專利名稱：用于光學(xué)讀取貼在目標(biāo)上的信息的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于光學(xué)讀取一目標(biāo)的裝置和方法，在該目標(biāo)上記錄著諸如信息碼的光可讀信息，例如條形碼或二維碼的信息碼。
背景技術(shù)：
手持式的光信息讀取器的目的在于讀取一種光可讀的信息碼，例如條形碼，二維碼或者其它類似的碼。在本說明書中，目標(biāo)本身或者其上附有光可讀信息的目標(biāo)被統(tǒng)稱為“目標(biāo)”。
為了改進(jìn)該手持式光信息讀取器，已經(jīng)提供了一種能夠讀取位于一定距離處的信息碼的手持式光信息讀取器。
此種手持式光信息讀取器具有在其一端帶有讀取窗的手持的殼體、光電檢測器，如CCD(電荷耦合器件)區(qū)域傳感器、帶有成像透鏡的成像單元以及由光照射裝置組成的讀取單元。光電檢測器、成像單元和讀取單元分別安裝在殼體內(nèi)。
在這種類型的光信息讀取器中，當(dāng)手持殼體的讀取窗直接對著目標(biāo)，例如條形碼時(shí)，用戶推動(dòng)手持殼體上的觸發(fā)開關(guān)。推動(dòng)該觸發(fā)開關(guān)使光照射裝置通過讀取窗向目標(biāo)輻射光。光照射裝置發(fā)出的光射向目標(biāo)(條形碼)，因此基于照射光從目標(biāo)反射的光通過讀取窗進(jìn)入到成像單元內(nèi)。進(jìn)入到成像單元內(nèi)的光被成像透鏡會聚在光電檢測器上并在其上成像，因此光電檢測器拾取對應(yīng)于目標(biāo)的像。
在這種光信息讀取器中，定義為讀取窗和目標(biāo)之間距離的讀取距離的特定范圍是根據(jù)目標(biāo)上的照射光的強(qiáng)度和光電檢測器的曝光時(shí)間之間的關(guān)系預(yù)先確定的。確定的讀取距離范圍允許讀取裝置精確的讀取目標(biāo)。
如果讀取窗和目標(biāo)之間的讀取距離超過了所確定的范圍，則目標(biāo)上的照射光的強(qiáng)度將不夠，使得需要反復(fù)進(jìn)行讀取操作。
為避免此種反復(fù)讀取操作，眾所周知，每個(gè)傳統(tǒng)的光信息讀取器都具有以非接觸的方式來測量讀取窗和目標(biāo)之間距離的裝置。
在對應(yīng)于日本未審查的專利公開文本H5-181995和H6-162249的美國專利申請US5,426,288中公開了傳統(tǒng)的光信息讀取器的第一和第二個(gè)例子。
作為第一個(gè)例子，該公開文本示出了具有一個(gè)范圍傳感器的條形碼讀取器，該范圍傳感器用于基于三角測量技術(shù)來測量該讀取器和目標(biāo)之間的距離。該條形碼讀取器控制作為目標(biāo)上的照射光的激光束的直徑，從而依照目標(biāo)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定激光束的直徑。
作為第二個(gè)例子，該公開文本顯示了具有測量裝置的光信息讀取器，該裝置用于測量，從光信息讀取器向目標(biāo)輻射激光束到目標(biāo)基于所輻射的激光束所反射的激光束返回到光信息讀取器的周期。
在傳統(tǒng)的光信息讀取器的第一個(gè)例子中，范圍傳感器可能相當(dāng)昂貴，并且具有相當(dāng)大的尺寸。
在傳統(tǒng)的光信息讀取器的第二個(gè)例子中，由于激光束的速度非常的快，所以很難精確的測量激光束的輻射時(shí)刻與反射激光束的接收時(shí)刻之間的周期。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在上述背景下提出的，所以本發(fā)明的光讀取裝置的每個(gè)優(yōu)選實(shí)施例都能夠使用于確定每個(gè)光讀取裝置與目標(biāo)之間距離的結(jié)構(gòu)簡單并緊湊。
本發(fā)明是在上述背景下提出的，所以本發(fā)明的光讀取裝置的每個(gè)優(yōu)選實(shí)施例都能夠減少用于確定每個(gè)裝置與目標(biāo)之間距離所需的時(shí)間。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種由光電檢測器通過成像光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)地讀取信息的第一圖像的裝置。該信息貼在一個(gè)目標(biāo)上，該裝置包括一個(gè)標(biāo)記光束輻射單元，配置為將一束標(biāo)記光束照射到目標(biāo)上，從而在目標(biāo)上指示出光電檢測器的視場標(biāo)記光束。此外，一第一拾取單元配置為當(dāng)標(biāo)記光束輻射單元將該標(biāo)記光束照射到目標(biāo)上標(biāo)記光束時(shí)，使得該光電檢測器基于該視場，通過成像光學(xué)系統(tǒng)，拾取目標(biāo)的第二圖像。一個(gè)位置檢測單元配置為根據(jù)拾取到的第二圖像，檢測照射到目標(biāo)上的標(biāo)記光束相對于該視場的位置。一個(gè)距離確定單元配置為根據(jù)檢測到的標(biāo)記光束的位置，確定裝該置與目標(biāo)之間的距離。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種基于預(yù)定視場，光學(xué)地讀取信息的第一圖像的方法。該信息貼在目標(biāo)上。該方法包括將標(biāo)記光束照射到目標(biāo)上，以指示出在該目標(biāo)上的視場標(biāo)記光束。在該方法中，當(dāng)通過照射將標(biāo)記光束照射在目標(biāo)上標(biāo)記光束時(shí)，基于視場拾取目標(biāo)的第二圖像。根據(jù)拾取的第二圖像，檢測照射在目標(biāo)上的標(biāo)記光束相對于視場的位置。根據(jù)檢測到的標(biāo)記光束的位置確定該裝置與目標(biāo)之間的距離。


根據(jù)隨后參照附圖對實(shí)施例的說明，本發(fā)明的其它目標(biāo)和方面將顯而易見，其中圖1是示意性地顯示了按照本發(fā)明第一實(shí)施例的二維碼讀取器結(jié)構(gòu)的局部剖面?zhèn)纫晥D；圖2是示意性地顯示了按照第一實(shí)施例的二維碼讀取器的電氣結(jié)構(gòu)的方框圖；圖3A是示意性地顯示了按照第一實(shí)施例的圖1和2所示的讀取機(jī)構(gòu)的視圖；圖3B是示意性地顯示了按照第一實(shí)施例的圖3A所示標(biāo)記光束的標(biāo)記光束部分的視圖；
圖4是按照第一實(shí)施例當(dāng)對讀取距離與位移長度之間關(guān)系進(jìn)行測量時(shí)，如圖2所示的控制電路執(zhí)行的操作的流程圖；圖5是按照第一實(shí)施例的以響應(yīng)觸發(fā)開關(guān)的開啟操作，由控制電路執(zhí)行的用于讀取二維碼的操作的流程圖；圖6A示出用于說明按照第一實(shí)施例的標(biāo)記光束與照射光的開關(guān)時(shí)序的時(shí)序圖；圖6B示出用于比較的傳統(tǒng)二維碼讀取器的標(biāo)記光束與照射光的開關(guān)時(shí)序的時(shí)序圖；圖7是按照本發(fā)明第二實(shí)施例的以響應(yīng)觸發(fā)開關(guān)的開啟操作，由控制電路執(zhí)行的用于讀取二維碼的操作的流程圖；圖8示出用于說明按照第二實(shí)施例的標(biāo)記光束與照射光的開關(guān)時(shí)序的時(shí)序圖；圖9A是示意性地顯示了按照本發(fā)明第三實(shí)施例的讀取機(jī)構(gòu)的視圖；圖9B是示意性地顯示了按照第三實(shí)施例從讀取窗一側(cè)看去的讀取機(jī)構(gòu)的視圖；圖10A是示意性地顯示了按照第三實(shí)施例的如圖9A所示標(biāo)記光束的標(biāo)記光束部分的視圖；圖10B是示意性地顯示了按照第三實(shí)施例的當(dāng)標(biāo)記光束沿著關(guān)于光軸傾斜45度角的傾斜地(放射狀地)向左上方向偏移時(shí)，圖10A所示標(biāo)記光束的標(biāo)記光束部分的視圖；圖11是示意性地顯示了按照第三實(shí)施例的沿著關(guān)于視場中心左上方向的掃描方向的視圖；圖12是表示按照第三實(shí)施例的由控制電路執(zhí)行的對標(biāo)記光束圖像的拾取操作以及焦點(diǎn)調(diào)整操作的流程圖；圖13是在圖12所示步驟S33中控制電路的標(biāo)記光束檢測操作的流程圖；圖14是示意性地顯示了按照第四實(shí)施例的從讀取窗一側(cè)看去的讀取機(jī)構(gòu)的視圖；圖15A是示意性地顯示了按照第四實(shí)施例的標(biāo)記光束的垂直和水平線束部分的視圖；圖15B是示意性地顯示了按照第四實(shí)施例，當(dāng)如圖15A所示的垂直和水平線束的交叉點(diǎn)沿著關(guān)于視場中心的頂側(cè)方向偏移時(shí)，該垂直和水平線光束部分的視圖；圖16是示意性地顯示了按照第四實(shí)施例設(shè)置在圖像數(shù)據(jù)上的多個(gè)掃描線的視圖；圖17是解釋按照第四實(shí)施例，在如圖12所示步驟S33中控制電路的標(biāo)記光束檢測操作的流程圖；圖18是示意性地顯示了按照第五實(shí)施例從讀取窗一側(cè)看去的讀取機(jī)構(gòu)的視圖；圖19A是示意性地顯示了按照第五實(shí)施例的標(biāo)記光束的線束部分的視圖；圖19B是示意性地顯示了按照第五實(shí)施例，當(dāng)如圖19A所示的線束部分的中間部沿著水平方向朝著關(guān)于視場中心的頂側(cè)方向向左側(cè)偏移時(shí)，該線束部分的視圖；圖20A是示意性地顯示了按照第五實(shí)施例在圖像數(shù)據(jù)上確定的有限區(qū)域的視圖；圖20B是示意性地顯示了按照第五實(shí)施例在圖像數(shù)據(jù)上確定的有限區(qū)域的視圖；圖21是解釋按照第五實(shí)施例的在如圖12所示步驟S33中控制電路的標(biāo)記光束檢測操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照

本發(fā)明的實(shí)施例。在這些實(shí)施例中，將本發(fā)明應(yīng)用于槍形二維碼讀取器。
圖1是示意性地顯示了按照本發(fā)明第一實(shí)施例的槍形二維碼讀取器CR的結(jié)構(gòu)的局部剖面?zhèn)纫晥D。圖2是示意性地顯示了按照第一實(shí)施例的二維碼讀取器CR的電氣結(jié)構(gòu)的方框圖。
如圖1所示，按照本發(fā)明第一實(shí)施例，用于光學(xué)地讀取一目標(biāo)的二維碼讀取器CR具有槍形的外殼1。例如，槍形外殼1具有薄的長方體的主體1a。主體1a的一橫向端部(lateral end portion)是圓形的。
在主體1a的一橫向端部的一側(cè)(具體地，圖1中底側(cè))為槍形外殼1提供了把手部分1b。把手部分1b整體形成在主體1a上。把手部分1b允許用戶用一只手輕易地握住二維碼讀取器CR并對其進(jìn)行操縱。
形成該主體1a，其在另一橫向端部的側(cè)表面上有一讀取窗1c，例如，讀取窗1c是矩形的且半透明。二維碼讀取器CR還具有觸發(fā)開關(guān)2。觸發(fā)開關(guān)2設(shè)置在把手部分1b的一個(gè)側(cè)面上；指向讀取窗1c。觸發(fā)開關(guān)2允許用戶開啟二維碼讀取器CR進(jìn)行讀取操作。
二維碼讀取器CR具有設(shè)置在外殼1的另一橫向端部中的讀取機(jī)構(gòu)(光學(xué)讀取機(jī)構(gòu))RM。在第一實(shí)施例中，將外殼1的另一個(gè)橫向端部稱作“頭部”。
讀取機(jī)構(gòu)RM用于讀取通過打印或其它類似方法寫在目標(biāo)R(見圖2和3)上的二維碼Q，例如QR(快速響應(yīng))碼。目標(biāo)R包括是一張紙或其它媒介的標(biāo)簽。目標(biāo)R可貼在貨物上，與一般的條形碼相同。二維碼Q包括例如制造商序列號、名稱、唯一的標(biāo)識號以及貨物制造日期的信息。
近年來，目標(biāo)R包括顯示屏，例如手機(jī)或PDA(個(gè)人數(shù)字助理)的計(jì)算機(jī)終端中的液晶顯示屏(LCD)；二維碼顯示在顯示屏上。
例如，二維碼Q包括不同的彩色單元，例如以矩陣形式排列的黑色或白色單元，用于在其中形成具體的圖形，由此來表示數(shù)據(jù)。黑色和白色中的一種對應(yīng)于比特值“0”和“1”中的一個(gè)，黑色和白色中的另一種對應(yīng)于比特值“0”和“1”中的另一個(gè)。在讀取這些單元之后，很容易將讀取的彩色數(shù)據(jù)數(shù)字化，以對其解碼。
如圖1至3中示意性地顯示，讀取機(jī)構(gòu)RM包括一個(gè)光電檢測器3、一個(gè)構(gòu)成成像光學(xué)系統(tǒng)的成像透鏡4以及一對光照射裝置5(圖3中沒有顯示)。讀取機(jī)構(gòu)RM還包括標(biāo)記光束輻射裝置6，用于標(biāo)記光電檢測器3的視場F的位置，和/或視場F的中心。
例如，光電檢測器3由CCD區(qū)域傳感器構(gòu)成。光電檢測器3位于主體1a的頭部中心。光電檢測器3具有由矩陣方式排列的像素構(gòu)成的有效區(qū)(光敏像素區(qū))。光電檢測器3還具有預(yù)定的光軸。布置光電檢測器3，使其像素區(qū)域平行地對著主體1a的讀取窗1c，并且其光軸穿過讀取窗1c的中心。曝光時(shí)間，也就是光電檢測器3的快門速度能夠從外部控制。
成像透鏡4具有鏡筒，以及同軸布置于其中的多個(gè)透鏡元件。成像透鏡4具有一總預(yù)定光軸。布置成像透鏡4，使其總光軸O(見圖3A)沿垂直于主體1a的頭端面方向延伸，該頭端面形成讀取窗1c。也就是說，讀取窗1c、光電檢測器3和成像透鏡4彼此同軸地排列在主體1a中。
除成像透鏡4的一徑向側(cè)，具體為頂側(cè)(見圖3A)之外，將每個(gè)光照射裝置5圍繞成像透鏡4設(shè)置。即，每個(gè)光照射裝置5具有一個(gè)用作光源的光輻射器件(LED)。每個(gè)光照射裝置5還具有設(shè)置在每個(gè)光輻射器件與讀取窗1c之間的光透鏡。每個(gè)光透鏡的光軸指向讀取窗1c，以使每個(gè)光透鏡用于會聚和擴(kuò)散每個(gè)光輻射器件輻射的光通過讀取窗1c。
也就是說，當(dāng)碼讀取器CR的讀取窗1c定位于面對其上寫有二維碼Q的目標(biāo)R時(shí)，每個(gè)光照射裝置5輻射的照射光通過讀取窗1c照射到二維碼Q上。二維碼Q反射的光通過讀取窗1c進(jìn)入成像透鏡4。成像透鏡4使進(jìn)入成像透鏡4的反射光聚焦在光電檢測器3的像素區(qū)上，從而光電檢測器3拾取到對應(yīng)于目標(biāo)R的圖像。
如圖3A所示，將標(biāo)記光束輻射裝置6圍繞成像透鏡4設(shè)置。例如，標(biāo)記光束輻射裝置6設(shè)置在成像透鏡4的一側(cè)(頂側(cè))，從而每個(gè)光照射裝置5和標(biāo)記光束輻射裝置6的定位彼此沒有約束。
標(biāo)記光束輻射裝置6具有激光二極管7，其光軸P通過讀取窗1c的中心。標(biāo)記光束輻射裝置6還具有設(shè)置在激光二極管7與讀取窗1c之間的全息圖8，使全息圖8與激光二極管7彼此同軸排列。標(biāo)記光束輻射裝置6還具有同軸設(shè)置在激光二極管7與全息圖8之間的聚光鏡9。
激光二極管7用于輻射激光光束，激光光束通過聚光鏡9聚焦在全息圖8上。激光光束通過全息圖8分光，以使由分開的光束部分(component)構(gòu)成的標(biāo)記光束M照射在目標(biāo)R上。
具體地，在第一實(shí)施例中，如圖3A和3B所示，標(biāo)記光束M由框狀的矩形光束部分(第一光束部分)M1、四條直線光束部分(第二光束部分)M2以及交叉光束部分(第三光束部分)M3構(gòu)成。每個(gè)第二光束部分M2從第一束部分M1的每一側(cè)延伸出來。第三光束部分M3排列在第一光束部分M1的中心。第一光束部分M1在目標(biāo)R上的照射區(qū)域稍小于光電檢測器3的視場F。
此外，如圖3A所示，標(biāo)記光束輻射裝置6的光軸P，也就是標(biāo)記光束M的光軸P設(shè)計(jì)為與成像透鏡4(光電檢測器3)的光軸O以微小角度θ相互交叉。
標(biāo)記光束M的光軸P關(guān)于成像透鏡4的光軸O的交叉，允許標(biāo)記光束M在目標(biāo)R上的照射位置，根據(jù)目標(biāo)R與外殼1的讀取窗1c之間讀取距離的變化，而沿著方向D改變。具體地，標(biāo)記光束M的照射位置的改變方向D，平行于標(biāo)記光束輻射裝置6與成像透鏡4之間的取向方向(具體地，在圖3A中的頂?shù)降追较?。
也就是說，當(dāng)將碼讀取器CR排列成使得讀取窗1c與目標(biāo)R之間距離L的值為L2時(shí)，例如200毫米(圖3A中的第一狀態(tài)(a))，標(biāo)記光束M照射到視場F的中心部分(見圖3A中的參考標(biāo)記M(a))。
當(dāng)將碼讀取器CR排列成使得讀取窗1c與目標(biāo)R之間距離L的值為小于距離L2的L1時(shí)，例如100毫米(圖3A中的第二狀態(tài)(b))，所照射的標(biāo)記光束M沿著D方向偏移到視場F的一側(cè)(見圖3A中的參考標(biāo)記M(b))。
當(dāng)將碼讀取器CR排列成使得讀取窗1c與目標(biāo)R之間距離L的值為大于距離L2的L3時(shí)，例如300毫米(圖3A中的第三狀態(tài)(c))，所照射的標(biāo)記光束M沿著D方向偏移到視場F的另一側(cè)(見圖3A中的參考標(biāo)記M(c))。
順便提及，在圖3A中分別示意性地顯示了對應(yīng)三個(gè)讀取距離L2、L1和L3的三種類型的圖像I(a)、I(b)和I(c)。為了方便說明，在圖像I(a)至I(c)中，視場F(a)至F(c)分別具有相同的尺寸。此外，為了方便說明，二維碼Q處于圖像I(a)至I(c)的視場F(a)至F(c)的中心。
在第一實(shí)施例中，標(biāo)記光束輻射裝置6配置為在除了光電檢測器3讀取目標(biāo)R(二維碼Q)時(shí)之外，連續(xù)輻射標(biāo)記光束M。
如圖1所示，二維碼讀取器CR具有設(shè)置在主體1a一端側(cè)的電路板9，具體是設(shè)置在對著頭部側(cè)的后側(cè)。在電路板9中，安裝了碼讀取器CR的電子元件(見圖2)。如只在圖2中所示，二維碼讀取器CR具有分別設(shè)置在主體1a的一個(gè)橫向端另一側(cè)的操作開關(guān)10、LED(光輻射器件)11、液晶顯示屏12、發(fā)音器(beeper)13以及通信接口14。操作開關(guān)10允許用戶向碼讀取器CR輸入各種指令。LED 11用于可視地顯示信息，以向用戶發(fā)送提示(notice)。發(fā)音器13用于發(fā)出一連串的嘟嘟聲，以允許向用戶發(fā)出提示。通信接口14允許碼讀取器CR與外部設(shè)備通信。
另一方面，二維碼讀取器CR具有電池15，用于為分別激活上述光學(xué)裝置3、5、6，安裝在電路板9上的電子元件以及上述的I/O設(shè)備2，10-14而供電。
如圖2所示，在電路板9中，提供了包括至少一個(gè)微機(jī){一個(gè)CPU(中央處理單元)，一個(gè)包括ROM(只讀存儲器)、RAM(隨機(jī)存取存儲器)等的內(nèi)部存儲單元，以及外設(shè)}的控制電路16?？刂齐娐?6根據(jù)電池15提供的電源工作?？刂齐娐?6按照存儲在ROM中的程序工作，以控制整個(gè)二維碼讀取器CR，并執(zhí)行解碼處理和其它處理?？梢詮男盘柍休d媒體將該程序裝載到ROM中。適當(dāng)?shù)男盘柍休d媒體的例子包括可記錄類型的媒體，例如軟盤和CD(壓縮盤)-ROM，以及傳輸類型的媒體，例如數(shù)字和模擬通信鏈路。
控制電路16可通信地連接到觸發(fā)開關(guān)2和操作開關(guān)10，以使開關(guān)2和10發(fā)出的命令能輸入到控制電路16中?？刂齐娐?6分別可通信地連接到光電檢測器3、光照射裝置5和標(biāo)記光束輻射裝置6。即，控制電路16用于控制光電檢測器3、光照射裝置5和標(biāo)記光束輻射裝置6，以便執(zhí)行對寫在目標(biāo)R上的二維碼Q的讀取處理?？刂齐娐?6也可通信地連接到LED 11、發(fā)音器13以及液晶顯示屏12，以便控制它們。此外，控制電路16可通信地連接到通信接口14，以便通過通信接口14與外部設(shè)備通信。
具體地，控制電路16用于控制光電檢測器3的曝光時(shí)間(快門速度)。
此外，在電路板9中安裝了放大器(AMP)17、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器18、存儲器19、特定比率(specified-ratio)檢測電路20、同步信號發(fā)生器21以及地址發(fā)生器22，使其分別與控制電路16可通信的連接。
放大器17電連接到光電檢測器3，并以基于控制電路16發(fā)出的增益控制信號的增益，放大從光電檢測器3順序輸出的圖像信號。A/D轉(zhuǎn)換器18電連接到放大器17，并用于將放大的圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù){光電檢測器的光敏像素區(qū)中每個(gè)像素光強(qiáng)數(shù)據(jù)(像素?cái)?shù)據(jù))}。
例如，同步信號發(fā)生器21，在控制電路16的控制下，周期地生成同步信號，并周期地將該同步信號輸出到光電檢測器3、特定比率檢測電路20以及地址發(fā)生器22。
地址發(fā)生器22周期地對所輻射的同步信號的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而響應(yīng)該計(jì)數(shù)結(jié)果生成地址信號，由此將地址信號輸出到存儲器19。
也就是說，對應(yīng)輸出的地址信號在存儲器19中存儲A/D轉(zhuǎn)換器18順序發(fā)出的圖像數(shù)據(jù)。特定比率檢測電路20基于控制電路16的控制，響應(yīng)同步信號，以檢測圖像數(shù)據(jù)中的特定圖案(位圖案)，以使控制電路16和特定比率檢測電路20解碼該圖像數(shù)據(jù)(二維碼Q)。
具體地，在第一實(shí)施例中，控制電路16用于使標(biāo)記光束輻射裝置6、光電檢測器3等，拾取標(biāo)記光束M照射到的目標(biāo)R的圖像(標(biāo)記光束圖像)。此外，控制電路16從拾取的圖像中檢測標(biāo)記光束M的照射位置，由此確定目標(biāo)R與讀取窗1c之間的讀取距離L。
因此，在第一實(shí)施例中控制電路16用作第一拾取單元、位置檢測單元以及距離確定單元。
例如，在第一實(shí)施例中，在碼讀取器CR的開啟狀態(tài)下，已經(jīng)通過標(biāo)記光束輻射裝置6輻射了標(biāo)記光束M。在標(biāo)記光束M的輻射過程中，當(dāng)觸發(fā)開關(guān)2開啟時(shí)，由光電檢測器3拾取，在光照射裝置5保持關(guān)閉時(shí)，標(biāo)記光束照射到的目標(biāo)圖像(標(biāo)記光束圖像)。在圖像拾取操作之后，當(dāng)關(guān)閉標(biāo)記光束輻射裝置6時(shí)，開啟光照射裝置5，以使光電檢測器3拾取目標(biāo)R中二維碼Q的圖像。即，執(zhí)行兩步圖像拾取操作。
當(dāng)光電檢測器3在第一圖像拾取步驟中拾取了標(biāo)記光束圖像時(shí)，控制電路16，基于拾取的標(biāo)記光束圖像，檢測標(biāo)記光束M在視場F中的位置。
具體地，按照標(biāo)記光束M在視場F中的位置，控制電路16，基于拾取的標(biāo)記光束圖像，檢測到標(biāo)記光束M的中心位置(第三光束部分M3的中心Mo)關(guān)于視場F中心的偏移長度x。基于檢測到的偏移長度確定目標(biāo)R與讀取窗1c之間的讀取距離L。
在第一實(shí)施例中，以工廠設(shè)置的一倍或多倍改變距離L，來測量標(biāo)記光束M的中心位置Mo關(guān)于視場F中心的偏移長度x與讀取距離L之間的關(guān)系。將用于表示每個(gè)距離L的值與每個(gè)對應(yīng)的偏移長度x之間關(guān)系的數(shù)據(jù)作為“關(guān)系數(shù)據(jù)RD”預(yù)先存儲在存儲器中。
在第一實(shí)施例中，當(dāng)在第二圖像拾取步驟中拾取二維碼的圖像時(shí)，控制電路16，根據(jù)確定的距離L控制光電檢測器3的曝光時(shí)間(快門速度)。具體地，在第一實(shí)施例中，控制電路16配置為控制光電檢測器3的曝光時(shí)間，以使確定的距離L越遠(yuǎn)，曝光時(shí)間越長。此外，在第一實(shí)施例中，假設(shè)確定的讀取距離L超出適于讀取目標(biāo)R的先前確定的范圍，例如，確定的讀取距離L太短以至于脫離了預(yù)先確定的范圍，或者太長以至于脫離該范圍。在此假設(shè)中，控制電路16配置為控制發(fā)音器13和液晶顯示屏12中的至少一個(gè)，以便發(fā)出表示讀取距離L超出預(yù)先確定范圍的提示。
例如，發(fā)音器13和/或液晶顯示屏12用作確定單元。
接下來將參照圖4至6說明按照第一實(shí)施例的二維碼讀取器CR的操作。
圖4是在測量所述讀取關(guān)系時(shí)，控制電路16按照裝載的程序所執(zhí)行的操作的流程圖。該關(guān)系是隨著以例如工廠設(shè)置的兩倍改變距離L的標(biāo)記光束M的中心位置Mo關(guān)于視場F中心的偏移長度x與讀取窗1c和目標(biāo)R之間讀取距離L之間的關(guān)系。
如圖4所示，在步驟S1中，控制電路16使光電檢測器3工作，同時(shí)偽目標(biāo)R’位于第一位置，并且標(biāo)記光束M照在偽目標(biāo)R’上，該第一位置距離讀取窗1c的距離是先前確定的，例如L1(100毫米)。照在偽目標(biāo)R’上的標(biāo)記光束M在光電檢測器3的像素區(qū)域上成像。因此，光電檢測器3拾取所成像的在偽目標(biāo)R’上的標(biāo)記光束M，作為標(biāo)記光束圖像。
在步驟S2中，控制電路16使拾取的標(biāo)記光束圖像經(jīng)過圖像處理，例如二值化處理，以獲得在偽目標(biāo)R’上的視場F中的標(biāo)記光束照射區(qū)域。在步驟S2中，控制電路16，基于獲得的在偽目標(biāo)R’上的視場F中的標(biāo)記光束照射區(qū)域，來檢測標(biāo)記光束M的中心位置Mo，由此檢測-中心位置Mo關(guān)于視場F的偏移長度x的值(x1)。在步驟S3中，控制電路16在存儲器19中存儲讀取距離L的值(L1＝100毫米)與偏移長度x的值(x1)之間的關(guān)系，作為關(guān)系數(shù)據(jù)RD的一部分。
在步驟S4中，控制電路16使光電檢測器3工作，同時(shí)偽目標(biāo)R’位于第二位置，并且標(biāo)記光束M照在偽目標(biāo)R’上，該第二位置距離主體1a的讀取窗1c的距離是先前確定的，例如L3(300毫米)。照在偽目標(biāo)R’上的標(biāo)記光束M在光電檢測器3的像素區(qū)域上成像。因此，光電檢測器3拾取所成像的在偽目標(biāo)R’上的標(biāo)記光束M，作為標(biāo)記光束圖像。
隨后在步驟S5中，控制電路16使拾取的標(biāo)記光束圖像經(jīng)過類似于步驟S2的圖像處理，以獲得在偽目標(biāo)R’上的視場F中的標(biāo)記光束照射區(qū)域。接下來在步驟S5中，控制電路16，基于在偽目標(biāo)R’上的視場F中的標(biāo)記光束照射區(qū)域，檢測標(biāo)記光束M的中心位置Mo，由此檢測中心位置Mo關(guān)于視場F的偏移長度x的值(x3)。在步驟S6中，控制電路16在存儲器19中存儲讀取距離L的值(L3＝300毫米)與偏移長度x的值(x3)之間的關(guān)系，作為關(guān)系數(shù)據(jù)RD的一部分。
如圖3A清晰顯示，假設(shè)標(biāo)記光束M的中心位置Mo，關(guān)于視場F的中心，沿著圖3A中方向D朝著向上的方向偏移，在此向上的偏移中標(biāo)記光束M的偏移長度x是正的；相反的，在向下的偏移中標(biāo)記光束M的偏移長度x是負(fù)的。
在這種假設(shè)中，偏移長度x與讀取窗1c和目標(biāo)R之間讀取距離L之間的關(guān)系可表示為線性函數(shù)。假設(shè)當(dāng)偏移長度x的值是0時(shí)，讀取距離L的值也變?yōu)長0，線性函數(shù)表示為“L0-L＝ax”的等式，其中“a”是常數(shù)。
因此可以確定，偏移長度的至少兩個(gè)值與對應(yīng)的讀取距離L之間的關(guān)系，允許通過聯(lián)立方程容易地計(jì)算出距離L0和常數(shù)“a”。即使由于在裝配中標(biāo)記光束輻射裝置6與成像透鏡4之間的位置和/或角度縫隙，導(dǎo)致標(biāo)記光束M的中心位置Mo關(guān)于視場F的中心偏移，其也允許裝配中的此類縫隙被適當(dāng)?shù)仨憫?yīng)。
在按照第一實(shí)施例的二維碼讀取器CR被出貨之后，當(dāng)用戶想讀取寫在目標(biāo)R上的二維碼Q時(shí)，用戶可以使碼讀取器CR處于開啟狀態(tài)，以使讀取窗1c對著目標(biāo)R，并距其任意距離。
在以這樣的狀態(tài)布置碼讀取器CR的同時(shí)，因?yàn)閺臉?biāo)記光束輻射裝置6持續(xù)輻射標(biāo)記光束M，所以用戶可以將碼讀取器CR移動(dòng)至所輻射的標(biāo)記光束M可以施加到目標(biāo)R上的位置。當(dāng)標(biāo)記光束M照射到目標(biāo)R上時(shí)，用戶使外殼1(讀取窗1c)對準(zhǔn)目標(biāo)R，以使二維碼Q盡可能的位于標(biāo)記光束M的中心部分Mo。在對準(zhǔn)之后，用戶操作觸發(fā)開關(guān)2使其打開。
圖5是表示響應(yīng)觸發(fā)開關(guān)2的開啟操作，由控制電路16執(zhí)行的用于讀取二維碼Q的操作的流程圖。圖6A是解釋標(biāo)記光束M(標(biāo)記光束輻射裝置6)與照射光(光照射裝置5)的開關(guān)時(shí)序的時(shí)序圖。圖6B是解釋用于比較的傳統(tǒng)二維碼讀取器的標(biāo)記光束與照射光的開關(guān)時(shí)序的時(shí)序圖。
如圖5所示，當(dāng)用戶打開觸發(fā)開關(guān)2時(shí)，在步驟S11中，控制電路16使光電檢測器3曝光，以便在第一圖像拾取步驟中拾取標(biāo)記圖像。也就是說，如圖6A所示，在標(biāo)記光束輻射裝置6打開，以使標(biāo)記光束M照射到目標(biāo)R上的同時(shí)，照射光關(guān)閉，照射在目標(biāo)R上的標(biāo)記光束M在光電檢測器3的像素區(qū)域上成像。因此，通過光電檢測器3拾取標(biāo)記光束圖像。
在步驟S12中，控制電路16使拾取的標(biāo)記光束圖像經(jīng)過圖像處理，例如二值化處理，以獲得在目標(biāo)R上的視場F中的標(biāo)記光束照射區(qū)域。在步驟S12，控制電路16，基于獲得的在目標(biāo)R上的視場F中的標(biāo)記光束照射區(qū)域，檢測標(biāo)記光束M的中心位置Mo，由此檢測中心位置Mo關(guān)于視場F中心的偏移長度x的值。
在步驟S12中，控制電路16參照關(guān)系信息RD，以便基于偏移長度x的值和關(guān)系信息RD來確定讀取距離L的值。
在步驟S13中，控制電路16確定檢測的讀取距離L的值是否位于先前確定的范圍內(nèi)。當(dāng)確定的讀取距離L的值太短以至于脫離先前確定的范圍時(shí)，步驟S13中確定結(jié)果為NO，控制電路16轉(zhuǎn)移到步驟19。當(dāng)確定的讀取距離L的值太長以至于脫離先前確定的范圍時(shí)，步驟S13中確定結(jié)果也為NO，控制電路16轉(zhuǎn)移到步驟19。
在步驟S19中，控制電路16控制發(fā)音器13和液晶顯示屏12中的至少一個(gè)，以發(fā)出一個(gè)提示，該提示用于表示讀取距離L的當(dāng)前值超出先前確定的范圍，即，表示讀取距離的當(dāng)前值是NG(不好)，需要終止操作。
另一方面，當(dāng)讀取距離L的確定值位于先前確定的范圍內(nèi)時(shí)，步驟S13中的確定結(jié)果為YES，控制電路16轉(zhuǎn)移到步驟S14。
在步驟S14中，控制電路16，基于第二圖像拾取步驟中的讀取距離L的確定值，來控制光電檢測器3的曝光時(shí)間(快門速度)。
隨后在步驟S15中，控制電路16打開每個(gè)光照射裝置5，同時(shí)關(guān)閉標(biāo)記光束輻射裝置6(見圖6A)。控制電路16基于確定的快門速度(曝光時(shí)間)使光電檢測器3曝光，以拾取照射光照射到的目標(biāo)R的二維碼Q的圖像。
這使得照射在目標(biāo)R的二維碼Q上的照射光在光電檢測器3的像素區(qū)域上成像。因此，通過光電檢測器3拾取該照射圖像。
此外，由于根據(jù)讀取距離L的當(dāng)前值適當(dāng)?shù)卮_定了光電檢測器3的快門速度，所以在光電檢測器3的像素區(qū)域中可以完全精確地拾取基于照射光的二維碼Q的圖像。放大器17和A/D轉(zhuǎn)換器18將該拾取圖像轉(zhuǎn)換成基于拾取圖像的圖像數(shù)據(jù)。
在步驟S16中，控制電路16控制特定比率檢測電路20、同步信號發(fā)生器21以及地址發(fā)生器22，以便基于對應(yīng)于二維碼Q的轉(zhuǎn)換圖像數(shù)據(jù)，來解碼二維碼Q。
在步驟S17中，控制電路16確定是否成功的完成解碼。
當(dāng)確定成功的完成解碼時(shí)(步驟S17中確定結(jié)果為YES)，例如，控制電路16控制例如LED 11開啟，由此發(fā)出一個(gè)提示，該提示用以表示二維碼Q的解碼OK(步驟S17中確定為YES)。另一方面，當(dāng)確定沒有成功的完成解碼時(shí)(步驟S17中確定結(jié)果為NO)，控制電路16控制發(fā)音器13和液晶顯示屏12中的至少一個(gè)，以發(fā)出提示，該提示用以表示二維碼Q的解碼NG(不好)，需要終止操作。
如上所述，在第一實(shí)施例中，標(biāo)記光束輻射裝置6輻射的標(biāo)記光束M的光軸P被設(shè)計(jì)為以微小角度θ與成像透鏡4的光軸P交叉。這允許照射位置，也就是在目標(biāo)R上的標(biāo)記光束M的中心位置Mo的偏移長度x，根據(jù)目標(biāo)R與外殼1的讀取窗1c之間的讀取距離L的變化，而關(guān)于視場F的中心部分改變。
因此在第一實(shí)施例中，在讀取操作期間，能夠使用原始提供的用于標(biāo)記視場F，以使二維碼Q與讀取窗1c(視場F)對準(zhǔn)的標(biāo)記光束輻射裝置6來確定讀取距離L，而不需要提供高成本的范圍傳感器。這降低了按照第一實(shí)施例的二維碼讀取器CR的成本。
此外，在第一實(shí)施例中，能夠消除對設(shè)置新的范圍傳感器的空間的使用，由此使碼讀取器CR的結(jié)構(gòu)簡單和緊湊。
而且，在第一實(shí)施例中，與傳統(tǒng)的碼讀取器相比，能夠足夠精確地確定讀取距離L，降低測量誤差，其中傳統(tǒng)的碼讀取器具有用于測量一時(shí)間周期的裝置，該時(shí)間周期為激光束的輻射時(shí)刻與基于輻射的激光束的反射激光束的接收時(shí)刻之間的時(shí)間。
此外，在第一實(shí)施例中，在第二圖像拾取步驟中，根據(jù)目標(biāo)R與讀取窗1c之間的讀取距離L適當(dāng)?shù)卮_定光電檢測器3的快門速度(曝光時(shí)間)，這使得光電檢測器3很好地拾取圖像。當(dāng)確定的讀取距離L超出預(yù)定范圍時(shí)，能夠向用戶發(fā)送表示當(dāng)前讀取距離L是NG的提示。這促使用戶改變碼讀取器CR的當(dāng)前位置，由此將目標(biāo)R與碼讀取器CR的讀取窗1c之間的讀取距離L改變成更適合的距離。
具體地，在第一實(shí)施例中，在兩步圖像拾取操作中，首先通過光電檢測器3拾取目標(biāo)R的標(biāo)記光束圖像；然后在關(guān)閉標(biāo)記光束的情況下，基于照射光拾取二維碼Q的圖像。這使得能夠精確地檢測標(biāo)記光束M和二維碼Q兩者的位置。此外，確定了偏移長度x的至少兩個(gè)值與對應(yīng)的讀取距離L的值之間的關(guān)系。即使由于在裝配中標(biāo)記光束輻射裝置6與成像透鏡4之間的位置和/或角度縫隙，導(dǎo)致標(biāo)記光束M的中心位置Mo關(guān)于視場F的中心產(chǎn)生偏移，其也允許裝配中的這類縫隙被適當(dāng)?shù)仨憫?yīng)。這使得精確地確定讀取距離L成為可能。
圖7和8解釋了本發(fā)明的第二實(shí)施例。在第二實(shí)施例中，本發(fā)明用于槍型二維碼讀取器，該讀取器與第一實(shí)施例基本上相同。省略或簡化對與按照第一實(shí)施例的碼讀取器CR的元件基本相同的按照第二實(shí)施例的二維碼讀取器的元件的說明。也就是，集中對第二實(shí)施例的碼讀取器與第一實(shí)施例的不同點(diǎn)進(jìn)行描述。
在第二實(shí)施例中，取代執(zhí)行兩步圖像拾取的步驟，在首先拾取標(biāo)記光束圖像之后，基于拾取的圖像檢測標(biāo)記光束M的照射位置，也就是標(biāo)記光束M的偏移長度x，并基于拾取的圖像解碼二維碼Q。
此外，如QR碼的二維碼Q具有Reed Solomon碼，其允許基于Reed Solomon碼校正二維碼中包含的錯(cuò)誤，即使其代碼區(qū)域被弄臟或損壞達(dá)到30％，其代表了二維碼的糾錯(cuò)水平(能力)。糾錯(cuò)水平可根據(jù)二維碼的尺寸預(yù)先確定。第二實(shí)施例使用基于Reed Solomon碼的這種糾錯(cuò)功能，該功能是公知的，因此省略了對差誤編碼功能的詳細(xì)說明。
圖7是表示響應(yīng)觸發(fā)開關(guān)2的開啟操作，由控制電路16執(zhí)行的用于讀取諸如QR碼的二維碼Q的操作流程圖。圖8是解釋標(biāo)記光束M(標(biāo)記光束輻射裝置6)與照射光(光照射裝置5)的開關(guān)時(shí)序的時(shí)序圖。
如圖7所示，當(dāng)用戶打開觸發(fā)開關(guān)2時(shí)，在步驟S21中，控制電路16使光電檢測器3曝光，以便在第一圖像拾取步驟中拾取標(biāo)記圖像。也就是說，如圖8所示，標(biāo)記光束輻射裝置6保持打開，以使標(biāo)記光束M照射到目標(biāo)R上，同時(shí)，照射光也照射在目標(biāo)R的二維碼Q上。照射在目標(biāo)R上的標(biāo)記光束M在光電檢測器3(見圖3)的像素區(qū)域上成像，其將疊加在基于照射光的二維碼Q的圖像上。因此，通過光電檢測器3拾取了標(biāo)記光束圖像和二維碼Q的圖像的疊加圖像。
在步驟S22中，控制電路16使拾取的標(biāo)記光束圖像經(jīng)過圖像處理，例如二值化處理，以獲得在目標(biāo)R上的視場F中的標(biāo)記光束照射區(qū)域。在步驟S22中，控制電路16基于在目標(biāo)R上的視場F中的獲得的標(biāo)記光束照射區(qū)域，檢測標(biāo)記光束M的中心位置Mo，由此檢測中心位置Mo關(guān)于視場F中心的偏移長度x的值。
在步驟S22中，控制電路16參照關(guān)系信息RD，基于偏移長度x的值和關(guān)系信息RD來確定讀取距離L的值。
順便提及，盡管第三標(biāo)記光束部分M3疊加在二維碼Q的圖像上，但是能夠基于第一標(biāo)記光束部分M1檢測標(biāo)記光束M的中心位置Mo。
在步驟S23中，控制電路16確定檢測的讀取距離L的值是否位于預(yù)先確定的范圍內(nèi)。當(dāng)確定的讀取距離L的值太短以至于脫離預(yù)先確定的范圍時(shí)，步驟S23中確定結(jié)果為NO，控制電路16轉(zhuǎn)移到步驟S28。當(dāng)確定的讀取距離L的值太長以至于脫離預(yù)先確定的范圍時(shí)，步驟S23中的確定結(jié)果為NO，控制電路16轉(zhuǎn)移到步驟S28。
在步驟S28中，控制電路16控制發(fā)音器13和液晶顯示屏12中的至少一個(gè)，以發(fā)出一個(gè)提示，該提示用以表示讀取距離L的當(dāng)前值超出預(yù)先確定的范圍，即，該提示表示讀取距離的當(dāng)前值是NG(不好)，需要終止操作。
另一方面，當(dāng)讀取距離L的確定值位于預(yù)先確定的范圍內(nèi)時(shí)，步驟S23中確定結(jié)果為YES，控制電路16轉(zhuǎn)移到步驟S24。
如上所述，由于第三標(biāo)記光束部分M3疊加在二維碼Q圖像的一部分上，所以不能精確讀取疊加部分的二維碼圖像，其類似于弄臟的或損壞的部分。
因此在步驟S24中，控制電路16確定由疊加部分以及相對于二維碼Q整個(gè)區(qū)域的弄臟和損壞部分的總體區(qū)域而確定的水平是否超出二維碼的預(yù)定糾錯(cuò)水平。
當(dāng)確定整個(gè)區(qū)域的確定水平超過二維碼的預(yù)定糾錯(cuò)水平，則步驟S24中確定結(jié)果為NO，控制電路16轉(zhuǎn)移到步驟S28，以運(yùn)行提示(報(bào)警)發(fā)生操作。
當(dāng)確定整個(gè)區(qū)域的確定水平?jīng)]有超過二維碼的預(yù)定糾錯(cuò)水平，則步驟S24中確定結(jié)果為YES，控制電路16轉(zhuǎn)移到步驟S25。
在隨后的步驟S25中，控制電路16控制特定比率檢測電路20、同步信號發(fā)生器21以及地址發(fā)生器22，借助使用Reed Solomon碼的糾錯(cuò)功能，基于對應(yīng)于二維碼Q的轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)來解碼二維碼Q。
在步驟S26中，控制電路16確定是否成功的完成解碼。
當(dāng)確定成功的完成解碼時(shí)(步驟S26中確定結(jié)果為YES)，控制電路16開啟例如LED 11，由此發(fā)出表示二維碼Q的解碼OK(步驟S26中確定結(jié)果為YES)的提示。另一方面，當(dāng)確定沒有成功的完成解碼時(shí)(步驟S26中確定結(jié)果為NO)，控制電路16控制發(fā)音器13和液晶顯示屏12中的至少一個(gè)，以發(fā)出一個(gè)提示，該提示表示二維碼Q的解碼NG(不好)，需要終止操作。
如上所述，在第二實(shí)施例中，在讀取操作期間，能夠使用原始提供的用于使二維碼Q與讀取窗1c對準(zhǔn)的標(biāo)記光束輻射裝置6，來確定讀取距離L，而不需要重新提供高成本的范圍傳感器，其類似于第一實(shí)施例。這降低了按照第二實(shí)施例的二維碼讀取器CR的成本。
此外，在第二實(shí)施例中，一個(gè)圖像拾取操作允許執(zhí)行對標(biāo)記光束M在目標(biāo)R上的照射位置(偏移長度x)的檢測，并讀取二維碼Q。這使得有效地檢測偏移長度x和讀取二維碼Q成為可能。
下面將參照圖9A至13說明本發(fā)明的第三實(shí)施例。圖9A是示意性地顯示了按照本發(fā)明第三實(shí)施例的二維碼讀取器CR1的讀取機(jī)構(gòu)RM1的視圖。圖9B是示意性地顯示了從讀取窗一側(cè)看去的第三實(shí)施例的讀取機(jī)構(gòu)RM1的視圖。省略或簡化對第三實(shí)施例的二維碼讀取器中與第一實(shí)施例的碼讀取器CR的元件基本相同的元件的說明。
如圖9A和9B所示，二維碼讀取器CR1具有設(shè)置在外殼1(主體1a)的頭部的讀取機(jī)構(gòu)RM1。
讀取機(jī)構(gòu)RM1類似于按照第一實(shí)施例的讀取機(jī)構(gòu)RM的結(jié)構(gòu)，具有光電檢測器3和一對光照射裝置5。
讀取機(jī)構(gòu)RM1也具有成像透鏡31和標(biāo)記光束輻射裝置32。
成像透鏡31具有鏡筒和多個(gè)同軸設(shè)置于其中的透鏡元件。成像透鏡31具有總預(yù)定光軸。成像透鏡31被設(shè)置成其總光軸O(見圖9A)沿垂直于主體1a的頭部端表面的方向延伸，該頭部端表面由讀取窗1c形成。
成像透鏡31還具有焦點(diǎn)改變機(jī)構(gòu)33。焦點(diǎn)改變機(jī)構(gòu)33具有驅(qū)動(dòng)單元，例如馬達(dá)、螺線管等，其機(jī)械地連接到至少一個(gè)透鏡元件，以使焦點(diǎn)改變機(jī)構(gòu)33驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)透鏡元件沿著光軸O移動(dòng)，以改變焦點(diǎn)。
類似于第一實(shí)施例的標(biāo)記光束輻射裝置32具有激光二極管7、全息圖8以及聚光鏡9。在第三實(shí)施例中，激光二極管7用于輻射激光束，使輻射的激光束通過聚光鏡9聚焦到全息圖8上。全息圖8使激光束分束，從而將由分開的光束部分構(gòu)成的標(biāo)記光束M10照射在目標(biāo)R上。
具體地，在第三實(shí)施例中，如圖10A和10B所示，標(biāo)記光束M10由構(gòu)成矩形標(biāo)記光束場的四個(gè)角部的四個(gè)點(diǎn)狀光束部分M11，以及一個(gè)設(shè)置在矩形標(biāo)記光束場的中心部分的點(diǎn)狀光束部分M12組成。
在第三實(shí)施例中，除了成像透鏡31的一徑向側(cè)，具體地是其傾斜的右上側(cè)之外，將每個(gè)光照射裝置5(見圖1和2)圍繞成像透鏡31設(shè)置，。
如圖9A所示，標(biāo)記光束輻射裝置32圍繞成像透鏡31設(shè)置。例如，標(biāo)記光束輻射裝置32設(shè)置在成像透鏡31的一徑向側(cè)(傾斜的右上側(cè))，從而每個(gè)光照射裝置5和標(biāo)記光束輻射裝置32的定位彼此沒有約束。
如圖9B所示，成像透鏡31與標(biāo)記光束輻射裝置32之間的取向方向D1關(guān)于光軸O以大約45度的角度傾斜。
此外，如圖9A所示，標(biāo)記光束輻射裝置32的光軸P1，也就是標(biāo)記光束M10的光軸P1被設(shè)計(jì)成平行于成像透鏡31的(光電檢測器3)光軸O。
當(dāng)碼讀取器CR1設(shè)置成讀取窗1c與目標(biāo)R之間的讀取距離L相當(dāng)大時(shí)，照射在目標(biāo)R上的標(biāo)記光束M10的光束部分M12(在第三實(shí)施例中稱作“中心部分”)與光電檢測器3的視場F的中心C重合(見圖10A)。
當(dāng)碼讀取器CR1設(shè)置成讀取窗1c與目標(biāo)R之間的讀取距離L相當(dāng)小時(shí)，照射在目標(biāo)R上的標(biāo)記光束M10的中心部分M12沿著一個(gè)方向偏移，具體地是沿著關(guān)于光軸O成45度角傾斜的左上方向(見圖10B和圖11)。
也就是說，在第三實(shí)施例中，標(biāo)記光束M10的中心部分M12與視場F的中心C之間的偏移長度x10，被設(shè)計(jì)成隨著目標(biāo)R與外殼1的讀取窗1c之間讀取距離L的變化而改變。這個(gè)特征可由標(biāo)記光束M10、成像透鏡31以及視場F之間的類似關(guān)系進(jìn)行解釋。
在第三實(shí)施例中，控制電路16用于使標(biāo)記光束輻射裝置32、光電檢測器3等拾取其上照射有標(biāo)記光束M10的目標(biāo)R的圖像(標(biāo)記光束圖像)。此外，控制電路16從拾取的圖像檢測標(biāo)記光束M10的照射位置，由此確定目標(biāo)R與讀取窗1c之間的讀取距離L。
為了從拾取的圖像中檢測標(biāo)記光束M10的照射位置，控制電路16掃描圖像數(shù)據(jù)中預(yù)定區(qū)域的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)，以檢測標(biāo)記光束M10的照射位置，換言之，檢測標(biāo)記光束M10的偏移長度x10。在第三實(shí)施例中，如圖11所示，控制電路16沿著關(guān)于視場F的中心C與光軸O傾斜成45度角的左上方向掃描每個(gè)像素，由此檢測標(biāo)記光束M10的偏移長度x10。
此外，控制電路16基于確定的偏移長度x10確定讀取窗1c與目標(biāo)R之間的距離L，由此確定與讀取距離L匹配的合適的焦點(diǎn)。此外，控制電路16使焦點(diǎn)改變機(jī)構(gòu)33沿著光軸O將至少一個(gè)透鏡元件偏移至與所確定的焦點(diǎn)匹配的位置。在調(diào)整焦點(diǎn)之后，控制電路16使光照射裝置5、光電檢測器3等拾取其上由照射光照射的目標(biāo)R的二維碼的圖像。
圖12是表示控制電路16等按照所裝載的程序執(zhí)行的標(biāo)記光束圖像的拾取操作，以及焦點(diǎn)調(diào)整操作的流程圖。
如圖12所示，當(dāng)用戶打開觸發(fā)開關(guān)2時(shí)，在步驟S31中，控制電路16控制標(biāo)記光束輻射裝置32將標(biāo)記光束M10照射到目標(biāo)R上。在步驟S32中，控制電路16使光電檢測器3曝光，以拾取標(biāo)記圖像。也就是說，在標(biāo)記光束M照射到目標(biāo)R上的同時(shí)，照射在目標(biāo)R上的標(biāo)記光束M在光電檢測器3的像素區(qū)域上成像。因此，通過光電檢測器3拾取標(biāo)記光束圖像。通過放大器17放大該標(biāo)記光束圖像，并通過A/D轉(zhuǎn)換器18將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)(像素?cái)?shù)據(jù))。
在步驟S33，控制電路16使圖像數(shù)據(jù)(每個(gè)像素的像素?cái)?shù)據(jù))經(jīng)過圖像處理，如二值化(binarizing)以檢測標(biāo)記光束M10的偏移長度x1。
圖13是步驟S33中控制電路16的標(biāo)記光束檢測操作的流程圖。
也就是說，在步驟S41中，控制電路16以關(guān)于視場F的中心C沿與光軸O傾斜成45度角的左上方向掃描圖像數(shù)據(jù)的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)(見圖11)。具體地，在步驟S41中，考慮到裝配中的誤差和標(biāo)記光束M10的每個(gè)光束部分的尺寸，控制電路16圍繞左上方向掃描圖像數(shù)據(jù)的幾條像素線，以便檢測掃描區(qū)域中的最大像素值。
隨后在步驟S42中，控制電路16確定檢測的最大像素值是否超過預(yù)定的值。當(dāng)確定檢測的最大像素值超過預(yù)定的值(步驟S42中確定結(jié)果為YES)，控制電路16將最大像素值的位置(至少一個(gè)像素)視為標(biāo)記光束M10的中心部分M12，將標(biāo)記光束M10的中心部分M12的位置(pixel)存儲在RAM中(步驟S43)。
當(dāng)確定檢測的最大像素值沒有超過預(yù)定的值時(shí)(步驟S42中確定結(jié)果為NO)，控制電路16確定沒有檢測到標(biāo)記光束M10的中心部分12(步驟S44)。
隨后在步驟S34中，控制電路16確定是否檢測到標(biāo)記光束M10的中心部分M12。當(dāng)確定檢測到標(biāo)記光束M10的中心部分M12時(shí)(步驟S34中確定結(jié)果為YES)，在步驟S35中，控制電路16根據(jù)所確定的標(biāo)記光束M10的中心部分M12確定讀取窗1c與目標(biāo)R之間的讀取距離L，即，偏移長度x10。在步驟S36中，控制電路16確定與確定的讀取距離L匹配的合適的焦點(diǎn)。此外，控制電路16使焦點(diǎn)改變機(jī)構(gòu)33沿著光軸O將至少一個(gè)透鏡元件偏移至與確定的焦點(diǎn)匹配的位置。在調(diào)整焦點(diǎn)之后，控制電路16控制光照射裝置5、光電檢測器3等拾取其上有照射光照射到的目標(biāo)R的二維碼的圖像。因此，通過光電檢測器3可拾取二維碼Q的圖像。
當(dāng)確定沒有檢測到標(biāo)記光束M10的中心部分M12時(shí)(步驟S34中確定結(jié)果為NO)，控制電路16終止操作。
如上所述，在第三實(shí)施例中，除了第一實(shí)施例的效果之外，能夠獲得以下的效果。即，當(dāng)檢測標(biāo)記光束M10的中心位置時(shí)，能夠根據(jù)標(biāo)記光束M的形狀以及標(biāo)記光束輻射裝置32關(guān)于成像透鏡31的方向，限制用于檢測標(biāo)記光束M10的中心位置的掃描區(qū)域。這使得能夠降低用于檢測目標(biāo)R上的標(biāo)記光束M10的位置所需的時(shí)間。特別地，在第三實(shí)施例中，能夠根據(jù)確定的距離L調(diào)整成像透鏡31的焦點(diǎn)。這允許更好地讀取二維碼Q。
下面將參照圖14至17說明本發(fā)明的第四實(shí)施例。圖14是示意性地顯示了按照第四實(shí)施例從讀取窗一側(cè)看去的讀取機(jī)構(gòu)RM2的視圖。對與在第三實(shí)施例的碼讀取器CR1的元件基本相同的第四實(shí)施例的二維碼讀取器CR2的元件的說明，在此被省略或簡化。
在第四實(shí)施例中，除了成像透鏡31的一徑向側(cè)，具體地是頂側(cè)之外，將每個(gè)光照射裝置5(見圖1和2)圍繞成像透鏡31設(shè)置。
如圖9A和圖14所示，將標(biāo)記光束輻射裝置41圍繞具有焦點(diǎn)改變機(jī)構(gòu)33的成像透鏡31設(shè)置。例如，標(biāo)記光束輻射裝置41設(shè)置在成像透鏡31的一徑向側(cè)(頂側(cè))，以使每個(gè)光照射裝置5和標(biāo)記光束輻射裝置41的定位彼此沒有約束。
類似于第三實(shí)施例的標(biāo)記光束輻射裝置41具有激光二極管7、全息圖8以及聚光鏡9。在第四實(shí)施例中，激光二極管7用于輻射激光束，從而輻射的激光束通過聚光鏡9聚焦到全息圖8上。激光束通過全息圖8分束，從而將由分開的光束部分構(gòu)成的標(biāo)記光束M20照射在目標(biāo)R上。
具體地，在第四實(shí)施例中，如圖15A和15B所示，標(biāo)記光束M20由垂直的線光束部分M21和水平的線光束部分M22組成。垂直的線光束部分M21沿著對應(yīng)于光電檢測器3像素區(qū)域的垂直掃描線的頂?shù)降?垂直)方向延伸，水平的線光束部分M22沿著對應(yīng)于光電檢測器3的像素區(qū)域的水平掃描線的水平方向延伸。
標(biāo)記光束M20的光軸平行于成像透鏡31(光電檢測器3)的光軸O。
當(dāng)碼讀取器CR2設(shè)置成讀取窗1c與目標(biāo)R之間的讀取距離L相當(dāng)大時(shí)，照射在目標(biāo)R上的標(biāo)記光束M20的垂直和水平線光束部分M21和M22之間的交叉點(diǎn)IP基本上與光電檢測器3的視場F的中心C重合(見圖15A)。
當(dāng)碼讀取器CR2設(shè)置成讀取窗1c與目標(biāo)R之間的讀取距離L相當(dāng)小時(shí)，照射在目標(biāo)R上的標(biāo)記光束M20的垂直和水平線束部分M21和M22之間的交叉點(diǎn)(中心點(diǎn))IP沿著關(guān)于視場F的中心C一側(cè)(頂側(cè))的方向偏移(見圖15B)。
也就是說，在第四實(shí)施例中，標(biāo)記光束M20的交叉點(diǎn)IP與視場F的中心C之間的偏移長度x20被設(shè)計(jì)成隨著目標(biāo)R與外殼1的讀取窗1c之間讀取距離L的變化而改變。
在第四實(shí)施例中，控制電路16用于使標(biāo)記光束輻射裝置41、光電檢測器3等拾取其上有標(biāo)記光束M20照射到的目標(biāo)R的圖像(標(biāo)記光束圖像)。此外，控制電路16從拾取的圖像中檢測標(biāo)記光束M20的照射位置，由此確定目標(biāo)R與讀取窗1c之間的讀取距離L。
為了從拾取的圖像中檢測標(biāo)記光束M20的照射位置，其對應(yīng)于在圖12中所示的步驟S33，控制電路16執(zhí)行以下操作。
也就是，控制電路16分別建立多條垂直掃描線(垂直像素線)S，作為有限的掃描區(qū)域，并掃描該垂直的掃描線S，每一條垂直掃描線S都垂直于圖像數(shù)據(jù)上的水平光束部分M22。在第四實(shí)施例中，如圖16所示，在圖像數(shù)據(jù)上除了視場F的中心部分C之外，建立四條垂直的掃描線S。在第四實(shí)施例中，當(dāng)掃描每條垂直掃描線S的像素?cái)?shù)據(jù)時(shí)，基本上掃描每條垂直掃描線關(guān)于視場F的中心C的一徑向側(cè)(頂側(cè))部分就足夠好了。即，在圖17的步驟S51中掃描每條垂直掃描線的剩余底部是不必要的。
此外，在步驟S52中，控制電路16掃描每條垂直掃描線S上的像素?cái)?shù)據(jù)，檢測每條掃描線S中的最大像素值，以使控制電路16臨時(shí)將每條掃描線S的最大像素值的每個(gè)位置(像素)設(shè)置為臨時(shí)標(biāo)記光束要素。
控制電路16找到一條穿過每個(gè)臨時(shí)標(biāo)記光束要素并垂直于每條掃描線S的水平線，在步驟S53將該水平線識別為水平光束部分M22的位置。
在識別之后，控制電路16確定沿著頂?shù)降?垂直)方向的水平光束部分M22的識別位置與視場F的中心C之間的偏移長度x20；基于所確定的偏移長度x20確定讀取窗1c與目標(biāo)R之間的讀取距離L(見圖12的步驟S34和S35)。
隨后，控制電路16確定與確定的讀取距離L匹配的合適的焦點(diǎn)。此外，在步驟S36中，控制電路16使焦點(diǎn)改變機(jī)構(gòu)33沿著光軸O將至少一個(gè)透鏡元件偏移至與確定的焦點(diǎn)匹配的位置。在調(diào)整焦點(diǎn)之后，控制電路16控制光照射裝置5、光電檢測器3等拾取其上有照射光照射的目標(biāo)R的二維碼的圖像。因此，通過光電檢測器3可拾取二維碼Q的圖像。
如上所述，在第四實(shí)施例中，類似于第三實(shí)施例，掃描垂直的掃描線S使得能夠檢測水平光束部分M22的位置。這使得能夠降低檢測標(biāo)記光束M20所需的時(shí)間。特別地，在第四實(shí)施例中，能夠根據(jù)確定的讀取距離L調(diào)整成像透鏡31的焦點(diǎn)。這允許更好的讀取二維碼Q。
順便提及，在第四實(shí)施例中，可以沿著標(biāo)記光束M20中的頂?shù)降?垂直)方向檢測水平光束部分M22的位置；沿著標(biāo)記光束M20中的水平方向檢測垂直光束部分M21的位置。此外，當(dāng)沿著垂直方向檢測了水平光束部分M22的位置，并沿著水平方向檢測了垂直光束部分M21的位置時(shí)，能夠檢測出交叉點(diǎn)IP(它們的中心)。這使得能夠進(jìn)一步精確地檢測標(biāo)記光束M20的位置。
下面將參照圖18至21說明本發(fā)明的第五實(shí)施例。圖18是示意性地顯示了從讀取窗一側(cè)看去的第五實(shí)施例的讀取機(jī)構(gòu)RM3的視圖。對與第三實(shí)施例的碼讀取器CR1的元件基本相同的第五實(shí)施例的二維碼讀取器CR3的元件的說明，在此被省略或簡化。
在第五實(shí)施例中，除了成像透鏡31的一側(cè)，具體地是從讀取窗一側(cè)看去的右側(cè)之外，將每個(gè)光照射裝置5(見圖1和2)圍繞成像透鏡31設(shè)置，。
如圖9A和18所示，標(biāo)記光束輻射裝置51圍繞具有焦點(diǎn)改變機(jī)構(gòu)33的成像透鏡31設(shè)置。例如，標(biāo)記光束輻射裝置51設(shè)置在成像透鏡31的一徑向側(cè)(右側(cè))，以使每個(gè)光照射裝置5和標(biāo)記光束輻射裝置51的定位彼此沒有約束。
類似于第三實(shí)施例的標(biāo)記光束輻射裝置51具有激光二極管7、全息圖8以及聚光鏡9。在第五實(shí)施例中，激光二極管7用于輻射激光束，從而輻射的激光束通過聚光鏡9聚焦到全息圖8上。激光束通過全息圖8分束，從而由分開的光束部分組成的標(biāo)記光束M30照射在目標(biāo)R上。
具體地，在第五實(shí)施例中，如圖19A和19B所示，標(biāo)記光束M30由兩條線光束部分M31和M32組成。線光束部分M31和M32設(shè)置成在沿著視場F的中心C的水平方向上彼此對準(zhǔn)，其間具有間隔G。標(biāo)記光束M30的光軸平行于成像透鏡31(光電檢測器3)的光軸O。
當(dāng)碼讀取器CR3設(shè)置成讀取窗1c與目標(biāo)R之間的讀取距離L相當(dāng)大時(shí)，照射在目標(biāo)R上的標(biāo)記光束M30的線光束部分M31和M32之間的間隔G的中間部分基本上與光電檢測器3的視場F的中心C重合(見圖19A)。
當(dāng)碼讀取器CR3設(shè)置成讀取窗1c與目標(biāo)R之間的讀取距離L相當(dāng)小時(shí)，照射在目標(biāo)R上的標(biāo)記光束M30的線光束部分M31和M32之間間隔G的中間部分沿著水平方向朝著關(guān)于視場F的中心C的另一側(cè)(左側(cè))偏移(見圖19B和20A)。
也就是說，在第五實(shí)施例中，標(biāo)記光束M30的間隔G的中間部分與視場F的中心C之間的偏移長度x30被設(shè)計(jì)成隨著目標(biāo)R與外殼1的讀取窗1c之間讀取距離L的變化而改變。
在第五實(shí)施例中，控制電路16用于使標(biāo)記光束輻射裝置51、光電檢測器3等拾取其上有標(biāo)記光束M30照射到的目標(biāo)R的圖像(標(biāo)記光束圖像)。此外，控制電路16用于從拾取的圖像中檢測標(biāo)記光束M30的照射位置，由此確定目標(biāo)R與讀取窗1c之間的讀取距離L。
為了從拾取的圖像中檢測標(biāo)記光束M30的照射位置，其對應(yīng)于在圖12中示出的步驟S33，控制電路16執(zhí)行以下操作。
也就是，控制電路16建立多條水平像素線(水平掃描線)，作為有限的掃描區(qū)域，其中包括視場F的中心C上的水平線。在第五實(shí)施例中，如圖20A所示，在圖像數(shù)據(jù)上，從圖像數(shù)據(jù)的第y條水平掃描線到第“y+α”條水平掃描線建立有限的掃描區(qū)域LA，視場F的中心C在其中。順便提及，例如在圖20A中，圖像數(shù)據(jù)的水平掃描線的數(shù)目設(shè)置為479。
在第五實(shí)施例中，當(dāng)掃描有限掃描區(qū)域LA中包含的每條水平掃描線的像素?cái)?shù)據(jù)時(shí)，基本上掃描在有限掃描區(qū)域LA中包含的每條水平掃描線關(guān)于視場F的中心C的另一徑向側(cè)(左側(cè))部分就足夠好了。即，在圖21的步驟S61中掃描每條水平掃描線的剩余右側(cè)部分是不必要的。
此外，在圖21的步驟S62中，控制電路16分別掃描有限掃描區(qū)域LA中包含的每條水平掃描線上的像素?cái)?shù)據(jù)，以在有限區(qū)域LA中，對每一條垂直掃描線上的每條水平掃描線的像素值進(jìn)行求和，由此分別獲得包含于有限掃描區(qū)域LA中的各個(gè)垂直掃描線的總像素值。順便提及，控制電路16能夠在有限區(qū)域LA中對每一條垂直掃描線上的每條水平掃描線的像素值進(jìn)行平均，由此分別獲得有限掃描區(qū)域LA中包含的各個(gè)垂直掃描線的平均像素值。
隨后，控制電路16比較各個(gè)垂直掃描線之間的總像素值(平均像素值)，以確定一些連續(xù)垂直掃描線的塊B，塊B與垂直掃描線的剩余部分相比，其總像素值降低(見圖20B)。在步驟S63中，控制電路16將塊B的中心位置(像素)識別為標(biāo)記光束M30的中心部分，其對應(yīng)于標(biāo)記光束M30的間隔G的中間部分。
在識別之后，控制電路16確定沿著水平方向的識別出的標(biāo)記光束M30的中心部分與視場F的中心C之間的偏移長度x30；基于所確定的偏移長度x30確定讀取窗1c與目標(biāo)R之間的讀取距離L(見圖12的步驟S34和S35)。
隨后，控制電路16確定與所確定的讀取距離L匹配的合適的焦點(diǎn)。此外，在步驟S36中，控制電路16使焦點(diǎn)改變機(jī)構(gòu)33沿著光軸O將至少一個(gè)透鏡元件偏移至與確定的焦點(diǎn)匹配的位置。在調(diào)整焦點(diǎn)之后，控制電路16控制光照射裝置5、光電檢測器3等拾取其上有照射光照射到的目標(biāo)R的二維碼的圖像。因此，通過光電檢測器3可拾取二維碼Q的圖像。
如上所述，在第五實(shí)施例中，與第三或第四實(shí)施例中的每一個(gè)實(shí)施例相類似，掃描有限掃描區(qū)域LA中包含的水平掃描線，使得能夠檢測標(biāo)記光束M30的間隔G的中間部分的位置。這使得能夠降低檢測標(biāo)記光束M30所需的時(shí)間。特別地，在第五實(shí)施例中，能夠根據(jù)確定的讀取距離L調(diào)整成像透鏡31的焦點(diǎn)。這允許更好的讀取二維碼Q。
順便提及，本發(fā)明不局限于第一至第五實(shí)施例的每一個(gè)，因此可在本發(fā)明的范圍內(nèi)實(shí)施各種擴(kuò)展和修改。
也就是說，在第一至第五實(shí)施例的每一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的裝置適用于例如QR碼的二維碼Q的光學(xué)讀取，但是本發(fā)明不局限于該應(yīng)用。本發(fā)明能夠用于其它類型的二維碼和/或一維碼的光學(xué)讀取，例如讀取條形碼。當(dāng)讀取寫在目標(biāo)上的如條形碼的一維碼時(shí)，在首先拾取了標(biāo)記光束圖像之后，基于該拾取的圖像，分別執(zhí)行標(biāo)記光束的照射位置的檢測和一維碼的解碼。具體地，當(dāng)標(biāo)記光束照射在目標(biāo)的一維碼的一部分上時(shí)，在基于拾取的標(biāo)記光束圖像檢測照射位置之后，能夠沿著其將被解碼的水平掃描線讀取一維碼的剩余部分，這類似于第一至第五實(shí)施例的每一個(gè)實(shí)施例。
在第一至第五實(shí)施例的每一個(gè)實(shí)施例中，所確定的讀取窗1c與目標(biāo)R之間的讀取距離L被用于下面的至少一個(gè)方面確定讀取距離L是否適于讀取目標(biāo)R；調(diào)整快門速度；通過焦點(diǎn)改變機(jī)構(gòu)調(diào)整成像透鏡的焦點(diǎn)。
在本發(fā)明中，假設(shè)每個(gè)光照射裝置使照射光的強(qiáng)度(光強(qiáng))可變，每個(gè)照射裝置和/或控制電路能夠基于所確定的讀取距離L調(diào)整每個(gè)照射裝置的強(qiáng)度。例如，每個(gè)照射裝置和/或控制電路，能夠在所確定的讀取距離L越遠(yuǎn)時(shí)進(jìn)行調(diào)整，使來自每個(gè)照射裝置的照射光強(qiáng)度越大。這使得能夠更好的讀取二維碼。
在第一至第三實(shí)施例的每個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)記光束輻射裝置6連續(xù)輻射標(biāo)記光束M，在光電檢測器3讀取目標(biāo)R時(shí)除外，但是本發(fā)明并不限于此結(jié)構(gòu)。
例如，能夠?qū)⒂|發(fā)開關(guān)設(shè)計(jì)成允許用戶以兩個(gè)行程(stroke)推動(dòng)開關(guān)(第一和第二行程)。
在此修改中，當(dāng)用戶以第一行程推動(dòng)觸發(fā)開關(guān)時(shí)，例如半個(gè)行程，用于能夠?qū)⑤椛錁?biāo)記光束的指令發(fā)送至控制電路16，以使控制電路16能夠控制標(biāo)記光束輻射裝置輻射標(biāo)記光束。
此外，當(dāng)用戶以第二行程推動(dòng)觸發(fā)開關(guān)時(shí)，例如滿行程，能夠?qū)?zhí)行圖像拾取操作的指令發(fā)送至控制電路16，其使得控制電路16執(zhí)行圖像拾取操作。
能夠修改標(biāo)記光束M的構(gòu)成。例如，標(biāo)記光束可以由排列在標(biāo)記光束照射區(qū)域中心的中心光束部分，以及三個(gè)以等距離圍繞中心光束部分構(gòu)成標(biāo)記光束照射區(qū)域外圍的點(diǎn)光束部分構(gòu)成。標(biāo)記光束可以由L形的四個(gè)角光束部分構(gòu)成，L形的四個(gè)角光束部分構(gòu)成標(biāo)記光束照射區(qū)域的四個(gè)角落部分。標(biāo)記光束輻射裝置可以使標(biāo)記光束閃爍。
在第三實(shí)施例中，控制電路16沿著關(guān)于視場F的中心C的左上方向掃描每個(gè)像素，以檢測標(biāo)記光束M12的點(diǎn)狀光束部分。
當(dāng)標(biāo)記光束由一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)狀光束部分構(gòu)成時(shí)，控制電路16能夠掃描每條垂直掃描線和每條水平掃描線中的一條，以檢測每條垂直掃描線和每條水平掃描線中的局部最大位置，該位置的強(qiáng)度，換言之幅度超過預(yù)定值。
控制電路16能夠?qū)⒃诿織l垂直線和每條水平線的一條中的局部最大位置，設(shè)置為臨時(shí)標(biāo)記位置。控制電路16能夠掃描通過每個(gè)臨時(shí)標(biāo)記位置的另一條垂直掃描線和水平掃描線，以檢測另一條垂直和水平線中的局部最大位置，該位置具有超過預(yù)定值的強(qiáng)度(幅度)。
隨后，控制電路16能夠確定另一條垂直和水平掃描線的局部最大位置，是否與臨時(shí)標(biāo)記位置基本上重合。當(dāng)確定另一條垂直和水平掃描線的局部最大位置與臨時(shí)標(biāo)記位置基本上重合時(shí)，控制電路16能夠?qū)⑺_定的與臨時(shí)標(biāo)記位置重合的局部最大位置識別為標(biāo)記光束在目標(biāo)上的照射位置。在此修改中，能夠在有限的水平和垂直掃描線上確定掃描，使得在短時(shí)間內(nèi)確定地檢測出點(diǎn)狀標(biāo)記光束在目標(biāo)上的照射位置成為可能。
在此修改中，當(dāng)在相同的水平或垂直掃描線中，確定了多個(gè)局部最大位置時(shí)，其中每個(gè)局部最大位置都具有超過預(yù)定值的強(qiáng)度或幅度，能夠按照強(qiáng)度或幅度的降序來使用該局部最大位置中的一部分。這盡可能防止了其它的標(biāo)記光束被檢測出來，使得更確定地檢測出點(diǎn)狀標(biāo)記光束在目標(biāo)上的照射位置成為可能。
替代將標(biāo)記光束的中心檢測為標(biāo)記光束在目標(biāo)上的照射位置，檢測標(biāo)記光束中的預(yù)定位置和/或預(yù)定位置之間的間隔也是可能的。順便提及，在第一至第五實(shí)施例的每個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)識別沒有標(biāo)記光束時(shí)，控制電路能夠確定讀取窗與目標(biāo)之間的讀取距離太遠(yuǎn)以使目標(biāo)反射的光量不足。
在第一至第五實(shí)施例的每個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明應(yīng)用于槍形二維碼讀取器中，但是本發(fā)明并不局限于第一至第五實(shí)施例的每個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)。即，按照本發(fā)明的光信息讀取器可以具有手持的結(jié)構(gòu)。此外，按照本發(fā)明的光信息讀取器可以預(yù)先安裝在例如FA(工廠自動(dòng)化)系統(tǒng)的系統(tǒng)中。用于為用戶發(fā)送提示的提示裝置不限于第一至第五實(shí)施例的每個(gè)實(shí)施例中所示的結(jié)構(gòu)，各種類型的提示單元都能夠使用。
盡管已經(jīng)說明了本發(fā)明目前構(gòu)思的這些實(shí)施例和修改，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以實(shí)施此處沒有說明的各種修改，并且在后附的權(quán)利要求中傾向于涵蓋所有落入本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神和范圍內(nèi)的所有這些修改。
權(quán)利要求
1.一種由光電檢測器通過成像光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)地讀取信息的第一圖像的裝置，該信息貼在目標(biāo)上，該裝置包括標(biāo)記光束輻射單元，配置為將標(biāo)記光束輻射到該目標(biāo)上，該標(biāo)激光束用于指示所述光電檢測器在目標(biāo)上的視場；第一拾取單元，配置為當(dāng)該標(biāo)記光束輻射單元將該標(biāo)記光束輻射到該目標(biāo)上時(shí)，使所述光電檢測器通過所述成像光學(xué)系統(tǒng)拾取該目標(biāo)的基于該視場的第二圖像；位置檢測單元，配置為根據(jù)該拾取的第二圖像，檢測輻射到該目標(biāo)上的該標(biāo)記光束相對于該視場的位置；和距離確定單元，配置為用于根據(jù)檢測到的該標(biāo)記光束的位置，確定該裝置與該目標(biāo)之間的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中將所述標(biāo)記光束輻射單元輻射的所述標(biāo)記光束的光軸設(shè)計(jì)成與所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸相交叉。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中將所述標(biāo)記光束輻射單元輻射的所述標(biāo)記光束的光軸設(shè)計(jì)成與所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸相平行。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括存儲單元，配置成存儲關(guān)系數(shù)據(jù)，該關(guān)系數(shù)據(jù)表示指定為所述標(biāo)記光束在所述目標(biāo)上的位置的至少一個(gè)第一值與所述裝置和所述目標(biāo)之間距離的至少一個(gè)第二值之間的相互關(guān)系，該距離的至少一個(gè)第二值隨該至少一個(gè)第一值變化，其中所述距離確定單元配置為，根據(jù)該關(guān)系數(shù)據(jù)和檢測到的所述標(biāo)記光束在所述目標(biāo)上的位置，確定所述裝置與所述目標(biāo)之間的距離。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括第二拾取單元，配置為在所述第二圖像拾取之后，在保持所述標(biāo)記光束關(guān)閉的同時(shí)，使所述光電檢測器通過所述成像光學(xué)系統(tǒng)拾取所述信息的基于所述視場的第一圖像。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括解碼單元，配置成根據(jù)所述第一拾取單元拾取的所述第二圖像，產(chǎn)生所述信息的所述第一圖像，從而根據(jù)所述第一圖像對所述信息進(jìn)行解碼。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括確定單元，配置為確定所確定的所述距離是否在預(yù)定范圍內(nèi)，當(dāng)確定了所確定的所述距離脫離該預(yù)定范圍時(shí)，發(fā)送一個(gè)提示，該提示表示所確定的所述距離脫離該預(yù)定范圍。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括焦點(diǎn)調(diào)整單元，配置為根據(jù)所確定的所述裝置與所述目標(biāo)之間的距離，自動(dòng)地調(diào)整所述成像光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述標(biāo)記光束包括多個(gè)光束部分，每個(gè)光束部分具有預(yù)定的結(jié)構(gòu)，所述標(biāo)記光束輻射單元被設(shè)置成，關(guān)于所述成像光學(xué)系統(tǒng)具有預(yù)定的取向，所述光電檢測器具有由多條水平和垂直掃描線組成的光敏區(qū)，以使每個(gè)所述第一和第二圖像數(shù)據(jù)包括在每個(gè)垂直和水平線中的強(qiáng)度，并且所述位置檢測單元配置為在所述第二圖像中建立有限掃描區(qū)域；和在所述第二圖像的有限掃描區(qū)域中，對每條該垂直和水平線上的強(qiáng)度進(jìn)行掃描，根據(jù)該掃描的結(jié)果檢測所述標(biāo)記光束的位置。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述標(biāo)記光束包括多個(gè)點(diǎn)狀光束，且所述位置檢測單元配置為對在所述第二圖像的有限掃描區(qū)域中包含的每條垂直掃描線和每條水平掃描線中的一條進(jìn)行掃描，以便在每條垂直掃描線和每條水平掃描線的一條中檢測出一個(gè)或多個(gè)第一局部最大位置，每個(gè)第一局部最大位置具有超過第一預(yù)定值的強(qiáng)度，在每條垂直掃描線和每條水平掃描線的一條中的每個(gè)第一局部最大位置被稱作臨時(shí)標(biāo)記位置；對通過該每個(gè)臨時(shí)標(biāo)記位置的另一條垂直掃描線和水平掃描線進(jìn)行掃描，以便在另一條垂直和水平掃描線中檢測出第二局部最大位置，該第二局部最大位置具有超過第二預(yù)定值的強(qiáng)度；比較該第一局部最大位置與該第二局部最大位置；和當(dāng)根據(jù)所述比較結(jié)果，該第一局部最大位置基本上與該第二局部最大位置重合時(shí)，將與該第一局部最大位置重合的該第二局部最大位置，識別為所述標(biāo)記光束在所述目標(biāo)上的位置。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中當(dāng)在相同的水平掃描線和相同的垂直掃描線的至少一條中確定了多個(gè)所述第一局部最大位置，且每個(gè)所述第一局部最大位置都具有超過所述第一預(yù)定值的強(qiáng)度時(shí)，所述位置檢測單元配置為按照強(qiáng)度的降序使用其中一些所述第一局部最大位置。
12.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述標(biāo)記光束包括線光束部分，該線光束部分沿著平行于所述第二圖像的垂直掃描線和水平掃描線之一的方向延伸，所述位置檢測單元配置為對包含在所述第二圖像的有限掃描區(qū)域中的每條垂直掃描線和每條水平掃描線中的一條進(jìn)行掃描，其中該掃描線垂直于線光束部分的延伸方向，以便在每條垂直掃描線和每條水平掃描線的一條中檢測出一個(gè)或多個(gè)第一局部最大位置，該第一局部最大位置具有超過第一預(yù)定值的強(qiáng)度，將在每條垂直掃描線和每條水平掃描線的一條中的第一局部最大位置作為臨時(shí)標(biāo)記位置；找到通過每個(gè)該臨時(shí)標(biāo)記位置的另一條垂直掃描線和水平掃描線，以便將另一條垂直掃描線和水平掃描線識別為所述標(biāo)記光束在目標(biāo)上的位置。
13.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述標(biāo)記光束包括彼此交叉的第一和第二線光束部分，所述位置檢測單元配置為，單獨(dú)地識別該第一線光束部分的位置和該第二線光束部分的位置，以根據(jù)該識別出的第一線光束部分和第二線光束部分的位置，計(jì)算所述第二圖像中該第一和第二線光束部分的交叉位置，并將其作為所述標(biāo)記光束的位置。
14.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述標(biāo)記光束包括第一和第二線光束部分，它們水平地成直線平行延伸，且它們之間具有間隔，所述位置檢測單元配置為對所述第二圖像的有限掃描區(qū)域中包含的垂直掃描線進(jìn)行掃描，該垂直掃描線垂直于每個(gè)該第一和第二線光束部分的延伸方向；根據(jù)掃描的結(jié)果，檢測該第一和第二線光束部分之間的間隔；和將檢測出的間隔的中心位置識別為所述標(biāo)記光束在所述第二圖像中的位置。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述位置檢測單元配置為建立包括所述第一和第二線光束部分的連續(xù)的水平掃描線，作為所述有限的掃描區(qū)域，；對每條垂直掃描線上包含在所述連續(xù)水平掃描線中的各個(gè)水平掃描線的強(qiáng)度進(jìn)行求和，以獲得包含在連續(xù)的水平掃描線中的每條垂直掃描線的總強(qiáng)度；和根據(jù)每條垂直掃描線的總強(qiáng)度，檢測所述第一和第二線光束部分的間隔。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述位置檢測單元配置為建立包括所述第一和第二線光束部分的連續(xù)的水平掃描線，作為所述有限的掃描區(qū)域；對每條垂直掃描線上包含在所述連續(xù)水平掃描線中的各個(gè)水平掃描線的強(qiáng)度進(jìn)行平均，以獲得包含在所述連續(xù)的水平掃描線中的每條垂直掃描線的平均強(qiáng)度；和根據(jù)每條垂直掃描線的該平均強(qiáng)度，檢測所述第一和第二線光束部分的間隔。
17.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述標(biāo)記光束輻射單元關(guān)于所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸放射狀排列，且所述位置檢測單元配置為，沿著由所述標(biāo)記光束輻射單元與所述成像光學(xué)系統(tǒng)之間的取向所限定的徑向方向，從其中心掃描所述第二圖像，由此檢測所述標(biāo)記光束在所述第二圖像中的位置。
18.一種基于預(yù)定視場光學(xué)地讀取信息的第一圖像的方法，該信息貼在目標(biāo)上，該方法包括將標(biāo)記光束照射到該目標(biāo)上，該標(biāo)記光束用于指示該目標(biāo)上的視場；當(dāng)通過輻射將該標(biāo)記光束照射到該目標(biāo)上時(shí)，拾取該目標(biāo)基于視場的第二圖像；根據(jù)該拾取的第二圖像，檢測照射在該目標(biāo)上的該標(biāo)記光束相對于該視場的位置；和根據(jù)檢測到的該標(biāo)記光束的位置確定該裝置與該目標(biāo)之間的距離。
全文摘要
在一種由光電檢測器通過成像光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)讀取信息的第一圖像的裝置中。該信息貼在目標(biāo)上。在該裝置中，標(biāo)記光束輻射單元將用于指示光電檢測器在目標(biāo)上的視場的標(biāo)記光束照射到目標(biāo)上。當(dāng)標(biāo)記光束輻射裝置將標(biāo)記光束照射到該目標(biāo)上時(shí)，第一拾取單元使該光電檢測器基于視場，通過成像光學(xué)系統(tǒng)拾取目標(biāo)的第二圖像。位置檢測單元基于拾取的第二圖像，檢測照射在目標(biāo)上的標(biāo)記光束相對于視場的位置。距離確定單元根據(jù)檢測到的標(biāo)記光束位置確定裝置與目標(biāo)之間的距離。
文檔編號G01C3/08GK1637772SQ20041009548
公開日2005年7月13日 申請日期2004年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月18日
發(fā)明者伊藤邦彥, 吉田賢一 申請人:電裝波動(dòng)株式會社