条形码读取装置以及包括该装置的用于自动分析样品的机器的制作方法

本发明涉及一种条形码读取装置以及一种用于自动分析样品的机器，该机器包括这种装置。

背景技术：

条形码系统被用于非常多的应用中，用于以自动光学读取装置容易读取的格式来编码信息。条形码本身是一个图形图像，其最常见的改型由并排排列的一系列条组成。条可以呈现不同的厚度，并且它们彼此间隔开间隙。这些条通常是黑色或暗色的，同时条之间的间隙是带黑色的颜色，即淡色，通常为白色。作为示例，这样的条形码被系统定义为“EAN 8”、“EAN 13”、“code 39”、“code 128”、“POSTNET”等。应当注意，还存在属于条形码族的系统，恰当地说，它们不呈现条，而是呈排列在例如白色背景上的正方形中的黑色模块。这种系统也被称为二维条形码或沿二维的条形码，并且它们以商品名“QR code”、“Flashcode”或“DataMatrix”被人所知。在所有构造中，存在使数码或字母数字信息能够被编码为一维或二维条形码的形式的算法。

因此，给定信息以图像(即条形码)的形式编码，其可以以虚拟或真实的方式应用在文档、物品或甚至生物上，以便将编码信息与携带条形码的文件、物品或生物相关联。在很多情况下，例如，条形码被应用在标签上，标签则紧固在相应的物品或文件上。总之，条形码是表达信息的经编码图像。

为了能够恢复由条形码编码的信息，需要条形码读取装置，该条形码读取装置能够首先通过将条形码变换为电信号的形式来获取条形码，然后能够转换成表示初始编码信息的数字信息的形式。然后可以处理数字信息以便恢复初始信息。

因此，条形码读取装置具体地包括条形码读取设备，条形码读取设备具有：

a)具有入射光源的光发射系统，该入射光源能够沿入射光方向朝向有用照明区域发射入射光；

b)光收回系统，其具有反射光调节系统并且能够收回从有用观察区域被反射并通过反射光调节系统的光；以及

c)光电传感器，其包括一个或多个传感器元件，用于将通过反射光调节系统收回的反射光转换成代表收回的反射光的电信号。

存在各种类型的光发射系统。在一种类型中，光源包括光束，即直径小于待照明区域的大致平行的光束，例如激光束类型。当这种光束被不透明物品拦截时，其因而引起点状大小或几乎点状大小的光斑出现。该光斑的直径在工作区域中呈现某一最小值。为了能够读取条形码，需要在有用工作区域内扫描这样的光束，该有用工作区必须至少对应于待读取的条形码的尺寸。在其它系统中，光源是以均匀或几乎均匀的方式照射整个工作区域而不扫描的源。

光电传感器的功能是收回由条形码反射的光，并将其转换成代表反射光、且因而代表条形码的电信号，这也意味着电信号代表通过条形码编码的信息。

首先，光收回系统是将由条形码反射的光聚焦到光电传感器上的光学系统，这样使得这个聚焦的光可以被转换成代表条形码的电信号，其中条形码的精度和密度足以使被编码的信息能够通过处理而取回。

条形码系统通常标准化，使得条形码可以被任何类型的设备读取。然而，在这种标准化的情况中，特别地定义了条形码密度的特性。该密度对应于构成条形码的条与间隙的最小尺寸。仅参考具有由交替对比的条与间隙组成的一维的条形码，每个标准规定最窄条的最小宽度和/或间隙的最小宽度，以确保当条形码被读取时，最窄条和/或最窄间隙可以被读取设备识别。

在具有照射整个照明有用区域的光发射系统的读取装置中，该装置的分辨率能力主要由传感器的能力确定，即透过光收回系统观察，以在条与间隙位于有用观察区域中时，在条与间隙之间可靠辨别。

在具有发射光束(例如激光束等)的光发射系统的读取装置中，在光束被条形码拦截时，光束的最小直径是可以限制装置的分辨率能力并因此限制可被读取的条形码的密度的重要参数。

在本文中，如果构成条形码的黑色区域或淡色区域的条或块的最小尺寸较小，则认为该条形码的密度高于另一个条形码的密度。换言之，当条形码都包含使用相同算法编码的相同信息时，较高密度条形码可以被应用的区域小于较低密度条形码可以被应用的区域。

通常，对于最常见的一维条形码，条形码必须具有最小尺寸为0.254毫米(mm)的编码元素或条。然而，在某些应用中，使用较高密度的条形码，其中编码元素的最小尺寸为大约0.1mm。因此，具有对应于尺寸例如为0.2mm的编码元素的分辨能力(即辨别能力)的装置能够读取第一种条形码，但是不能够读取第二种条形码，从某种意义上说，该装置不能从条形码取回没有错误的信息。

自然地，具有高分辨能力(对应于高密度条形码)的条形码读取装置通常能够读取较低密度的条形码。然而，这种装置通常由于其特性而更昂贵，并且它们通常还具有较小范围的读取域，即有用工作区域。

已有提出各种提议来改装条形码读取器设备，以使其能够读取放较远距离处的条形码或放较近距离处的条形码。例如，文献US5 473 149描述了一种条形码读取装置，其具有带有两组透镜的光收回系统，一组透镜用于读取第一聚焦范围的条形码，而另一组透镜用于读取在第二聚焦范围的条形码。该文献中描述的装置利用两组透镜中的一组或另一组，其中对应于第一组透镜的有用观察区域和对应于第二组透镜的有用观察区域均被对中在该装置的工作区的大致中心轴线上。

文献US6 909 080描述了一种条形码读取器装置的布局，其中辅助微透镜直接设置在传感器上。其结果是，传感器的某些区域接收经由具有第一焦点特性的辅助微透镜通过收回系统反射的光，而传感器的其它区域接收经由具有第二焦点特性的另一辅助微透镜(或者不具有任何辅助微透镜)通过收回系统反射的光。

文献US7 762 466描述了一种用于条形码读取装置的双位置透镜系统。该透镜系统具有可移动透镜，特别是可以在两个位置——工作位置和缩回位置之间移动的发散薄透镜。在工作位置，辅助透镜构成光收回系统的一部分，在某种意义上其通过光收回系统指向传感器的反射光。在缩回位置，辅助透镜不再被使用，并且不再拦截传感器的有用观察区域，使得由传感器接收的反射光不经过辅助透镜。

存在这样的未被满足的需求：对于给定的条形码读取装置，能够读取呈不同密度特性的条形码。

技术实现要素：

为此，本发明提供一种包括条形码读取设备的条形码读取装置，该条形码读取设备具有：

a)光发射系统，其具有能够向有用照明区域发射入射光的入射光源；

b)光收回系统，其具有反射光调节系统并且能够收回从有用观察区域反射且通过反射光调节系统的光；以及

c)光电传感器，其包括一个或多个传感器元件，用于将通过反射光调节系统收回的反射光转换成代表收回的反射光的电信号；

该装置的特征在于，其包括辅助光学系统，辅助光学系统以有用观察区域的一部分而非全部被辅助光学系统拦截的方式，永久地设置在距传感器一定距离处的工作观察区域中，并且与反射光调节系统串联。

根据本发明的装置的其它显著特征包括：

·辅助光学系统可限定未被辅助光学系统拦截的减小的有用观察区域，所述减小的有用观察区域的范围足以使设置在减小的有用观察区域中的第一条形码被光发射系统照射，且使由条形码反射的光通过反射光调节系统被光电传感器接收，而没有被辅助光学系统拦截。

·该装置的设置方式使得，传感器能够通过反射光调节系统同时接收：由在减小的有用观察区域中的第一条形码反射的、不经过辅助光学系统的光，以及由在辅助有用观察区域中的第二条形码反射的、经过辅助光学系统的光。

·辅助光学系统可在反射光调节系统与有用观察区域的相同侧、传感器的相反侧沿着反射光方向设置在反射光调节系统的外部。

·辅助光学系统可被设计为能够将设置在辅助有用观察区域中的完整条形码的图像传输到传感器。

·辅助光学系统可以设置在有用照明区域内，使得有用照明区域的一部分被辅助光学系统拦截，因而可限定通过辅助光学系统照射的辅助照明区域。

·辅助光学系统可在入射光调节系统与有用工作区域的相同侧沿着入射光方向设置在入射光调节系统的外部。

·辅助光学系统可以是会聚光学系统。

·入射光可包括由光发射器系统聚焦到包含在有用观察区域和有用照明区域中的主要有用工作区域中的第一最小聚焦尺寸的至少一个入射光束，且辅助光学系统可将入射光束聚焦到包含在辅助工作观察区域和辅助照明区域中的辅助有用工作区域中的第二最小聚焦尺寸，所述第二最小聚焦尺寸小于第一最小聚焦尺寸。

·辅助光学系统可具有位于辅助有用工作区域之后的对象焦平面。

·辅助光学系统可设置在主要有用工作区域中。

·辅助光学系统可具有固定的焦距。

·辅助光学系统可以是平凸薄透镜，特别是柱面平凸薄透镜或球面平凸薄透镜。

·入射光可包括至少一个入射光束，且入射光调节系统可以包括扫描装置，由此入射光束在主要有用工作区域上至少在与入射方向垂直的第一横向上进行扫描。

·入射光束可在所述第一横向上以及在与第一横向和入射光方向垂直的第二横向上扫描穿过主要有用工作区域。

·入射光束可以在至少第一横向上、在第一角位置与第二角位置之间扫描穿过主要工作区域，并且辅助光学系统可被设置为位于中间位置与第一角位置和第二角位置之一之间的入射光束的路径上。

·入射光源可以是单个入射光源，例如单个激光器或单个发光二极管(LED)。

·在装置操作时，辅助光学系统可占据相对于传感器固定的位置。

·在装置的操作期间，整个光收回系统可具有相对于传感器固定的位置。

·条形码读取设备可包括壳体，壳体至少包含光发射系统、光收回系统、和传感器，壳体还可以包括供入射光和反射光通过的至少一个透明窗口，且辅助光学系统可设置在壳体的外部。

·密度阈值水平可以是高于没有辅助光学系统的情况下条形码读取设备不能读取的条形码的水平。

在本发明的另一方案中，该装置包括辅助光学系统，该辅助光学系统在设置在壳体外部的有用观察区域中，该辅助光学系统拦截有用观察区域的一部分而非全部，并且限定用于传感器的辅助观察区域。

而且，本发明还提供一种用于自动分析样品的机器，该机器包括至少一个抽屉，至少一个用于分析的元件(例如样本和/或试剂和/或分析工具)能够被装载到抽屉上，抽屉能够从装载位置移动到使用位置，该机器的特征在于，其包括根据任一前述特征的条形码读取装置，用于至少读取密度低于密度阈值水平的条形码和密度高于密度阈值水平的第二条形码。

根据本发明的机器的其它显著特征包括：

·该机器可包括多个抽屉，抽屉并排设置且可以在各自的装载位置与使用位置之间彼此独立地移动，且条形码读取装置能够读取在第一抽屉上的密度低于密度阈值水平的第一条形码，并且能够通过会聚辅助光学系统读取在第二抽屉上的密度高于密度阈值水平的第二条形码。

·沿着入射光方向，第一抽屉可设置为比第二抽屉更靠近入射光源。

·至少对于第一抽屉的第一条形码读取位置，第一条形码可设置在主要有用观察区域中，并且至少对于第二抽屉的第一条形码读取位置，第二条形码可设置在辅助有用观察区域中。

·至少对于第二抽屉的一个条形码读取位置，位于第二抽屉上的条形码可位于主要有用观察区域中。

·抽屉可在其装载位置与使用位置之间沿着垂直于入射光方向的相应抽屉路径移动。

·抽屉可在其装载位置与使用位置之间沿着各自的抽屉路径移动，抽屉路径可以垂直于入射光的方向和第一横向。

·第一条形码和/或第二条形码可以以在垂直于入射光的方向的第一横向上延伸的方式布置在抽屉上。

·条形码读取设备的壳体和辅助光学系统可被彼此独立地紧固在机器的结构上。

·条形码读取设备的壳体和辅助光学系统可彼此相距一定距离地设置在机器上，使得至少一个抽屉在条形码读取设备的壳体与辅助光学系统之间延伸。

附图说明

以下参照附图的描述显现各种其它特征，附图示出作为非限制性示例的本发明的实施例。

图1是现有技术的条形码读取装置的示意图。

图2是本发明的实施例中的条形码读取装置的示意图。

图3是用于自动分析样品的机器的视图，该机器适于合并本发明的条形码读取装置。

图4是如图3所示的机器的一部分的立体图，其示出处于装载位置与使用位置之间的中间位置的第一抽屉。

图5是如图3所示的机器的一部分的立体图，其示出处于装载位置与使用位置之间的中间位置的第二抽屉。

图6是如图3所示的机器的一部分的主视图，其仅示出该机器上安装有本发明的条形码读取装置的部分的结构。

具体实施方式

图1示出根据现有技术的条形码读取装置10。

条形码读取装置10包括条形码读取设备12，条形码读取设备12具有用于照射有用区域的光发射系统14，条形码会出现在有用区域中以便被读取设备读取。

光发射系统14具有入射光源16，入射光源16可以是单色或多色，例如其可以包括一个或多个单独光源，该光源是激光源、一个或多个LED或者实际上是白炽光源的形式。光源16优选为单个光源，例如为单个激光源或单个LED。

光发射系统14可以是以基本均匀且基本完全的方式(不进行扫描)发射覆盖有用照明区域的光场的系统。替代性地，如在所示的实施例中，该系统可以是用于发射光束(例如激光束或非常精细的准直光束的形式)的系统。通常，在任何给定时刻，光束仅照射工作区域的非常小的部分。在所示的示例中，入射光源16是发射例如波长为650纳米(nm)的激光束的单色激光源。

光发射系统14还可以包括用于调节入射光的系统18。调节系统18可以非常简单，可能仅由限定照明区域的光学光阑(diaphragm，膜片)20构成。调节系统18还可包括用于使发射光转向的一个或多个反射镜22，例如设置在入射光源16与出口光阑20之间。然而，特别是对于发射光束的光发射系统，调节系统可以尤其包括用于准直/聚焦/移动目的的光学装置，比如透镜系统，例如用于产生来自辐射点源的平行或几乎平行的光束。入射光调节系统18还可包括滤光装置，例如用于从光源16发出的光中消除某些频率。这些滤光装置可以包括简单的滤光器和/或干涉滤光器。因此，入射光调节系统18将由源16传送的原光转换成适于照射位于主要有用工作区域中的条形码的入射光，使得由条形码反射的入射光可被该设备收回并解码，以便收回由条形码编码的信息。

此外，特别地，对于发射光束的入射光发射源，光调节系统18可以包括扫描系统24，使得入射光以重复的方式扫描限定的区域。主要有用照明区域至少在垂直于入射光方向的第一横向上被横穿地扫描。因此，这种扫描是一维的，使得光束被反射以便总是在同一平面中传播。扫描也可以是二维的，例如当光束被偏转以便在平面中传播并且还在垂直于该平面的方向上传播时。在第二种情况下，光束也在垂直于第一横向方向和入射光方向的第二横向上偏转。

在第一种情况下，如果在入射光的前面出现不透明面，则光束沿着不透明面上的线移动。在第二种情况下，光束沿着不透明面上的一系列平行线移动，使得如果平行线足够靠近在一起，则可以认为光束照射表面区域。在所示的实施例中，扫描系统24具有反射八边形棱镜，其被驱动围绕平行于其反射侧表面的中心轴线以持续速度旋转。棱镜被放置在入射光源16与出口光阑20之间的光源的路径上，以便通过光束生成有用照明区域的一维扫描。

其结果是，光发射系统14朝向有用照明区域发射沿入射光方向的入射光，该区域可以根据通过调节系统的入射光的函数来确定。入射光的主方向可以被定义为由该设备发射并到达照明区域的中心的光束的方向。在发射扩展光场的系统中，光不必是平行光而可以是中心方向为其在照明区域的中心的主方向的发散光。对于发射带有扫描的光束的系统，光束呈现在主方向的任一侧偏转的方向。

通常，本发明中的有用区域的含义是位于设备前方的三维空间中的区域，使得由位于该区域中的条形码反射的光可以被该设备收回和解码，以便恢复由条形码编码的信息。有用区域通常可以由从光学调节系统看到的视角限定，该视角是一维平面角或二维立体角。它通常还可以由光的行进方向上的景深限定。

因此，在一些条件下，有用照明区域对应于由入射光源照明的区域，使得如果光被设置在有用照明区域中的条形码反射，则反射光可以被设备收回并解码，以便恢复由条形码编码的信息。

条形码读取设备12还具有光电传感器26，其包括一个或多个传感器元件，用于将收回的反射光转换成代表收回的反射光的电信号。该反射光可通过光收回系统28被传感器26看到，该光收回系统特别包括反射光调节系统30。光收回系统28能够收回从有用观察区域反射的光，例如由条形码反射的光。因此，有用观察区域与传感器26和反射光调节系统30相关联，作为三维空间中的区域，其中位于该区域中的图像可以被具有充足分辨率等级的传感器看到。

反射光调节系统30可特别包括光学透镜系统，尤其是聚光系统，使得位于有用观察区域中的如条形码的物品的图像能够被聚焦在传感器26上，其清晰度足以使该图像能够被设备解码，以便恢复由条形码编码的信息。

条形码读取设备12还可包括信号处理装置32，信号处理装置32可特别包括模拟和/或数字过滤器、一个或多个模数转换器，还可能包括具有存储器的微处理器等，其目的是将代表恢复的反射光的电信号转换成数字数据。设备12通常还包括模拟或数字输出端34，用于将代表电信号或由该代表电信号转换的数字数据传送到计算机处理器系统。该连接可以是有线连接或无线连接。

对于条形码读取装置，主要有用工作区域可以被限定为在对应于入射光方向的深度方向上延伸，且至少在垂直于入射光方向的第一横向方向上延伸。该主要有用工作区域被包含在有用照明区域与有用观察区域的交叉区域中。该主要有用工作区域使得，当密度低于密度阈值水平的第一条形码被放置在主要有用工作区域中时，第一条形码可以被光发射系统照射，并且被第一条形码反射的光可以被传感器和数码转换器转换成数字数据，而不需要经过辅助光学系统。

图2示出了本发明的装置的实施例。在该装置中，条形码读取设备12与参照图1描述的设备相同，因此不再描述。相比之下，装置10还包括辅助光学系统36，辅助光学系统36被永久地设置在距传感器26一定距离处的有用观察区域中，并且与反射光调节系统30串联，使得有用观察区域的一部分而非全部被辅助光学系统拦截。

相对于来自位于有用观察区域中的物品且不经过所述辅助光学系统而到达传感器26的光束的路径，可以认为有用观察区域被辅助光学系统拦截。如果辅助光学系统位于光束的路径上，则认为有用观察区域被辅助光学系统拦截。

辅助光学系统36可以包括单个光学元件或多个光学元件，特别是沿着光束的路径串联排列的多个元件。

优选地，辅助光学系统36是会聚光学系统。在所示的示例中，该光学系统是单个会聚透镜，优选为薄透镜。更精确地，薄透镜可以是平凸透镜、或柱面透镜、或球面透镜。

由于辅助光学系统36设置在有用观察区域中，所以其在入射光方向上、在辅助光学系统后方生成辅助有用观察区域。该辅助有用观察区域对应于通过与反射光调节系统30串联的辅助光学系统36被传感器看到的三维空间的区域。该辅助有用观察区域使得当第二条形码被放置在该区域中时，由第二条形码反射的光可以通过依次穿过辅助光学系统36和反射光光学调节系统30，由传感器和信号处理器装置转换成数字数据。

辅助光学系统36优选在反射光调节系统30的外部沿反射光的方向设置在反射光调节系统30与有用观察区域相同的一侧上，即，在与传感器相反的一侧。因此，在这种情况下，辅助光学系统36也远离传感器，即它们不接触的意思。

在图中所示的实施例中，辅助光学系统限定减小的有用观察区域，该减小的有用观察区域不被辅助光学系统拦截，其范围足以使设置在其中的第一条形码被光发射系统照射，且足以使被所述条形码反射的光被光电传感器接收而不被辅助光学系统36拦截。关于从入口到反射光收回系统28的角度范围而言，减小的有用观察区域优选代表了主要有用观察区域的50％以上，更优选地大于75％。

优选地，如图2所示，本发明的条形码读取装置以这样的方式设置：使得传感器26能够同时接收由减小的有用观察区域中的第一条形码38反射且不经过辅助光学系统36的光，以及由辅助有用观察区域中的第二条形码40反射且经过辅助光学系统36的光。

而且，条形码读取装置以这样的方式排列：使得辅助光学系统36能够将设置在辅助有用观察区域中的完整条形码40的图像传输到传感器26。换言之，辅助观察区域对应于一视角，即视角的景深具有足以容纳完整的条形码的程度，并且在所有情况下，至少条形码呈现高于密度阈值水平的密度的情况。

在所示的示例中，辅助光学系统36设置在有用照明区域内，使得有用照明区域的一部分被辅助光学系统拦截，并且限定了通过辅助光学系统被照射的辅助照明区域。该辅助有用照明区域在入射光传播方向上在辅助光学系统36后方延伸，即，从入射光源观看时在辅助光学系统36的后方，或者如图2所示，实际上延伸到辅助光学系统36的右侧。

如图所示，当入射光包括至少一个入射光束时，该光束在设置在有用工作区域中的不透明物品上形成光斑，该光斑优选被包含在约1毫米的直径中。在景深上，该直径可以变化，因为这样的光束不是完全平行的，即使激光束也不是完全平行的。在所有情况下，假定光束被光发射系统聚焦到位于有用观察区域和有用照明区域中的主要有用工作区域中的第一最小聚焦尺寸。在本发明的一个方案中，当入射光包括入射光束并当辅助光学系统拦截有用照明区域时，辅助光学系统将入射光束聚焦到位于辅助有用观察区域和辅助照明区域中的辅助有用工作区域中的第二最小聚焦尺寸，所述第二最小聚焦尺寸小于第一最小聚焦尺寸。因此，入射光束可以通过辅助光学系统而聚焦，而使位于辅助有用工作区域中的这个条形码被读取，在没有辅助光学系统的情况下入射光束不够精确，而使密度高于解码密度阈值水平的条形码能被解码。

辅助光学系统36优选在入射光调节系统18与有用工作区域相同的一侧上沿着入射光的方向设置在入射光调节系统的外部。

优选地，辅助光学系统具有位于辅助有用工作区域后方的对象焦平面。换言之，从条形码读取设备看，高密度条形码优选设置在辅助光学系统的后方。

辅助光学系统可以设置在主要有用工作区域中，或者在景深方向上靠近主要有用工作区域。辅助光学系统36优选是使入射光和在主要工作区域中反射的光通过的唯一光学系统。如果辅助光学系统包括多个串联的光学元件，则入射光束和反射光束优选穿过辅助光学系统的相同光学元件。

在所示的示例中，辅助光学系统36具有固定焦距，因此能够使用简单的光学部件。类似地，当装置在操作时，辅助光学系统36的位置相对于传感器26固定，并且还优选相对于光源16固定。类似地，该装置在操作时，整个光收回系统的位置相对于传感器固定。换言之，该装置不需要移动辅助光学系统，就能够读取位于减小的有用工作区域中的第一条形码和/或位于辅助有用工作区域中的第二条形码，并且优选地不需要改变光收回系统和/或入射光调节系统的操作。此外，在所示的示例中，该装置在操作时，为如上所述地读取第一条形码或第二条形码，既不需要移动传感器也不需要移动入射光源。

在装置具有用于发射扫描光束的系统的情况下，入射光束在第一角度位置与第二角度位置之间至少在第一横向上扫描通过主工作区域。在这种情况下，辅助光学系统优选设置为位于中间位置与第一角位置和第二角位置之一之间的入射光束的路径上。换言之，辅助光学系统36仅拦截有用照明区域的一部分。

在如图2所示的实施例中，条形码读取设备12包括壳体42，壳体42至少包含光发射系统14、光收回系统28和传感器26。如图所示，壳体42可以包括至少一个透明窗口，入射光和反射光通过该透明窗口。具体地，示出了两个透明窗口，一个用于入射光，另一个用于反射光。而且，在所示的实施例中，用于入射光的窗口由光学光阑20构成，用于反射光的窗口由构成反射光调节系统28的一部分的透镜30构成。透明窗口也可以有其它构造。自然地，透明度的概念应当相对于入射光和相对于反射光来评估。在实践中，壳体优选是封闭的，甚至可能是密封的。同样，如图2所示，信号处理器装置32也被合并入壳体中，并且输出端34可包括由壳体42承载的连接器。

在本发明的一个实施例中，例如图中所示，辅助光学系统设置在壳体外部。如下所述，辅助光学系统甚至不需要被紧固到壳体。因此可以理解，辅助光学系统独立于条形码读取设备12，条形码读取设备12完全能够在没有辅助光学系统的情况下操作，至少能够用于读取密度低于该设备的密度阈值水平的条形码。换言之，密度阈值水平是高于没有辅助光学系统的情况下条形码读取设备不能读取的条形码的水平。

因此，本发明的条形码读取装置可以读取出现在距读取设备不同距离处的条形码，条形码可以呈不同的密度特性，并且在某些情况下条形码还可以同时存在。

下面描述本发明的条形码读取装置的具体应用。这样的条形码读取装置可以用于自动分析样品的机器中，特别是申请人以商标“VIDAS3”销售的类型的机器中。这种机器对生物样品自动执行生物分析，给定的机器能够对单个样品或不同的样品进行不同的分析。

图3中的主视图中示出了这种机器。在该机器50的可见正面上，可以看到在左上部分的显示屏52，其可以是触摸屏，以便也作为使用户能够输入数据、选择功能等的人机交互装置。在左下部分，优选地如预分析部分54，可以看到并排布置的一系列三个一级抽屉56和第二级抽屉58。这些抽屉56、58中的每个抽屉均被设计为独立于其它抽屉能够在装载位置与使用位置之间移动，在该示例中通过沿垂直于前表面的水平路径线性滑动来移动。如图所示，本文中“前”、“后”、“水平”、“垂直”等概念是作为指示且参照这种机器的正常定向来使用。从图4中可以看出，一级抽屉56被设计为接收例如容纳在各种形状的容器60中的例如样品、稀释剂、试剂、参考物质等。因此，每个第一级抽屉56均可以承载多个容器60，每个容器60被接收在一级抽屉56的预定位置62。还应当注意，每个第一级抽屉56可以从机器移除，以能够在机器外部准备和装载抽屉，从而在机器在操作且其它一级抽屉使用位置时能够执行该准备步骤。每个一级抽屉56可以包括一个或多个条形码，例如用于识别各种一级抽屉56和/或各种位置。被接收在这些抽屉的位置中的各种容器60或其它物品也可以包括条形码。还应当注意，每个一级抽屉56在其前端包括握持手柄63和握持窗口64，握持窗口64在与一级抽屉56的路径的前/后方向垂直的水平侧向上开放。一级抽屉的容器装载区域位于握持窗口64的后方，使得握持窗口位于形成抽屉56的前端的握持手柄63与抽屉的后部装载区域之间。还应当注意，条形码优选地全部面向侧面，即在基本竖直且平行于抽屉的滑动路径的平面中，在图中所示的方位为面向机器的左侧。

在图5中可以看到二级抽屉58，在该示例性应用中，二级抽屉58例如用于接收分析工具，例如可在自动分析过程中供机器使用的可丢弃工具。这些工具(例如移液管吸头或稀释杯)可以由可移动托盘承载，可移动托盘可以设置在二级抽屉58上，优选设置在预定位置。二级抽屉也可以是可移除的，使得多个二级抽屉58可以交替地用在机器上，因此就可能需要识别哪个二级抽屉58被安装在机器中，这可以解释每个二级抽屉上出现的条形码。此外，由二级抽屉承载的各种可移除的托盘也可以设有各自的条形码。

此外，图3示出了机器的右手部分，有时被称为分析部分66，其也包括抽屉68，抽屉68例如适于接收可丢弃的分析条。

图6示出了机器50的结构70的一部分，特别以示例方式示出了对应于机器的预分析部分54的部分。可以看到三个壳体72，每个壳体用于容纳三个一级抽屉56之一并且开放到该结构的竖直前壁74中。更确切地说，只有每个抽屉56的装载区被接合在这些壳体72的内部，包括当一级抽屉56处于使用位置时，使得在使用位置，握持手柄63和握持窗口64都保持设置在结构的竖直前壁74的前方。

在图6中，还可以看到接合在相应的壳体78中的二级抽屉58。还应当注意，如图3所示，优选在结构70的竖直前壁74与机器的前表面之间在抽屉的水平滑动方向上存在偏移，机器的前表面由本体面板和抽屉56和58的握持把手的前表面组成。该偏移在竖直前壁74与机器的前表面(特别是由本体面板形成的)之间留下了空隙。

在图6中可以看出，机器设有本发明的条形码读取装置，用于至少读取具有低于密度阈值水平的密度的条形码和具有高于密度阈值水平的密度的第二条形码。

该装置优选被安装在机器上，以便能够读取至少在第一抽屉上的具有低于密度阈值水平的密度的第一条形码，并通过辅助光学装置读取至少在第二抽屉上的具有高于密度阈值水平的密度的第二条形码。例如，第一抽屉可以是一级抽屉56，并且第二抽屉可以是二级抽屉58。

因此，在所示的示例中可以看出，条形码读取设备12被安装在板80上，板80被紧固到结构70的前壁74。因此，该设备被接纳在结构70的竖直前表面74与机器的前表面之间的空隙中。设备12被设置为使得由装置发出的入射光和接收的反射光的主方向被包含在含有竖向和横向的前平面中，该竖向和横向垂直于抽屉56、58的滑动方向。因此，抽屉在其装载位置与其使用位置之间沿着与入射光方向和第一横向扫描方向垂直的抽屉路径移动。

在所示的示例中，设备12的主要有用工作区域在前平面中延伸超过大约60°的角度范围，以便完全或几乎完全覆盖每个抽屉56、58经过的体积。在所示的示例中，设备12相对于由抽屉56、58形成的装载台位于左上位置，并且在前壁74的稍微前方。然而，设备12设置在机器本体的内部，特别是在前立面之后。在一个特定方案中，当一个一级抽屉56处于使用位置时，其被完全推入其壳体72中，其握持窗口64设置为对应于前平面的位置，在前平面中的入射光束被扫描。因此，当一级抽屉或二级抽屉处于装载位置或中间位置时，其朝向左侧的侧面、即朝向条形码读取设备12的侧面因而暴露于入射光之下，使得位于该侧面上的条形码可被该设备照射，并且可以反射可由设备12收回和解码的光。如果所讨论的抽屉不是位于最左侧(furthest to the left)的一级抽屉56，即，位于最靠近设备12并因此最靠近光源16的抽屉，则条形码被照射且被条形码反射的光通过位于所讨论的抽屉左侧的该一级抽屉或每个一级抽屉的握持窗口63被收回。

光学读取设备12主要用于读取和解码由三个一级抽屉56之一承载的条形码。因此，能够这样布局，使得这些一级抽屉56在被入射光扫描的前平面中占据的区域与条形码读取设备12的主要有用工作区域重合。

如在图6中可以更具体地看到的，辅助光学系统36(在该示例中由单个平凸型会聚的薄透镜构成)例如通过一板被紧固在结构70上，具体地还被紧固在其前壁74上。更确切地，辅助光学系统36被紧固在前壁74的部分82上，该部分82位于接收一级抽屉56的壳体72与接收二级抽屉58的壳体78之间。因此，在辅助光学系统36处于该位置时，辅助有用观察区域和辅助有用照明区域在入射光的侧向传播方向上位于主要有用工作区域的后方，主要有用工作区域对应于一级抽屉56。所以，条形码读取设备12和辅助光学系统36在机器50上彼此间隔开，使得至少一个抽屉56在条形码读取设备12(特别是在设备的壳体)与辅助光学系统36之间延伸。

然而可以看出，辅助光学系统36被设置在前平面，使得仅拦截设备12的有用照明区域和有用观察区域的很小一部分。辅助光学系统所在区域大致对应于有用工作区域的角端部。因此，减小的有用工作区域(其对应于未被辅助光学系统36拦截的工作区域)在辅助光学系统36下方延伸。辅助有用工作区域(其对应于条形码通过辅助光学系统36被照射且被条形码反射并被传感器26看到的光同样通过辅助光学系统的区域)大致对应于抽屉58的高部。因此，设置在二级抽屉58上的这个高部中的条形码通过光学辅助系统36被条形码读取设备看到。相比之下，设置在抽屉58的低部上的条形码因而被设置在减小的主要有用工作区域中，并且在入射光和反射光都未经过主光学系统的情况下被设备12看到。因此，在二级抽屉上的至少一个用于读取条形码的位置上，位于二级抽屉上的条形码被设置在主要有用工作区域中。

在条形码读取设备12是一维激光扫描设备的情况下，条形码优选设置在抽屉上，以便在第一横向扫描方向上延伸。具体地，由于扫描方向是被包含在竖直前平面中的方向，因此条形码优选设置为使其条和间隙在竖直方向上彼此间隔开，因此该条是水平条。

在图中所示的示例中，用作辅助光学系统36的平凸透镜是凸表面是曲率半径为26.7mm的柱面的透镜。透镜在第一横向扫描方向上、特别是机器的竖直方向上的高度例如为18mm。透镜的柱面的轴线垂直于第一横向扫描方向布置，以便被水平地、平行于抽屉的滑动方向设置。透镜的沿着柱面的轴线的宽度例如为12mm。透镜的焦距约为25mm，并且透镜被定位在机器上，以便距离抽屉58的承载条形码的侧表面至少20mm。而且，透镜位于距离条形码读取设备12约150mm处。测试已经显示出，用这样的装置，二级抽屉58的侧面上的密度为3.3千分之一英寸(mils)的条形码，能够使用没有辅助光学装置情况下的分辨率不能读取密度高于10mils(即不能读取条的间隔小于10/1000英寸的条形码)的条形码读取设备12读取。

因为可以进行各种改进而不超出本发明的范围，所以本发明不局限于描述和示出的示例。