用于光学代码阅读器的照明透镜制造技术

成像器型的光学代码阅读器（１），包括至少一个光源（２ａ、２ｂ、Ｓ）以及至少一个照明透镜（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４），所述至少一个照明透镜（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）位于用于投射出预定照明图案（Ｈ）的所述至少一个光源（２ａ、２ｂ、Ｓ）的下游，所述至少一个照明透镜（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）具有多个基本区域（１７、２１、２６－２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、……Ｌｎ），所述至少一个照明透镜（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）的所述基本区域（１７、２１、２６－２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、……Ｌｎ）中的每一个具有单独计算的相对于阅读器（１）的光轴（Ａ－Ａ）的斜率以便所述基本区域（１７、２１、２６－２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、……Ｌｎ）使来自所述至少一个光源（２ａ、２ｂ、Ｓ）并入射到其上的光分量（Φ１、Φ２、Φ３、……Φｎ）偏转朝向照明图案（Ｈ）的特定基本区域（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、……Ｈｍ）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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，本专利技术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. 5,504,316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 2 215 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。
技术实现思路
本专利技术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。根据本专利技术，通过下述成像器型的光学代码阅读器可解决该问题， 所述成像器型的光学代码阅读器包括至少一个光源和位于所述至少一 个光源的下游、用于投射出预定照明图案的至少一个照明透镜，所述 至少一个照明透镜包括第一主面，其特征在于在第一方向上，所述 第一主面具有多个基本区域，所述至少一个照明透镜的所述基本区域 中的每一个具有单独计算的相对于阅读器的光轴的斜率，以便所述基 本区域使来自所述至少一个光源并入射到其上的光分量(light fraction) 偏转朝向照明图案的特定基本区域。因此，可使一个或多个单元透镜区域与照明图案的每个基本区域 相关联，以获得照明图案的每个基本区域中的期望光强，因而可生成 以最佳方式校正了上述不均匀性的辐照剖面。如果照明透镜基本上与由阅读器的接收光学器件所定义的阅读器 的光轴垂直，即基本上面向光学代码，那么第一方向一般与代码方向 平行；相反，如果照明透镜被布置成与阅读器的光轴成一定角度，那 么第一方向与光学代码的方向不平行。在一些实施例中，照明透镜的相邻基本区域具有为照射照明图案 的相同基本区域或照明图案的相邻基本区域而单独计算的斜率。按照这种方式，如果照明图案中的所需辐照剖面基本均匀，那么 照明透镜的相邻基本区域具有相同方向上的斜率并且斜率差很小。更具体地，在一个实施例中，照明透镜的基本区域是弯曲的区域， 曲率半径在相邻基本区域之间缓慢地变化。在另一实施例中，照明透镜的基本区域是平坦区域，照明透镜的 相邻基本区域的靠近边缘处是一致的。容易以诸如注射模塑法这样的低成本技术制成透镜的这种连续剖面。在上述实施例中，优选基本区域的密度大于每毫米50个基本区 域，更优选大于每毫米IOO个基本区域。在另一实施例中，照明透镜的基本区域是平坦区域，照明透镜的 相邻基本区域的靠近边缘处不一致，其之间布置有连接面。按照这种方式，透镜具有就其在第一方向上的整个宽度而言宏观 上基本恒定的厚度。在另一实施例中，选择照明图案的特定基本区域，以便照明透镜 的相邻基本区域在相反方向上具有斜率。同样按照这种方式，透镜具有就其在第一方向上的整个宽度而言 宏观上基本恒定的厚度并且利用诸如注射模塑法这样的低成本技术而 制成。在上述实施例中，优选基本区域的密度大于每毫米2个基本区域， 更优选大于每毫米5个基本区域并且甚至更优选大于每毫米10个基本 区域。一般地，计算斜率，以便均匀地照射照明图案的基本区域。可选地，计算斜率，以便与照明图案的中间基本区域相比更多地 照射照明图案的端部基本区域。此外，计算斜率以优选在照明图案的端部区域中产生瞄准光图案 和/或以产生用于发送阅读结果信号的光图案。优选地，计算斜率以使阅读器至照明图案的距离对所述照明图案 的辐照剖面的影响最小化。一般地，阅读器进一步包括用于接收所述照明图案所照射的支座 (support)所漫射的所述光的光检测器设备，并且有利的是，计算所述斜率，以便所述照明图案具有这样的辐照剖面，使得当所述支座具有均 匀漫射特性时所述光检测器设备通过接收光学器件所接收到的所述光 具有均匀分布。按照这种方式，光检测器设备所产生的电信号呈现出由光学代码 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：圭多·毛里齐奥·奥利瓦，多纳托·文森西，
申请(专利权)人：数据逻辑扫描集团有限公司，
类型：发明
国别省市：