[发明专利]用于光学代码阅读器的照明透镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学代码阅读器、用于这种阅读器的照明透镜以及其的制造方法。 

背景技术

众所周知，光学代码是按照颜色并且可选地按照多个单元的数目以及相对尺寸所编码的信息。条形的线性光学代码例如包含典型黑条与典型白空的交替序列，黑条和白空的每一个具有多个基本宽度的宽度。二维代码包含恒定形状和尺寸的单元网格，但是具有两种或更多种不同颜色。在任何情况下，通常字母数字混编的字符也属于本说明书以及权利要求中所使用的术语“光学代码”的范围之内。 

通常，光学代码阅读器包括一个或多个光源、用于将照明图案照射在光学代码上的照明光学器件以及用于对所照射的光学代码所漫射的光进行检测并且产生由其幅度和相位来表示光学代码单元的颜色和尺寸的电信号的装置。 

在本说明书以及权利要求中，术语“光”用于广义，其不但指可见光谱中的电磁辐照而且还指能够利用用于可见光谱的光学技术来操作的这种波长的电磁辐照，因此还包括UV和IR区域。 

例如通过滤波器、放大器以及数字化器来对该电信号进行适当地处理以获得光学代码的二进制表示，此后对该光学代码的二进制表示进行解码用于获得与正在阅读的特定光学代码相关的信息。可将光学代码阅读的一部分委托给主处理器，一般将解码委托给主处理器。 

更具体地，本发明涉及成像器型的光学代码阅读器，其中，同时照射整个代码或者线性代码的整个宽度，并且在线性和二维光学代码的情况下分别通过线性的或矩阵型的光检测器设备或者传感器来使整个被照射的光学代码所漫射的光集聚并对其进行检测。 

为了良好的阅读结果，成像器阅读器中的照明图案应有明确定义的形状。此外，在成像器阅读器中，电信号应该既不会受到例如由于所使用的照明源的发射特性所引起的对光学代码的各个区域的照射过程中的不均匀性的影响，也不会受到例如由于光学代码所漫射的光照射传感器的不同角度所引起的传感器的各个感光区当中的响应的不均匀性的影响。 

因此，公知的是使照明光学器件与光源以及将要对这种不均匀性进行校正的光学器件相关联。 

在线性光学代码的公知的解决方案当中，除了负透镜或正透镜、双凸透镜阵列(lenticular arrays)、全息漫射器以及棱镜阵列之外，还提到了在例如U.S.5,504,317中所描述的后者。所有这些解决方案提供了微结构的局部反复，这可使入射光束仅在期望的方向上以预定角度漫射。因此可使两个光源的发射波瓣重叠，这可提高照明线的均匀性并且可改善扫描线的外形。 

在上述公知的解决方案中，如在图15中可看出的，因为一般照射比阅读器接收光学器件实际上所框定的区域大很多的区域，所以以降低阅读器的总效率为代价而提供了均匀强度的照明图案。该图图解地示出了由具有分别与其相关联的传统光学器件101a、101b的两个LED(发光二极管)光源100a、100b在最佳焦平面上且在靠近阅读范围(reading range)处所产生的辐照剖面(irradiance profile)以及其与接收光学器件的视场102的关系。此外，从该图中可注意到，在靠近阅读范围处阅读器效率甚至下降并且阅读线极其不均匀。此外，在所有 阅读距离处，照明线的侧边缘都没有明确定义，因此阅读器操作者并不清楚知道阅读区的角度范围。 

GB 2 225 659A教导了使一对LED(发光二极管)中的每一个与用于在与布置在就阅读器而言的预定位置上的光学代码相平行的方向上对光进行聚焦的透镜或透镜部分以及用于在与光学代码相正交的方向上对光进行聚焦的透镜或透镜部分相关联，以便获得类似于细条带的照明线，其中条带端部上的照明比中心处的照明更强。用于在与代码相平行的方向上进行聚焦的每个透镜或透镜部分呈现出曲率半径不同的两个区域。在另一实施例中，该文献提供了单个LED以及曲率半径在朝着透镜端部的方向逐渐减小、中心部分凹两侧区域凸的透镜或透镜部分。同样，在这种情况下，照射比阅读器接收光学器件实际上所框定的区域更大的区域。 

发明内容

本发明的根本技术问题是要使得能够有效地照射成像器型的光学代码阅读器中的光学代码。