用於讀取印在或顯示在反射表面上的光碼的系統和方法

2023-05-09 13:46:51

專利名稱：用於讀取印在或顯示在反射表面上的光碼的系統和方法
技術領域：
本發明涉及使用光碼讀取設備成像。特別地，本發明涉及一種用於讀取印在 反射表面上的光碼的系統和方法。現有技術描述隨著工業不斷改善和提高生產技術和工藝，也提出了在製造組件的元件上安 放標識數據相關標記的相應要求。這些標記允許跟蹤，例如產品製造的歷史進程。 此外，這些標記使得諸如汽車和類似的複雜機械的元件能夠在例如製造期間被質量 控制人員標識，或在調查過程中被政府授權機構等所標識。在工業中已經使用了多種產品標記方法。例如，帶有UPC代碼的紙籤條或標籤在產品組裝過程中被典型地應用於諸元件。該方法提供了現有技術的光碼讀取器 高度易讀的標識碼。然而，對於許多應用，這種籤條或標籤可能會丟失、損壞或被改動，從而導致編碼無用。直接部件打標(Direct Part Marking (DPM))很好地 解決了該缺點，因此DPM通過提供能夠被安放在各種表面上的耐用的標記或碼符 號，在工業應用中獲得了廣泛的認同。在DPM中，可由金屬、塑料、玻璃或其它材料製成的物理部件，用2D標識 符直接標記，採用蝕刻或點打(dotpeening)工藝尤佳。然而，由於直接被蝕刻在 諸如反射性或深色表面等各種各樣的材料表面和紋理上，符號和背景表面的對比不 可控制而且通常都是微弱的對比。在此情況下，需要從照明光源與不同表面輪廓以 及紋理間的相互作用中獲得任何對比，因此，還不能在現有技術的條形碼掃描儀中 現成地找到的合適照明，是準確讀取和解碼DPM碼符號的根本。通常，現有技術的成像掃描儀是為掃描基於紙的光碼而設計。紙的極好的全 向散射屬性掩蓋了光源中結構的許多痕跡。然而，為本發明目標的部件可具有完全 不同特性的表面。在某些情況下，光滑的部件表面可形成光源的反射圖像並導致 DPM符號顯得晦暗甚至很難與其周圍分辨開來；在此情形下，需要一種提供大而 均勻的發射表面的擴展光源。
一種商業上可用的現有技術的DPM掃描儀(見現有技術圖6a)提供了擴展光 源並覆蓋了多個角度。然而，該系統和本發明相比有兩個需要特別注意的局限。首 先，該系統相對較大，使得掃描儀較為笨重，而且一般不適合與手持式計算設備(即， PDA)集成。其次，該系統所用的半透明漫射板為能有效地提供大而均勻的發射表 面必須相對較厚。然而過厚的漫射板在透光上效率特別低，因此比使用較薄的漫射 板需要更大功率的照明。在其它情況下，用直接點源得到的DPM圖像將產生最佳對比，特別是對於採 用點打方法做成的DPM標記。點打是用尖銳的工具反覆地衝擊部件表面從而在表 面上形成凹痕的方法。這些凹痕將以與照明光源的入射角基本相似的角度反射光 線。另一種現有技術的DPM掃描儀(現有技術圖6b所示)將上述擴展光源法和 直接點源法相結合。然而，這種掃描儀甚至比上述擴展光源DPM掃描儀還要大。發明概要本發明的一個方面是提供一種用於讀取印在反射表面上的光碼的系統和方法。本發明的另一個方面是提供一種包含在配備相機的手持式計算設備(PDA) 或移動/蜂窩電話中的用於讀取碼符號的系統和方法。在本發明的這一實施例中， 配備有背射光和/或前射光的PDA或蜂窩電話屏幕在內置相機處理成像時提供擴展 光源。另外，可在內置相機上或附近安設LED以提供直接點光源。附圖
簡述參考以下所列附圖及本發明的詳細描述，將更好地理解本發明的這些以及其它特徵、方面、以及優點。圖la-b示出了兩種現有技術的DPM光學讀取系統；圖2a示出了根據本發明的DPM光碼讀取系統；圖2b-c示出了根據本發明的圖la的DPM光碼讀取系統的替換配置；圖3示出了根據本發明的手持式DPM光碼讀取單元；圖4示出了根據本發明的具有PDA形狀因素的DPM光碼讀取系統；圖5示出了根據本發明的具有蜂窩電話形狀因素的DPM光碼讀取系統；以及圖6示出了根據本發明的由軟體執行的控制圖4中的PDA與圖5中的蜂窩電話的步驟。 優選實施例的具體描述本發明尤其適用於讀取和解碼對應於眾多標準化ID和2D符號體系的光碼。本發明還可被配置為適於包含在用於圖像處理和分析的諸如PDA或行動電話等各 種設備中。本發明的討論特別著重於成像、讀取和解碼DPM碼，特別是印在或顯 示在諸如行動電話、PDA以及膝上型計算機上所見的LCD屏幕等反射表面上的 DPM碼。參照圖2a，示出了根據本發明的一種系統和方法，並一般地由附圖標記200 表示。系統200包括諸如顏色圖像傳感器等圖像傳感器201;具有可被配置為前 射光或背射光單元(見下文及圖2b和2c)的漫射板202a和至少一個LED 202b的 擴展光源202;作為直接點光源203的第二LED;以及提供解碼功能(以及其它控 制功能)並位於邏輯主板205上的處理器204，所述主板205包含用於數據存儲206 以及與諸如主計算機、印表機等在此由附圖標記208共同表示的外部設備通信207 所需的支持電路。如在本領域所知的，圖像傳感器可裝備自動聚焦組件209，從而 允許更大的操作或工作範圍以及更清晰的光碼成像。當顯示在LCD屏幕或其它反 射表面上的光碼成像時，擴展光源202提供照明，而直接點光源203最適用於照明 非反射表面上的光碼。如圖2b所示，採用前射光單元210作為漫射板的圖2a中所示實施例的替換 實現需要兩組LED光源202b和203。 一組LED 202b將光有效地發射到前射光單 元210中，前射光單元210進而基本上朝向鏡頭209外並遠離鏡頭的一個方向發射 光線。另一組LED 203發射其光線穿透前射光210以直接照明目標。兩組光源202b 和203在處理器204的控制下交替使用。對於用於讀取顯示在移動手機屏幕上的代 碼的設計，不需要第二組LED 203。前射光單元210可設計為相當有效地耦合來自 LED 202b的光線，並相當均勻地輸出光線。商品前射光單元可現成購買。另外， 可特別地設計定製的前射光以滿足特定形狀因素的尺寸約束。採用背射光組件211作為漫射板的圖2a中實施例的另一配置在圖2c中示出。 前射光210與背射光211間的區別有兩重背射光組件211不透明從而相機201 不能駐留在其後面。然而，由於背射光組件能夠，而且通常都在其背面包括有鏡子 (未示出)，所以它很少有設計會折衷處理，而且可以更高效且更經濟地製造。鏡 頭209稍微傾斜使得目標相對於光源可被放置得更居中。圖3示出了容有如圖2a-c 中所示的本發明的各種組件的DPM光碼讀取器手持單元300。手持單元300被配
置成在光碼讀取器領域中通常採用的"手槍形狀因素"，並據此來制定尺寸。手持單元300的前部提供了相機/成像組件302和背射光單元301。然而，如前面所討論 的，背射光單元301可替換為前射光單元，在此情形中相機應設置於前射光之後(見 圖2b)。通過按下扳機303啟動DPM掃描，從而激活背射光單元301和相機/成 像組件301。手持單元300與主計算機之間的通信等可由無線系統或接口電纜來提 供。無線版裝備有電池電源，可充電尤佳；而接口電纜版能通過電纜內的導體獲得 所需能量。另外，如果為手持單元300在前部提供了直接點光源，則可對手持單元300 添加控制(未示出)以允許操作者在兩種照明方式中選擇。背射光單元301還可以 是顏色可調的，為操作者提供了多個照明顏色。提供各種照明顏色是為了功能性目 的；印刷在特定表面上的代碼在一種波長的光下可能比在其它波長的光下更明顯， 從而提供多種波長允許操作者選擇最適合特定應用的顏色。在一替換實施例中，如圖4所示，本發明被包括在PDA400內。該PDA的外 殼401包含置於可旋轉組件404內的內置相機405和至少一個同樣置於該可旋轉組 件404內的直接點光源406，以及具有背射光組件402a的LCD屏幕402。內置相 機可有利地配備本領域所知的自動聚焦系統。另外，PDA的外殼401有許多按鈕 403並可具有覆蓋LCD屏幕402的觸敏膜(未示出)，以提供用戶與PDA 400的 交互。PDA 400另外包含控制背射光402a、直接點源406和內置相機405以及處 理和解碼用內置相機405獲得的代碼圖像所需的軟體。在圖6的流程圖中更詳細地 說明了由該軟體所執行的步驟，並在下面對此進行描述。在另一實施例中，本發明是圖5中所示的蜂窩電話500的一部分。蜂窩電話 的外殼501包含置於可旋轉組件504內的內置相機505和至少一個同樣置於可旋轉 組件504內的直接點光源506，以及具有背射光組件502a的LCD屏502。另外， 蜂窩電話的外殼501具有標準小鍵盤503，以提供用戶與蜂窩電話500的交互。蜂 窩電話500另外包含控制背射光502a、直接點源506和內置相機505以及處理和 解碼用內置相機505獲得的代碼圖像所需的軟體。在圖6的流程圖中更詳細地說明 了由該軟體所執行的步驟，並在下面對此進行描述。圖6示出了由安裝在本發明的PDA與蜂窩電話實施例內的軟體所執行的步 驟。以下描述將涉及PDA實施例，但也可等同地應用於蜂窩電話實施例。步驟601 通過該組多個按鈕403中預定義的按鈕被激勵的情況來檢測用戶的激活進而啟動 掃描過程。該過程進行到步驟602，將LCD屏幕402清屏。步驟603激活背射光 402a、步驟604激活直接點光源406、以及步驟605激活相機405基本發生在同一 時刻。接下來執行步驟606，獲取代碼圖像並將圖像傳遞到步驟607。在步驟607， 分析代碼圖像以確定可解碼性和代碼類型。 一旦在步驟608中代碼類型被標識，就 從內部存儲器檢索適當的解碼器算法。步驟609與代碼圖像的解碼一起進行。代碼 信息顯示在LCD屏幕402上。另外，該過程可配置成提供附加功能諸如通過無 線通信提供與遠程主計算機的交互用於更新編碼部分的信息，提供與印表機的連接等等。所描述的本發明的實施例旨在說明而非限制，且無意代表本發明的每個實施 例。可作各種修改和變形而不會背離其字面形式和等效形式均為法律所承認的所附 權利要求書中所述的本發明的精神實質或範圍。
權利要求
1.一種光碼讀取和解碼系統，包括發射用於照明光碼的基本均勻的光線的擴展光源，所述擴展光源由背射光或前射光照明系統產生；用於生成所述光碼的至少一個圖像的圖像傳感器；用於分析和確定所述至少一個圖像的可解碼圖像的處理器；以及用於解碼所述可解碼圖像的至少一部分的解碼器。
2. 如權利要求1所述的光碼讀取和解碼系統，其特徵在於，還包括用於提供 所述光碼的單向照明的直接點光源。
3. 如權利要求1所述的光碼讀取和解碼系統，其特徵在於，所述處理器被進 一步配置用於確定所成像的代碼的代碼類型。
4. 如權利要求3所述的光碼讀取和解碼系統，其特徵在於，所述代碼類型為 UPC碼、數據矩陣碼或QR碼。
5. 如權利要求1所述的光碼讀取和解碼系統，其特徵在於，還包括用於將所 述光碼的圖像聚焦在所述圖像傳感器上的自動聚焦機制。
6. 如權利要求1所述的光碼讀取和解碼系統，其特徵在於，所述系統被配置 成一手持式設備並根據所述手持式設備來制定所述系統的尺寸，所述手持式設備具 有作所述圖像傳感器之用的相機、提供所述擴展光源的背光照射的LCD顯示器、 以及配置成提供分析和解碼功能的處理器。
7. 如權利要求6所述的光碼讀取和解碼系統，其特徵在於，所述手持式設備 為PDA或蜂窩電話。
8. —種用於讀取和解碼光碼的方法，包括以下步驟 由用戶激勵的組件啟動所述光碼的成像；通過向所述光碼發射光來照明目標表面上的所述光碼，其中所述光是漫射而 均勻的；生成所述光碼的至少一個圖像；以及 解碼所述至少一個圖像的至少一部分。
9. 如權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述光碼為UPC碼、數據矩陣 碼或QR碼。
10. 如權利要求8所述的方法，其特徵在於，還包括通過從直接點光源發射 光線來照明所述光碼的步驟。
11. 如權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述生成圖像的步驟包括自動 地將所述圖像聚焦在圖像傳感器上的步驟。
12. 如權利要求8所述的方法，其特徵在於，還包括分析對應於所述至少一 個圖像的至少一個參數並確定所述至少一個圖像的可解碼圖像的步驟，其中所述可 解碼圖像為其所述的至少一部分已由所述解碼步驟解碼的所述圖像。
13. —種光碼讀取和解碼系統，包括根據手持單元來制定尺寸的外殼；設置在所述外殼內的被照明的顯示器，所述被照明的顯示器被配置成提供用於照明光碼的漫射的、均勻的光源；與所述外殼集成的數位相機，用於對至少由所述被照明的顯示器照明的所述 光碼進行成像；以及配置成用於分析所成像的光碼和確定可解碼性與代碼類型、以及用於所成像 的光碼的解碼的處理器。
14. 如權利要求13所述的光碼讀取和解碼系統，其特徵在於，還包括為所述 光碼提供直接點(單向)照明的第二光源。
15. 如權利要求13所述的光碼讀取和解碼系統，其特徵在於，所述外殼的尺 寸根據PDA來制定。
16. 如權利要求13所述的光碼讀取和解碼系統，其特徵在於，所述外殼的尺 寸根據蜂窩/行動電話來制定。
17. 如權利要求13所述的光碼讀取和解碼系統，其特徵在於，所述被照明的 顯示器為背光照射或前光照射的LCD屏幕，所述LCD屏幕還被配置成顯示與所成 像的光碼相關的信息。
18. 如權利要求13所述的光碼讀取和解碼系統，其特徵在於，所述數位相機 配備有用於自動將所述光碼圖像聚焦在所述圖像傳感器上的自動聚焦系統。
19. 如權利要求13所述的光碼讀取和解碼系統，其特徵在於，所述代碼類型 選自包括UPC、數據矩陣、以及QR碼的組，每個代碼類型具有可由所述處理器 用於解碼相應光碼的相關聯的解碼算法。
20. 如權利要求13所述的光碼讀取和解碼系統，其特徵在於，還包括整個設 置於所述外殼內的、並被配置成用於發送和接收與所成像的光碼相關的數據的通信 組件。
21. —種用於產生擴展射束光的光組件，包括包括第一部分陣列和第二部分陣列的導光管，其中，所述第一部分陣列的諸 第一部分與所述第二部分陣列的諸第二部分交替；以及光源構成，包括用於生成對應的指向諸相應第一部分的第一光束陣列的第一 光源陣列，以及用於生成對應的指向諸相應第二部分的第二光束陣列的第二光源陣 列，其中，所述第一光束陣列的諸第一光束與所述第二光束陣列的諸第二光束交替;其特徵在於，所述第一部分陣列的諸相應第一部分與所述第二部分陣列的諸 相應第二部分兩者中的至少一個包括至少一個傾斜表面，其中所述諸相應第一部分 的所述至少一個傾斜表面相對於所述諸第一光束傾斜，而所述諸相應第二部分的所 述至少一個傾斜表面相對於所述諸第二光束傾斜，用於將所述諸第一光束與所述諸 第二光束兩者中的至少一個重新定向，以基本消除相鄰的諸第一和第二光束間的間 隙從而將所述第一光束陣列和所述第二光束陣列組合為一連續光束由所述燈管作 為所述擴展射束光輸出。
22. 如權利要求21所述的光組件，其特徵在於，所述第一部分陣列和所述第 二部分陣列由單片材料構成。
23. 如權利要求21所述的光組件，其特徵在於，所述諸相應第一部分從第一方向接收所述第一光束陣列並在所述第一方向上輸出所接收的光。
24. 如權利要求21所述的光組件，其特徵在於 所述第一部分陣列在第一方向上輸出光； 所述諸相應第二部分包括所述至少一個傾斜表面；以及所述第二部分陣列從第二方向接收所述第二光束陣列，通過所述至少一個傾斜表面重新定向所接收的第二光束陣列，並在所述第一方向上輸出經重新定向的所 述第二光束陣列。
25. 如權利要求24所述的光組件，其特徵在於，所述諸相應第二部分的所述 至少一個傾斜表面是所述諸相應第二部分的一個傾斜表面。
26. 如權利要求24所述的光組件，其特徵在於，所述諸相應第二部分的所述 至少一個傾斜表面是所述諸相應第二部分的兩個傾斜表面。
27. 如權利要求26所述的光組件，其特徵在於， 一相應第二部分的所述兩個 傾斜表面中的一個傾斜表面被連接到至少一個其它第二部分的所述兩個傾斜表面 中的對應傾斜表面上，其中所述相連接的傾斜表面被包括在一個連續平面中。
28. 如權利要求21所述的光組件，其特徵在於，所述第一光源陣列和所述第二光源陣列位於同一平面中。
29. 如權利要求21所示的光組件，其特徵在於，所述第一光源陣列和所述第 二光源陣列分別在第一和第二方向上輸出光。
30. 如權利要求21所示的光組件，其特徵在於，所述第一光源陣列和所述第 二光源陣列被包括在一個印刷電路板中。
31. 如權利要求21所示的光組件，其特徵在於，所述第一光束陣列和所述第 二光陣列兩者中的至少一個的諸相應光束的寬度大於所述諸相應光束所指向的所 述相應第一部分或第二部分的寬度。
32. —種用於產生擴展射束光的光組件，包括用於發射擴展射束光的第一導光管，其中所述第一導光管通過至少一個入口 表面接收光，並通過一出口表面發射所述擴展射束光，其中所述至少一個入口表面 總計面積遠小於所述出口表面；以及用於將光輸出到所述第一導光管的光源，所述光源包括包括至少第一和第二組入口表面和一出口表面的第二導光管，光通過所 述出口表面被輸出並提供給所述第一導光管的所述至少一個入口表面，其中所述第 一組入口表面的至少一部分與所述第二組入口表面的至少一部分不共線；以及光源構成，包括用於生成對應的指向所述第一組入口表面的諸相應入口 表面的第一光束陣列的第一光源陣列，以及用於生成對應的指向所述第二組入口表 面的諸相應入口表面的第二光束陣列的第二光源陣列。
33. 如權利要求32所述的光組件，其特徵在於，所述第一導光管的所述至少一個入口表面是基本線性的。
34. 如權利要求32所述的光組件，其特徵在於，所述第一組入口表面的諸相 應入口表面與所述第二組入口表面的諸相應入口表面交替。
35. 如權利要求32所述的光組件，其特徵在於，所述第一光束陣列的諸相應 第一光束與所述第二光束陣列的諸第二光束交替。
36. 如權利要求32所述的光組件，其特徵在於，所述第一組入口表面的諸相 應入口表面與所述第二組入口表面的諸相應入口表面兩者中的至少一個包括至少 一個傾斜表面，其中所述第一組入口表面的所述諸相應入口表面的所述至少一個傾 斜表面相對於所述諸第一光束傾斜，而所述第二組入口表面的所述諸相應入口表面 的所述至少一個傾斜表面相對於所述第二光束傾斜，用於重新定向所述諸第一光束 和所述諸第二光束兩者中的至少一個，以基本消除相鄰諸第一和第二光束間的間 隙，從而將所述第一光束陣列和所述第二光束陣列組合為一連續光束作為由所述第 二導光管輸出並被提供給所述第一導光管的光。
37. 如權利要求32所述的光組件，其特徵在於，所述第一導光管的所述至少一個入口表面和所述出口表面每個都具有定義相應表面面積的至少兩個維度，並且 所述至少一個入口表面的所述至少兩個維度中的一個維度基本等於所述出口表面 的所述至少兩個維度中的一個維度。
38. 如權利要求32所示的光組件，其特徵在於，所述第一和所述第二導光管 由單片材料構成。
39. —種用於光輸出到第一導光管中以產生擴展射束光的光組件的光源，所 述光源包括包括至少第一和第二組入口表面以及一出口表面的第二導光管，光通過所述 輸出表面輸出，其中所述第一組入口表面的至少一部分與所述第二組入口面的至少 一部分不共線；以及光源構成，包括用於生成對應的指向所述第一組入口表面的諸相應入口表面 的第一光束陣列的第一光源陣列，以及用於生成對應的指向所述第二組入口表面的 諸相應入口表面的第二光束陣列的第二光源陣列；其中，所述第一導光管通過至少一個入口表面接收從所述第二導光管的所述 出口表面輸出的光，並通過出口表面發射所述擴展射束光，其中所述第一導光管的 所述至少一個入口表面的總面積遠小於所述第一導光管的所述出口表面。
40. 如權利要求39所述的光源，其特徵在於，所述第二導光管的所述第一組 入口表面的諸中心基本沿著第一直線，而所述第二導光管的所述第二組入口表面的 諸中心基本沿著第二直線，且所述第一與第二直線基本平行。
41. 如權利要求39所述的光源，其特徵在於，所述第一組入口表面的諸相應 入口表面與所述第二組入口面的諸相應入口表面交替。
42. 如權利要求39所述的光源，其特徵在於，所述第一光束陣列的諸相應第 一光束與所述第二光束陣列的諸相應第二光束交替。
43. 如權利要求39所述的光源，其特徵在於，所述第一組入口表面的諸相應 入口表面與所述第二組入口表面的諸相應入口面兩者中的至少一個包括至少一個 傾斜表面，其中所述第一組入口表面的所述諸相應入口表面的所述至少一個傾斜表 面相對於所述諸第一光束傾斜，而所述第二組入口表面的所述諸相應入口表面的所述至少一個傾斜表面相對於所述諸第二光束傾斜，用於重新定向所述諸第一光束與 所述諸第二光束兩者中的至少一個，以基本消除相鄰第一和第二光束間的間隙，從 而將所述第一光束陣列和所述第二光束陣列組合為一連續光束作為由所述第二導 光管輸出並被提供給所述第一導光管的光。
44. 如權利要求39所述的光源，其特徵在於，所述第一導光管的所述至少一個入口表面和所述出口表面每個都至少具有定義相應表面面積的兩個維度，並且所 述至少一個入口表面的所述至少兩個維度中的一個維度基本等於所述出口表面的 所述至少兩個維度中的一個維度。
45. —種光碼讀取系統，包括 擴展光源，用於發射擴展射束光以照明光碼；至少一個圖像傳感器，用於感應由所述光碼反射的光並生成與所述光碼的至少一個圖像相關的信號；以及至少一個處理器，用於處理所述信號中的至少一部分、生成對應於所述信號 的可解碼圖像以及解碼所述可解碼圖像的至少一部分； 其中，所述擴展光源包括包括第一部分陣列和第二部分陣列的導光管，其中所述第一部分陣列的 所述諸第一部分與所述第二部分陣列的所述諸第二部分交替；以及光源構成，包括用於生成對應的指向諸相應第一部分的第一光束陣列的 第一光源陣列，以及用於生成對應的指向諸相應第二部分的第二光束陣列的第二光 源陣列，其中，所述第一光束陣列的諸第一光束與所述第二光束陣列的諸第二光束交替；其中，所述第一部分陣列的諸相應第一部分與所述第二部分陣列的諸相 應第二部分兩者中的至少一個包括至少一個傾斜表面，其中所述諸相應第一部分的所述至少一個傾斜面相對於所述諸第一光束傾斜，而所述諸相應第二部分的所述至 少一個傾斜面相對於所述諸第二光束傾斜，用於重新定向所述諸第一光束與所述諸 第二光束兩者中的至少一個，以基本消除相鄰第一和第二光束間的間隙，從而將所 述第一光束陣列和所述第二光束陣列組合為一連續光束由所述導光管作為所述擴 展射束光輸出。
46. 如權利要求45所述的光碼讀取系統，其特徵在於，所述擴展光源直接照 明所述光碼。
47. 如權利要求45所述的光碼讀取系統，其特徵在於，還包括用於以窄射束光照明所述光碼的至少一個直接點光源，其中所述至少一個處理器被進一步配置成 用於選擇性地操作所述擴展光源與所述至少一個直接點光源兩者中的一個。
48. 如權利要求45所述的光碼讀取系統，其特徵在於，所述第一部分陣列和所述第二部分陣列由單片材料構成。
49. 如權利要求45所述的光碼讀取系統，其特徵在於，所述第一光束陣列和 所述第二光陣列兩者中的至少一個的相應光束的寬度大於所述相應光束所指向的 所述諸相應第一部分或第二部分的寬度。
50. —種光碼讀取系統，包括 擴展光源，用於發射擴展射束光以照明光碼；至少一個圖像傳感器，用於感應由所述光碼反射的光並生成與所述光碼的至少一個圖像相關的信號；以及至少一個處理器，用於處理所述信號中的至少一部分、生成對應於所述信號的可解碼圖像，以及解碼所述可解碼圖像的至少一部分；其中，所述擴展光源包括用於發射擴展射束光的第一導光管，其中所述第一導光管通過至少一個入口表面接收光並通過一 出口表面發射所述擴展射束光，且所述至少一個入口表面的總面積遠小於所述出口表面；以及用於將光輸出到所述第一導光管的光源，所述光源包括包括至少第一和第二組入口表面和一出口表面的第二導光管，光通過所述出口表面輸出並被提供給所述第一導光管的所述至少一個入口表面，其中所 述第一組入口表面的至少一部分與所述第二組入口表面的至少一部分不共線；以及光源構成，包括用於生成對應的指向所述第一組入口表面的諸相應 入口表面的第一光束陣列的第一光源陣列，以及用於生成對應的指向所述第二組入 口表面的諸相應入口表面的第二光束陣列的第二光源陣列。
51. 如權利要求50所述的光碼讀取系統，其特徵在於，所述第一導光管的所 述至少一個入口表面是基本線性的。
52. 如權利要求50所述的光碼讀取系統，其特徵在於，所述第一組入口表面的諸相應入口表面與所述第二組入口表面的諸相應入口表面交替。
53. 如權利要求50所述的光碼讀取系統，其特徵在於，所述第一光束陣列的 諸相應第一光束與所述第二光束陣列的諸相應第二光束交替。
54. 如權利要求50所述的光碼讀取系統，其特徵在於，所述第一組入口表面的諸相應入口表面與所述第二組入口表面的諸相應入口表面兩者中的至少一個包 括至少一個傾斜表面，其中所述第一組入口表面的所述諸相應入口表面的所述至少 一個傾斜表面相對於所述諸第一光束傾斜，而所述第二組入口表面的所述諸相應入 口表面的所述至少一個傾斜表面相對於所述諸第二光束傾斜，用於重新定向所述諸 第一光束與所述諸第二光束兩者中的至少一個，以基本消除相鄰第一和第二光束間 的間隙，從而將所述第一光束陣列和所述第二光束陣列組合為一連續光束作為由所 述第二導光管輸出並被提供給所述第一導光管的光。
55. 如權利要求50所述的光碼讀取系統，其特徵在於，所述第一組入口表面和所述第二組入口表面由單片材料構成。
56. 如權利要求50所述的光碼讀取系統，其特徵在於，所述第一光束陣列和 所述第二光陣列兩者中的至少一個的諸相應光束的寬度大於所述諸相應光束所指 向的所述相應第一或第二部分的寬度。
57. 如權利要求50所述的光碼讀取系統，其特徵在於，所述第一和第二導光 管由單片材料構成。
58. —種前射光組件，包括含多個LED的光源，其中，所述多個LED中的至少一部分被一起封裝在LED 燈光條中；以及用於接收由所述燈光條發射的光並發射擴展射束光的導光管。
59. 如權利要求58所述的前射光組件，其特徵在於，所述導光管包括用於將 所接收的光重新定向到不同方向的多個全內反射(TIR)表面。
60. 如權利要求58所述的前射光組件，其特徵在於，所述導光管通過至少一 個入口表面接收光，並通過一出口表面發射所述擴展射束光，其中所述出口表面與 至少一個所述入口表面不平行。
61. 如權利要求58所述的前射光組件，其特徵在於，所述導光管通過至少一 個入口表面接收光並通過一出口表面發射所述擴展射束光，其中所述入口表面的面積遠小於所述出口表面。
62. —種用於生成擴展光束的方法，包括以下步驟 輸出第一光束陣列； 將所述第一光束陣列導進一導光管；輸出第二光束陣列，其中，所述第二光束陣列的光束與所述第一光束陣列的 光束交替；將所述第二光束陣列導進所述導光管；在所述導光管內重新定向所述第一光束陣列與所述第二光束陣列兩者中的至 少一個，以消除相鄰的第一與第二光束間的間隙，從而將所述第一光束陣列和所述 第二光束陣列組合為一連續光束；以及從所述導光管輸出所述連續光束作為所述擴展射束光；
63. —種用於讀取目標表面上的光碼的方法，包括以下步驟 向所述光碼發射擴展射束光以照明所述光碼，所述發射步驟包括以下步驟輸出第一光束陣列； 將所述第一光束陣列導進一導光管；輸出第二光束陣列，其中，所述第二光束陣列的光束與所述第一光束陣 列的光束交替；將所述第二光束陣列導進所述導光管；在所述管內重新定向所述第一光束陣列與所述第二光束陣列兩者中的至 少一個，以消除相鄰的第一與第二光束間的間隙，從而將所述第一光束陣列和所述第二光束陣列組合為一連續光束；以及從所述導光管輸出所述連續光束作為所述擴展射束光； 感應從所述光碼反射的光；生成對應於所述感應到的光的所述光碼的至少一個圖像；以及 解碼所述至少一個圖像的至少一部分。
64. —種成像設備，包括用於輸出擴展射束光以照明所要成像的目標的光組件，所述光組件包括 光源構成，具有用於輸出至少一個光束的至少一個光源； 用於接收所述至少一個光束的導光管，所述導光管包括至少一個傾斜表面，用於重新定向所述至少一個光束的至少一個部分；以及來自所述重新定向的光的光通過其出射的外表面，其中所述出射光 以與垂直出射於所述外表面的向量成預定角度的偏移量射出所述外表面； 相機，所述相機具有傳感器陣列，用於感應反射自所述目標的光並生成與所述目標的至少一 個圖像相關的信號；以及光組件，所述光組件具有用於將所述反射光聚焦於所述傳感器陣列上的 至少一個鏡頭，並且所述光組件具有一光軸；其中，通過將所述光組件繞與所述光軸垂直的軸旋轉預定角度，所述光組件 被傾斜。
65. 如權利要求64所述的成像設備，其特徵在於，所述成像設備為光碼讀取器。
66. 如權利要求64所述的成像設備，其特徵在於，還包括用於照明所述目標 的至少一個直接點光源，其中所述直接點光源與所述光組件兩者中的一個被選擇用 於照明所述目標。
67. 如權利要求64所述的成像設備，其特徵在於，所述光組件為安置於所述 相機前面的前射光組件。
68. 如權利要求64所述的成像設備，其特徵在於，還包括用於照明所述目標 的至少一個直接點光源，其中所述直接點光源與所述光組件中的一個被選擇用於照 明所述目標；所述光組件為安置於所述相機與所述直接點光源前面的前射光組件；以及 所述光組件的傾斜將由所述直接點光源產生光從所述光組件到所述相機上的 反射最小化。
69. 如權利要求64所述的成像設備，其特徵在於，所述光組件還起到所述成 像設備的窗口的作用。
全文摘要
提供了一種光碼讀取系統和方法，用於讀取印在反射表面上的光碼。該系統包括多個光源、圖像傳感器、處理器以及解碼器。這多個光源包括擴展光源和被導向照射諸如直接標記光碼等光碼的直接點光源。該圖像傳感器探測來自光碼的反射光並生成圖像。該處理器分析圖像並確定圖像的代碼類型。然後數據由解碼器被解碼。
文檔編號G06K7/00GK101167081SQ200580013220
公開日2008年4月23日 申請日期2005年2月28日 優先權日2004年3月2日
發明者E·B·約瑟夫, 何端峰 申請人:訊寶科技公司