分地限定包括光檢 測器設(shè)備(5、 41、 51)和接收光學(xué)器件(4)的接收腔(26)以及包 括照明光學(xué)器件(3a、 3b)和至少一個光源(2a、 2b)的至少一個照明 腔(27a、 27b、 63a、 63b)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2-5中的任何一項所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)， 其特征在于包括位于滑動結(jié)構(gòu)(15、 61)與底壁(16)的一個中的 銷(24)以及位于滑動結(jié)構(gòu)(15、 61)與底壁(16)的另一個中的槽(25)，所述銷(24)在所述槽(25)中可滑動。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2-5中的任何一項所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)， 其特征在于包括位于滑動結(jié)構(gòu)(15、 61)與底壁(16)的一個中的 柔性銷(22)以及位于滑動結(jié)構(gòu)(15、 61)與底壁(16)的另一個中 的其尺寸適合容置所述柔性銷(22)的多個調(diào)準(zhǔn)孔(23)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l-7中的任何一項所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)， 其特征在于包括位于所述光檢測器設(shè)備(5、 41、 51)兩側(cè)的兩個光 源(2a、 2b)，并且所述照明光學(xué)器件(3a、 3b)包括兩個透鏡(3a、 3b)，所述兩個透鏡(3a、 3b)中的每一個均與一光源(2a、 2b)相關(guān) 聯(lián)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l-8中的任何一項所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)， 其特征在于照明光學(xué)器件(3a、 3b)的所述至少一個透鏡和接收光學(xué) 器件(4)的透鏡(7)制成于公共體(8)上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的閱讀器(1、 40、 50、 60),其特征在 于所述公共體(8)可形成閱讀器(1、 40、 50、 60)的前壁。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任何一項所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)，其特征在于包括在閱讀器(1、 40、 50、 60)的上壁和側(cè)壁上延伸的護(hù)罩(28、 33、 34、 66)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)，其特征在 于使護(hù)罩(28、 33、 34、 66)在所述至少一個照明腔(27a、 27b)處 的內(nèi)面變暗。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)，其特征在 于護(hù)罩(28、 33、 34、 66)在所述至少一個照明腔(27a、 27b)處的內(nèi)面類似于鏡子。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1-13中的任何一項所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)，其特征在于所述接收光學(xué)器件(4)包括至少一個固定焦距透 鏡(7、 52、 53)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1-14中的任何一項所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)，其特征在于所述接收光學(xué)器件(4)包括至少一個可變焦距透 鏡(12)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)，其特征在 于所述可變焦距透鏡是具有可作為所施加的電壓的函數(shù)而變化的焦 距的透鏡。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)，其特征在 于所述可變焦距透鏡選自由可變形狀的導(dǎo)電材料制成的透鏡、可變 光學(xué)密度的導(dǎo)電材料制成的透鏡、包含至少一種可變曲率液體的空心 透鏡組成的組。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1-17中的任何一項所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)，其特征在于所述至少一個光源(2a、2b)選自由發(fā)光二極管(LED)、 激光二極管(LD)、垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)以及其組合組成 的組。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1-18中的任何一項所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)，其特征在于包括用于將瞄準(zhǔn)發(fā)光圖與表示閱讀結(jié)果的發(fā)光圖 中的至少一個投射到閱讀平面上的裝置。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)，其特征在 于所述投射裝置包括至少一個光源和照明光學(xué)器件(4)的所述至少 一個透鏡(3a、 3b)的至少部分。
21. 根據(jù)權(quán)利要求l-20中的任何一項所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)，其特征在于光檢測器設(shè)備(5、 41、 51)是線性傳感器或矩陣 傳感器。
22. 根據(jù)權(quán)利要求l-20中的任何一項所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)，其特征在于具有小于5000mn^的體積。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1-22中的任何一項所述的閱讀器(1、 40、 50、 60)，其特征在于照明光學(xué)器件(4)包括與所述至少一個光源(2a、 2b)相關(guān)聯(lián)的至少一個光闌。
全文摘要
在成像器型的光學(xué)代碼閱讀器(1)中，包括至少一個具有與其相關(guān)聯(lián)的照明光學(xué)器件(3a、3b)的非準(zhǔn)直光源(2a、2b)以及具有與其相關(guān)聯(lián)的接收光學(xué)器件(4)的光檢測器設(shè)備(5、41、51)，照明光學(xué)器件的至少一個透鏡(3a、3b)與接收光學(xué)器件的至少一個透鏡(4)是可一起移動的以分別改變它們距所述至少一個光源(2a、2b)以及距所述光檢測器設(shè)備(5、41、51)的距離。
文檔編號G06K7/10GK101366044SQ200680050135
公開日2009年2月11日 申請日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者圭多·毛里齊奧·奧利瓦, 多納托·文森西, 貝林達(dá)·貝爾納戈齊, 費代里科·卡尼尼 申請人:數(shù)據(jù)邏輯掃描集團(tuán)有限公司