專利名稱：環(huán)狀光導(dǎo)照明器及光學(xué)掃描儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于照明將被成像的區(qū)域的光學(xué)裝置以及相對(duì)應(yīng)的成像裝置的技術(shù)領(lǐng)域。特別地，本發(fā)明涉及成像裝置，諸如被用以掃描物品上的一區(qū)域以便探測(cè)/讀取一些位于此物品上的標(biāo)記的光學(xué)掃描儀。
背景技術(shù)：
成像裝置普遍用于掃描一位于一物品上的標(biāo)記，其例如使用在US 6，352，204 B2、 US 7, 357, 326 B2、US 7，370，801 B2及US 7，419，098 B2等美國專利中所揭示圖例所說明的光掃描儀。此類標(biāo)記可為條形碼(線性或類似數(shù)據(jù)矩陣的二維條形碼)或可為任何包含與物品相對(duì)應(yīng)的認(rèn)證數(shù)據(jù)的其它圖樣。在一些情況中，一位于物品表面上的標(biāo)記是不可見的或難以用肉眼看見的(例如一種以磷光性、冷光性、或熒光性的墨水所印刷的圖樣)和/ 或可僅在以特定光(例如在光譜的UV或頂區(qū)域中的光)照明下才可被探測(cè)到。此外，即使此標(biāo)記能用可見光探測(cè)到，但其大小可能很小或其可能包含小刻度的微小細(xì)節(jié)，以致使得此標(biāo)記仍難以讀取，因此需要良好的照明條件。傳統(tǒng)的掃描儀光源(取決于利用光譜的哪一部分來探測(cè)標(biāo)記)是白熱燈泡(通常使用在大約400nm至2500nm間的波長者)、閃光燈(例如，類似于氙高壓閃光燈)、激光或發(fā)光二極管(LED，在UV、可見光或頂區(qū)域中發(fā)光， 通常使用大約250nm至1微米間的波長)。傳統(tǒng)用于掃描儀的光探測(cè)器是CMOS (互補(bǔ)金屬氧化半導(dǎo)體)或CCD (電荷耦合器件)型照相機(jī)、光敏二極管(單一或多組)、光敏晶體管或光敏電阻電路、線性CMOS或CCD傳感器。傳統(tǒng)的光學(xué)掃描儀(可為手持式或者固定式)包括一光源(可包含濾光器)，其用于通過適當(dāng)?shù)墓鈦碚彰饕晃挥谖锲飞系膮^(qū)域；一照明器(可包含聚焦裝置)，其用于將接收自所述光源的光適當(dāng)?shù)貍鬟f至該區(qū)域；用于收集自該區(qū)域所反射的光并將其傳回至一光探測(cè)器的裝置；一處理單元，其用于分析由此光探測(cè)器所傳達(dá)的信號(hào)(并探測(cè)/讀取或解碼與一位于該區(qū)域內(nèi)的標(biāo)記相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù))；及一控制單元，其用于控制照明光源及處理單兀。傳統(tǒng)的手持式掃描儀(有電線或無電線式)概括地進(jìn)一步包括一用于供應(yīng)掃描儀電源的電源模塊，且也可包括一用于無線通訊(例如經(jīng)由Wi-Fi)的無線電模塊、一用于顯示經(jīng)測(cè)量的數(shù)據(jù)或掃描參數(shù)的顯示器模塊(例如一液晶顯示器LCD或顯像管顯示器)、及一用于輸入掃描條件的控制接口(包括多個(gè)具有多個(gè)功能的按鈕及一 0N/0FF開關(guān)按鈕)。傳統(tǒng)的光學(xué)掃描儀可另外合并一 RFID (射頻標(biāo)識(shí))電路，以便可讀取位于一經(jīng)掃描物品上的多個(gè)RFID芯片(參見例如US 6，264, 106 Bi)，因而使得此掃描儀可讀取一經(jīng)組合的光學(xué)/ RFID標(biāo)記。光學(xué)掃描儀的一典型問題在于在一包括一標(biāo)記的物品反射表面的高度均一且具足夠光強(qiáng)度地照明一區(qū)域，以便使此掃描儀的探測(cè)器可讀取來自反射光的該標(biāo)記，同時(shí)可將雜散光減至最少，并可避免在經(jīng)照明表面上的“熱點(diǎn)”，該“熱點(diǎn)”會(huì)降低對(duì)比且可能造成嚴(yán)重的圖像處理問題；如果圖像傳感器已呈飽和，此標(biāo)記的探測(cè)甚至可能失敗。除此之外，如果是弧形的反射表面，上述的問題將更加大。以上引用的現(xiàn)有技術(shù)文件已經(jīng)考慮到此問題(見例如US 6，352，204 B2第1欄第 36 至 51 行；US 7，357, 326 B2 第 2 欄第 16 至 19 行；US 7，370, 801 B2 第 2 欄第 6 至 17 行； 以及US 7，419，098 B2第2欄第1至11行)并已提出一些特定的照明技術(shù)。文獻(xiàn)US 6，352，204 B2揭示了以一低入射角照明一位于物品上的區(qū)域，以便可將一由于發(fā)亮或不規(guī)則表面所造成的“沖洗效應(yīng)(wash out effect)”降至最小。然而，卻存留一個(gè)有關(guān)雜散光的問題。文獻(xiàn)US 7, 357, 326 B2、US 7，370，801 B2 及 US 7，419，098 B2 揭示了利用一具有
呈截頭棱錐形狀的鼻件的照明器，通過將此鼻件的會(huì)聚端安置在該區(qū)域附近而直接照明一位于物品上的區(qū)域，使得來自光源的光線只到達(dá)預(yù)定的區(qū)域處，同時(shí)被防護(hù)以免受周遭光線的太多影響。此鼻件的相對(duì)擴(kuò)散端接收來自光源的光線。然而，卻仍存留一些問題如下 光線(返回至光探測(cè)器)直接地反射在此鼻件的內(nèi)表面(即使此表面可能為一呈不規(guī)則狀的不平坦反射面以便可散射光線)，且“光點(diǎn)”也可能形成在此物品的反射表面上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種照明技術(shù)，其可避免現(xiàn)有技術(shù)的諸多缺點(diǎn)。本發(fā)明涉及一種光學(xué)掃描儀，尤指一種手持式光學(xué)掃描儀，其用于探測(cè)及讀取一位于一物品表面處的標(biāo)記，而此掃描儀實(shí)施此項(xiàng)照明技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一環(huán)狀光導(dǎo)照明器可操作以將在一入口表面處所接收的光線引導(dǎo)至一出口表面，以便照明一位于該光導(dǎo)照明器的一遠(yuǎn)端處的區(qū)域，并可經(jīng)由該光導(dǎo)照明器的一內(nèi)孔部而傳遞從該區(qū)域反射/發(fā)出的光線，其中該出口表面是一截頭圓錐狀內(nèi)腔室的邊界表面部分，該內(nèi)腔室的底部通向該遠(yuǎn)端，且該內(nèi)腔室的一與該底部相對(duì)的截頭頂端通向該內(nèi)孔部；及該出口表面可操作以折射從該入口表面處接收的光線，以便以一大致均勻的光強(qiáng)度分布來照射該區(qū)域。通過該照明器的此一環(huán)狀結(jié)構(gòu)，來自光源的光線被引導(dǎo)于該環(huán)狀光導(dǎo)內(nèi)，因此沒有穿過該光導(dǎo)的內(nèi)中空部分，且該光導(dǎo)的出口表面構(gòu)成一內(nèi)腔室的邊界，而此內(nèi)腔室從與其底部(其將被放置在將被照明的區(qū)域附近)相鄰處起變尖至其截頭頂端，由此形成一瓶頸狀內(nèi)孔部以便將反射自該區(qū)域處的光線往回傳送。此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于可消除直接源自出口表面的光線經(jīng)由該內(nèi)孔而往回傳送。因此，由于內(nèi)部反射所導(dǎo)致的雜散光可被消除。此外，照明器的遠(yuǎn)端被安置在將被照射的目標(biāo)區(qū)域附近(或與該目標(biāo)區(qū)域接觸)，這構(gòu)成一可消除來自外部光源的大量雜散光的鼻件。此外，選擇出口表面的形狀以使被折射至該內(nèi)腔室的底部的光線足夠均勻，從而可避免在該底部附近的或與該底部密切接觸的經(jīng)照明表面上形成光點(diǎn)。所有這些特征都對(duì)改進(jìn)一配備有此類照明器的掃描儀所進(jìn)行的標(biāo)記探測(cè)作出貢獻(xiàn)，因?yàn)榇藰?biāo)記的反差對(duì)比通過均勻的照明而被強(qiáng)烈地增大。本發(fā)明的照明器也可用以經(jīng)由其內(nèi)孔部而傳送由一位于目標(biāo)區(qū)域中的標(biāo)記所發(fā)出的光線(例如在熒光或磷光標(biāo)記的情形中，響應(yīng)于一經(jīng)由出口表面所傳送的激發(fā)光)。出口表面部分的大部分有用形狀可通過折射原理(斯涅耳(Snell)原理)及內(nèi)腔室的高度與底部面積而被簡(jiǎn)單地估量出。然而，一類似平面的簡(jiǎn)單形狀通常將足以提供良好的照明條件(例如，在一類似截頭棱錐狀的內(nèi)腔室情形中，因?yàn)閮?nèi)腔室表面的各個(gè)部分對(duì)應(yīng)于該截頭棱錐的各個(gè)表面)。另一可提供良好照明條件的簡(jiǎn)單形狀的范例是一類似圓錐截頭體(其與一筆直的母線相對(duì)應(yīng))的出口表面。更佳的均一性可通過與一凸出弧形母線(此弧形的凹面則被定向朝向該內(nèi)腔室)相對(duì)應(yīng)的出口表面的形狀而獲得。如果該母線是一拋物線，則可獲得還要好的均一度。此外，即使該內(nèi)腔室的寬底端通向該區(qū)域以便在光導(dǎo)的遠(yuǎn)端處照明，照明器形成一鼻件的外部整體形狀可朝該遠(yuǎn)端會(huì)聚，因而將照明集中于目標(biāo)區(qū)域上以加強(qiáng)一位于該區(qū)域內(nèi)的標(biāo)記的可讀性。根據(jù)本發(fā)明的環(huán)狀光導(dǎo)照明器可被設(shè)計(jì)成可引導(dǎo)對(duì)應(yīng)于包含于而至頂光學(xué)范圍內(nèi)(即，大約400nm至大約2500nm波長)的電磁輻射的光線。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的， 構(gòu)成光導(dǎo)的材料恰恰必須依據(jù)所要引導(dǎo)的光線而被選定。此照明器也可被設(shè)計(jì)用以引導(dǎo)具有不同波長的電磁波。雖然本發(fā)明的環(huán)狀光導(dǎo)可被制成中空的，S卩，僅具有用于通過反射而引導(dǎo)光線的內(nèi)圍與外圍材料面以及一用于通過折射一些經(jīng)引導(dǎo)的光線而照射該內(nèi)腔室的材料出口面 (且可能地，一材料入口面)，但是本發(fā)明的一較佳實(shí)施例仍對(duì)應(yīng)于一大致上由透明材料所制成的實(shí)心環(huán)狀光導(dǎo)照明器。選擇此類材料以使將被引導(dǎo)的光線為大致透明的。此實(shí)心體的大致上成透明的材料可從由玻璃、玻璃陶瓷材料、結(jié)晶材料及塑料材料所構(gòu)成的群組中選擇。該結(jié)晶材料較佳地選自石英、釔鋁石榴石(yttrium-aluminum garnet)及藍(lán)寶石 (sapphire)。該光學(xué)塑料材料較佳地選自聚甲基戊烯(polymethylpentene，TPX)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(methyl methacrylate styrene copolymer, NAS)、苯乙烯-丙烯膽(styrene acrylonitrile, SAN)、 聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、及聚苯乙烯(polystyrene，PS)。為了避免雜散光輻射(例如，用于保護(hù)操作者免受輻射)，根據(jù)本發(fā)明的環(huán)狀光導(dǎo)照明器在其外圍表面的一部分上另外包括一由對(duì)被引導(dǎo)光線呈現(xiàn)不透光的材料所制成的罩體。為了避免源自該光導(dǎo)的內(nèi)孔部的內(nèi)圍表面的雜散光，根據(jù)本發(fā)明的照明器在其一內(nèi)圍表面的一部分上，在其內(nèi)孔部中，另外包括一由對(duì)被引導(dǎo)光線呈現(xiàn)不透光的材料所制成的罩體。例如，上述的罩體可為一蓋體或一被涂層(coating)。根據(jù)本發(fā)明的環(huán)狀光導(dǎo)照明器還可包括一被安裝于其周圍邊界表面一部分上的 RF天線，其適于接收來自一位于該區(qū)域高度的RFID芯片的RFID信號(hào)，且也適于將此RFID 信號(hào)傳送至該RFID芯片。根據(jù)本發(fā)明的照明器的此一實(shí)施例，當(dāng)被使用于一掃描儀中時(shí)， 將可讀取呈現(xiàn)在一目標(biāo)區(qū)域上的光學(xué)符號(hào)與RF數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的環(huán)狀光導(dǎo)照明器可與一用于散射光線的傳統(tǒng)擴(kuò)散性嵌入件(其例如被配置在入口面的高度處)相兼容。不過，在一較佳實(shí)施例中，此環(huán)狀光導(dǎo)照明器具有一部分該出口表面或一部分該入口表面，其被粗糙化以便可散射朝向該目標(biāo)區(qū)域行進(jìn)的光線。此散射提高了在該目標(biāo)區(qū)域處的光均勻性，且可通過傳統(tǒng)技術(shù)(類似表面砂磨)或通過在該表面上形成許多規(guī)則或不規(guī)則的不平坦缺陷/圖案(作為散射中心)而予以獲得。 因此，根據(jù)本發(fā)明的照明器并不依賴位于光源與照明器之間的擴(kuò)散式嵌入件，且因此可被制造得更加小巧緊湊。根據(jù)本發(fā)明的環(huán)狀光導(dǎo)照明器還可適于收納一光學(xué)裝置，以便可收集并傳送從該被照射區(qū)域所反射并經(jīng)由該內(nèi)孔所傳送的光線。例如，此位于內(nèi)腔室上方的環(huán)狀光導(dǎo)的中空部分(即，介于該光導(dǎo)的入口部分與位于該內(nèi)腔室的會(huì)聚端附近的內(nèi)孔部之間)可配備有可供安裝此光學(xué)裝置用的裝置。例如，這些安裝裝置可包括任一位于該光導(dǎo)的內(nèi)圍表面上(位于該內(nèi)腔室上方)的溝槽、凹口、突部或螺紋，或任何其它緊固裝置(其例如，使用膠水、螺絲、或已插入的支架)。如前所述，根據(jù)本發(fā)明的照明器具有許多優(yōu)點(diǎn)。此外，當(dāng)光線被引導(dǎo)于該環(huán)狀光導(dǎo)內(nèi)時(shí)，此照明器可有許多的整體形狀，且此照明器因此可容易地適于傳遞各特定光源配置與一目標(biāo)區(qū)域間的照射，而同時(shí)將光損失減至最小并在該區(qū)域內(nèi)仍具有大致均勻的照明條件。結(jié)果，不再需要為了具有大致均勻的照明而精確地使照明器的遠(yuǎn)端定位至該將被掃描的目標(biāo)區(qū)域上。此外，此照明器的遠(yuǎn)端的形狀也可適于在一目標(biāo)區(qū)域前方更輕易地定位，這在當(dāng)此照明器被安裝在一手持式掃描儀上時(shí)特別有用。例如，該遠(yuǎn)端可略微傾斜，而不致?lián)p及在該目標(biāo)區(qū)域上的照明均勻度。此環(huán)狀的配置還允許使用許多種類的光源，諸如白熱燈泡、放電管、閃光燈、激光或發(fā)光二極管(從UV至IR)，或者是這些光源的組合，以便于照明入口表面。因?yàn)榇巳肟诒砻婵身槕?yīng)該光源，故例如不再需要使用配備有透鏡的發(fā)光二極管(LEDs)可使用具有一寬發(fā)射角的普通LEDs來替代。同樣地，濾光器也可被容易地配置在該入口表面和/或該出口表面處。同樣地，該光導(dǎo)的中空內(nèi)部可容易地適于將經(jīng)反射的光線傳送至許多種類的光探測(cè)器，諸如那些CMOS(互補(bǔ)金屬氧化半導(dǎo)體)或CCD(電荷耦合器件)型照相機(jī)、光敏二極管(單一或多組)、光敏晶體管或光敏電阻電路、線性CMOS或CCD傳感器。本發(fā)明的另外一個(gè)方面涉及一種光學(xué)掃描儀，其包括一根據(jù)本發(fā)明前一方面所述的環(huán)狀光導(dǎo)照明器，如前所述，其適于收納一光學(xué)裝置，以便可收集并傳送從該被照射區(qū)域所反射并經(jīng)由該內(nèi)孔所傳送的光線；一光源，其可操作以照明該光導(dǎo)照明器的入口表面；及一光探測(cè)器，其可操作以接收由該光學(xué)裝置所傳送的光線。此光學(xué)掃描儀可包括上述具有一可隨意選用的RF天線的環(huán)狀光導(dǎo)照明器，且可另外包括一 RF控制電路，其用于經(jīng)由該RF天線而將一 RFID信號(hào)發(fā)送至一位于該區(qū)域高度的RFID芯片 ’及一 RFID閱讀器，其可操作以讀取一接收自該RFID芯片的RFID信號(hào)。上述根據(jù)本發(fā)明所實(shí)施的光學(xué)掃描儀可為一手持式掃描儀，其包括一用于供應(yīng)電源至此掃描儀的電源模塊，且另外可包括一無線通訊模塊、一用于顯示經(jīng)測(cè)量數(shù)據(jù)或掃描參數(shù)的顯示器模塊、及一用于輸入掃描條件的控制接口中的至少一個(gè)。下文中將參照附圖而更完整地?cái)⑹霰景l(fā)明，其中在不同附圖中的相同標(biāo)號(hào)代表相同的組件，且其中以圖例說明本發(fā)明的多個(gè)顯著方面與特征。


圖IA至IC示出根據(jù)本發(fā)明所實(shí)施的環(huán)狀光導(dǎo)照明器的剖面圖。圖ID示出圖IA或IB中的環(huán)狀光導(dǎo)照明器的部分切除的立體圖。
圖2A至2D示出根據(jù)本發(fā)明所實(shí)施的具有不同形狀的環(huán)狀光導(dǎo)照明器的一些立體圖。圖3A至3D示出根據(jù)本發(fā)明所實(shí)施的具有多個(gè)散射面的環(huán)狀光導(dǎo)照明器的視圖。圖4A示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所實(shí)施的照明器的一部分的立體分解圖，其包含一 RFID天線。圖4B示出圖4A中的照明器的立體圖。圖4C示出圖4B中的環(huán)狀光導(dǎo)照明器的一變化形式的剖面圖。圖5示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所實(shí)施的手持式掃描儀的立體圖。圖6示出圖5中的手持式掃描儀的一部分的立體分解圖。圖7示出根據(jù)本發(fā)明所實(shí)施的環(huán)狀光導(dǎo)照明器的一變化形式的剖面圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明所實(shí)施的照明器的原理將于圖IA說明，此圖顯示一環(huán)狀光導(dǎo)照明器 10的剖面圖，以多個(gè)光源11照亮光導(dǎo)照明器10的入口表面12。光線通過在一內(nèi)圍表面14 與一外圍表面15之間的反射，而于光導(dǎo)照明器10的引導(dǎo)部13之內(nèi)被引導(dǎo)至一出口表面 16，其將光線折射至在一物品(未示于圖)表面處的目標(biāo)區(qū)域17。出口表面16構(gòu)成一截頭圓錐狀內(nèi)腔室18的邊界表面，其較佳地成凸出弧形，而內(nèi)腔室18則具有一通向目標(biāo)區(qū)域 17的擴(kuò)散底端19，以及一通向此光導(dǎo)照明器的內(nèi)孔部21的截頭頂端20( S卩，一與該底端相對(duì)置的會(huì)聚端)。圖ID顯示環(huán)狀光導(dǎo)照明器10在具有一透明實(shí)心體引導(dǎo)部13情形下的部分切除的立體圖。圖IB顯示一照明器10的剖面圖，其配備有多個(gè)光源11，其環(huán)繞入口表面12而配置；及一光探測(cè)器30，其用于探測(cè)從在一物品表面25上的目標(biāo)區(qū)域17處向后漫射(反射)并被傳遞通過內(nèi)腔室18與內(nèi)孔部21的光線。在本例中，光探測(cè)器30與諸光源11被安裝在一位于照明器的入口表面上方的同一支撐體31上。環(huán)狀光導(dǎo)照明器10的內(nèi)圍邊界表面14具有多個(gè)可供將一光學(xué)裝置32容易安裝在內(nèi)中空部21內(nèi)的突出，而此光學(xué)裝置32 在此情況下用于將光線聚焦至光探測(cè)器30。圖IC顯示一照明器10的剖面圖，其配備有一罩體40、41，其在此例中是由不透明材料所制成的中空罩體(或蓋體)，且被配置在環(huán)狀光導(dǎo)照明器的內(nèi)圍及外圍表面14、15周圍。此罩體的外部40覆蓋外圍表面15，而此罩體的內(nèi)部41則覆蓋內(nèi)圍表面14，且因此照明器的引導(dǎo)部13內(nèi)并無雜散的光線，其既不偏向外面，也不偏向此光導(dǎo)照明器的內(nèi)孔部。此罩體的結(jié)構(gòu)可保護(hù)操作者眼睛不受經(jīng)由外引導(dǎo)表面15漏出的光線所影響，且也防護(hù)光探測(cè)器(見圖1B)或其它光學(xué)裝置不受經(jīng)由內(nèi)引導(dǎo)表面14直接傳送的偏離光線所影響。此罩體也可為一涂敷于此光導(dǎo)照明器的諸引導(dǎo)表面上的涂層(例如，一層形成于這些表面上的金屬或一施加于其上的不透明合成物涂層)。根據(jù)本發(fā)明的環(huán)狀光導(dǎo)照明器的整體剖面形狀并不限于截頭方形棱錐(見圖 2D)，而可為任何其拓?fù)錇榄h(huán)狀的形狀。同樣地，該內(nèi)孔部的形狀可為任意的，只是必須讓來自目標(biāo)區(qū)域的反射光(或由一位于物品上的目標(biāo)表面所發(fā)出的光)可被傳遞至一光探測(cè)器。如果鏡子被用以將該由內(nèi)腔室18所接收的光線引導(dǎo)至例如光探測(cè)器，則該環(huán)形甚至可
8在內(nèi)孔部21的高度被彎曲。圖2A至2C中顯示一些形狀(整體形狀、內(nèi)腔室形狀、內(nèi)孔部形狀)的說明性且非限定性例子。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，如圖3A所示，光導(dǎo)照明器的入口表面12被砂磨成得以在引導(dǎo)部13內(nèi)更好地漫射光線(通過因表面粗糙度所導(dǎo)致的光線散射)。出口表面也可被砂磨成得以在內(nèi)腔室18內(nèi)漫射光線。散射具有一“平滑”效果，且因此可有助于避免在物品的目標(biāo)表面上形成明亮“熱”」點(diǎn)。這在圖3B中示出，其中顯示一具有已砂磨的出口表面15 的照明器的剖面圖。光線散射也可通過多個(gè)(例如)形成在出口表面上的突脊(規(guī)則狀或不規(guī)則狀)而被增強(qiáng)，如圖3C及3D所示。 在圖3A至3D所示的實(shí)施例中，引導(dǎo)部13是一種可供引導(dǎo)通常具有300nm至450nm 間波長的紫外光線的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)實(shí)心體。在本發(fā)明的實(shí)施例中，該照明器適合于另外收納一 RFID(射頻標(biāo)識(shí))天線。這被說明于圖4A與4B中，其中一天線43被纏繞于一被配置在環(huán)狀光導(dǎo)照明器10的外圍表面 15上的蓋體40的外圍表面的周圍，并被連接至一 RFID(射頻標(biāo)識(shí))電路42。然而，此RFID 天線可被配置在照明器的其它部件上。作為一例子，圖4C顯示一 RFID天線43，其被纏繞在環(huán)狀光導(dǎo)照明器的內(nèi)孔部21內(nèi)，并環(huán)繞在一光學(xué)裝置32周圍，該光學(xué)裝置32用于將經(jīng)由內(nèi)腔室18的截頭頂端20所接收的光線聚焦至被安裝于支撐體31上的光探測(cè)器30上。 也如圖4D所示的，一光源11 (為一 LED棒33)被安裝在支撐體31上，以便直接地面對(duì)環(huán)狀光導(dǎo)照明器的入口表面12。該RFID天線也可具有其它形狀(并非必然是一經(jīng)纏繞的金屬線，而是取決于所將被傳遞/接收的RF信號(hào))，如本領(lǐng)域所熟知的。圖5顯示一種根據(jù)本發(fā)明所實(shí)施的手持式光學(xué)掃描儀50的立體圖。該掃描儀包括環(huán)狀光導(dǎo)照明器10，其用于照明物品(此處為罐子)的表面25的一部分；一殼體，其具有一可讓操作者易于握持的柄部51 ； —電源模塊52，其可提供掃描儀電源；及一顯示器 53(液晶顯示器IXD)，其具有一觸控式屏幕以便除了開/關(guān)/重新設(shè)定(ON/OFF/Reset)鍵 (未圖示)以外省去許多按鍵(鍵盤會(huì)顯示在LCD上)。圖6是手持式掃描儀50的一部分的分解圖，其包括配備一蓋體40與一光學(xué)裝置32的照明器10，而此光學(xué)裝置32則連同多個(gè)光源11被安裝在一支撐體31上(光探測(cè)器未示于圖中)。此無電線式光學(xué)掃描儀50成平衡以便更易于操縱，并包括下列的組件一光學(xué)集成體，其包括一光源11 (具多個(gè)LED)；配備有蓋體40的環(huán)狀光導(dǎo)照明器10，其可供照明一位于物品25上的條形碼或數(shù)據(jù)矩陣；及一 CCD(電荷耦合器件)照相機(jī)，其被安裝于支撐體31上；IXD彩色觸控屏幕53 ；一主板(未示于圖中)，其上置有一 CPU單元(中央處理單元)以供讀取/解碼條形碼或矩陣碼，并控制此掃描儀；一無線通訊板(GSM/GPRS)；電池組52 ；及人機(jī)工程學(xué)殼體(塑料)。上述手持式掃描儀的多種變化形式已經(jīng)被實(shí)現(xiàn)其可在進(jìn)行讀取/驗(yàn)證或認(rèn)證一標(biāo)記的處理作業(yè)方面是獨(dú)立自主的，或者可被連接至一具有上述處理能力的站(如果物品的驗(yàn)證或認(rèn)證是例如通過與一外部數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)作比較而被執(zhí)行)，與該站的連接可通過有線(例如，經(jīng)由以太網(wǎng)絡(luò)或電話調(diào)制解調(diào)器)或無線(例如，經(jīng)由Wi-Fi、GSM/GPRS或藍(lán)牙)。即使在具有自主處理能力的情形下，該手持式掃描儀可仍然包含通訊能力。此手持式掃描儀也可配備有用于對(duì)其電源模塊的電池進(jìn)行充電的連接裝置(例如，將被連接至一儲(chǔ)存裝置(docking)站)。在一較佳實(shí)施例中，手持式掃描儀成平衡，且其鼻件的端部可進(jìn)一步被傾斜，以便使操作者可容易地在任何位置(例如，站立、蹲著或跪著)掃描一物品。
本發(fā)明并不受限于上述諸實(shí)施例，且各種修改形式均可在不脫離本發(fā)明如權(quán)利要求所界定的范圍下被達(dá)成。例如，照明器的形狀可被改變(如所示，例如圖7中具有側(cè)邊入口表面1 。同樣地，上述(手持式)掃描儀可包括根據(jù)其諸變化形式中的任一者所實(shí)施的照明器，和/或可適于仍在UV-IR范圍內(nèi)使用此光譜中的其它部分，以便照亮目標(biāo)區(qū)域，或探測(cè)正由此區(qū)域反射/發(fā)出的光線。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)狀光導(dǎo)照明器，其可操作以將在一入口表面處所接收的光線引導(dǎo)至一出口表面，以照明一位于所述光導(dǎo)照明器的一遠(yuǎn)端處的區(qū)域，并可經(jīng)由所述光導(dǎo)照明器的一內(nèi)孔部而傳遞從所述區(qū)域所反射/發(fā)出的光線，其中所述出口表面是一截頭圓錐狀內(nèi)腔室的邊界表面部分，而所述內(nèi)腔室的底部通向所述遠(yuǎn)端，且該內(nèi)腔室的與所述底部相對(duì)的截頭頂端通向所述內(nèi)孔部；及所述出口表面可操作以折射從所述入口表面處所接收的光線，從而以一實(shí)質(zhì)均勻的光強(qiáng)度分布來照亮所述區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)狀光導(dǎo)照明器，其特征在于，所述環(huán)狀光導(dǎo)照明器可操作以弓丨導(dǎo)對(duì)應(yīng)于包含UV至頂范圍內(nèi)的電磁輻射的光線。
3.如權(quán)利要求1或2所述的環(huán)狀光導(dǎo)照明器，其特征在于，所述環(huán)狀光導(dǎo)照明器是由實(shí)質(zhì)上透明的材料所制成的實(shí)心體。
4.如權(quán)利要求3所述的環(huán)狀光導(dǎo)照明器，其特征在于，所述實(shí)質(zhì)上透明的材料選自由玻璃、玻璃陶瓷材料、結(jié)晶材料及塑料材料所構(gòu)成的群組。
5.如權(quán)利要求4所述的環(huán)狀光導(dǎo)照明器，其特征在于，所述結(jié)晶材料選自石英、釔鋁石榴石及藍(lán)寶石。
6.如權(quán)利要求4所述的環(huán)狀光導(dǎo)照明器，其特征在于，所述塑料材料選自聚甲基戊烯 (TPX)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(NAS)、苯乙烯-丙烯腈 (SAN)、聚碳酸酯(PC)、及聚苯乙烯(PS)。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的環(huán)狀光導(dǎo)照明器，其特征在于，所述出口表面或所述入口表面的一部分被粗糙化，以便散射光線。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的環(huán)狀光導(dǎo)照明器，其特征在于，所述出口表面的一部分的母線是一凸出曲線。
9.如權(quán)利要求8所述的環(huán)狀光導(dǎo)照明器，其特征在于，所述母線是一拋物線。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的環(huán)狀光導(dǎo)照明器，其特征在于，在所述光導(dǎo)照明器的一外圍表面的一部分上另外包括一由對(duì)被引導(dǎo)光線呈現(xiàn)不透光的材料所制成的罩體。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的環(huán)狀光導(dǎo)照明器，其特征在于，在所述光導(dǎo)照明器的一內(nèi)圍表面的一部分上，在所述光導(dǎo)照明器的所述內(nèi)孔部中，另外包括一由對(duì)被引導(dǎo)光線呈現(xiàn)不透光的材料所制成的罩體。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的環(huán)狀光導(dǎo)照明器，其特征在于，所述照明器另外包括一安裝于其周圍邊界表面的部分上的RF天線，其適于接收來自一位于所述區(qū)域中的 RFID芯片的RFID信號(hào)，且也適于將該RFID信號(hào)傳送至該RFID芯片。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的環(huán)狀光導(dǎo)照明器，其特征在于，所述照明器還適于收納一光學(xué)裝置，以便收集并傳送由所述被照亮區(qū)域所反射/發(fā)出并經(jīng)由所述內(nèi)孔傳送的光線。
14.一種光學(xué)掃描儀，包括一如權(quán)利要求13所限定的環(huán)狀光導(dǎo)照明器；一光源，其可操作以照明所述光導(dǎo)照明器的入口表面；及一光探測(cè)器，其可操作以接收由所述光學(xué)裝置所傳送的光線。
15.如權(quán)利要求14所述的光學(xué)掃描儀，其特征在于，所述環(huán)狀光導(dǎo)照明器包括如權(quán)利要求12所述的RF天線，所述光學(xué)掃描儀還包括一 RF控制電路，其用于經(jīng)由所述RF天線而將一 RFID信號(hào)傳送至一位于所述區(qū)域中的 RFID芯片 ’及一 RFID閱讀器，其可操作以讀取一接收自所述RFID芯片的RFID信號(hào)。
16.如權(quán)利要求14或15所述的光學(xué)掃描儀，其特征在于，所述掃描儀是一手持式掃描儀，其包括一用于向所述掃描儀供應(yīng)電源的電源模塊。
17.如權(quán)利要求16所述的光學(xué)掃描儀，其特征在于，所述掃描儀另外包括一無線通訊模塊、一用于顯示經(jīng)測(cè)量的數(shù)據(jù)或掃描參數(shù)的顯示器模塊及一用于輸入掃描條件的控制接口中的至少一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種環(huán)狀光導(dǎo)照明器(10)，其可操作而將光從其入口表面(12)引導(dǎo)至其出口表面(16)，以便照明一位于其遠(yuǎn)端(19)處的區(qū)域(17)，此照明器(10)包括一截頭圓錐狀內(nèi)腔室(18)，其底部通向所述遠(yuǎn)端(19)，且其與該底部成對(duì)置的截頭頂端(20)則通向一內(nèi)孔部(21)，以便可向后傳送由該區(qū)域處所反射/發(fā)射的光線。本發(fā)明還揭示了一種實(shí)施該照明器的光學(xué)掃描儀。
文檔編號(hào)G02B6/00GK102369537SQ200980158589
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者M·瓦西克, N·杜卡 申請(qǐng)人:錫克拜控股有限公司