專利名稱：用于光學(xué)代碼閱讀器的照明透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)代碼閱讀器、用于這種閱讀器的照明透鏡以 及其的制造方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，光學(xué)代碼是按照顏色并且可選地按照多個(gè)單元的數(shù)目 以及相對(duì)尺寸所編碼的信息。條形的線性光學(xué)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(gè)具有多個(gè)基本寬度的寬 度。二維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。在任何情況下，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)代碼閱讀器包括一個(gè)或多個(gè)光源、用于將照明圖案照 射在光學(xué)代碼上的照明光學(xué)器件以及用于對(duì)所照射的光學(xué)代碼所漫射 的光進(jìn)行檢測(cè)并且產(chǎn)生由其幅度和相位來表示光學(xué)代碼單元的顏色和 尺寸的電信號(hào)的裝置。
在本說明書以及權(quán)利要求中，術(shù)語"光"用于廣義，其不但指可見 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。
例如通過濾波器、放大器以及數(shù)字化器來對(duì)該電信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)?處理以獲得光學(xué)代碼的二進(jìn)制表示，此后對(duì)該光學(xué)代碼的二進(jìn)制表示 進(jìn)行解碼用于獲得與正在閱讀的特定光學(xué)代碼相關(guān)的信息。可將光學(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。
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(shí) 照射整個(gè)代碼或者線性代碼的整個(gè)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(cè)器設(shè)備或者傳感器來使整 個(gè)被照射的光學(xué)代碼所漫射的光集聚并對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。
為了良好的閱讀結(jié)果，成像器閱讀器中的照明圖案應(yīng)有明確定義 的形狀。此外，在成像器閱讀器中，電信號(hào)應(yīng)該既不會(huì)受到例如由于 所使用的照明源的發(fā)射特性所引起的對(duì)光學(xué)代碼的各個(gè)區(qū)域的照射過 程中的不均勻性的影響，也不會(huì)受到例如由于光學(xué)代碼所漫射的光照 射傳感器的不同角度所引起的傳感器的各個(gè)感光區(qū)當(dāng)中的響應(yīng)的不均 勻性的影響。
因此，公知的是使照明光學(xué)器件與光源以及將要對(duì)這種不均勻性 進(jìn)行校正的光學(xué)器件相關(guān)聯(lián)。
在線性光學(xué)代碼的公知的解決方案當(dāng)中，除了負(fù)透鏡或正透鏡、
雙凸透鏡陣列(lenticular arrays)、全息漫射器以及棱鏡陣列之外，還提 到了在例如U. S. 5,504,316中所描述的后者。所有這些解決方案提供了 微結(jié)構(gòu)的局部反復(fù)，這可使入射光束僅在期望的方向上以預(yù)定角度漫 射。因此可使兩個(gè)光源的發(fā)射波瓣重疊，這可提高照明線的均勻性并 且可改善掃描線的外形。
在上述公知的解決方案中，如在圖15中可看出的，因?yàn)橐话阏丈?比閱讀器接收光學(xué)器件實(shí)際上所框定的區(qū)域大很多的區(qū)域，所以以降 低閱讀器的總效率為代價(jià)而提供了均勻強(qiáng)度的照明圖案。該解地 示出了由具有分別與其相關(guān)聯(lián)的傳統(tǒng)光學(xué)器件101a、 101b的兩個(gè)LED (發(fā)光二極管)光源100a、 100b在最佳焦平面上且在靠近閱讀范圍 (reading range)處所產(chǎn)生的輻照剖面(irradiance profile)以及其與接 收光學(xué)器件的視場(chǎng)102的關(guān)系。此外，從該圖中可注意到，在靠近閱 讀范圍處閱讀器效率甚至下降并且閱讀線極其不均勻。此外，在所有
閱讀距離處，照明線的側(cè)邊緣都沒有明確定義，因此閱讀器操作者并 不清楚知道閱讀區(qū)的角度范圍。
GB 2 215 659A教導(dǎo)了使一對(duì)LED (發(fā)光二極管)中的每一個(gè)與 用于在與布置在就閱讀器而言的預(yù)定位置上的光學(xué)代碼相平行的方向
上對(duì)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(duì)光進(jìn)行聚焦的透鏡或透鏡部分相關(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)。用于在與代 碼相平行的方向上進(jìn)行聚焦的每個(gè)透鏡或透鏡部分呈現(xiàn)出曲率半徑不 同的兩個(gè)區(qū)域。在另一實(shí)施例中，該文獻(xiàn)提供了單個(gè)LED以及曲率半 徑在朝著透鏡端部的方向逐漸減小、中心部分凹兩側(cè)區(qū)域凸的透鏡或 透鏡部分。同樣，在這種情況下，照射比閱讀器接收光學(xué)器件實(shí)際上 所框定的區(qū)域更大的區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的根本技術(shù)問題是要使得能夠有效地照射成像器型的光學(xué) 代碼閱讀器中的光學(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(gè)光源和位于所述至少一 個(gè)光源的下游、用于投射出預(yù)定照明圖案的至少一個(gè)照明透鏡，所述 至少一個(gè)照明透鏡包括第一主面，其特征在于在第一方向上，所述 第一主面具有多個(gè)基本區(qū)域，所述至少一個(gè)照明透鏡的所述基本區(qū)域 中的每一個(gè)具有單獨(dú)計(jì)算的相對(duì)于閱讀器的光軸的斜率，以便所述基 本區(qū)域使來自所述至少一個(gè)光源并入射到其上的光分量(light fraction) 偏轉(zhuǎn)朝向照明圖案的特定基本區(qū)域。
因此，可使一個(gè)或多個(gè)單元透鏡區(qū)域與照明圖案的每個(gè)基本區(qū)域 相關(guān)聯(lián)，以獲得照明圖案的每個(gè)基本區(qū)域中的期望光強(qiáng)，因而可生成 以最佳方式校正了上述不均勻性的輻照剖面。
如果照明透鏡基本上與由閱讀器的接收光學(xué)器件所定義的閱讀器 的光軸垂直，即基本上面向光學(xué)代碼，那么第一方向一般與代碼方向 平行；相反，如果照明透鏡被布置成與閱讀器的光軸成一定角度，那 么第一方向與光學(xué)代碼的方向不平行。
在一些實(shí)施例中，照明透鏡的相鄰基本區(qū)域具有為照射照明圖案 的相同基本區(qū)域或照明圖案的相鄰基本區(qū)域而單獨(dú)計(jì)算的斜率。
按照這種方式，如果照明圖案中的所需輻照剖面基本均勻，那么 照明透鏡的相鄰基本區(qū)域具有相同方向上的斜率并且斜率差很小。
更具體地，在一個(gè)實(shí)施例中，照明透鏡的基本區(qū)域是彎曲的區(qū)域， 曲率半徑在相鄰基本區(qū)域之間緩慢地變化。
在另一實(shí)施例中，照明透鏡的基本區(qū)域是平坦區(qū)域，照明透鏡的 相鄰基本區(qū)域的靠近邊緣處是一致的。
容易以諸如注射模塑法這樣的低成本技術(shù)制成透鏡的這種連續(xù)剖面。
在上述實(shí)施例中，優(yōu)選基本區(qū)域的密度大于每毫米50個(gè)基本區(qū) 域，更優(yōu)選大于每毫米IOO個(gè)基本區(qū)域。
在另一實(shí)施例中，照明透鏡的基本區(qū)域是平坦區(qū)域，照明透鏡的 相鄰基本區(qū)域的靠近邊緣處不一致，其之間布置有連接面。
按照這種方式，透鏡具有就其在第一方向上的整個(gè)寬度而言宏觀 上基本恒定的厚度。
在另一實(shí)施例中，選擇照明圖案的特定基本區(qū)域，以便照明透鏡 的相鄰基本區(qū)域在相反方向上具有斜率。
同樣按照這種方式，透鏡具有就其在第一方向上的整個(gè)寬度而言 宏觀上基本恒定的厚度并且利用諸如注射模塑法這樣的低成本技術(shù)而 制成。
在上述實(shí)施例中，優(yōu)選基本區(qū)域的密度大于每毫米2個(gè)基本區(qū)域， 更優(yōu)選大于每毫米5個(gè)基本區(qū)域并且甚至更優(yōu)選大于每毫米10個(gè)基本 區(qū)域。
一般地，計(jì)算斜率，以便均勻地照射照明圖案的基本區(qū)域。
可選地，計(jì)算斜率，以便與照明圖案的中間基本區(qū)域相比更多地 照射照明圖案的端部基本區(qū)域。
此外，計(jì)算斜率以優(yōu)選在照明圖案的端部區(qū)域中產(chǎn)生瞄準(zhǔn)光圖案 和/或以產(chǎn)生用于發(fā)送閱讀結(jié)果信號(hào)的光圖案。
優(yōu)選地，計(jì)算斜率以使閱讀器至照明圖案的距離對(duì)所述照明圖案 的輻照剖面的影響最小化。
一般地，閱讀器進(jìn)一步包括用于接收所述照明圖案所照射的支座 (support)所漫射的所述光的光檢測(cè)器設(shè)備，并且有利的是，計(jì)算所述斜
率，以便所述照明圖案具有這樣的輻照剖面，使得當(dāng)所述支座具有均 勻漫射特性時(shí)所述光檢測(cè)器設(shè)備通過接收光學(xué)器件所接收到的所述光 具有均勻分布。
按照這種方式，光檢測(cè)器設(shè)備所產(chǎn)生的電信號(hào)呈現(xiàn)出由光學(xué)代碼 單元的反射率所唯一調(diào)制的強(qiáng)度。在線性閱讀器的情況下，為了使照明光集中在與形成了細(xì)的照明 線的光學(xué)代碼相正交的方向上，在第一尤其簡單的實(shí)施例中，所述照 明透鏡的與第一主面相反的第二主面是柱面。
在其他實(shí)施例中，在與所述第一方向相正交的第二方向上，所述 透鏡的與第一主面相反的第二主面呈現(xiàn)出多個(gè)第二基本區(qū)域，所述第 二基本區(qū)域中的每一個(gè)具有單獨(dú)計(jì)算的相對(duì)于所述光軸的斜率，以便 所有的第二基本區(qū)域使來自所述至少一個(gè)光源并入射到其上的光分量 偏轉(zhuǎn)朝向照明圖案的相同基本區(qū)域。
按照這種方式，可獲得類似于條帶的照明圖案，其中，與傳統(tǒng)柱 面透鏡所產(chǎn)生的條帶的縱向邊緣相比，還對(duì)該條帶的縱向邊緣進(jìn)行了 進(jìn)一步定義與進(jìn)一步標(biāo)記，因?yàn)閭鹘y(tǒng)透鏡所存在的球面像差成分
(contribution)得以減小。
為了在線性閱讀器的情況下產(chǎn)生二維照明圖案，例如為了對(duì)準(zhǔn)閱 讀結(jié)果和/或發(fā)送閱讀結(jié)果信號(hào)，或者在二維閱讀器的情況下，在透鏡 上形成了基本區(qū)域的規(guī)則二維布置(arrangement)，每個(gè)基本區(qū)域具 有根據(jù)期望的二維照明圖案所計(jì)算的各自的斜率，換句話說，同樣在 與所述第一方向相正交的第二方向上，所述第一主面可呈現(xiàn)出多個(gè)基 本區(qū)域，每個(gè)所述基本區(qū)域具有單獨(dú)計(jì)算的相對(duì)于所述光軸的斜率， 以便所述基本區(qū)域使來自所述至少一個(gè)光源并入射到其上的光分量偏 轉(zhuǎn)朝向閱讀器的照明圖案的特定基本區(qū)域。
所述至少一個(gè)照明透鏡的基本區(qū)域可在第一方向上具有相同寬度 和/或在第二方向上具有相同寬度，或者它們可在第一方向上具有不同
寬度和/或在第二方向上具有不同寬度以用于提供照明圖案中的進(jìn)一步 的自由度。
有利地，將所述至少一個(gè)照明透鏡與光學(xué)代碼閱讀器的光學(xué)接收 設(shè)備的至少一個(gè)透鏡一起集成到公共體中。
一般地，閱讀器包括兩個(gè)非準(zhǔn)直光源以及兩個(gè)照明透鏡。
在其第二方面中，本發(fā)明涉及一種具有一個(gè)或多個(gè)上述特征的光 學(xué)代碼閱讀器的照明透鏡。
在其第三方面中，本發(fā)明涉及一種用于制造在包括至少一個(gè)光源
的光學(xué)代碼閱讀器中所使用的透鏡的方法，該方法包括步驟 沿著至少一個(gè)方向定義透鏡的多個(gè)(n)基本區(qū)域；
定義照明圖案的多個(gè)(m)基本區(qū)域；
對(duì)于照明圖案的每個(gè)基本區(qū)域，計(jì)算透鏡的至少一個(gè)基本區(qū)域的 斜率，以便透鏡的所述至少一個(gè)基本區(qū)域使來自所述至少一個(gè)光源并 入射到其上的光分量偏轉(zhuǎn)朝向照明圖案的所述基本區(qū)域；以及
制造在每個(gè)基本區(qū)域中具有所計(jì)算的斜率的透鏡。
如上對(duì)于本發(fā)明的透鏡可知，所述至少一個(gè)方向可以是單個(gè)方向， 在這種情況下透鏡的所述基本區(qū)域是條帶形的，或者所述至少一個(gè)方 向可以是兩個(gè)方向，透鏡的所述多個(gè)基本區(qū)域包括基本區(qū)域的規(guī)則二
維陣列(array)。
優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括預(yù)先確定照明圖案的輻照剖面的步驟； 其中在計(jì)算照明圖案的每個(gè)基本區(qū)域的斜率的步驟中所涉及的透鏡的 基本區(qū)域的數(shù)目使得偏轉(zhuǎn)到照明圖案的所述基本區(qū)域上的總光與預(yù)定 的輻照剖面相對(duì)應(yīng)。
該方法進(jìn)一步包括強(qiáng)制使相鄰基本區(qū)域的斜率相差小于預(yù)定門限 值的步驟。
可選地，該方法進(jìn)一步包括強(qiáng)制使相鄰基本區(qū)域的斜率處于相反 方向上的步驟。
優(yōu)選地，該方法包括確定所述至少一個(gè)光源的輻照剖面的初始步 驟，并且其中計(jì)算由透鏡的每個(gè)基本區(qū)域所偏轉(zhuǎn)的光分量以作為所述 至少一個(gè)光源的所述輻照剖面的函數(shù)。
優(yōu)選地，制造透鏡的步驟包括對(duì)透鏡進(jìn)行注射模塑。


參考僅通過非限制性示例的方式提供的附圖，從對(duì)其一些實(shí)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(diǎn)。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。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的閱讀器的透視圖2是示出了圖1的閱讀器的內(nèi)部部件的一部分的透視性局部分
解圖3是示出了其第一實(shí)施例中的、圖1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(shí)施例中的、圖1的閱讀器的光學(xué)器件的一
部分的透視圖5和6示出了根據(jù)本發(fā)明的照明透鏡的第一實(shí)施例；
圖7和8示出了根據(jù)本發(fā)明的照明透鏡的第二實(shí)施例；
圖9和IO示出了根據(jù)本發(fā)明的照明透鏡的第三實(shí)施例；
圖11示出了可利用本發(fā)明的透鏡在不同閱讀距離處產(chǎn)生的、與接
收光學(xué)器件的視場(chǎng)相關(guān)的輻照剖面；
圖12示出了可利用本發(fā)明的透鏡產(chǎn)生的另一輻照剖面；
圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明的、在用于計(jì)算透鏡的局部斜率的程序 中所涉及的一些實(shí)體的圖解視圖14示出了可利用本發(fā)明的透鏡產(chǎn)生的照明圖案；以及
圖15示出了可利用現(xiàn)有技術(shù)的透鏡在不同閱讀距離處產(chǎn)生的、與
接收光學(xué)器件的視場(chǎng)相關(guān)的輻照剖面。
具體實(shí)施例方式
在圖l和2中，圖解性地示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)代碼閱讀器I。
閱讀器1具有基本平行六面體形狀并且在實(shí)際實(shí)施例中，其尺寸
在大約21.5mmxl7.5mmxl2.5mm之內(nèi)，也就是說，在小于5000mm3 的體積之內(nèi)。
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(gè)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光源2a、 2b所發(fā)射出的光投射到照明圖案中的兩個(gè)透鏡 3a、 3b，所述接收光學(xué)器件4用于使照明圖案所照射的線性光學(xué)代碼所 漫射的光集聚到線性光檢測(cè)器設(shè)備或者傳感器5上。
LED源2a、 2b裝配在公共印刷電路板(PCB) 6的傳感器5的側(cè) 面上，該公共印刷電路板形成了閱讀器1的背面。公共PCB 6優(yōu)選進(jìn) 一步包括諸如濾波器和模擬放大器這樣的用于對(duì)線性傳感器5所輸出 的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理的前端電子器件以及用于將己適當(dāng)預(yù)處理的信號(hào)轉(zhuǎn) 換成數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。閱讀器1可進(jìn)一步設(shè)置有包括有下述電 子部件的第二 PCB (未示出)，所述電子部件用于對(duì)閱讀器1進(jìn)行控 制、對(duì)公共PCB6所產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理、以及進(jìn)行解碼和/或與 主處理器接口。
然而，應(yīng)該理解，公共PCB 6可以與例如裝配在其上的閱讀器的 底壁相平行地布置，在閱讀器的底壁提供了用于使發(fā)射和接收路徑中
的光偏轉(zhuǎn)的傾斜的鏡子。
在閱讀器1中，在形成了閱讀器1前面的公共體(common body) 8上提供了照明光學(xué)器件3a、 3b的透鏡以及接收光學(xué)器件的透鏡7，但 是這三個(gè)透鏡3a、 3b、 7也可以是單獨(dú)的元件。
如在與同一申請(qǐng)人所遞交的一個(gè)同一日期申請(qǐng)的、標(biāo)題為"光學(xué)代 碼閱讀器"、通過參考而引入到這里的專利申請(qǐng)中更好描述的，公共體 8附接到相對(duì)于公共PCB 6滑動(dòng)的框架9上，但是可選地，閱讀器1 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以是固定的。
框架9在物理和光學(xué)上限定了三個(gè)獨(dú)立的腔包括接收光學(xué)器件 4和傳感器5的中心接收腔10以及包括光源2a、2b和照明光學(xué)器件3a、 3b的兩側(cè)照明腔lla、 llb。
公共體8可以是由對(duì)塑料材料進(jìn)行注射模塑制成的，并且在接收 光學(xué)器件的透鏡7與照明光學(xué)器件的兩個(gè)透鏡3a、 3b之間形成了兩個(gè) 漫射的(例如褶皺的)或者不透明的區(qū)域12a、 12b，以便阻擋光束在 相鄰?fù)哥R之間透射?？蛇x地，公共體8可以是通過對(duì)兩個(gè)塑料材料進(jìn) 行共同模塑制成的，透明的一個(gè)用于透鏡3a、 3b、 7，不透明的一個(gè)用 于透鏡3a、 3b、 7之間的所述中間區(qū)域12a、 12b。在圖4所示的公共 體8的實(shí)施例中，由接收光學(xué)器件4的透鏡7周圍的透明區(qū)域12c替代 漫射的或者不透明的區(qū)域12a、 12b，所述透明區(qū)域12c由按照相應(yīng)方 式所成形的框架9的壁所遮蓋。
如圖4中的交叉陰影線所圖解表示的，公共體8的邊緣壁優(yōu)選是 不透明的(例如暗的或被處理成漫射的)以防止來自周圍環(huán)境的側(cè)光 進(jìn)入。
除了上述透鏡7之外，接收光學(xué)器件4還包括靠近公共體8附接
到框架9的光闌13以及包括附接到框架9之中的一個(gè)或多個(gè)透鏡的光 學(xué)組14。
為了提高亮度，每個(gè)光源2a、 2b可包括LED陣列。作為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。
例如通過使框架9位于閱讀器1的一側(cè)上，還可存在單個(gè)照明腔。 在這種情況下，存在與單個(gè)照明透鏡相關(guān)聯(lián)的單個(gè)LED、 LD或VCSEL 光源或者這種源的單個(gè)組。
在如所示的線性閱讀器1的情況下，照明圖案應(yīng)當(dāng)基本上是照明 線并且因此，在條形碼基本與代碼條和代碼空隔垂直的情況下，兩個(gè) 透鏡3a、 3b將執(zhí)行使源2a、 2b所發(fā)射出的光在一個(gè)方向上漫射并且使 源2a、 2b所發(fā)射出的光集中在與光漫射的方向相正交的方向上這樣的 功能，也就是說，使源2a、 2b所發(fā)射出的光集中在與條形碼的條和空 隔相平行的、線性光學(xué)代碼不變的方向上。
根據(jù)本發(fā)明，如在下文中參考圖5至IO所更好描述的，這可由具 有局部定義的剖面的透鏡來實(shí)現(xiàn)，其中圖5至10示出了由參考數(shù)字15、 19以及24表示的透鏡3a的不同實(shí)施例，透鏡3b與之類似。
在下面的描述中，將參考圖2所示的閱讀器構(gòu)造，其中透鏡3a、 3b與閱讀器1的光軸A-A (與接收光學(xué)器件4的光軸一致)基本垂直 地布置并且因此與用于接收光學(xué)代碼的平面基本平行地布置。在這種 構(gòu)造中，如第一方向X所指示的、其中光漫射的方向與透鏡3a和3b 本身的方向之一平行。然而，應(yīng)當(dāng)理解，僅考慮這種角度均勻地影響 通過整個(gè)透鏡的光學(xué)光路，下列所述也適用于透鏡布置成相對(duì)于光軸 A-A成一定角度(一般朝向彼此會(huì)聚)。
使光在第一方向X上漫射的功能可以通過在第一方向上的第一面
16、 20以及25上分別形成多個(gè)基本區(qū)域17、 21以及26和27來實(shí)現(xiàn)， 所述多個(gè)基本區(qū)域中的每一個(gè)具有其自己的相對(duì)于閱讀器1的光軸 A-A的單獨(dú)的斜率，所述閱讀器1的光軸如上述在閱讀器1的情況中 一樣基本與第一面16、 20、 25相正交。第一面16、 20以及25優(yōu)選是 面向閱讀器1的內(nèi)部的一個(gè)。
因而，透鏡15、 19以及24的每個(gè)基本區(qū)域17、 21以及26和27 根據(jù)某個(gè)角度而使入射到其上的光偏轉(zhuǎn)，而與透鏡15、 19以及24的 其他基本區(qū)域17、 21以及26和27使光偏轉(zhuǎn)所根據(jù)的角度無關(guān)。
在圖5和6中所示出的透鏡15中，基本區(qū)域17是彎曲的區(qū)域， 其中，相對(duì)于光軸A-A的斜率將理解為光軸A-A與基本區(qū)域17的中 點(diǎn)處的法線之間的角度。
曲率半徑在基本區(qū)域17之間緩慢地變化，從而還由于基本區(qū)域 17的高密度而使透鏡15實(shí)際上具有基本連續(xù)的剖面，其中無法通過肉 眼來區(qū)分單個(gè)基本區(qū)域17。
在圖5和6中，僅為了說明目的而示出了少量基本區(qū)域17。在實(shí) 際實(shí)施例中，根據(jù)該實(shí)施例的透鏡應(yīng)具有更高密度的基本區(qū)域，優(yōu)選 為每毫米至少50個(gè)。
可選地，透鏡15的基本區(qū)域17可以是平坦區(qū)域，相鄰基本區(qū)域 17的靠近邊緣處是一致的。
容易利用諸如注射模塑這樣的低成本技術(shù)制成具有平坦基本區(qū)域 17的連續(xù)剖面透鏡或者其變形。然而，由于剖面連續(xù)性，所以透鏡15 與其部分的高度相比具有完全可變的厚度。
代之以，圖7和8的透鏡19具有就其在第一方向X上的整個(gè)寬度 而言宏觀上基本恒定的厚度。通過使平坦的相鄰基本區(qū)域21的靠近邊 緣處不一致而通過兩個(gè)連接面22相連接來提供這種基本上恒定的厚 度。
透鏡19可很好地適合于通過諸如激光蝕刻、反應(yīng)離子蝕刻、電子 束劃線或者其他等效的這樣的用于使負(fù)片用作對(duì)透鏡進(jìn)行再造的母片 的復(fù)雜技術(shù)制成。此后通過對(duì)塑料樹脂進(jìn)行熱模壓(hot embossing)來 復(fù)制透鏡。然而，在注射模塑的情況下，無法在與透鏡19的平面完全 正交的平面上形成連接面22,相反，它們必須形成小的但拋光模塑的 拔模角(draftangle)。因此，在透鏡19中形成了小的但拋光的在光學(xué) 上不活躍的區(qū)域或者任何情況下效率低的區(qū)域。
此外在圖7和8中，僅為了說明目的示出了少量的基本區(qū)域21， 但是在實(shí)際實(shí)施例中，根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的透鏡應(yīng)具有優(yōu)選每毫米至少2 個(gè)這樣的基本區(qū)域密度。
圖9和10的透鏡24包括在一個(gè)方向上傾斜的基本區(qū)域26和在相 反方向上傾斜的基本區(qū)域27，其中所述基本區(qū)域26與所述基本區(qū)域 27交替，基本區(qū)域26和27的特定斜率仍然是單獨(dú)定義的。
相鄰基本區(qū)域26、 27的靠近邊緣處是一致的，并且在宏觀上，透 鏡24呈現(xiàn)出基本均勻的厚度，而不需要連接面。然而，與透鏡15和 19的性能相比，當(dāng)距焦平面的閱讀距離變化時(shí)，其性能更快地變差。
此外在該實(shí)施例中，基本區(qū)域26-27的密度優(yōu)選為每毫米至少2
個(gè)°
如上所述，在透鏡15、 19以及24的各個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)基本區(qū) 域17、 21以及26和27根據(jù)僅由其相對(duì)于軸A-A的斜率所強(qiáng)加的角度
2
使入射在其上的光偏轉(zhuǎn)。
再次參考圖2，可將每個(gè)透鏡3a、 3b設(shè)計(jì)成使得將來自LED光源 2a、 2b的光投射到具有期望輻照剖面的期望照明圖案中。實(shí)際上，本 發(fā)明的透鏡既沒有如雙凸透鏡或棱鏡陣列或者全息漫射器中這樣的重 復(fù)性約束，也沒有如圓柱形、環(huán)形或者球面透鏡這樣的對(duì)稱性約束。
例如，可獲得具有明確定義的側(cè)邊緣的基本矩形輻照剖面，這使 閱讀器1的操作者可更好地識(shí)別閱讀區(qū)，并且，正如從對(duì)上面所描述 的、現(xiàn)有技術(shù)的圖15與使用本發(fā)明的透鏡3a和3b的相似圖11之間的 比較可明白的，由于可照射接收光學(xué)器件的全部視場(chǎng)29且僅照射光學(xué) 器件的視場(chǎng)29，所以能夠使得光學(xué)效率最大化。
此外，公知的是，當(dāng)閱讀器1與光學(xué)代碼之間的距離改變時(shí)可獲 得其均勻性盡可能不變地照明線，兩個(gè)透鏡3a、 3b的每一個(gè)應(yīng)該適當(dāng) 地產(chǎn)生通過具有奇對(duì)稱的S形函數(shù)所描述的輻照剖面。這實(shí)質(zhì)上是修 改了的、其中斜邊呈現(xiàn)出拐點(diǎn)的三角形函數(shù)，利用現(xiàn)有技術(shù)的透鏡難 以獲得該函數(shù)。另一方面，如果隨著閱讀器1與光學(xué)代碼之間的距離 減小，兩個(gè)透鏡3a、 3b的每一個(gè)產(chǎn)生形狀為直角三角形的輻照剖面， 那么三角形剖面將彼此分離并且照明圖案的中心受到較少照射。通過 本發(fā)明的透鏡的局部定義的剖面，可獲得包括這種奇對(duì)稱S形函數(shù)剖 面的任何期望輻照剖面。
此外，將理解的是，利用本發(fā)明的局部定義的剖面，可對(duì)由所使 用的光源的發(fā)射特性引起的、諸如在LED源的情況下與微芯片鍵合引 線相對(duì)應(yīng)的典型中心暗區(qū)這樣的任何照明不均勻性進(jìn)行補(bǔ)償。因?yàn)楸?發(fā)明的透鏡是非成像型的結(jié)構(gòu)，所以沒有如代之以成像型的現(xiàn)有技術(shù) 的典型光學(xué)器件(圓柱形、環(huán)形以及球面透鏡)所發(fā)生的將這種中心 暗區(qū)投射到照明圖案上。
此外，利用本發(fā)明的局部定義的剖面，如圖12所示，通過僅照射 光信號(hào)較弱的區(qū)域，尤其是通過進(jìn)一步照射照明線的邊緣，可對(duì)由例 如下述不同角度所造成的傳感器5的感光區(qū)當(dāng)中的響應(yīng)的任何不均勻 性進(jìn)行補(bǔ)償，光學(xué)代碼所漫射的光以所述不同角度來照射傳感器5的 感光區(qū)。
特別地，還可使照明線的邊緣顯著或者生成緊接于其端部的兩個(gè) 斑點(diǎn)或線段，由此為閱讀器1的操作者提供指示物。
此外，可對(duì)每個(gè)透鏡的面16、 20、 25的部分進(jìn)行分配以形成與不 同LED源(未示出)相關(guān)的、用于發(fā)送光學(xué)代碼閱讀結(jié)果信號(hào)的光圖 案， 一般具有與LED照明源2a、 2b的顏色不同的顏色。
還可分配兩個(gè)照明透鏡3a、 3b中的一個(gè)以產(chǎn)生照明圖案并且分配 另一個(gè)以形成瞄準(zhǔn)光圖案和/或用于發(fā)送閱讀結(jié)果信號(hào)的光圖案。
參考圖13,現(xiàn)在對(duì)用于計(jì)算透鏡15、 19、 24的基本區(qū)域17、 21、 26-27的斜率的程序進(jìn)行描述。
首先，沿著第一方向X定義透鏡的n個(gè)基本區(qū)域Ll、 L2、
L3、 ......Ln。使光源S所發(fā)射出的光通量的部分汆1、 $2、 #3.......
與透鏡的每個(gè)部分相關(guān)。可認(rèn)為光通量《1、 $2、 $3、......《n全部彼
此相等并且等于光源S所發(fā)射出的總光通量的n分之一，但是優(yōu)選它 們實(shí)際上考慮了沿著光源S的第一方向$ (X)的輻照剖面，為了方便 起見將其表示為$ (a)，其中Q!是從光軸A-A開始測(cè)量的發(fā)射角。
依次將照明圖案H劃分成m個(gè)基本區(qū)域，優(yōu)選但并不必需nKn。 將期望的照明剖面表示為應(yīng)入射到m個(gè)基本區(qū)域的每一個(gè)中的部分光 通量*1、 *2、 *3、 ......^m。假定部分光通量卞l、 *2、 *3、......卞m
的每一個(gè)大于或等于來自源S的部分光通量》1、 $2、》3.......多n中
的最大的一個(gè)。
因此查找關(guān)系beta(f)，其中/3是通過透鏡的第n部分所折射的角度。
首先根據(jù)折射律來計(jì)算透鏡的第一基本區(qū)域L1的斜率，所述第一 基本區(qū)域L1的斜率強(qiáng)加了折射角/31使部分光通量$1偏轉(zhuǎn)到其中需要 光通量*1的照明圖案的第一基本區(qū)域Hl中。如果$1等于或足夠地 接近卞l，那么對(duì)于照明圖案的第二基本區(qū)域H2該程序繼續(xù)。
如果反之$1小于*1，那么再次根據(jù)折射律來計(jì)算透鏡的第二基 本區(qū)域L2的斜率，同樣使與透鏡的下一 (第二)基本區(qū)域L2相關(guān)的 光通量巾2偏轉(zhuǎn)到照明圖案的第一基本區(qū)域H1上。對(duì)于透鏡的下一基 本區(qū)域Lx該程序選擇性地繼續(xù)，直至達(dá)到或足夠地接近照明圖案的第 一基本區(qū)域H1中所需的光通量為止，例如《1>1+》2-*1。
一旦已達(dá)到第一基本區(qū)域H1中所需的光通量審l，則對(duì)于第二基
本區(qū)域H2該程序繼續(xù)，并且使該透鏡的下一基本區(qū)域L3.......的光
通量》3.......偏轉(zhuǎn)到其上，直至達(dá)到照明圖案的第二基本區(qū)域所需的
光通量T2的值為止。
考慮到照明圖案的所有基本區(qū)域H1、 H2、 H3.......Hm，重復(fù)該程序。
通常，照明圖案中所需的各部分光通量審l、 *2、 *3....... m與
來自光源S的下述一個(gè)或多個(gè)成分》x的和相對(duì)應(yīng)，所述一個(gè)或多個(gè)成 分《x的每一個(gè)根據(jù)折射律所計(jì)算的適當(dāng)角度/3x而偏轉(zhuǎn)。這樣，逐個(gè) 離散點(diǎn)地建立光源S的發(fā)射角a與透鏡的折射角/3之間的關(guān)系a(/3)， 所述關(guān)系a(/3)使得初始通量分布$ (a)能夠"映射"到照明圖案H上。
在照明圖案H的所有基本區(qū)域Hl、 H2、 H3、 ......Hm都已考慮
之前透鏡的基本區(qū)域Ll、 L2、 L3.......Ln結(jié)束的情況下，或者反過來，
在考慮了照明圖案H的所有基本區(qū)域H1、 H2、 H3.......Hm之后透鏡
的基本區(qū)域L1、 L2、 L3.......Ln還有剩余的情況下，該程序可重復(fù)改
變數(shù)目m或數(shù)目n，或者改變透鏡的單個(gè)基本區(qū)域L1、丄2、L3.......Ln
或照明圖案H的基本區(qū)域H1、 H2、 H3、 ......Hm的尺寸。
值得注意的是，通過對(duì)照明圖案H的每個(gè)基本區(qū)域Hl、 H2、
H3.......Hm的尺寸進(jìn)行迭代調(diào)制，同樣可使其中所需的光通量審m與
透鏡的全部數(shù)目的基本區(qū)域L1、 L2、 L3.......Ln所偏轉(zhuǎn)的光通量的和
完全一致。
此外，可結(jié)合下述最佳化方法來使用該方法，所述最佳化方法用 于計(jì)算在不同閱讀距離處的最佳剖面O！ ，即，平均來說較小違反 了在不同距離所強(qiáng)加的照明條件的一個(gè)剖面；為此目的，諸如最小二 乘方、拉格朗日乘數(shù)等這樣的任何公知的最佳化方法是適當(dāng)?shù)摹?br> 因?yàn)樵谏厦嫠枋龅挠?jì)算程序中按順序考慮透鏡和照明圖案的基
本區(qū)域，所以透鏡的相鄰基本區(qū)域L1、 L2、 L3.......Ln之間的斜率變
化通常完全受限制，至少期望照明圖案H的均勻輻照剖面*。因此上 述程序適用于獲得圖5和6的連續(xù)剖面透鏡15或者圖7和8的折疊剖 面(collapsed profile)透鏡19。
任何情況下，作為進(jìn)一步約束，對(duì)于透鏡的相鄰基本區(qū)域L1、L2、
L3.......Ln的斜率變化而言可強(qiáng)制以按照差不多緩慢的方式發(fā)生，以
便強(qiáng)制透鏡剖面的變化速度并且因此便于其制造。
在圖9和10中所示出的交錯(cuò)的剖面透鏡24的情況下，應(yīng)形成透 鏡的非鄰接基本區(qū)域Lx的光通量以有助于照明圖案的每個(gè)基本區(qū) 域Hx，這強(qiáng)制透鏡的每個(gè)基本區(qū)域Lx使其在與相鄰基本區(qū)域Lx-l和
LX+1相反的方向上具有斜率。
如上所述，如果期望根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步增加設(shè)計(jì)透鏡的可用自由度，那么可使透鏡17、 21、 26-27的基本區(qū)域具有彼此不同的任何寬度。 按照這種方式，它們中的每一個(gè)將接收其不但是光源2a、 2b的輻照剖 面的函數(shù)而且還是其寬度的函數(shù)的光通量并使該光通量偏轉(zhuǎn)。
在透鏡15、 19以及24的每一個(gè)中，通過使第二主面18、 23以及 28為圓柱形可按照尤其容易的方式來實(shí)現(xiàn)使光集中在與條碼的條和空 隔相平行的第二方向Y (參考附圖)中這樣的功能。第二圓柱面18、 23以及2S優(yōu)選面向閱讀器1的外部。
或者，還可使第二面18、 23以及28具有多個(gè)基本區(qū)域，這多個(gè) 基本區(qū)域的每一個(gè)具有單獨(dú)計(jì)算的相對(duì)于閱讀器1的光軸A-A的斜率 以便第二面18、 23以及28使光集中在第二方向Y上。參考上述計(jì)算 程序，這可以通過強(qiáng)制方向Y上的透鏡的所有基本區(qū)域使光在方向Y 上朝向閱讀區(qū)的相同基本區(qū)域偏轉(zhuǎn)而獲得，g卩，這可以通過強(qiáng)制與方 向Y相平行的透鏡的截面中的基本區(qū)域使光在方向Y上朝向閱讀區(qū)的 相同基本區(qū)域偏轉(zhuǎn)而獲得。
按照這樣的方式，可獲得類似條帶的照明圖案，其中，與傳統(tǒng)柱 面透鏡所產(chǎn)生的條帶的縱向邊緣相比，還對(duì)該條帶的縱向邊緣進(jìn)行了 進(jìn)一步定義與進(jìn)一步標(biāo)記，因?yàn)閭鹘y(tǒng)透鏡所存在的球面像差成分得以 減小。
本發(fā)明的透鏡15、 19以及24的第二面18、 23以及28的這種構(gòu) 造可進(jìn)一步用于形成照明圖案的二維延伸部分，例如用于形成類似于 圖13所示的一個(gè)的瞄準(zhǔn)圖案，這尤其可使照明線的邊緣顯著，由此可 向閱讀器l的操作者提供指示物。
在二維閱讀器的情況下，傳感器5是具有適當(dāng)?shù)慕邮展鈱W(xué)器件4 的二維類型，并且一般照明圖案應(yīng)當(dāng)為基本矩形、正方形、圓形、或 者橢圓形。
同樣，在這種情況下，可使用透鏡15、 19以及24的兩個(gè)面以用 于生成期望的照明圖案。
或者，在一維閱讀器的二維照明圖案的情況下以及在二維閱讀器 的情況下，可沿著彼此正交的兩個(gè)方向X和Y來定義根據(jù)本發(fā)明的透 鏡3a、 3b的第一面的基本區(qū)域。換句話說，代替具有第一面16、 20、 25的條帶形基本區(qū)域(在圖5-10的方向中形狀為豎條)，可使透鏡具 有形狀為小正方形或者矩形的基本區(qū)域的二維陣列。以上計(jì)算程序可 適用于加以必要的變更。
在這種情況下，透鏡的第二面是平坦的，其形狀為柱面透鏡或者 還具有根據(jù)一個(gè)或兩個(gè)方向而局部定義的剖面。
同樣，在基本區(qū)域的規(guī)則二維陣列的情況下，可將上述三個(gè)實(shí)施 例中的透鏡3a、 3b構(gòu)造成具有連續(xù)剖面、折疊剖面、以及交錯(cuò)剖面。
此外，同樣在基本區(qū)域的二維陣列的情況下，可使用透鏡3a、 3b 中的一個(gè)或兩個(gè)中的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域，或者兩個(gè)透鏡3a、 3b中的一個(gè) 以用于產(chǎn)生瞄準(zhǔn)光圖案和/或發(fā)送閱讀結(jié)果信號(hào)的光圖案。
將理解的是，與光源2a、 2b相關(guān)聯(lián)的照明光學(xué)器件還包括集成到 LED源2a、 2b本身中的透鏡以及用于對(duì)LED光2a、 2b所發(fā)射出的光 束的一部分進(jìn)行選擇的光闌。
如果存在光闌，那么應(yīng)將對(duì)光源和其輻照剖面的所有以上評(píng)論理 解為是指光闌源，該光闌源在各個(gè)方面變?yōu)檎彰魍哥R的"實(shí)際"源。最后，將理解的是，對(duì)于任何光學(xué)代碼閱讀應(yīng)用而言，在任何一 個(gè)上述實(shí)施例中都可將本發(fā)明的閱讀器放在便攜式外殼和固定外殼 中。
權(quán)利要求
1.成像器型的光學(xué)代碼閱讀器(1)，包括至少一個(gè)光源(2a、2b、S)以及至少一個(gè)照明透鏡(3a、3b、15、19、24)，所述至少一個(gè)照明透鏡(3a、3b、15、19、24)位于用于投射出預(yù)定照明圖案(H)的所述至少一個(gè)光源(2a、2b、S)的下游，所述至少一個(gè)照明透鏡(3a、3b、15、19、24)包括第一主面(16、20、25)，其特征在于在第一方向(X)上，所述第一主面(16、20、25)具有多個(gè)基本區(qū)域(17、21、26．27、L1、L2、L3、......Ln)，所述至少一個(gè)照明透鏡(3a、3b、15、19、24)的所述基本區(qū)域(17、21、26-27、L1、L2、L3、......Ln)中的每一個(gè)具有單獨(dú)計(jì)算的相對(duì)于閱讀器(1)的光軸(A-A)的斜率以便所述基本區(qū)域(17、21、26-27、L1、L2、L3、......Ln)使來自所述至少一個(gè)光源(2a、2b、S)并入射到其上的光分量(Φ1、Φ2、Φ3、......Φn)偏轉(zhuǎn)朝向照明圖案(H)的特定基本區(qū)域(H1、H2、H3、......Hm)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的閱讀器(1)，其特征在于所述至少 一個(gè)照明透鏡(3a、 3b、 15、 19)的相鄰基本區(qū)域(17、 21、 Ll、 L2、L3.......Ln)具有為照射照明圖案(H)的相同基本區(qū)域(Hl、 H2、H3、 ......Hm)或者照明圖案(H)的相鄰基本區(qū)域(Hl、H2、H3.......Hm)而單獨(dú)計(jì)算的斜率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的閱讀器(1)，其特征在于所述至少 一個(gè)照明透鏡(3a、 3b、 15)的基本區(qū)域(17、 Ll、 L2、 L3、 ......Ln)是彎曲的區(qū)域，曲率半徑在所述至少一個(gè)照明透鏡(3a、 3b、 15)的相 鄰基本區(qū)域(17、 Ll、 L2、 L3.......Ln)之間緩慢地變化。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的閱讀器(1)，其特征在于所述至少 一個(gè)照明透鏡(3a、 3b)的基本區(qū)域(Ll、 L2、 L3、 ......Ln)是平坦區(qū)域，相鄰基本區(qū)域(Ll、 L2、 L3、 ......Ln)的靠近邊緣處是一致的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3-4中的任何一項(xiàng)所述的閱讀器(1)，其特征在于基本區(qū)域(17、 Ll、 L2、 L3.......Ln)的密度大于每毫米50個(gè)基本區(qū)域(17、 Ll、 L2、 L3、 ......Ln)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的閱讀器(1)，其特征在于所述至少 一個(gè)照明透鏡(3a、 3b、 19)的基本區(qū)域(21、 Ll、 L2、 L3、 ......Ln)是平坦區(qū)域，所述至少一個(gè)照明透鏡(3a、 3b、 19)的相鄰基本區(qū)域(21、 U、 L2、 L3.......Ln)的靠近邊緣處不一致，其之間布置有連接面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的閱讀器(1)，其特征在于選擇照明圖案(H)的特定基本區(qū)域(Hl、 H2、 H3.......Hm)以便所述至少一個(gè)照明透鏡(3a、 3b、 24)的相鄰基本區(qū)域(26-27、 Ll、 L2、 L3、 ......Ln)在相反方向上具有斜率。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6-7中的任何一項(xiàng)所述的閱讀器(1)，其特征在 于基本區(qū)域(21、 26-27、 Ll、 L2、 L3、 ......Ln)的密度大于每毫米2個(gè)基本區(qū)域(21、 26-27、 Ll、 L2、 L3.......Ln)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中的任何一項(xiàng)所述的閱讀器(1)，其特征在 于計(jì)算所述斜率，以便均勻地照射照明圖案(H)的基本區(qū)域(Hl、 H2、 H3、……Hm)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中的任何一項(xiàng)所述的閱讀器(1)，其特征 在于計(jì)算所述斜率，以便與照明圖案(H)的中間基本區(qū)域(Hl、 H2、 H3、 ......Hm)相比更多地照射照明圖案(H)的端部基本區(qū)域(H1、H2、 H3、 ......Hm)。
11，根據(jù)權(quán)利要求l-10中的任何一項(xiàng)所述的閱讀器(1)，其特征在于計(jì)算所述斜率，以便進(jìn)一步產(chǎn)生瞄準(zhǔn)光圖案。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-11中的任何一項(xiàng)所述的閱讀器(1)，其特征 在于計(jì)算所述斜率，以便進(jìn)一步產(chǎn)生用于發(fā)送閱讀結(jié)果信號(hào)的光圖 案。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1-12中的任何一項(xiàng)所述的閱讀器(1)，其特征 在于計(jì)算所述斜率，以便使閱讀器(1)與照明圖案(H)之間的距 離對(duì)所述照明圖案(H)的輻照剖面的影響最小化。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1-13中的任何一項(xiàng)所述的閱讀器(1)，進(jìn)一步 包括用于接收所述照明圖案(H)所照射的支座所漫射的所述光的光檢 測(cè)器設(shè)備(5)，其特征在于計(jì)算所述斜率，以便當(dāng)所述支座具有均 勻散射特性時(shí)所述照明圖案具有使得所述光檢測(cè)器設(shè)備(5)所接收到的所述光具有均勻分布這樣的輻照剖面。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1-14中的任何一項(xiàng)所述的閱讀器(1)，其特征 在于所述至少一個(gè)照明透鏡(3a、 3b、 15、 19、 24)的與第一主面(16、 20、 25)相反的第二主面(18、 23、 28)是柱面。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1-14中的任何一項(xiàng)所述的閱讀器(1)，其特征 在于在與所述第一方向(X)相正交的第二方向(Y)上，所述至少 一個(gè)透鏡(3a、 3b、 15、 19、 24)的與第一主面(16、 20、 25)相反的 第二主面(18、 23、 28)呈現(xiàn)出多個(gè)第二基本區(qū)域，所述第二基本區(qū) 域中的每一個(gè)具有單獨(dú)計(jì)算的相對(duì)于所述光軸(A-A)的斜率，以便所 有第二基本區(qū)域使來自所述至少一個(gè)光源(2a、 2b、 S)并入射到其上 的光分量偏轉(zhuǎn)朝向照明圖案(H)的相同基本區(qū)域。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1-14中的任何一項(xiàng)所述的閱讀器(1)，其特征 在于同樣在與所述第一方向(X)相正交的第二方向(Y)上，所述 第一主面(16、 20、 25)呈現(xiàn)出多個(gè)基本區(qū)域，所述基本區(qū)域中的每 一個(gè)具有單獨(dú)計(jì)算的相對(duì)于所述光軸(A-A)的斜率，以便所述基本區(qū) 域使來自所述至少一個(gè)光源(2a、 2b、 S)并入射到其上的光分量偏轉(zhuǎn) 朝向閱讀器(1)的照明圖案(H)的特定基本區(qū)域。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1-17中的任何一項(xiàng)所述的閱讀器(1)，其特征 在于所述至少一個(gè)照明透鏡(3a、 3b、 15、 19、 24)的基本區(qū)域(17、 21、 26-27、 Ll、 L2、 L3、 ......Ln)在第一方向(X)上都具有相同寬度和/或在第二方向(Y)上都具有相同寬度。
19. 根據(jù)權(quán)利要求l-17中的任何一項(xiàng)所述的閱讀器(1)，其特征 在于所述至少一個(gè)照明透鏡(3a、 3b、 15、 19、 24)的基本區(qū)域(17、 21、 26-27、 Ll、 L2、 L3、 ......Ln)在第一方向(X)上具有不同寬度和/或在第二方向(Y)上具有不同寬度。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1-19中的任何一項(xiàng)所述的閱讀器(1)，其特征 在于將所述至少一個(gè)照明透鏡(3a、 3b、 15、 19、 24)與閱讀器(1) 的光學(xué)接收設(shè)備(4)的至少一個(gè)透鏡(7) —起集成到公共體(8)中。
21. 根據(jù)權(quán)利要求l-20中的任何一項(xiàng)所述的閱讀器(1)，其特征 在于包括兩個(gè)非準(zhǔn)直光源(2a、 2b)以及兩個(gè)照明透鏡(3a、 3b、 15、 19、 24)。
22. 用于具有權(quán)利要求1-21中所指出的一個(gè)或多個(gè)特征的光學(xué)代 碼閱讀器(1)的照明透鏡(3a、 3b、 15、 19、 24)。
23. —種用于制造在包括至少一個(gè)光源(2a、 2b、 S)的光學(xué)代碼 閱讀器(1)中使用的照明透鏡(3a、 3b、 15、 19、 24)的方法，包括步驟沿著至少一個(gè)方向(X、 Y)定義透鏡(3a、 3b、 15、 19、 24)的 多個(gè)(n)基本區(qū)域(17、 21、 26-27、 Ll、 L2、 L3、 ......Ln); 定義照明圖案(H)中的多個(gè)(m)基本區(qū)域(17、 21、 26-27、 Hl、 H2、 H3、 ......Hm);對(duì)于照明圖案(H)的每個(gè)基本區(qū)域(Hl、 H2、 H3.......Hm)，計(jì)算透鏡(3a、 3b、 15、 19、 24)的至少一個(gè)基本區(qū)域(17、 21、 26-27、 Ll、 L2、 L3、 ......Ln)的斜率，以便透鏡(3a、 3b、 15、 19、 24)的所述至少一個(gè)基本區(qū)域使來自所述至少一個(gè)光源(2a、 2b、 S)并入射 到其上的光分量($1、 $2、 $3、 ......$n)偏轉(zhuǎn)朝向照明圖案(H)的所述基本區(qū)域(Hl、 H2、 H3.......Hm);以及制造在每個(gè)基本區(qū)域(17、 21、 26-27、 Ll、 L2、 L3、 ......Ln)中都具有所計(jì)算的斜率的透鏡(3a、 3b、 15、 19、 24)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于所述至少一個(gè)方 向(X、 Y)是單個(gè)方向(X)并且透鏡(3a、 3b、 15、 19、 24)的所 述基本區(qū)域(17、 21、 26-27、 Ll、 L2、 L3、 ......Ln)是條帶形的。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于所述至少一個(gè)方 向(X、 Y)是兩個(gè)方向(X、 Y)并且透鏡(3a、 3b、 15、 19、 24)的所述多個(gè)基本區(qū)域(17、 21、 26-27、 Ll、 L2、 L3.......Ln)包括基本區(qū)域(17、 21、 26-27、 Ll、 L2、 L3、 ......Ln)的二維陣列。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23-25中的任何一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括預(yù)先確定照明圖案(H)的輻照剖面(*1、少2、少3.......^m)的步驟；其中，在計(jì)算照明圖案(H)的每個(gè)基本區(qū)域(Hl、 H2、 H3.......Hm)的斜率的步驟中所涉及的透鏡(3a、 3b、 15、 19、 24)的基本區(qū)域(17、21、 26-27、 Ll、 L2、 L3.......Ln)的數(shù)目使得偏轉(zhuǎn)到照明圖案(H)的所述基本區(qū)域(H1、H2、H3、......Hm)上的總光(中l(wèi)、卞2、f3.......卞m)與預(yù)定的輻照剖面(*1、 *2、 *3.......相對(duì)應(yīng)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求23-26中的任何一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括強(qiáng) 制透鏡(3a、 3b、 15、 19)的相鄰基本區(qū)域(17、 21、 Ll、 L2、 L3.......Ln) 的斜率相差小于預(yù)定門限值的步驟。
28. 根據(jù)權(quán)利要求23-26中的任何一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括強(qiáng)制相鄰基本區(qū)域(26-27、 Ll、 L2、 L3.......Ln)的斜率處于相反方向上的步驟。
29. 根據(jù)權(quán)利要求23-28中的任何一項(xiàng)所述的方法，包括確定所述至少一個(gè)光源(2a、 2b、 S)的輻照剖面($1、 $2、 $3.......$n)的初始步驟，其中，計(jì)算由透鏡的每個(gè)基本區(qū)域所偏轉(zhuǎn)的光分量，以作 為所述至少一個(gè)光源(2a、2b、S)的所述輻照剖面(41、金2、03、......$n)的函數(shù)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求23-29中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述制 造透鏡(3a、 3b、 15、 19、 24)的步驟包括對(duì)透鏡(3a、 3b、 15、 19、 24)進(jìn)行注射模塑。
全文摘要
公開了一種成像器型的光學(xué)代碼閱讀器，該光學(xué)代碼閱讀器具有與光源相關(guān)聯(lián)的照明透鏡(15)。在第一方向(X)上，透鏡(15)的主面(16)具有多個(gè)基本區(qū)域(17)，所述多個(gè)基本區(qū)域中的每一個(gè)具有單獨(dú)計(jì)算的相對(duì)于閱讀器(1)的光軸(A-A)的斜率，以便所述基本區(qū)域(17)使來自所述光源并入射到其上的光分量偏轉(zhuǎn)并且使其朝向照明圖案的特定基本區(qū)域。因此可生成任何期望的輻照剖面。
文檔編號(hào)G02B3/08GK101365967SQ200680050007
公開日2009年2月11日 申請(qǐng)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 申請(qǐng)人:數(shù)據(jù)邏輯掃描集團(tuán)有限公司