专利名称：具有二维光电检测器的成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及诸如读码器、数码相机等的成像设备，该成像设备具有包括二维光敏像素区域的光电检测器。
背景技术：
已经使用了诸如CCD(电荷耦合器件)区域传感器、光学信息读取器的具有二维光电检测器的成像装置。光学信息读取器目的在于读取诸如条形码、二维码或其它类型信息的光学可读信息。
特别地，光学信息读取器用于通过它们的读取窗由二维光电检测器拾取包含条形码的目标的图像；对所拾取的图像进行二进制化，以便获得条形码的码数据；以及对码数据进行解码。
通常，这种二维光电检测器具有二维光敏像素区域，该二维光敏像素区域由在矩阵内垂直和水平排列的CCD(像素)组成。通常，每个二维光电检测器的光敏像素区域具有3∶4的CCD高宽比(垂直水平比)。
让我们考虑用户要使用光学信息读取器读取目标条形码的情况，与其它常规条形码相比，在该目标条形码中存储了相对较大数据量并且具有跨过其条纹和间隔的相对较大的长度(宽度)。
在这种情况下，当用户对光学信息读取器进行定位，使得读取窗和读取常规条形码的情况一样靠近地面向目标条形码时，整个目标条形码可能会延伸出二维光电检测器的视野(FOV)之外。
为了避免目标条形码延伸到FOV之外，用户移动光学信息读取器使读取窗远离目标条形码以使整个目标条形码包含在FOV内，这时光电检测器将拾取的目标条形码的图像尺寸会被减小。这会造成光学信息读取器的分辨率降低，并且因此还会降低光学信息读取器的读取性能。
为了克服上述的这些问题，日本未审专利公开否.2002-117372公开了这样的条形码生成系统，该条形码生成系统生成的条形码的大小可以包含在条形码读取器的FOV内。然而，所公开的条形码生成系统不可以生成其中存储了相对较大数据量并且具有跨过其条纹和间隔的相对较大长度(宽度)的条形码。具体而言，很难提供对这些问题的最终解决方法。
类似地，作为具有二维光电检测器的成像设备，数码相机被用于拍摄风景和/或人物的图像。某些数码相机具有拍摄全景图像的功能，该全景图像的宽度(水平长度)长于其高度(垂直长度)。例如，日本未审专利公开No.H10-341361公开了配置如下的数码相机以对应于二维光电检测器的光敏像素区域的尺寸产生目标的图像数据；以及在其高度方向上(垂直方向上)删除对应于光敏像素区域任意一侧四分之一区域的图像数据部分，以便生成高宽比为3∶8的全景图像数据。
然而，当采用与其它常规条形码相比其中存储了相对较大数据量并且具有跨过其条纹和间隔的相对较大长度的目标条形码时，所公开的数码相机不能有效使用二维光电检测器的光敏像素区域，这可能导致数码相机分辨率的降低。
发明概述就背景而言，本发明的至少一个方面目的是提供具有二维光电检测器的成像设备，该成像设备可以获得目标的图像数据同时保持其高分辨率；这些目标包括很长的目标，诸如光学可读信息的水平取向项和全景视图。
根据本发明的一个方面，提供了用于对目标成像的成像设备。成像设备包括具有二维光敏像素区域的光电检测器，该二维光敏像素区域被分割为多个分离像素区域。成像设备还包括成像光学器件，将该成像光学器件配置用于定义多个FOV(视野)片断，该多个FOV片断分别对应于光电检测器的多个分离像素区域。还将成像光学器件配置为在预定方向上将多个FOV片断排列以形成预定方向取向的FOV，使得该目标被至少部分地包含在预定方向取向的FOV中。
参考附图，从以下实施例的描述中，本发明的其它目标和方面将变得显而易见，其中图1是示意性地说明了根据本发明的第一实施例的光学信息读取器的电气结构的例子的方框图；图2A是示意性地说明了图1所述读取机构部分的结构的例子的放大透视视图；图2B是根据第一实施例的读取机构部分的示意性侧面视图；图3A是示意性地说明了如何由根据第一实施例的读取机构的二维光电检测器的顶部分离像素区域来拾取包含在第一FOV片断内的图像数据的视图；图3B是示意性地说明了如何由根据第一实施例的读取机构的二维光电检测器的底部分离像素区域来拾取包含在第二FOV片断内的图像数据的视图；图3C是示意性地说明了如何由根据第一实施例的读取机构的二维光电检测器的顶部和底部分离像素区域来拾取包含在水平取向的FOV内的图像数据的视图；图4A是根据第一实施例示意性地说明了水平取向的FOV和条形码之间位置关系的视图；图4B是根据第一实施例示意性地说明了水平取向的FOV和多个二维码之间位置关系的视图；图5是根据第一实施例示意性地说明了图1所述控制单元所执行的光学信息读取操作的流程图；图6是根据本发明的第二实施例示意性地说明了控制单元所执行的光学信息读取操作的流程图；图7是根据第二实施例示意性地说明了在第一和第二FOV片断之间存在的偏离区域的视图；图8是根据第二实施例示意性地说明了如何使用如数码相机的光学信息读取器拍摄目标的全景图像的视图；图9是根据本发明的第三实施例示意性地说明了当从二维光电检测器的像素区域的相对侧观看时读取机构部分的视图；图10是示意性地说明了如何由图9所述的二维光电检测器的顶部、中间和底部分离像素区域来拾取包含在水平取向FOV中的图像数据的视图；图11A是根据第三实施例示意性地说明了水平取向的FOV和条形码之间位置关系的视图；图11B是根据第三实施例示意性地说明了水平取向的FOV和包含多个水平排列字符和/或符号的字符串之间的位置关系的视图；图12是根据本发明的第四实施例示意性地说明了如何通过二维光电检测器的顶部、中间和底部分离像素区域来拾取包含在水平取向FOV中的图像数据的视图；图13A是根据本发明的第五实施例示意性地说明了当从二维光电检测器的像素区域的相对一侧观看时读取机构部分的视图；图13B是图13A所述读取机构部分的示意性侧视图；图14A是根据本发明的第六实施例示意性地说明了当从二维光电检测器的像素区域的相对侧观看时读取机构部分的视图；图14B是图14A所述读取机构部分的示意性侧视图；图15是根据本发明的第七实施例示意性地说明了当从二维光电检测器的像素区域的相对侧观看时读取机构和驱动机构部分的视图；图16是图15所述驱动机构的横截面视图；
图17A是根据本发明的第八实施例示意性地说明了当从二维光电检测器的像素区域的相对侧观看时读取机构部分的视图；图17B是图17A所述读取机构部分的示意性侧视图；图18是示意性地说明了图17A所述部分遮蔽板的结构的视图；图19是根据本发明的第九实施例示意性地说明了当从二维光电检测器的像素区域的相对侧观看时读取机构部分的视图；图20是示意性地说明了图19所述部分遮蔽板的结构的视图；图21是根据本发明的第十实施例的光学信息读取器的读取机构部分的横截面视图；图22是根据本发明的第十一实施例示意性地说明了光学信息读取器的电气结构例子的方框图；图23A是根据本发明的第十一实施例示意性地说明了当从二维光电检测器的像素区域的相对侧观看时读取机构部分的视图；图23B是图23A所述读取机构部分的示意性侧视图；图24A是示意性地说明了图23B所述透镜单元结构的视图；图24B是图24A所述透镜单元的示意性侧视图；图25A是示意性地说明了图23B所述光学遮蔽盖结构的视图；图25B是图25A所述光学遮蔽盖的示意性侧视图；图26A是根据本发明的第十二实施例示意性地说明了透镜单元和光学遮蔽盖的组合结构的视图；图26B是图26A所述透镜单元和光学遮蔽盖的组合的示意性侧视图；图27是根据第一实施例的修改示意性地说明了由控制单元执行的光学信息读取操作的流程图；图28是根据第一实施例的第一修改示意性地说明了二维光电检测器的读取机构部分的透视视图；图29是根据第一实施例的第二修改示意性地说明了二维光电检测器的读取机构部分的透视视图；以及图30是根据第一实施例的第三修改示意性地说明了二维光电检测器的读取机构部分的透视视图。
本发明实施例的详细描述下面将参考附图对本发明的各实施例进行描述。在这些实施例中，作为成像设备的例子，将本发明应用于光学信息读取器。
第一实施例参考图1至图5，例如，为根据本发明的第一实施例的光学信息读取器1提供了基本上是长方体的外壳(盒子)，它使用户很容易将其握在一只手中。
沿该长方体外壳的纵向方向的一端部分具有基本上是长方形的侧壁，该侧壁与纵向方向正交，并且整体以基本上是长方形的、半透明的读取窗来形成该侧壁。在图2A和2B中以参考字符“C”对该外壳的部分进行示意性说明，并且还在图2A和2B中以参考字符“RW”对读取窗进行示意性说明。
为光学信息读取器1提供了读取机构(光学读取机构)2，该读取机构2用于读取光学信息，并且该机构2被安置在该外壳的该一端部分。在第一实施例中，该外壳的该一端部分被称为“头部”。
读取机构2包括由例如彩色CCD区域传感器组成的二维光电检测器3、成像光学器件4、以及诸如光发射二极管的多个照明设备5。
被简称为“光电检测器3”的二维光电检测器3位于外壳头部的中心。光电检测器3具有光敏像素区域，该光敏像素区域由矩阵内垂直和水平(在高度和宽度上)排列的像素组成。
安排光电检测器3，使得像素区域的水平方向平行于读取窗RW的纵向方向，并且像素区域的垂直方向垂直于读取窗RW的横向方向。因此，在第一实施例中，读取窗RW的纵向方向也被称为“水平方向”，并且读取窗RW的横向方向也被称为“垂直方向”。
成像光学器件4用于将目标R的图像聚焦到光电检测器3的光敏像素区域上。下面对成像光学器件4的示意性结构进行详细描述。
将每个光照明设备5安置在成像光学器件4周围。特别地，每个光照明设备5用于通过读取窗发出照明光来照射目标R。
例如，目标R是贴在货物上的标签、一页目录；这些标签和目录页是纸或其它介质。在目标R的表面上，至少预先写入了一个光学信息码。
作为至少一个光学信息码，可以使用条形码B(见图4A)、诸如QR码的二维码Q(见图4B)、或者至少一个其它类型的码。
近年来，目标R包括了显示屏幕，如蜂窝电话或PDA(个人数字助理)这样的计算机终端中的液晶显示器(LCD)。在此情况下，可以在显示屏上显示至少一个诸如条形码、二维码Q、或者至少一种其它类型码的光学信息码。
特别地，当光学信息读取器1的读取窗很靠近的面对上面写有光学信息码的目标R时，从每个光照明设备5发射的照明光通过读取窗照射到光学信息码上。从目标R反射的光包含光学信息码，该反射光通过读取窗进入成像光学器件4。通过成像光学器件4将进入成像光学器件4的反射光成像在光电检测器3的像素区域上，使得光电检测器3拾取了对应于目标R的模拟形式图像数据。
特别地，通过水平线对光电检测器3的像素区域的每个像素(每个CCD)中的电荷进行水平线扫描，这样获得了对应于光电检测器3像素区域每个像素的光强度数据(像素数据)的模拟形式图像数据。
此外，为光学信息读取器1提供了电路板(未示出)、包括快门开关的操作开关6、LED 7、液晶显示器8、哔音发声器9、通信接口10、以及诸如可充电电池的电池11。
例如，将部件6至8安装在外壳的外表面部分，将部件9和10预先安装在电路板内/上。
操作开关6用于使用户将各种指令输入给读取器1。
LED 7用于进行信息视觉表示以便通知用户，并且液晶显示器8用于基于所拾取的图像数据对图像进行视觉显示。
哔音发声器9用于发出一系列哔音以便通知用户。
为光学信息读取器1提供了预先安装在电路板内/上的控制单元12、放大器13、模拟/数字(A/D)变换器14、存储器15、比较电路16、给定比例检测电路17、同步信号发生器18、以及地址发生器19。将电子部件13到19可通信地连接到控制单元12上。
电池11作为用于激活上述光学设备3和5、以及电子部件9到19的电源。
控制单元12由至少一台微计算机组成。例如，微计算机包括CPU(中央处理单元)、包括ROM(只读存储器)、RAM(随机访问存储器)等的内部存储单元、以及外围设备。
将控制单元12电气连接到操作开关6，使得从操作开关6进入的指令输入到控制单元12。另外，将控制单元12电气连接到二维光电检测器3和光照明设备5。
根据安装在存储器单元中的、诸如读取程序的至少一个程序，控制单元12可用于控制二维光电检测器3、每个光照明设备5以及类似设备以便执行目标R的图像拾取任务。控制单元12还被电气连接到LED7、哔音发声器9以及液晶显示器8以便控制它们。此外，将控制单元12通信地连接到通信接口10，以便通过通信接口10与包括例如主计算机的外部设备进行通信。
另外，控制单元12用于对光电检测器3的曝光时间(快门速度)进行控制。
将放大器13电气连接到光电检测器3，该放大器13用于以基于发送自控制单元12的增益控制信号的增益来对从光电检测器3输出的模拟形式图像数据进行放大。
将比较电路16电气连接到放大器13、控制单元12、以及存储器15。比较电路16用于在控制单元12的控制下，将放大的图像数据每个像素的强度级别与预定的门限级别进行比较，从而对每个像素的图像数据进行二进制化。结果获得具有像素值“1”或“0”的每个像素的二进制化图像数据。
将A/D变换器14电气连接到放大器13、控制单元12、以及存储器15。A/D变换器14用于在控制单元12的控制下，将放大的图像数据每个像素的强度级别转换为每个像素的多级别图像数据(像素值)。
同步信号发生器18周期性地产生同步信号，在控制单元12控制下将同步信号周期性地输出到二维光电检测器3、比较电路16、给定比例检测电路17、以及地址发生器19。
地址发生器19周期性地对发送的同步信号数目进行计数，以便响应计数结果产生地址信号，从而将地址信号输出到存储器15。
特别地，将从比较电路16顺序发送的二进制化图像数据以及从A/D变换器14发送的多级别图像数据分别存储在存储器15的不同区域中，与输出的地址信号相对应。
给定比例检测电路17用于基于控制电路12的控制响应于同步信号对二进制化图像数据中的给定模式(比特模式)进行检测。
根据至少一个安装在存储器单元中的、诸如解码程序的程序，控制单元12用于基于由给定比例检测电路17所检测的给定模式对写在目标R上的光学信息码类型进行识别；基于所识别的光学信息码类型确定是否可以仅使用二进制化图像数据来执行解码处理；以及基于检测到的给定模式，使用二进制化图像数据和多级别图像数据中的至少一个来执行解码处理。
可以将读取程序和解码程序分别作为程序模块，或者可以将其相互集成。
可以将读取程序和解码程序从信号承载介质下载到存储器单元。合适的信号承载介质的例子包括诸如软盘和CD(光盘)-ROM的可记录型介质、以及诸如数字和模拟通信链路的传输型介质。
在第一实施例中，作为光电检测器3，使用了通用的光电检测器。通用的光电检测器具有由几十万到几百万垂直和水平排列的像素组成的光敏像素区域，并且像素区域的高宽比(垂直水平比)为3∶4。
如图2A、2B和3A到3C中所说明，将光电检测器3的简称为“像素区域”的光敏像素区域在垂直方向上分为两个大小相等的分离像素区域，将其中一个区域安置在像素区域的顶部，并将其中另一个区域安置在像素区域的底部。
将两个分离像素区域中顶部的一个区域称为“顶部分离像素区域3a”，并且将另一分离像素区域称为“底部分离像素区域3b”。顶部分离像素区域3a和底部分离像素区域3b中的每个区域都具有大于垂直长度的水平长度。
例如，顶部分离像素区域3a和底部分离像素区域3b中的每个区域都具有例如3∶8的预定高宽比(垂直水平比)，换句话说，1.5∶4。注意，由于在顶部分离像素区域3a和底部分离像素区域3b的边界处具有实际不可用的区域，高宽比为3∶8的每个顶部和底部分离像素区域3a和3b的垂直长度更短于水平长度。
成像光学器件4包括一对第一和第二成像透镜20a和20b，它们分别对应于一对顶部和底部分离像素区域3a和3b。另外，成像光学器件4包括一对第一和第二反射镜21a和21b，它们分别对应于这对顶部和底部分离像素区域3a和3b。将这对第一反射镜21a和第一成像透镜20a称为“第一FOV(视野)定义单元FC1”，并将这对第二反射镜21b和第二成像透镜20b称为“第二FOV定义单元FC2”。
将第一和第二FOV定义单元FC1和FC2安排为使得通过第一FOV定义单元FC1的顶部分离像素区域3a的第一FOV片断Va以及通过第二FOV定义单元FC2的底部分离像素区域3b的第二FOV片断Vb被当光学信息读取器1位于使得读取窗RW靠近地面对目标R的位置时，定义为通过读取窗RW向外朝向目标R；以及连续排列在平行于读取窗RW的纵向方向(水平方向)LD的目标R上，具有重叠OV(见图2A和2B)。
例如，第一和第二反射镜21a和21b中的每个反射镜具有基本上矩形板形状。将第一和第二反射镜21a和21b沿着顶部和底部分离像素区域3a和3b之间的边界线排列。
第一反射镜21a的一个表面壁面向光电检测器3的像素区域的边界部分的一半部分。将第一成像透镜20a排列在第一反射镜21a和读取窗RW之间。
第一反射镜21a相对于光电检测器3的像素区域的表面方向和其像素区域的法线倾斜，使得
第一反射镜21a的邻近第二反射镜21b的一个角CO1靠近像素区域的边界部分；并且与角CO1相比，对角线方向上相对于角CO1的另一个角CO2远离像素区域的边界部分。
第一反射镜21a和第一成像透镜20a的构造通过读取窗RW在目标R上提供了第一FOV片断Va。
换句话说，第一反射镜21a和第一成像透镜20a的构造允许第一反射镜21a的另一个表面壁WS1将光(光束)反射和三维地折向光电检测器3的顶部分离像素区域3a；通过第一成像透镜20a将光(光束)从第一FOV片断Va反射到另一个表面壁WS1上。建立对光电检测器3的顶部分离像素区域3a、第一反射镜21a、以及第一成像透镜20a的精密光学排列，以便允许由第一反射镜21a将光三维地折向光电检测器3的顶部分离像素区域3a。
类似地，第二反射镜21b的一个表面壁WS2面向光电检测器3的像素区域底部的另一半部分。将第二成像透镜20b安排在第二反射镜21b和读取窗RW之间。
第二反射镜21b相对于光电检测器3的像素区域的表面方向和其像素区域的法线倾斜，使得第二反射镜21b的邻近第一反射镜21a的一个角CO3靠近像素区域的边界部分；并且与角CO3相比，对角线方向上与角CO3相对的另一个角CO4远离像素区域的边界部分。
第二反射镜21b和第二成像透镜20b的构造穿过读取窗RW在目标R上提供了第二FOV片断Vb。
换句话说，第二反射镜21b和第二成像透镜20b的构造允许第二反射镜21b的一个表面壁WS2将光反射和三维折向光电检测器3的底部分离像素区域3b；通过第二成像透镜20b将该光从第二FOV片断Vb反射到一个表面壁WS2上。建立对光电检测器3的底部像素区域3b、第二反射镜21b、以及第二成像透镜20b的精密光学排列，以便允许由第二反射镜21b将光三维折向光电检测器3的底部分离像素区域3b。
如图2A和3A到3C所说明，第一FOV片断Va具有与光电检测器3的顶部分离像素区域3a的矩形形状相类似的基本上矩形的形状。类似地，第二FOV片断Vb具有与光电检测器3的底部分离像素区域3b的矩形形状相类似的基本上矩形的形状。
因此，第一和第二FOV片断Va和Vb中的每个片断具有预定的高宽比(垂直水平比)，该高宽比等于顶部和底部分离像素区域3a和3b中每个区域的高宽比(3∶8)。
将第一和第二FOV片断Va和Vb在平行于读取窗RW水平方向LD上排列，具有重叠OV，在垂直于于水平方向LD的垂直方向上没有间隔。因此，第一和第二FOV片断Va和Vb的合成提供了在平行于光电检测器3扫描方向的水平方向LD上的整体放大的FOV V(见图2A和3C)。在下文中将放大的FOV V称为“水平取向的FOV V”或“全景FOV V”。
注意，在图2A和2B中，将第一FOV片断Va的中心表示为“A”，并且将第二FOV片断Vb的中心表示为“B”。类似地，将顶部分离像素区域3a的中心表示为“a”，并将底部分离像素区域3b的中心表示为“b”。另外，将连接第一FOV片断Va的中心A和顶部分离像素区域3a中心的光路表示为“La”，并且将连接第二FOV片断Vb中心B和底部分离像素区域3b中心的光路表示为“Lb”。
当光学信息读取器1位于使得其读取窗RW与写有光学信息码的目标R相对的位置时，打开快门开关使控制单元12根据安装在存储器单元中的读取程序对读取机构2进行控制。这允许由光电检测器3的顶部分离像素区域3a和底部分离像素区域3b拾取目标R的图像数据。
对控制单元12进行编程，以便对与顶部分离像素区域3a每个像素的像素数据相对应的图像数据和与底部分离像素区域3b每个像素的像素数据相对应的图像数据之间的重叠进行检测；基于检测的重叠对与顶部分离像素区域3a每个像素的像素数据相对应的图像数据和与底部分离像素区域3b每个像素的像素数据相对应的图像数据进行合成，因此获得对应于放大的FOV(水平取向的FOV)V的合成的图像数据；以及基于合成的图像数据对写入目标R的至少一个光学信息码进行解码。
下面对光学信息读取器1的操作进行描述。
当用户想要读取写在目标R上的至少一项光学信息时，光学信息诸如条形码、二维码和/或其它类型光学信息码中的一种，用户放置光学信息读取器1，使得其读取窗RW靠近地相对目标R。
在光学信息读取器定位过程中，如果条形码B被写在目标R上(见图4A)，那么，用户对光学信息读取器1进行定位，使得水平取向的FOV V跨过条形码B的所有条码(间隔)。此外，如果诸如QR码Q的多个二维码以彼此有规则的间隔(见图4B)排列写在目标R上，那么用户对光学信息读取器1进行定位，使得水平取向的FOV V包含所有的QR码Q。
当将光学信息读取器1安排在这种状态中时，用户打开快门开关。打开快门开关使控制单元12根据读取程序和解码程序执行光学信息读取任务。
图5所示流程图示意性地示出了将由控制单元12响应于快门开关打开而执行的光学信息读取任务。
特别地，响应快门开关打开，控制单元12使每个光照明设备5通过读取窗RW将照明光发射到目标R，使得在图5的步骤S 1中发射的照明光照射到目标R上。
当照明光照射到目标R上时，由第一和第二FOV定义单元FC1和FC2将从目标R反射的光传到光电检测器3的像素区域中，使光电检测器3的像素区域曝光。
在步骤S2中控制单元5对光电检测器3的曝光时间进行控制，因此在步骤S3中由光电检测器3拾取了目标R的图像数据。
如上所述，在第一实施例中，第一FOV定义单元FC1的构造将从包含在第一FOV片断Va中的目标R的一部分反射的光聚焦和三维折向光电检测器3的顶部分离像素区域3a。这使得可以由光电检测器3的顶部分离像素区域3a来拾取包含在第一FOV片断Va中的目标R的一部分的第一图像数据。
类似地，第二FOV的定义单元FC2的构造将从包含在第二FOV片断Vb中的目标R的另一部分反射的光聚焦和三维折向光电检测器3的底部分离像素区域3b。这使得可以由光电检测器3的底部分离像素区域3b来拾取包含在第二FOV片断Vb中的目标R的另一部分的第二图像数据。
因为第一和第二FOV片断Va和Vb平行于读取窗RW的水平方向LD连续排列，并具有重叠OV，所以其间具有重叠的第一图像数据和第二图像数据覆盖了包含在水平取向FOV V中的目标R的水平取向区域。
因此，如上所述，在存储器15的不同区域之一中，存储了对应于水平取向的FOV V的、通过A/D变换器14获得的第一和第二多级别图像数据。
在步骤S3中的图像拾取任务之后，在步骤S4中控制单元12使用多级别格式的第一和第二图像数据，对多级别格式的第一和第二图像数据中相同的像素值模式进行检测。
例如，我们考虑将条形码写入目标R并且条形码的条纹和间隔的预定模式位于重叠OV中。
在该情况下，对应于第一图像数据中条纹和间隔的预定模式的像素值模式与对应于第二图像数据中条纹和间隔的预定模式的像素值模式相同。因此，控制单元12将第一图像数据与第二图像数据进行比较，从而基于比较结果对在第一图像数据和第二图像数据之间重叠的相同像素值模式作为特征区域进行检测。
在步骤S4中的检测任务之后，控制单元12对多级别格式的第一和第二图像数据中的每一个图像数据中的相同像素值模式的位置(每个地址)进行识别，从而在步骤S5中对多级别格式的第一和第二图像数据之间的位置关系进行识别。
接着，在步骤S6中，控制单元12基于识别的其间位置关系从多级别格式的第一图像数据和第二图像数据中的一个图像数据中删除了与重叠的像素值模式的确定位置相对应的重叠图像数据。然后，在步骤S6中，控制单元12将第一和第二图像数据中的另一个图像数据与第一和第二图像数据中的已删除了重叠图像数据的一个图像数据进行合成，从而获得对应于水平取向FOV V的多级别格式的合成图像数据。
在其后的步骤S7中，控制单元12确定码模式是否包含在多级别格式的合成图像数据中，该码模式对应于诸如条形码、二维码、以及其它类型码中的至少一个光学信息码。
如果确定合成的图像数据中不包含码模式(步骤S7中判断为否)，那么控制单元12退出光学信息读取任务。
否则，如果确定合成的图像数据中包含码模式(步骤S7中判断为是)，那么控制单元12进行到步骤8。在步骤8中，控制单元12执行上述的解码任务。
特别地，控制单元12基于由给定比例检测电路17检测的给定模式对码模式的类型进行识别，并且使用多级别格式的合成图像数据执行解码处理。
在步骤S8中的解码任务之后，控制单元12将解码后的结果存储在存储器15的预定区域中。
如上所述，让我们考虑用户要使用根据第一实施例的光学信息读取器1读取写在目标R上的水平取向条形码B(见图4A)。在该情况下，因为将光学信息读取器1配置为提供水平取向的FOV V，所以用户可以方便地对光学信息读取器1进行定位，使其读取窗RW靠近地面对目标R，并且水平取向的FOV V跨过条形码B的所有条纹(间隔)。
因此，根据第一实施例的光学信息读取器1，可以方便地读取水平取向的条形码B(见图4A)，而无需如使用常规光学信息读取器的情况那样将读取器1与条形码B分开。
类似地，让我们考虑用户要使用根据第一实施例的光学信息读取器1读取写在目标R上的多个二维码Q，该多个二维码Q以规则间隔相互排列(见图4B)。
在此情况下，因为将光学信息读取器1配置为提供水平取向的FOV V，所以用户可以方便地对光学信息读取器1进行定位，使得读取窗RW靠近地面对目标R，其中，读取窗RW的水平方向(纵向方向)平行于二维码的排列方向；并且水平取向的FOV V包含所有二维码Q。
因此，根据第一实施例的光学信息读取器1，可以方便地共同读取所有的二维码Q(见图4B)，而无需如使用常规光学信息读取器的情况那样将读取器1与二维码Q分开。
另外，将根据第一实施例的光学信息读取器1配置为使用光电检测器3的像素区域的所有像素来读取写在目标R上的各项光学可读信息。因此，光学信息读取器1允许有效使用光电检测器3像素区域的所有像素，其与专利公开No.H10-341361中公开的数码相机不同，该数码相机设计为删除部分图像数据以便产生全景图像数据，所删除的部分图像数据对应于光敏像素区域在其高度方向上(垂直方向)任一侧的四分之一区域。因此，光学信息读取器1可以高分辨率读取各项光学可读信息。
根据上文所述的内容，根据第一实施例的光学信息读取器1包括常用光电检测器3，其像素区域具有3∶4的高宽比(垂直水平比)；在垂直方向上将该像素区域分为顶部和底部分离像素区域3a和3b；以及安排第一和第二FVO定义单元FC1和FC2，使得通过第一定义单元FC1的第一FOV片断Va以及通过第二定义单元FC2的第二FOV片断Vb通过读取窗RW朝向目标R，并且平行于读取窗RW的水平方向LD将其连续排列，具有重叠OV。
特别地，平行于读取窗RW的水平方向LD连续排列的、具有重叠OV的第一和第二FOV片断Va和Vb提供了水平取向的FOVV。因为第一和第二FOV片断Va和Vb中每个片断是高宽比(垂直水平比)3∶8，所以如果忽略重叠OV，那么水平取向的FOV V具有基本上3∶16的高宽比(垂直水平比)。
水平取向的FOV V允许光学信息读取器1方便地获得水平取向的图像数据，并且光电检测器3的每个单位区域的像素数目保持不变；每个单位区域的像素数目表示光电检测器3的分辨率。除非使用至少两个互相水平排列、且每个具有3∶8高宽比(垂直水平比)的光电检测器，否则通常不能获得用水平取向FOV V获得的水平取向图像数据。
另外，在第一实施例中，平行于读取窗RW的水平方向LD连续排列、具有重叠OV的第一和第二FOV片断Va和Vb提供了水平取向的FOV V。因此，可以使用重叠OV的位置作为基准，方便地获取对应于第一FOV片断Va的第一图像数据和对应于第二FOV片断Vb的第二图像数据之间的位置关系。从而，可以方便且安全地将对应于第一FOV片断Va的第一图像数据和对应于第二FOV片断Vb的第二图像数据进行互相合成。
另外，因为第一和第二FOV片断Va和Vb互相部分重叠，所以在对应于第一FOV片断Va的第一图像数据和对应于第二FOV片断Vb的第二图像数据的合成期间，可以防止重叠OV处的图像数据丢失。
如上文所述，具有常用光电检测器3的光学信息读取器1可以有效地使用光电检测器3的像素区域，所述光电检测器3的像素区域具有3∶4的高宽比(垂直水平比)。这允许对与其它常见条形码相比具有跨过其条纹和间距的相对较大的长度(宽度)的条形码方便地进行读取，并且允许对以规则的间隔互相排列的多个二维码进行共同读取。
另外，光学信息读取器1可以以高分辨率对诸如上述条形码和二维码的光学可读信息的各项进行读取和解码，使得获得光学信息读取器1的高读取性能成为可能。
第二实施例下文将参考图6到8对根据本发明的第二实施例的光学信息读取器进行描述。
根据本发明第二实施例的光学信息读取器与根据第一实施例的光学信息读取器的不同点是控制单元12的软件结构。因此，在根据第一和第二实施例的光学信息读取器中，将类似的参考字符分配给类似的部件，从而省略根据第二实施例的光学信息读取器相应部件的描述。
如图6所说明，如第一实施例的情况那样，作为快门开关打开的响应，控制单元12执行光照明设备控制任务(步骤S1)，曝光时间控制任务(步骤S2)，图像拾取任务(步骤S3)，像素值模式检测任务(步骤S4)，位置关系识别任务(步骤S5)，以及合成图像数据获取任务(步骤S6)。
特别地，在第二实施例中，将第一和第二FOV片断Va和Vb平行于读取窗RW的水平方向LD连续排列并具有重叠OV，使得在垂直于水平方向LD的垂直方向上存在有偏离区域Da和Db(见图7)。
特别地，在位置关系识别任务(步骤S5)中，控制单元12可以基于第一和第二图像数据的每个图像数据中的重叠像素值模式的位置(见由图7中的参考字符OV代表的阴影)捕获偏离区域Da和Db的存在和他们的位置。
因此，在步骤S6中的合成图像数据获取任务中，获得了包含每个偏离区域Da和Db的偏离图像数据的合成图像数据。
在步骤S6中的合成图像数据获取任务之后，在步骤S9中控制单元12从合成图像数据中删除了每个偏离区域Da和Db的图像数据，从而获得对应于水平取向FOV V的矩形合成图像数据，而去掉了垂直方向上的偏离区域。
此后，在第二实施例中，控制单元12将矩形合成图像数据存储在存储器15的预定区域中，而不对其进行解码。在此情况下，可以由控制器12将存储在存储器15中的矩形合成图像数据通过通信接口10发送到诸如个人计算机的外部主计算机上，使得可以在外部主计算机上对发送给主计算机的合成图像数据进行解码。
如上文所述，和第一实施例的情况一样，具有常用光电检测器3的光学信息读取器1能以高分辨率方便地读取水平取向的光学可读目标，所述常用光电检测器3的像素区域具有3∶4的高宽比(垂直水平比)，这使得获得光学信息读取器1的高读取性能成为可能。
另外，在第二实施例中，假定在第一和第二反射镜21a和21b中的至少一个与相应的第一和第二成像透镜20a和20b中的至少一个之间，并且/或者在第一和第二反射镜21a和21b中的至少一个与相应的顶部和底部分离像素区域3a和3b中的至少一个之间，存在光学排列误差，这造成第一和第二FOV片断Va和Vb之间的偏离区域Da和Db。
在该假定中，光学信息读取器1可以吸收误差，以获得无偏离区域Da和Db的矩形合成图像。
根据第二实施例的光学信息读取器1可以作为可拍摄水平长度长于垂直长度的全景图像的数码相机。
例如，如图8所说明，当用户要用作为数码相机的光学信息读取器1拍摄诸如风景的目标T的一部分时，用户对数码相机1进行定位，使得水平取向的FOV V包含将要被拍摄的目标T的一部分。这允许以高分辨率对包含在水平取向FOV V中的目标T的一部分的全景图像进行拍摄。第三实施例下面参考图9至图11对根据本发明第三实施例的光学信息读取器进行描述。根据第三实施例的光学信息读取器与根据第一实施例的光学信息读取器的不同点是读取机构31的结构。因此，除了读取机构31之外，在根据第一和第三实施例的光学信息读取器中，将类似的参考字符分配给类似的部分，使得可以省略对根据第三实施例的光学信息读取器相应部件的描述。
图9示意性地说明了读取机构31的部分。读取机构31包括二维光电检测器32和成像光学器件33，该成像光学器件33用于将目标R的图像聚焦到光电检测器32的光敏像素区域上。读取机构31还包括多个照明设备5(未示出)，这多个照明设备5用于将照明光通过读取窗照射到目标R上。
如第一实施例，安排光电检测器32使得像素区域的水平方向平行于读取窗RW的纵向方向，并且使得像素区域的垂直方向垂直于读取窗RW的横向方向。
类似于第一实施例，使用通用光电检测器作为光电检测器32。通用光电检测器具有光敏像素区域，该光敏像素区域由几十万到几百万个垂直和水平排列的像素组成，并且像素区域具有3∶4的高宽比(垂直水平比)。
如图9和10所说明，在垂直方向上将光电检测器32的光敏像素区域分为大小相等的三个分离像素区域，将该三个分离像素区域中的一个放置在像素区域的顶部，将另一个放置在像素区域的底部，并且将剩余一个放置在顶间和底部之间。将三个分离像素区域中在顶部的一个称为“顶部分离像素区域32a”，将三个分离像素区域中的另一个称为“底部分离像素区域32b”，并且将剩余的一个称为“中间分离像素区域32c”。
顶部分离像素区域32a、底部分离像素区域32b和中间分离像素区域32c中的每个具有大于垂直长度的水平长度。例如，顶部分离像素区域32a、底部分离像素区域32b和中间分离像素区域32c中的每个具有例如1∶4的预定高宽比(垂直水平比)。
成像光学器件33包括分别对应于顶部、底部和中间分离像素区域32a、32b和32c的第一、第二和第三成像透镜34a、34b和34c。另外，成像光学器件33包括分别对应于顶部、底部和中间分离像素区域32a、32b和32c的第一、第二和第三反射镜35a、35b和35c。将一对第一反射镜35a和第一成像透镜34a称为“第一FOV定义单元FC11”，并且将一对第二反射镜35b和第二成像透镜34b称为“第二FOV定义单元FC12”。另外，将一对第三反射镜35c和第三成像透镜34c称为“第三FOV定义单元FC13”。
安排第一至第三FOV定义单元FC11至FC13使得顶部分离像素区域32a通过第一FOV定义单元FC11的第一FOV片断Va1、底部分离像素区域32b通过第二FOV定义单元FC12的第二FOV片断Vb1、以及中间分离像素区域32c通过第三FOV定义单元FC13的第三FOV片断Vc1被通过读取窗RW朝向目标R；以及平行于读取窗RW的纵向方向(水平方向)LD连续排列，具有第一和第二重叠OV1和OV2。
例如，第一至第三反射镜35a至35c中的每个反射镜具有基本上类似矩形板的形状。将第一至第三反射镜35a至35c基本上沿着中间分离像素区域32c的表面方向互相排列。
第一反射镜35a的一个表面壁面向光电检测器32的中间分离像素区域32c一端的三分之一部分。将第一成像透镜34a安排在第一反射镜35a和读取窗RW之间。
第一反射镜35a相对于光电检测器32的像素区域的表面方向和其像素区域的法线方向倾斜，使得邻近第三反射镜35c的一个角CO1位于靠近光电检测器32的中间分离像素区域32c的位置；以及与角CO1相比，沿对角线与角CO1相对的另一个角CO2位于远离光电检测器32的中间分离像素区域32c的位置。
第一反射镜35a和第一成像透镜34a的构造通过读取窗RW提供了第一FOV片断Va1。
换句话说，第一反射镜35a和第一成像透镜34a的构造允许第一反射镜35a的另一个表面壁WS1将光反射和三维折向光电检测器32的顶部分离像素区域32a；通过第一成像透镜34a将光从第一FOV片断Va1反射到另一个表面壁WS1上。
建立光电检测器32的顶部分离像素区域32a、第一反射镜35a、以及第一成像透镜34a的精密光学排列，以便允许第一反射镜35a将光三维折向光电检测器32的顶部分离像素区域32a。
类似地，第二反射镜35b的一个表面壁WS2面向光电检测器32的中间分离像素区域32c的另一端的另一个三分之一部分。将第二成像透镜34b安排在第二反射镜35b和读取窗RW之间。
第二反射镜35b相对于光电检测器32的像素区域的表面方向和其像素区域的法线方向倾斜，使得邻近第三反射镜35c的一个角CO3位于靠近光电检测器32的中间分离像素区域32c的位置；以及与角CO3相比，沿对角线与角CO3相对的另一个角CO4位于远离光电检测器32的中间分离像素区域32c的位置。
第二反射镜35b和第二成像透镜34b的构造提供了通过读取窗RW的第二FOV片断Vb1，该第二FOV片断Vb1位于在水平方向上以给定间隔和第一FOV片断Va1一起排列的位置。
换句话说，第二反射镜35b和第二成像透镜34b的构造允许第二反射镜35b的一个表面壁WS2将光反射和三维折向光电检测器32的底部分离像素区域32b；通过第二成像透镜34b将光从第二FOV片断Vb1反射到一个表面壁WS2上。
建立光电检测器32的底部分离像素区域32b、第二反射镜35b、以及第二成像透镜34b的精密光学排列，以便允许第二反射镜35b将光三维折向光电检测器32的底部分离像素区域32b。
另外，第三反射镜35c的一个表面壁WS3面向光电检测器32的中间分离像素区域32c的剩余三分之一部分；该剩余三分之一部分位于中间分离像素区域32c的一个三分之一部分与另一个三分之一部分之间。将第三成像透镜34c安排在第三反射镜35c和读取窗RW之间。
第三反射镜35c相对于光电检测器32的像素区域的表面方向和其像素区域的法线方向倾斜，使得其邻近角CO1和CO3的一个纵向侧壁位于靠近光电检测器32的中间分离像素区域32c的位置；以及与这个纵向侧壁相比，相对该纵向侧壁的另一个纵向侧壁位于远离光电检测器32的中间分离像素区域32c的位置。
第三反射镜35c和第三成像透镜34c的构造提供了第三FOV片断Vc1，该第三FOV片断Vc1位于第一和第二FOV片断Va1和Vb1之间的间隔处，在水平方向LD上与第一和第二FOV片断Va1和Vb1排列，使得第一和第三FOV片断Va1和Vc1之间存在第一重叠OV1，并且第二和第三FOV片断Vb1和Vc1之间存在第二重叠OV2。
换句话说，第三反射镜35c和第三成像透镜34c的构造允许第三反射镜35c的一个表面壁WS3将光反射和三维折向光电检测器32的中间分离像素区域32c；通过第三成像透镜34c将光从第三FOV片断Vc1反射到一个表面壁WS3上。
建立光电检测器32的中间分离像素区域32c、第三反射镜35c、以及第三成像透镜34c的精密光学排列，以便允许第三反射镜35c将光三维折向光电检测器32的中间分离像素区域32c。
如图9和图10所说明，第一FOV片断Va1具有与光电检测器32的顶部分离像素区域32a的矩形形状类似的基本上的矩形形状。类似地，第二FOV片断Vb1具有与光电检测器32的底部分离像素区域32b的矩形形状类似的基本上的矩形形状，并且第三FOV片断Vc1具有与光电检测器32的中间分离像素区域32c的矩形形状类似的基本上的矩形形状。
因此，第一、第二和第三FOV片断Va1、Vb1和Vc1中的每个片断具有预定的高宽比(垂直水平比)，该预定高宽比等于顶部、底部和中间分离像素区域32a、32b和32c中每个区域的高宽比(1∶4)。
将第一、第三和第二FOV片断Va1、Vc1和Vb1平行于读取窗RW的水平方向LD进行连续排列，具有第一和第二重叠OV1和OV2，在垂直于水平方向LD的垂直方向上没有间隙。因此，第一、第三和第二FOV片断Va1、Vc1和Vb1提供了在平行于光电检测器32扫描方向的水平方向LD上整体放大的FOV V1(见图9和图10)。下面还可以将放大的FOV V1称为“水平取向的FOV V1”。
第一至第三FOV片断Va1至Vc1的每个片断在水平方向上的纵向长度长于根据第一实施例的第一和第二FOV片断Va和Vb的每个片断在水平方向上的纵向长度。因此，水平取向FOV V1在水平方向上的纵向长度更长于水平取向FOV V在水平方向上的纵向长度。
注意，在图9中，将第一至第三FOV片断Va1至Vc1的中心分别表示为“A”至“C”。类似地，将顶部分离像素区域32a的中心表示为“a”，将底部分离像素区域32b的中心表示为“b”，并且将中间分离像素区域32c的中心表示为“c”。
另外，将连接第一FOV片断Va1的中心A和顶部分离像素区域32a的中心a的光路表示为“La1”，并将连接第二FOV片断Vb1的中心B和底部分离像素区域32b的中心b的光路表示为“Lb1”。另外，将连接第三FOV片断Vc1的中心C和中间分离像素区域32c的中心c的光路表示为“Lc1”。
如根据第一实施例的光学信息读取器1的情况那样，作为快门开关打开的响应，控制单元12执行光照明设备控制任务(步骤S1)，曝光时间控制任务(步骤S2)，图像拾取任务(步骤S3)，像素值模式检测任务(步骤S4)，位置关系识别任务(步骤S5)，合成图像数据获得任务(步骤S6)，码模式检测任务(步骤S7)，以及解码任务(步骤S8)。
特别地，在步骤S3中，第一FOV定义单元FC11的构造将从包含在第一FOV片断Va1中的目标R的一部分反射的光聚焦和三维折向光电检测器32的顶部分离像素区域32a。这使得可以由光电检测器32的顶部分离像素区域32a来拾取包含在第一FOV片断Va1中的目标R的一部分的第一图像数据。
类似地，第二FOV定义单元FC12的构造将从包含在第二FOV片断Vb1中的目标R的另一部分反射的光聚焦和三维折向光电检测器32的底部分离像素区域32b。这使得可以由光电检测器32的底部分离像素区域32b来拾取包含在第二FOV片断Vb1中的目标R的另一部分的第二图像数据。
另外，第三FOV定义单元FC13的构造将从包含在第三FOV片断Vc1中的目标R的另一部分反射的光聚焦和三维折向光电检测器32的中间分离像素区域32c。这使得可以由光电检测器32的中间分离像素区域32c来拾取包含在第三FOV片断Vc1中的目标R的另一部分的第三图像数据。
第一、第三和第二FOV片断Va1、Vc1和Vb1平行于读取窗RW的水平方向LD连续排列，并具有第一和第二重叠OV1和OV2。因此，在其间具有重叠的第一图像数据、第二图像数据和第三图像数据覆盖了包含在水平取向FOV V1中的目标R的水平取向区域。
因此，如上文所述，在存储器15的不同区域的一个区域中，存储了对应于包含在水平取向FOV V1中的目标R的水平取向区域、并通过比较电路16获得的第一、第二和第三二进制化图像数据。另外，在存储器15的不同区域的另一个区域中，存储了对应于水平取向FOV V1、并通过A/D变换器14获得的第一、第二和第三多级别图像数据。
接着，在步骤S4中，在邻近的多级别格式的第一和第三图像数据之间检测第一相同像素模式，并且在邻近的多级别格式的第二和第三图像数据之间检测第二相同像素模式。
随后，在步骤S5中，在第一和第三图像数据的每个图像数据中对第一相同像素值模式的位置(每个地址)进行识别，并且在第二和第三图像数据的每个图像数据中对第二相同像素值模式的位置进行识别。第一和第二相同像素值模式的每个识别的位置允许控制单元12对第一、第二和第三图像数据之间的位置关系进行识别。
作为结果，在步骤S6中，基于其间识别的位置关系，从第一和第三数据图像中的一个数据图像中删除对应于所确定的第一相同像素值模式位置的第一重叠图像数据。
例如，在第三实施例中，从第三图像数据中删除第一重叠图像数据。类似地，在步骤S6中，基于其间识别的位置关系，从第二和第三数据图像中的一个数据图像中删除对应于所确定的第二相同像素值模式位置的第二重叠图像数据。例如，在第三实施例中，从第三图像数据中删除第二重叠图像数据。
因此，在步骤S6中，将第一图像数据、第二图像数据和删除了第一和第二重叠图像数据的剩余第三图像数据互相合成，获得对应于水平取向FOV V1的多级别格式的合成图像数据。
因为在对应于水平取向FOV V1的合成图像数据上进行的码模式检测任务(步骤S7)和解码任务(步骤S8)与在对应于根据第一实施例的水平取向FOV V的合成图像数据上进行的那些任务基本相同，所以可以省略其描述。
如上文所述，如在第一实施例中的情况那样，具有通用光电检测器32的光学信息读取器能以高分辨率方便地读取光学可读的水平取向目标，使得获得光学信息读取器1的高读取性能成为可能。
例如，让我们考虑用户要使用根据第三实施例的光学信息读取器来读取写在目标R上、并且具有跨过其条纹和间隔的大数据量和很大长度的条形码B1(见图11A)。在该情况下，因为将光学信息读取器配置为提供具有足够大纵向长度的水平取向FOV V1，所以用户方便地对光学信息读取器进行定位，使得其读取窗RW靠近地面对目标R，并且使水平取向FOV V1跨过条形码B1的所有条纹(间隔)。
因此，根据第三实施例的光学信息读取器，可以方便地以高分辨率读取写在目标R上、并且具有跨过其条纹和间隔的大数据量和很大长度的条形码B1(见图11A)，而不需要像在使用传统光学信息读取器情况下使读取器1与条形码B1远离。
作为另一个例子，让我们考虑用户要使用根据第三实施例的光学信息读取器的OCR(光学字符识别)功能读取字符串(例如“USPATENT PUBLICATIONS ISSUED IN 2005”)CS，该字符串包含写在目标R上的水平排列的字符和/或符号(见图11B)。在此情况下，因为光学信息读取器配置为提供了具有足够大纵向长度的水平取向FOVV1，所以用户可以方便地对光学信息读取器进行定位，使得读取窗RW靠近地面对目标R，并且读取窗RW的水平方向LD平行于字符串排列方向；以及水平取向FOV V1包含字符串CS中的所有字符和/或符号。
因此，根据第三实施例的光学信息读取器，可以方便地以高分辨率共同读取字符串CS中包含的所有字符和/或符号(见图11B)。
第四实施例下面将参考图12对根据本发明的第四实施例的光学信息读取器进行描述。
根据第四实施例的光学信息读取器是对根据本发明第三实施例的光学信息读取器的修改。
特别地，在第四实施例中，对第一至第三FOV定义单元FC11至FC13的进行排列，使得通过第一FOV定义单元FC11的顶部分离像素区域32a的第一FOV片断Va2、通过第二FOV定义单元FC12的底部分离像素区域32b的第二FOV片断Vb2、以及通过第三FOV定义单元FC13的中间分离像素区域32c的第三FOV片断Vc2被当光学信息读取器位于使读取窗RW靠近地面对目标R的位置时，定义为向外通过读取窗RW朝向目标R；以及连续排列在目标R上并倾斜于读取窗RW的纵向方向(水平方向)LD，具有第一和第二重叠OV1a和OV2a。
特别地，如图12所说明，将第一、第三和第二FOV片断Va2、Vc2和Vb2基本上平行于读取窗RW的一个对角线连续排列，并具有第一和第二重叠OV1a和OV2a。
例如，相对于光电检测器32的像素区域的表面方向和其像素区域的法线调节第一至第三反射镜35a至35c中每个反射镜的倾斜角度，从而允许第一、第三和第二FOV片断Va2、Vc2和Vb2的对角线排列。
如图12所说明，第一FOV片断Va2具有类似于光电检测器32顶部分离像素区域32a矩形形状的基本上的矩形形状。类似地，第二FOV片断Vb2具有类似于光电检测器32底部分离像素区域32b矩形形状的基本上的矩形形状，并且第三FOV片断Vc2具有类似于光电检测器32中间分离像素区域32c矩形形状的基本上的矩形形状。
将第一、第三和第二FOV片断Va2、Vc2和Vb2连续排列，使其倾斜于读取窗RW的水平方向LD，具有第一和第二重叠OV1和OV2。因此，相对于平行于光电检测器32扫描方向的水平方向LD，第一、第三和第二FOV片断Va2、Vc2和Vb2在对角线方向上提供了整体放大的FOV V2(见图12)。
因此，根据第四实施例的光学信息读取器，可以在对角线放大的FOV V2中方便地设定写在目标R上并具有大数据量的对角线取向的光学可读信息项，因此以高分辨率方便地读取对角线取向的项。
特别地，如第一至第三实施例中所描述的，由以下调节可以提供FOV片断的任意排列，该调节包括对垂直方向上光电检测器像素区域的分割数目进行调节，对与分割数目相对应的FOV定义单元数目进行调节，以及相对于光电检测器像素区域的表面方向和其像素区域的法线对每个反射镜倾斜角度的调节。
这使得提供具有各种形状的放大FOV成为可能，这些形状能满足要读取(拍摄)目标的各种形状。
第五实施例下面将参考图13A和图13B对根据本发明的第五实施例的光学信息读取器进行描述。根据第五实施例的光学信息读取器与根据第一实施例的光学信息读取器的不同点是读取机构40的结构。因此，除了读取机构40以外，在根据第一和第五实施例的光学信息读取器中，为类似的部件分配类似的参考字符，使得可以省略对根据第五实施例的光学信息读取器的相应部件描述。
图13A和图13B示意性地说明了读取机构40的部分。读取机构40包括二维光电检测器3和用于将目标R的图像聚焦到光电检测器3的光敏像素区域上的成像光学器件41。读取机构40还包括用于通过读取窗RW将照明光照射到目标R上的多个照明设备5(未示出)。
在第五实施例中，对光电检测器3进行排列，使得像素区域的水平方向平行于读取窗RW的纵向方向，并且使得像素区域的垂直方向平行于读取窗RW的横向方向(见图13A和图13B)。
与第一实施例类似，使用通用光电检测器作为光电检测器3。
另外，与第一实施例类似，在垂直方向上将光电检测器3的光敏像素区域分为大小相等的顶部和底部分离像素区域3a和3b。
成像光学器件41包括一对作为成像光学元件的第一和第二成像透镜42a和42b，其分别对应于顶部和底部分离像素区域3a和3b。例如，成像透镜42a和42b中的每个透镜都具有镜筒以及一个或多个透镜元件，例如置于其中的三个透镜元件。
成像光学器件41还包括例如塑料制成的隔离板43。该隔离板43喷涂了不能反射光的无光泽黑色。该隔离板43基本上具有梯形形状，并且将该隔离板的纵向底边置于顶部和底部分离像素区域3a和3b之间的边界部分上，使其垂直于光电检测器3像素区域的表面方向。
第一成像透镜42a受到例如外壳的支撑，并位于与光电检测器3的顶部分离像素区域3a的中心和隔离板43相对的位置。
类似地，第二成像透镜42b受到例如外壳的支撑，并位于与光电检测器3的底部分离像素区域3b的中心和隔离板43相对的位置，使得第一和第二成像透镜42a和42b跨过隔离板43、沿着垂直于水平扫描方向的光电检测器3垂直方向彼此相对。
换句话说，将该隔离板43安排用于在顶部分离像素区域3a和底部分离像素区域3b之间的边界部分延伸，以垂直分隔这两部分，并垂直分隔第一成像透镜42a和第二成像透镜42b。
换句话说，将该隔离板43安排用以将顶部分离像素区域3a与第一成像透镜42a之间的光路和底部分离像素区域3b与第二成像透镜42b之间的光路分隔开。
第一成像透镜42a配置以及安排如下其读取窗一侧的第一光轴OX1a相对于光电检测器3像素区域的表面方向和该像素区域的法线倾斜，由此基本指向该读取窗RW一半部分的中心，以及其光电检测器一侧的第二光轴OX1b指向顶部分离像素区域3a的中心“a”。
换句话说，第一成像透镜42a的第一光轴OX1a从光电检测器3的像素区域中心轴斜指向读取窗RW的一半部分的中心。第二光轴OX1b相对于第一光轴OX1a三维折向光电检测器3顶部分离像素区域3a的中心“a”。
另外，第二成像透镜42b配置以及安排如下其读取窗一侧的第一光轴OX2a相对于光电检测器3像素区域表面方向和该像素区域的法线倾斜，由此基本指向该读取窗RW另一半部分的中心，以及其光电检测器一侧的第二光轴OX2b指向底部分离像素区域3b的中心“b”。
换句话说，第二成像透镜42b的第一光轴OX2a从光电检测器3的像素区域中心轴斜指向读取窗RW另一半部分的中心。第二光轴OX2b相对于第一光轴OX2a三维折向光电检测器3底部分离像素区域3b的中心“b”。
第一成像透镜42a、第二成像透镜42b以及隔离板43的安排允许通过第一成像透镜42a的第一FOV片断Va3和通过第二成像透镜42b的第二FOV片断Vb3被当光学信息读取器位于使得读取窗RW靠近地面对目标R的位置时，定义为向外通过读取窗RW朝向目标R；以及平行于读取窗RW的纵向方向(水平方向)LD连续排列在目标R上，并具有重叠OV3(见图13A和13B)。
特别地，第一成像透镜42a的构造允许光从第一FOV片断Va3反射，在光电检测器3的顶部分离像素区域3a上成像。类似地，第二成像透镜42b的构造允许光从第二FOV片断Vb3反射，在光电检测器3的底部分离像素区域3b上成像。
第一和第二FOV片断Va3和Vb3平行于读取窗RW的水平方向LD连续排列，具有重叠OV3，并在垂直于水平方向LD的垂直方向上无间隙。因此，第一和第二FOV片断Va3和Vb3的合成在平行于光电检测器3扫描方向的水平方向上提供了水平取向的FOV V3(见图13A)。
当从第一FOV片断Va3反射的光通过第一成像透镜42a成像到顶部分离像素区域3a上，并且从第二FOV片断Vb3反射的光通过第二成像透镜42b成像到底部分离像素区域3b上时，隔离板43将第一和第二成像透镜42a和42b光学地相互隔开。这就防止了第一成像透镜42a在底部分离像素区域3b上成像，同时也防止了第二成像透镜42b在顶部分离像素区域3a上成像。
如上所述，根据第五实施例的光信息读取器，可以在水平取向FOV V3中方便地覆盖水平取向的光学可读信息项，诸如具有跨过其条纹和间隔的相对较大长度(宽度)、写在目标R上并具有大数据量的条形码。这样就能够以高分辨率方便地读取水平取向的项。
另外，在第五实施例中，成像光学器件41由一对成像透镜42a和42b、以及隔离板43组成。因此，相对于使用较贵光学元件的反射镜和/或棱镜来组成成像光学器件41的情况，可以较小成本简单地组成成像光学器件41。
第六实施例下面参考图14A和14B来描述根据本发明第六实施例的光学信息读取器。
图14A和14B示意性地说明了根据第六实施例的光学信息读取器的读取机构44的部分。
除了成像光学器件45以外，读取机构44基本上具有与读取机构40相同的结构。因此，除了成像光学器件45以外，将类似的参考字符分配给根据第五和第六实施例的光学信息读取器的类似部件，省略或简化根据第六实施例的光学信息读取器的相应部件描述。
成像光学器件45包括作为成像光学元件的一对第一和第二成像透镜46a和46b，其分别对应于光电检测器3的顶部和底部分离像素区域3a和3b。例如，成像透镜46a和46b的每个透镜具有镜筒和一个或多个透镜元件，例如，三个透镜元件。
成像光学器件45还包括例如塑料制成的隔离板47。隔离板47喷涂了不能反射光的无光泽黑色。与第五实施例相似，隔离板47基本上具有梯形形状，并且将其纵向底边附加在顶部和底部分离像素区域3a和3b之间的边界部分上，使其垂直于光电检测器3的像素区域的表面方向。
第一成像透镜46a受例如外壳支撑，位于隔离板47的前面。第二成像透镜46b受例如外壳支撑，位于隔离板47的前面，使得第一和第二成像透镜46a和46b沿光电检测器3的水平扫描方向彼此相对；以及其中心轴是在垂直于水平扫描方向的垂直方向上从第一成像透镜46a的中心轴平移而来的。
将该隔离板47配置用于在顶部分离像素区域3a和底部分离像素区域3b之间的边界部分处延伸，以垂直分隔开这两部分。
将第一成像透镜46a配置以及安排如下其读取窗一侧的第一光轴OX11a相对于光电检测器3的像素区域的表面方向和该像素区域的法线倾斜，从而基本上指向读取窗RW一半部分的中心；以及其光电检测器一侧的第二光轴OX11b与光电检测器3的顶部分离像素区域3a相对，并指向顶部分离像素区域3a的中心“a”。
换句话说，第一成像透镜46a的第一光轴OX11a从光电检测器3的像素区域的中心轴斜指向读取窗RW一半部分的中心。第二光轴OX11b相对于第一光轴OX11a三维折向光电检测器3顶部分离像素区域3a的中心“a”。
另外，将第二成像透镜46b配置以及安排如下其读取窗一侧的第一光轴OX12a相对于光电检测器3的像素区域表面方向和该像素区域的法线倾斜，从而基本上指向读取窗RW另一半部分的中心；以及其光电检测器一侧的第二光轴OX12b与光电检测器3的底部分离像素区域3b相对，并指向底部分离像素区域3b的中心“b”。
换句话说，第二成像透镜46b的第一光轴OX12a从光电检测器3的像素区域中心轴斜指向读取窗RW另一半部分的中心。第二光轴OX12b相对于第一光轴OX12a三维折向光电检测器3底部分离像素区域3b的中心“b”。
第一成像透镜46a、第二成像透镜46b以及隔离板47的安排允许通过第一成像透镜46a的第一FOV片断Va4和通过第二成像透镜46b的第二FOV片断Vb4被当光学信息读取器位于使得读取窗RW靠近地面对目标R的位置时，定义为向外通过读取窗RW朝向目标R；以及平行于读取窗RW的纵向方向(水平方向)LD连续排列在目标R上，并具有重叠OV4(见图14A和14B)。
特别地，第一成像透镜46a的构造允许从第一FOV片断Va4反射的光被成像到光电检测器3的顶部分离像素区域3a上。类似地，第二成像透镜46b的构造允许从第二FOV片断Vb4反射的光被成像到光电检测器3的底部分离像素区域3b上。
第一和第二FOV片断Va4和Vb4平行于读取窗RW的水平方向LD连续排列，具有重叠OV4，而在垂直于水平方向LD的垂直方向上没有间隙。因此，第一和第二FOV片断Va4和Vb4的合成在平行于光电检测器3扫描方向的水平方向LD上提供了水平取向的FOVV4(见图14A)。
当从第一FOV片断Va4反射的光通过第一成像透镜46a成像到顶部分离像素区域3a上、从第二FOV片断Vb4反射的光通过第二成像透镜46b成像到底部分离像素区域3b上时，隔离板47将第一成像透镜46a和顶部分离像素区域3a之间的光路与第二成像透镜46b和底部分离像素区域3b之间的光路光学地隔离开。这就防止了第一成像透镜46a在底部分离像素区域3b上成像，并且防止了第二成像透镜46b在顶部分离像素区域3a上成像。
如上所述，根据第六实施例的光学信息读取器，可以在水平取向FOV V4中方便地覆盖水平取向的光学可读信息项，诸如具有跨过其条纹和间隔的相对较大长度(宽度)、写在目标R上并具有大数据量的条形码。这就允许以高分辨率方便地读取水平取向项。
另外，在第六实施例中，成像光学器件45由成像透镜对46a、46b以及隔离板47组成。相对于使用较贵光学元件的反射镜和/或棱镜来组成成像光学器件45的情况，可以较小成本简单地组成成像光学器件45。
第七实施例下面参考图15和16对根据本发明第七实施例的光学信息读取器进行描述。
图15和16示意性地说明了根据第七实施例的光学信息读取器的读取机构40A的部分。
读取机构40A具有与读取机构40的结构基本上相同的结构。
读取机构40A与读取机构40的不同点是隔离板43沿顶部和底部分离像素区域3a和3b之间的边界线可移动，以及读取机构40A还包括与隔离板43机械连接的、配置为在预定工作位置和预定收回位置之间移动隔离板43的驱动机构48。预定工作位置是将隔离板43的长底置于顶部和底部分离像素区域3a和3b之间边界部分上的位置。注意，在图15和16中没有示出成像透镜42a和42b，以便简化对驱动机构48的描述。
驱动机构48包括连接到隔离板43一个侧壁上的启动杆49。沿着与光电检测器3的水平扫描方向相对应的读取窗RW的水平方向LD，启动杆49相对于隔离板43从连接部分延伸出来。
驱动机构48还包括矩形环盒体50。该盒体50由例如光学信息读取器的外壳支撑，与启动杆49相对。启动杆49沿光电检测器3的水平扫描方向LD可移动地由盒体50支撑。预定收回位置是隔离板43位于远离光电检测器3的盒体50上的位置。
如图16所说明，驱动机构48由下列组成固定在与盒体50相对的启动杆49的一个表面上的磁体51；安装在盒体50中的一对线圈52a和52b，安排其靠近盒体50的侧壁，并跨过磁体51彼此相对；分别位于盒体50的侧壁和该对线圈52a和52b之间的一对轭体53a和53b；以及电气连接到控制电路12以及连接到线圈52a和52b上的、用于激励线圈52a和52b的激励电路54。
如图16所说明，线圈52a和52b的每一个都围绕平行于光电检测器3水平扫描方向LD的轴缠绕。激励电路54激励的、流过线圈52a和52b的电流在平行于光电检测器3水平扫描方向LD的轴方向上产生磁场。
特别地，在驱动机构48中，随着需求出现，诸如用户操作一个操作开关6来给控制单元12输入一个指令，控制单元12控制激励电路54使电流以预定极性流过每个线圈52a和52b。这就允许产生远离光电检测器3的方向的磁场(见箭头F1)。
由箭头F1表示方向的磁场使磁体51和启动杆49一起向远离光电检测器3的方向移动。启动杆49的移动使隔离板43向远离光电检测器3的方向移动，并到达盒体50上的收回位置处。
另外，在隔离板43位于收回位置处的状态中，随着需求出现，用户操作一个操作开关6来给控制单元12输入一个指令，控制单元12控制激励电路54使电流以与预定极性相反的极性流过每个线圈52a和52b。这就允许产生接近光电检测器3的方向的磁场(见箭头F2)。
由箭头F2表示方向的磁场使磁体51和启动杆49一起向接近光电检测器3的方向移动。启动杆49的移动使隔离板43向靠近光电检测器3的方向移动，并到达工作位置。
换句话说，用户操作一个操作开关6来对控制单元12进行控制，由此有选择地将隔离板43定位在工作位置或收回位置。
如上所述，在第七实施例中，当隔离板43位于工作位置时，光学信息读取器可以在水平取向FOV V3中方便地覆盖水平取向的光学可读取信息项，诸如具有跨过其条纹和间隔的相对较大长度、写在目标R上的条形码。这使得能以高分辨率方便地读取水平取向项。
相反，在第七实施例中，当隔离板43位于收回位置上时，在第一和第二成像透镜42a和42b之间没有放置隔离板。因此，光学信息读取器有可能由光电检测器3的整个像素区域在通过第一成像透镜42a的目标R图像和通过第二成像透镜42b的目标R图像之间获得复合图像。这优选地拾取了基本上立方二维码(cubic two-dimensionalcode)。
在第七实施例中，驱动机构48自动地将启动杆49与隔离板43一起移动，因而将隔离板43有选择地定位在工作位置或收回位置。然而，本发明并不局限于此。
特别地，在第七实施例中，隔离板43沿工作位置和收回位置之间的边界线可移动，并且启动杆49沿光电检测器3的水平扫描方向LD可移动地由盒体50支撑。因此，用户沿着光电检测器3的水平扫描方向LD手动移动启动杆49，能使隔离板43在工作位置和收回位置之间运动。
在第七实施例中，隔离板43沿顶部和底部分离像素区域3a和3b之间的边界线可移动，并且将驱动机构48安装在根据本发明第五实施例的光学信息读取器的读取机构40中。然而，本发明不局限于该结构。特别地，隔离板43沿顶部和底部分离像素区域3a和3b之间的边界线可移动，并且可以将驱动机构48安装在根据第六实施例的光学信息读取器的读取机构44中。该修改可以获得上述第七实施例中描述的相同效果。
第八实施例下面将参照图17A、17B以及18来描述根据本发明第八实施例的光学信息读取器。
图17A和17B示意性地说明了根据第八实施例的光学信息读取器的读取机构60。
除了成像光学器件61以外，该读取机构60具有与读取机构40结构基本上相同的结构。因此，除了成像光学器件61以外，将类似的参考字符分配给根据第五和第八实施例的光学信息读取器中的类似部件，省略和简化根据第八实施例的光学信息读取器的相应部件描述。
成像光学器件61包括作为成像光学元件的一对第一和第二成像透镜62a和62b，这两个透镜分别对应于光电检测器3的顶部和底部分离像素区域3a和3b。
第一和第二成像透镜62a和62b的每一个透镜具有例如基本上圆盘形状。
第一和第二成像透镜62a和62b由例如外壳支撑，并基本上沿顶部和底部分离像素区域3a和3b之间的边界线来相互排列，使得它们的一个表面壁跨过下述部分遮蔽板平行面向光电检测器3的像素区域的边界部分。
将第一成像透镜62a配置以及安排如下其读取窗一侧的第一光轴OX21a相对于光电检测器3的像素区域的表面方向和该像素区域的法线倾斜，从而基本上指向读取窗RW一半部分的中心；以及其光电检测器一侧的第二光轴OX21b指向顶部分离像素区域3a的中心“a”。
换句话说，将第一成像透镜62a的第一光轴OX21a从光电检测器3像素区域的中心轴斜指向读取窗RW的一半部分的中心。第二光轴OX21b相对于第一光轴OX21a三维折向光电检测器3的顶部分离像素区域3a的中心“a”。
另外，将第二成像透镜62b配置和安排如下其读取窗一侧的第一光轴OX22a相对于光电检测器3的像素区域的表面方向和该像素区域的法线倾斜，从而基本上指向读取窗RW另一半部分的中心；以及其光电检测器一侧的第二光轴OX22b指向底部分离像素区域3b的中心“b”。
换句话说，第二成像透镜62b的第一光轴OX22a从光电检测器3的像素区域的中心轴斜指向读取窗RW另一半部分的中心。第二光轴OX22b相对于第一光轴OX22a三维折向光电检测器3的底部分离像素区域3b的中心“b”。
另外，如图18所说明，成像光学器件61包括具有基本上矩形板形状的、例如由塑料制成的部分遮蔽板63组成。该部分遮蔽板63喷涂了不能反射光的无光泽黑色。该部分遮蔽板63安排在光电检测器3的像素区域与第一和第二成像透镜62a和62b之间，平行靠近地相对透镜62a和62b的一个表面壁。
部分遮蔽板63在其一部分形成有第一矩形切口63a以及在其另一部分形成有第二矩形切口63b。第一切口63a安排用于靠近地相对第一成像透镜62a在垂直方向上的一半部分；第一成像透镜62a的这一半部分面向光电检测器3的顶部像素区域3a。类似地，将第二切口63b安排用于靠近地相对第二成像透镜62b在垂直方向上的一半部分；第二成像透镜62b的这一半部分面向光电检测器3的底部像素区域3b。
换句话说，将部分遮蔽板63配置用以遮蔽与光电检测器3的底部像素区域3b相对的第一成像透镜62a的FOV的另一半部分，并且还遮蔽与光电检测器3的顶部像素区域3a相对的第二成像透镜62b的FOV的另一半部分。
第一成像透镜62a、第二成像透镜62b以及具有第一和第二切口63a和63b的部分遮蔽板63的配置允许通过第一成像透镜62a的第一FOV片断Va5和通过第二成像透镜62b的第二FOV片断Vb5被当光学信息读取器位于使得读取窗RW靠近地面对目标R的位置时，定义为向外通过读取窗RW朝向目标R；以及连续排列在平行于读取窗RW纵向方向(水平方向)LD的目标R上，并具有重叠OV5(见图17A和17B)。
特别地，第一成像透镜62a和第一切口63a允许从第一FOV片断Va5反射的光被成像在光电检测器3的顶部分离像素区域3a上。部分遮蔽板63可以防止从第一FOV片断Va5反射的光进入光电检测器3的底部分离像素区域3b中。
类似地，第二成像透镜62b和第二切口63b允许从第二FOV片断Vb5反射的光被成像在光电检测器3的底部分离像素区域3b上。部分遮蔽板63可以防止从第二FOV片断Vb5反射的光进入光电检测器3的顶部分离像素区域3a中。
第一和第二FOV片断Va5和Vb5平行于读取窗RW的水平方向LD连续排列，具有重叠OV5，而在垂直于水平方向LD的垂直方向上没有间隙。因此，第一和第二FOV片断Va5和Vb5的合成在平行于光电检测器3扫描方向的水平方向LD上提供了水平取向FOVV5(见图17A)。
如上所述，和第五实施例相类似，根据第八实施例的光学信息读取器可以在水平取向FOV V5中方便地覆盖水平取向的光学可读信息项，诸如具有其跨过条纹和间隔的相对较大长度(宽度)、写在目标R上并具有大数据量的条形码。这样就能方便地以高分辨率读取水平取向项。
另外，在第八实施例中，成像光学器件61由一对成像透镜62a和62b以及部分遮蔽板63组成。因此，相对于使用较贵光学元件的反射镜和/或棱镜来组成成像光学器件61的情况，可以较小成本简单地组成成像光学器件61。
注意，在第八实施例中，将部分遮蔽板63安排在光电检测器3的像素区域与第一和第二成像透镜62a和62b之间。可以将部分遮蔽板63安排在第一和第二成像透镜62a和62b与读取窗RW之间，平行靠近地相对透镜62a和62b另一表面壁。
第九实施例下面参考图19和20对根据本发明第九实施例的光学信息读取器进行描述。
图19示意性地说明了根据第九实施例的光学信息读取器的读取机构70的部分。
除了成像光学器件71以外，读取机构70具有与读取机构60的结构基本相同的结构。因此，除了成像光学器件71以外，将类似参考字符分配给根据第八和第九实施例的光学信息读取器中的类似部分，省略或简化根据第九实施例的光学信息读取器的这些部分描述。
成像光学器件71包括作为成像光学元件的一对第一和第二成像透镜72a和72b组成，其分别对应于光电检测器3的顶部和底部分离像素区域3a和3b。
第一和第二成像透镜72a和72b的每一个透镜都具有基本上圆盘形状。
第一和第二成像透镜72a和72b由例如外壳来支撑，并基本上沿着顶部和底部分离像素区域3a和3b之间的边界线来相互排列，使得它们的一个表面壁跨过下述部分遮蔽板平行面向光电检测器3像素区域的边界部分。
将第一成像透镜72a配置以及安排如下其读取窗一侧的第一光轴OX31a相对于光电检测器3的像素区域的表面方向和像素区域的法线倾斜，由此基本上指向读取窗RW一半部分的中心；以及其光电检测器一侧的第二光轴OX31b指向顶部分离像素区域3a的中心“a”。
换句话说，第一成像透镜72a的第一光轴OX31a从光电检测器3像素区域的中心轴斜指向读取窗RW一半部分的中心。第二光轴OX31b相对于第一光轴OX31a三维折向光电检测器3的顶部分离像素区域3a的中心“a”。
另外，将第二成像透镜72b配置和安排如下其读取窗一侧的第一光轴OX32a相对于光电检测器3的像素区域的表面方向和像素区域的法线倾斜，由此基本上指向读取窗RW另一半部分的中心；以及其光电检测器一侧的第二光轴OX32b指向底部分离像素区域3b的中心“b”。
换句话说，第二成像透镜72b的第一光轴OX32a从光电检测器3的像素区域的中心轴斜指向读取窗RW另一半部分的中心。第二光轴OX32b相对于第一光轴OX32a三维折向光电检测器3的底部分离像素区域3b的中心“b”。
另外，如图20所说明，成像光学器件71包括部分遮蔽板73，该部分遮蔽板73具有第一矩形板构件73a和第二矩形板构件73b的组合。部分遮蔽板73由例如塑料制成，并喷涂了不反射光的无光泽黑色。
将部分遮蔽板73安排在光电检测器3的像素区域与第一和第二成像透镜72a和72b之间，以平行靠近地相对透镜72a和72b的一个表面壁。
特别地，将第一矩形板构件73a安排为靠近地相对第一成像透镜72a在垂直方向上的一半部分；第一成像透镜72a的这一半部分面向光电检测器3的底部像素区域3b。类似地，将第二矩形板构件73b安排为靠近地相对第二成像透镜72b在垂直方向上的一半部分；第二成像透镜72b的这一半部分面向光电检测器3的顶部像素区域3a。
换句话说，配置第一矩形板构件73a以遮蔽与光电检测器3的底部像素区域3b相对的第一成像透镜72a的FOV的一半部分。类似地，配置第二矩形板构件73b以遮蔽与光电检测器3的顶部像素区域3a相对的第二成像透镜72b的FOV的一半部分。
第一成像透镜72a、第二成像透镜72b以及包括第一和第二矩形板构件73a和73b的部分遮蔽板73的安排允许通过第一成像透镜72a的第一FOV片断Va6和通过第二成像透镜72b的第二FOV片断Vb6被当光学信息读取器位于使得读取窗RW靠近地面对目标R的位置时，定义为向外通过读取窗RW朝向目标R；以及连续排列在平行于读取窗RW的纵向方向(水平方向)LD的目标R上，并具有重叠OV6(见图19)。
特别地，第一成像透镜72a允许从第一FOV片断Va6反射的光在光电检测器3的顶部分离像素区域3a上成像。部分遮蔽板73的第一矩形板构件73a能防止从第一FOV片断Va6反射的光进入光电检测器3的底部分离像素区域3b中。
类似地，第二成像透镜72b允许从第二FOV片断Vb6反射的光在光电检测器3的底部分离像素区域3b上成像。部分遮蔽板73的第二矩形板构件73b能防止从第二FOV片断Vb6反射的光进入光电检测器3的顶部分离像素区域3a中。
将第一和第二FOV片断Va6和Vb6平行于读取窗RW的水平方向LD连续排列，具有重叠OV6，而在垂直于水平方向LD的垂直方向上没有间隙。因此，第一和第二FOV片断Va6和Vb6的合成在平行于光电检测器3扫描方向的水平方向LD上提供了水平取向的FOVV6(见图19)。
如上所述，与第八实施例相类似，根据第九实施例的光学信息读取器可以在水平取向FOV V6中方便地覆盖水平取向的光学可读信息项，诸如具有跨过其条纹和间隔的相对较大长度(宽度)、写在目标R上并具有大数据量的条形码。这样就能方便地以高分辨率读取水平取向项。
另外，在第九实施例中，成像光学器件71由一对成像透镜72a和72b以及部分遮蔽板73组成。因此，相对于使用较贵光学元件的反射镜和/或棱镜来组成成像光学器件71的情况，可以较小成本简单地组成成像光学器件71。
注意，在第九实施例中，将部分遮蔽板73安排在光电检测器3的像素区域与第一和第二成像透镜72a和72b之间。可以将部分遮蔽板73安排在第一和第二成像透镜72a和72b与读取窗RW之间，平行靠近地相对透镜72a和72b另一表面壁。
第十实施例下面参考图21将对根据本发明第十实施例的光学信息读取器进行描述。
图21示意性地说明了根据第十实施例的光学信息读取器的读取机构70A的部分。
读取机构70A具有与读取机构70的结构基本相同的结构。
读取机构70A与读取机构70的不同点在于部分遮蔽板73沿着顶部和底部分离像素区域3a和3b之间的边界线可移动，以及读取机构70A还包括与部分遮蔽板73机械连接的、配置为在预定工作位置和预定收回位置之间移动部分遮蔽板73的驱动机构78。预定工作位置是第一和第二矩形板构件73a和73b分别靠近地相对第一和第二成像透镜72a和72b的位置。注意，在图21中，没有示出光电检测器3和成像透镜42a和42b，以便简化对驱动机构78的描述。
和驱动机构48一样，驱动机构78包括连接到部分遮蔽板73一个侧壁上的启动杆79。启动杆79沿着与光电检测器3的水平扫描方向相对应的读取窗RW的水平方向LD相对于部分遮蔽板73从连接部分延伸出来。
驱动机构78还包括矩形环盒体80。例如，该盒体80由例如光学信息读取器的外壳支撑，与启动杆79相对。启动杆79沿光电检测器3的水平扫描方向LD可移动地被盒体80支撑。预定收回位置是部分遮蔽板73位于远离光电检测器3的盒体80上的位置。
如图21中所说明，驱动机构78包括固定在与盒体80相对的启动杆79的一个表面上的磁体81；安装在盒体80中的一对线圈82a和82b，该对线圈82a和82b接近盒体80的侧壁、跨过磁体81彼此相对；分别位于盒体80的侧壁与一对线圈82a和82b之间的一对轭体83a和83b；以及电气连接到控制单元12以及连接到线圈82a和82b上、用于激励线圈82a和82b的激励电路84。
如图21所示，线圈82a和82b中的每一个都围绕平行于光电检测器3水平扫描方向LD的轴缠绕。激励电路84使电流流过线圈82a和82b，从而在平行于光电检测器3的平行扫描方向LD的轴方向上产生磁场。
特别地，在驱动机构78中，随着需求出现，诸如用户操作一个操作开关6来给控制单元12输入一个指令，控制单元12控制激励电路84使电流以预定极性流过每个线圈82a和82b。这允许产生远离光电检测器3的方向的磁场(见箭头F1)。
由箭头F1表示方向的磁场使磁体81和启动杆79一起向远离光电检测器3的方向移动。启动杆79的移动允许部分遮蔽板73向远离光电检测器3的方向移动，并到达外壳80上的收回位置。
另外，在部分遮蔽板73位于收回位置的状态中，随着需求出现，诸如用户操作一个操作开关6来给控制单元12输入一个指令，控制单元12控制激励电路84使极性与预定极性相反的电流流过每个线圈82a和82b。这允许产生接近光电检测器3的方向的磁场(见箭头F2)。
其方向由箭头F2表示的磁场使磁体81和启动杆79一起向接近光电检测器3的方向移动。启动杆79的移动使部分遮蔽板73向接近光电检测器3的方向移动，并到达工作位置。
换句话说，用户操作一个操作开关6来对控制单元12进行控制，从而有选择地将部分遮蔽板73定位在工作位置或收回位置。
如上所述，在第十实施例中，当部分遮蔽板73位于工作位置时，光学信息读取器可以在水平取向FOV V6中方便地覆盖水平取向的光学可读取信息项，诸如具有其跨过条纹和间隔的相对较大长度、写在目标R上的条形码。这使得能够方便地以高分辨率读取水平取向项。
相反，在第十实施例中，当部分遮蔽板73位于收回位置时，部分遮蔽板没有处在第一和第二成像透镜72a和72b之间。因此，光学信息读取器可以由光电检测器3的整个像素区域在通过第一成像透镜72a的目标R图像和通过第二成像透镜72b的目标R图像之间拾取复合图像。这就优选地拾取了基本上立方二维码。
在第十实施例中，驱动机构78自动地移动启动杆79和部分遮蔽板73，从而将部分遮蔽板73有选择地定位在工作位置或收回位置。然而，本发明并不局限于此结构。
特别地，在第十实施例中，部分遮蔽板73沿工作位置和收回位置之间的边界线可移动，并且启动杆79沿光电检测器3的水平扫描方向LD可移动地由盒体80支撑。因此，启动杆79沿光电检测器3的水平扫描方向LD的用户手动移动允许部分遮蔽板73在工作位置和收回位置之间移动。
在第十实施例中，部分遮蔽板73沿顶部和底部分离像素区域3a和3b之间的边界线可移动，并且将驱动机构78安装在根据本发明第九实施例的光学信息读取器的读取机构70中。然而，本发明不局限于该结构。特别地，部分遮蔽板73沿顶部和底部分离像素区域3a和3b之间的边界线可移动，并且可以将驱动机构78安装在根据第八实施例的光学信息读取器的读取机构60中。该修改可以获得上述第十实施例中描述的相同效果。
第十一实施例下面参考图22、23A、23B、24A、24B、25A以及25B对根据本发明第十一实施例的光学信息读取器进行描述。
如图22所说明，根据第十一实施例的光学信息读取器1A的读取机构2A还包括标记光束照射设备90。该标记光束照射设备90用于标记光学信息读取器1A的读取位置(拾取区域)的定位，诸如光学信息读取器1A的水平取向FOV V7的中心。
标记光束照射设备90包括作为发射激光束的光源的激光二极管90a以及置于激光二极管90a光发射一侧并与之同轴排列的塑料聚光透镜90b。特别地，从激光二极管90a发出的激光束由聚光透镜90b会聚，在目标R上聚焦(照射)为一个点光束；此点光束示出了光学信息读取器1A的读取位置(拾取区域)的定位。代替聚光透镜90b，可以使用衍射光栅(diffractive grating)。
另外，图23A和23B示意性地说明了根据第十一实施例的光学信息读取器1A的读取机构2A。
除了成像光学器件92以外，读取机构2A具有与读取机构40基本上相同的结构。因此，除了成像光学器件92以外，将类似的参考字符分配给根据第五和第十一实施例的光学信息读取器的类似部件，使得省略或简化根据第十一实施例的光学信息读取器的相应部件描述。
成像光学器件92受例如光学信息读取器1A的外壳支撑。
成像光学器件92包括整体具有基本上矩形板形状的透镜单元94。
特别地，如图24A和24B所述，透镜单元94包括具有很薄宽度以及基本上矩形外形的塑料框95；集成在框95中并彼此偶合(couple)的、分别对应于光电检测器3的顶部和底部分离像素区域3a和3b的一对第一和第二成像透镜96a和96b；以及集成在框95内并与第一和第二成像透镜96a和96b相偶合的聚光透镜90b。
将透镜单元94安排在光电检测器3和读取窗RW之间，使得第一和第二成像透镜96a和96b基本上沿顶部和底部分离像素区域3a和3b之间的边界线排列。
第一成像透镜96a配置以及安排如下其读取窗一侧的第一光轴OX41a相对于光电检测器3的像素区域的表面方向和该像素区域的法线倾斜，由此基本上指向该读取窗RW一半部分的中心，以及其在光电检测器一侧的第二光轴OX41b指向顶部分离像素区域3a的中心“a”。
换句话说，第一成像透镜96a的第一光轴OX41a从光电检测器3的像素区域的中心轴倾斜指向读取窗RW一半部分的中心。第二光轴OX41b相对于第一光轴OX41a三维折向光电检测器3的顶部分离像素区域3a的中心“a”。
另外，第二成像透镜96b配置以及安排如下其读取窗一侧的第一光轴OX42a相对于光电检测器3的像素区域的表面方向和该像素区域的法线倾斜，由此基本上指向该读取窗RW另一半部分的中心，以及其光电检测器一侧的第二光轴OX42b指向底部分离像素区域3b的中心“b”。
换句话说，第二成像透镜96b的第一光轴OX42a从光电检测器3像素区域的中心轴倾斜指向读取窗RW另一半部分的中心。第二光轴OX42b相对于第一光轴OX42a三维折向光电检测器3的底部分离像素区域3b的中心“b”。
在垂直方向上将聚光透镜90b安排在第一和第二成像透镜96a和96b的上侧，与光电检测器3的顶部像素区域3a相对。
框95形成有分别位于互为对顶角的一对角部分处的安装孔95a。框95配置为上述安排的第一和第二成像透镜96a和96b以及聚光透镜90b之间的中间体，将它们结合在一起。
例如，框95、第一和第二成像透镜96a和96b以及聚光透镜90b可以形成在一块塑料上。
另外，成像光学器件92包括与透镜单元94的框95的形状相对应的、整体具有基本上矩形板形状的光遮蔽盖100。该光遮蔽盖100由例如塑料制成，并且喷涂了不反光的无光泽黑色。
如图23B所说明，将光遮蔽盖100附加在框95的面向读取窗RW的一个表面壁上。
特别地，如图25A和25B所说明，光遮蔽盖100形成有三个开口100a、100b、100c，分别匹配第一成像透镜96a、第二成像透镜96b以及聚光透镜90b。
在与框95的该一个表面壁相对的光遮蔽盖100的一个表面壁上形成有安装栓100d，该安装栓100d分别位于光遮蔽盖100的该一个表面壁的互成对顶角的一对角部分处。
特别地，将光遮蔽盖100附加在框95的一个表面壁上，使得将安装栓100d分别插入安装孔95a中；以及第一成像透镜96a、第二成像透镜96b以及聚光透镜90b分别适配在三个开口100a、100b以及100c中。
光遮蔽盖100用以将第一成像透镜96a、第二成像透镜96b以及聚光透镜90b彼此光学地隔离。这可以防止通过透镜96a、96b以及90b其中一个透镜的光干扰通过透镜96a、96b以及90b其中另一个透镜的光。
第一成像透镜96a、第二成像透镜96b以及光遮蔽盖100的安排允许通过第一成像透镜96a的第一FOV片断Va7和通过第二成像透镜96b的第二FOV片断Vb7被当光信息读取器位于使得读取窗RW靠近地面对目标R的位置时，定义为向外通过读取窗RW朝向目标R；以及平行于读取窗RW的纵向方向(水平方向)LD连续排列在目标R上，具有重叠OV7(见图23A)。
特别地，第一成像透镜96a允许从第一FOV片断Va7反射的光在光电检测器3的顶部分离像素区域3a上成像。类似地，第二成像透镜96b允许从第二FOV片断Vb7反射的光在光电检测器3的底部分离像素区域3b上成像。
第一和第二FOV片断Va7和Vb7平行于读取窗RW的水平方向LD连续排列，具有重叠OV7，在垂直于水平方向LD的垂直方向上没有间隙。因此，第一和第二FOV片断Va7和Vb7的合成在平行于光电检测器3扫描方向的水平方向LD上提供了水平取向的FOVV7(见图23A)。
如上所述，与第五实施例相类似，根据第十一实施例的光学信息读取器可以在水平取向FOV V7中方便地覆盖水平取向的光学可读取信息项，诸如具有跨过其条纹和间隔的相对较大长度(宽度)、写在目标R上并具有大数据量的条形码。这使得能方便地以高分辨率读取水平取向项。
此外，在第十一实施例中，第一和第二成像透镜96a和96b相互集成为透镜单元94。因此，可以减少读取机构2A的组件数目；简化读取机构2A的结构；节省光学信息读取器1A外壳中的空间；以及简化读取机构2A在光学信息读取器1A外壳中的安装。
而且，在第十一实施例中，还可以将用以会聚从激光二极管90a发出的激光束的标记光束照射设备90的聚光透镜90b与透镜单元94集成在一起。这使得读取机构2A的结构将会更为简化。
第十二实施例下面参考图26A和26B对根据本发明第十二实施例的光学信息读取器进行描述。
根据第十二实施例的光学信息读取器与根据第十一实施例的光学信息读取器的不同点是成像光学器件92A的结构。因此，将类似的参考字符分配给根据第十一和第十二实施例的光学信息读取器的类似部件，使得省略根据第十二实施例的光学信息读取器的相应部件描述。
特别地，成像光学器件92A包括透镜单元94以及具有整体与透镜单元94的框95的形状相对应的基本上矩形板形状的光遮蔽盖101。该光遮蔽盖101由例如塑料制成，并喷涂了不能反射光的无光泽黑色。
在第十二实施例中，用共注成型(coinjectiong molding)来将透镜单元94以及光遮蔽盖101形成在一块。
特别地，首先，将框95、第一和第二成像透镜96a和96b以及聚光透镜90b形成在一块透明塑料上。
然后，将光遮蔽盖101在框95的一个表面壁上形成在一块包含黑颜色的塑料中。
根据第十二实施例，因为光遮蔽板101和透镜单元94集成在一起形成了成像光学器件92A，可以进一步减少成像光学器件92A的组件数目，从而进一步简化成像光学器件92A的结构。
注意，在第十一实施例和第十二实施例中，聚光透镜90b和透镜单元94集成在一起，但是可以将聚光透镜90b与透镜单元94分开。
另外，在第十一实施例和第十二实施例中的每一个实施例中，将光遮蔽盖100(101)附加在面向读取窗RW的框95的一个表面壁上。也可以将光遮蔽盖100(101)附加在面向光电检测器3像素区域的框95的另一个表面壁上。
此外，在第十一实施例和第十二实施例的每一个实施例中，代替光遮蔽盖100(101)，可将第五到第七实施例的任意一个实施例中描述的隔离板安置在透镜单元94的该另一个表面壁侧，并附加在顶部和底部分离像素区域3a和3b之间的边界部分上。
本发明不局限于第一到第十二实施例，第一到第十二实施例在本发明范围内是可扩展的和/或可修改的。
在第一、第二以及第四至第十二实施例中的每一个实施例中，将对应于第一FOV片断的第一图像数据和对应于第二FOV片断的第二图像数据合成在一起，以便获得对应于水平取向FOV的合成图像数据。
根据本发明的成像设备可以存储对应于第一FOV片断的第一图像数据以及对应于第二FOV片断的第二图像数据。
随着需求产生，成像设备可以将第一图像数据和第二图像数据发给作为外部设备的个人计算机。在此修改中，个人计算机可以将第一图像数据与第二图像数据合成，从而获得对应于水平取向FOV的合成图像数据。
特别地，在该修改中，配置为用于合成对应于第一FOV片断的第一图像数据和对应于第二FOV片断的第二图像数据的处理单元可以在成像设备之外。
在第一实施例中，控制单元12使用多级别格式的第一和第二图像数据来产生合成图像数据，并解码所产生的合成图像数据。
然而，如上所述，在存储器15的不同区域中的一个区域中，存储了第一和第二二进制化图像数据，该数据由比较电路16获得，对应于包含在水平取向FOV V中的目标R的水平取向区域。
特别地，在第一实施例的修改中，在图5的步骤S3中的图像拾取任务以后，在步骤S4中控制单元12使用了第一和第二二进制图像数据，以检测第一和第二二进制图像数据中相同的像素值模式。
在步骤S4中的检测任务以后，控制单元12识别第一和第二二进制图像数据的每一个数据中的相同像素值模式的位置(每个地址)，从而在步骤S5中识别出二进制格式的第一和第二图像数据之间的位置关系。
接着，在图27的步骤S6a中，控制单元12在相同像素值模式的基础上将第一二进制图像数据和第二二进制图像数据接合在一起，由此产生一幅对应于水平取向FOV V的二进制化图像数据。
在下一步骤S7a中，控制单元确定在该一幅二进制化图像数据中是否包含了与诸如条形码、二维码以及其它类型码的光学信息码中至少一个码相对应的码模式。
如果确定在合成图像数据中没有码模式(在步骤S7a中确定为否)，则控制单元12退出光学信息读取任务。
否则，如果确定在一幅二进制化图像数据中包含了码模式(在步骤S7a中确定为是)，控制单元12前进到步骤S8。在步骤S8中，控制单元12执行上述解码任务。
特别地，在步骤S8中的解码任务中，根据该修改的控制单元12使用了一幅二进制化图像数据来代替合并的图像数据，从而解码了至少一个光学信息。
在第一到第十二实施例中的每一个实施例中，可以将用于获得水平取向FOV(全景FOV)的成像光学器件模块化，以便可移动地安装在第一到第十一实施例中的每个成像设备外壳内。在该修改中，可以分开准备用于获得高宽比(垂直水平比)为3∶4的常规FOV的常规成像光学器件，也可以将该器件模块化以便可移动地安装到第一到第十一实施例中每一个的成像设备外壳内。
特别地，在此修改中，可以选择模块化的成像光学器件和模块化的常规成像光学器件，用于被手动或自动地安装在成像设备外壳中。这就允许根据用户的要求将成像设备的FOV在水平取向FOV和3∶4高宽比的常规FOV之间进行切换。
可以将第十一和第十二实施例中描述的标记光束照射设备提供给第一到第十实施例中的每一个实施例。在第十一和第十二实施例的每一个实施例中，标记光束照射设备90配置为照射在目标R上一个点光束以便标记光学信息读取器的读取位置(拾取区域)的定位，诸如水平取向FOV的中心。然而，标记光束照射设备并不局限于该结构。
特别地，可以在第一到第十一实施例中每一个实施例的成像设备中使用这样的标记光束照射设备，该标记光束照射设备用于在目标R上照射多个点光束以便标记与水平取向FOV相关的多个点，诸如水平取向FOV的两个侧面。另外，也可以在第一到第十一实施例中每一个实施例的成像设备中使用这样的标记光束照射设备，该标记光束照射设备用于在目标R上照射标记光束以标记与水平取向FOV相关的各种配置。
在第一到第十二实施例的每一个实施例中，将光电检测器3的光敏像素区域在垂直方向上分为尺寸相等的两个分离像素区域，因为光电检测器3的像素区域是水平扫描的，因此这种分割是优选的。然而，本发明并不局限于此结构。
特别地，可以调整光电检测器3的像素区域的分割数目。另外，可以将光电检测器3的像素区域在水平方向上分为两个或更多个尺寸相等或不等的分离像素区域。
在第一到第十二实施例的每一个实施例中，使用彩色CCD区域传感器作为二维光电检测器3，但也可以使用其它类型的二维传感器，诸如COMS传感器。
在第一到第十二实施例的每一个实施例中，可以将诸如第一和第二片断或者第一到第三片断的多个FOV片断连续排列在诸如垂直方向的另一个方向上，并具有重叠。
例如，在第一实施例中，将第一和第二片断平行于读取窗RW的水平方向LD连续排列，并具有重叠，但本发明并不局限于此结构。
特别地，可以将第一和第二FOV片断在诸如水平方向的预定方向上无重叠地连续排列。
在此修改中，在图5的步骤S4中，控制单元12可以识别顶部分离像素区域3a的边界地址，其中存储了在预定方向上与第一FOV片断一端相对应的第一图像数据部分。另外，控制单元12可以识别底部分离像素区域3b的边界地址，其中存储了在预定方向上与第二FOV片断一端相对应的第二图像数据部分；在预定方向上第二FOV的该一端与第一FOV片断的该一端邻接。
在步骤S5中，基于识别的顶部和底部分离像素区域3a和3b的边界地址，控制单元12可以识别二进制格式或多级别格式的第一和第二图像数据之间的位置关系。
特别地，在此修改中，因为没有执行步骤S6中的删除任务而产生了第一和第二图像数据的合成图像数据，所以有可能减少获得合成图像数据的处理时间。
在第一到第十二实施例中，已经描述了各种类型的成像光学器件，但可以使用其它类型的成像光学器件。
例如，图28示意性地说明了根据第一实施例的第一修改的光绪信息读取器的读取机构110的部分。
除了成像光学器件111的结构以外，读取机构110具有与读取机构2基本上相同的结构。因此，除了成像光学器件111的结构以外，将类似的参考字符分配给根据第一实施例和第一修改的光学信息读取器的类似部件，使得省略或简化根据第一修改的光学信息读取器的相应部件描述。
成像光学器件111包括多角镜112和与其机械连接、并被电气连接到控制单元12的旋转驱动机构113。该多角镜112是具有多个反射表面(镜面)的等边多角棱镜，并且由例如半透明玻璃或塑料制成。
在控制单元12的控制下，旋转驱动机构113允许多角镜112围绕垂直于读取窗RW水平方向LD的旋转轴进行旋转。安排多角镜112使得反射表面面向光电检测器3的顶部分离像素区域3a和底部分离像素区域3b之间的边界部分。
成像光学器件111还包括在多角镜112和读取窗RW之间安排的一对第一和第二成像透镜114a和114b。
多角镜112的预定旋转位置允许通过一个反射表面112a的顶部分离像素区域3a的第一FOV Va和通过另一个反射表面112b的底部分离像素区域3b的第二FOV Vb被当光信息读取器位于使得读取窗RW靠近地面对目标R的位置时，定义为向外通过读取窗RW朝向目标R；以及平行于读取窗RW的水平方向LD连续排列在目标R上，具有重叠OV(见图28)。
特别地，多角镜112的预定旋转位置以及第一成像透镜114a允许一个反射表面112a将光反射并三维折向光电检测器3的顶部分离像素区域3a；此光从第一FOV片断Va反射到一个反射表面112a。
类似地，多角镜112的预定旋转位置以及第二成像透镜114b允许另一个反射表面112b将光反射并三维折向光电检测器3的底部分离像素区域3b；此光从第二FOV片断Vb反射到另一个反射表面112b。
另外，图29示意性地说明了根据第一实施例的第二修改的光学信息读取器的读取机构120部分。
除了成像光学器件121的结构以外，读取机构120具有与读取机构2基本上相同的结构。因此，除了成像光学器件121的结构以外，将类似的参考字符分配给根据第一实施例和第二修改的光学信息读取器的类似部件，使得省略或简化根据第二修改的光学信息读取器的相应部件描述。
成像光学器件121包括板镜122和与其机械连接、并且电气连接到控制单元12的旋转驱动机构123。该板镜122具有第一和第二相对的反射表面，并且由例如半透明玻璃或塑料制成。
在控制单元12的控制下，旋转驱动机构123允许板镜122围绕垂直于读取窗RW水平方向LD的旋转轴进行旋转。安排板镜122使得第一和第二反射表面122a和122b之一面向光电检测器3的像素区域。
成像光学器件121还包括安排在板镜122和读取窗RW之间的一对第一和第二成像透镜124a和124b。
板镜122的预定旋转位置允许通过第一反射表面122a一部分的顶部分离像素区域3a的第一FOV片断Va以及通过第一反射表面122a另一部分的底部分离像素区域3b的第二FOV片断Vb被当光学信息读取器位于使得读取窗RW靠近地面对目标R的位置时，定义为向外通过读取窗RW朝向目标R；以及平行于读取窗RW的水平方向LD连续排列在目标R上，具有重叠OV(见图29)。
特别地，板镜122的预定旋转位置以及第一成像透镜124a允许第一反射表面122a的一部分将光反射并三维折向光电检测器3的顶部分离像素区域3a；此光从第一FOV片断Va反射到第一反射表面122a的一部分上。
类似地，板镜122的预定旋转位置以及第二成像透镜124b允许第一反射表面122a的另一部分将光反射并三维折向光电检测器3的底部分离像素区域3b；此光从第二FOV片断Vb反射到第一反射表面122a的另一部分。
此外，图30示意性地说明了根据第一实施例的第三修改的光学信息读取器的读取机构130的部分。
除了成像光学器件131的结构以外，读取机构130具有与读取机构2基本上相同的结构。因此，除了成像光学器件131的结构以外，将类似的参考字符分配给根据第一实施例和第三修改的光学信息读取器的类似部件，使得省略或简化根据第三修改的光学信息读取器的相应部件描述。
成像光学器件131包括具有三角形或楔形底面以及三个矩形侧面的棱镜132。该棱镜132由例如半透明玻璃或塑料制成。
安排棱镜132使得相邻的第一和第二侧面132a和132b分别相对于光电检测器3的顶部和底部像素区域3a和3b的一半部分和另一半部分。
成像光学器件131还包括安排在棱镜132和读取窗RW之间的一对第一和第二成像透镜133a和133b。
棱镜132以及第一和第二成像透镜133a和133b允许通过第一面132a的顶部分离像素区域3a的第一FOV片断Va以及通过另一个面132b的底部分离像素区域3b的第二FOV片断Vb被当光信息读取器位于使得读取窗RW靠近地面对目标R的位置时，定义为向外通过读取窗RW朝向目标R；以及平行于读取窗RW的水平方向LD连续排列在目标R上，具有重叠OV(见图30)。
特别地，棱镜132允许光折射，以通过第一成像透镜133a将折射光三维折向光电检测器3的顶部分离像素区域3a；此光从第一FOV片断Va反射进入棱镜132，穿过第一侧面132a。
类似地，棱镜132允许光折射，以通过第二成像透镜133b将折射光三维折向光电检测器3的底部分离像素区域3b；此光从第二FOV片断Vb反射进入棱镜132，穿过第二面132b。
第一到第十二实施例中的每一个实施例一样，将第一和第二FOV片断Va和Vb平行于读取窗RW的水平方向LD连续排列，具有重叠OV，在垂直于水平方向LD的垂直方向上没有间隙。因此，第一和第二FOV片断Va和Vb的合成提供了水平取向FOV V。
如上所述，在第一实施例的第一到第三修改的每一个修改中，可以方便地在水平取向FOV V中覆盖水平取向的光学可读信息项，诸如具有跨过其条纹和间隔的相对较大长度(宽度)的、写在目标R上、并具有大数据量的条形码。这就使得能方便地以高分辨率读取水平取向项。
虽然已经描述了当前考虑到的本发明的这些实施例和修改，但是可以理解的是可以做出这里还没有描述的各种修改，并且在所附权利要求中有意地涵盖了所有落在本发明的真正精神和范围内的这些修改。
权利要求
1.一种用于对目标成像的成像设备，所述成像设备包括具有二维光敏像素区域的光电检测器，所述二维光敏像素区域被分为多个分离像素区域；以及成像光学器件，配置成定义FOV(视野)的多个片断，所述FOV的所述多个片断分别对应于所述光电检测器的所述多个分离像素区域；以及在预定方向上对所述FOV的所述多个片断进行排列以形成预定方向取向的FOV，使得至少将所述目标部分地包含在所述预定方向取向的FOV中。
2.如权利要求1所述的成像设备，其中所述多个分离像素区域包括第一和第二分离像素区域，所述FOV的所述多个片断包括分别对应于所述光电检测器的所述第一和第二分离像素区域的所述FOV的第一和第二片断，以及配置所述成像光学器件以在所述预定方向上有重叠地排列所述FOV的所述第一和第二片断。
3.如权利要求1所述的成像设备，其中所述二维光敏像素区域由相互垂直的第一和第二方向上的多个像素组成，配置为将所述二维光敏像素区域的每个像素中的电荷在所述第一和第二方向中的一个方向上进行扫描；以及在所述第一和第二方向中的另一个方向上被分为所述多个分离像素区域，以及其中将所述成像光学器件配置为平行于所述第一和第二方向中的所述一个方向排列所述FOV的所述多个片断。
4.如权利要求2所述的成像设备，其中将所述成像光学器件配置为将第一和第二光束分别聚焦到所述光电检测器的所述第一和第二分离像素区域上，所述第一和第二光束从所述目标的第一和第二部分反射出来，所述FOV的所述第一和第二片断中分别包含了所述目标的所述第一和第二部分，还包括合成图像获得单元，配置用于基于聚焦到所述光电检测器的所述第一和第二分离像素区域上的所述第一和第二光束，拾取所述目标的所述第一和第二部分的第一图像数据和第二图像数据；将所述第一图像数据与所述第二图像数据进行比较，基于比较结果，检测出与所述FOV的所述第一和第二片断之间的所述重叠相对应的、所述第一图像数据和第二图像数据中至少之一的部分；以及基于所述第一图像数据、所述第二图像数据以及所述第一图像数据和所述第二图像数据中至少之一的所述检测出的部分来产生合成图像数据。
5.如权利要求4所述的成像设备，其中，当所述成像光学器件配置用于在所述预定方向上有重叠地排列所述FOV的所述第一和第二片断，使得在相对于所述预定方向的另一个方向上有偏离区域时，所述合成图像数据包含所述偏离区域的偏离图像数据，还包括配置用于从所述合成图像数据中删除所述偏离图像数据的删除单元。
6.如权利要求2所述的成像设备，其中所述目标包括一项光学可读信息，所述光学可读信息包含在所述预定方向取向的FOV中，并且所述成像光学器件配置用于将第一和第二光束分别聚焦在所述光电检测器的所述第一和第二分离像素区域上，所述第一和第二光束从所述目标的第一和第二部分反射出来，所述目标的所述第一和第二部分分别包含在所述FOV的所述第一和第二片断中，还包括拾取单元，配置用于基于聚焦在所述光电检测器的所述第一和第二分离像素区域上的所述第一和第二聚焦光束，拾取所述目标的所述第一部分和第二部分的第一图像数据和第二图像数据；识别单元，配置用于基于所述第一图像数据和所述第二图像数据，识别对应于该项光学可读取信息的给定模式；以及解码单元，配置用于基于所述第一图像数据、所述第二图像数据以及所识别的给定模式，解码该项光学可读信息。
7.如权利要求6所述的成像设备，其中所述二维光敏像素区域由相互垂直的第一和第二方向上的多个像素组成，所述第一图像数据是将聚焦到所述第一分离像素区域的每个像素上的所述第一光束的强度级别与门限级别相比较而产生的第一二进制化图像数据，所述第二图像数据是将聚焦到所述第二分离像素区域的每个像素上的所述第二光束的强度级别与所述门限级别相比较而产生的第二二进制化图像数据，并且将所述解码单元配置用于将所述第一二进制化图像数据与所述第二二进制化图像数据进行比较，基于比较结果，检测出与所述FOV的所述第一和第二片断之间的所述重叠相对应的、所述第一二进制化图像数据和所述第二二进制化图像数据中至少之一的部分；基于所述第一二进制化图像数据和所述第二二进制化图像数据中至少之一的所述检测出的部分，将所述第一二进制化图像数据和所述第二二进制化图像数据接合在一起，以产生对应于所述预定方向取向FOV的一幅二进制化图像数据；以及基于该幅二进制化图像数据和所述识别的给定模式来解码该项光学可读信息。
8.如权利要求6所述的成像设备，其中所述解码单元配置用于将所述第一图像数据与所述第二图像数据进行比较，基于比较结果，检测出与所述FOV的所述第一和第二片断之间的所述重叠相对应的、所述第一图像数据和所述第二图像数据中至少之一的部分；基于所述第一图像数据、所述第二图像数据以及所述第一图像数据和所述第二图像数据中至少之一的所述检测出的部分，产生合成图像数据；以及基于所述合成图像数据以及所述识别的给定模式，解码该项光学可读信息。
9.如权利要求2所述的成像设备，其中所述成像光学器件包括相对所述光电检测器的所述二维光敏像素区域安排的、相对于所述光电检测器的所述二维光敏像素区域的表面方向和其所述二维光敏像素区域的法线倾斜的第一反射镜；相对所述光电检测器的所述二维光敏像素区域安排的、相对于所述光电检测器的所述二维光敏像素区域的所述表面方向和其所述二维光敏像素区域的所述法线倾斜的第二反射镜；安排在所述第一反射镜和所述目标之间的第一成像透镜；以及安排在所述第二反射镜和所述目标之间的第二成像透镜，其中所述第一反射镜和所述第一成像透镜的安排允许所述第一反射镜将第一光束反射并折向所述光电检测器的所述第一分离像素区域，所述第一光束通过所述第一成像透镜从所述FOV的所述第一片断反射到所述第一反射镜上，以及所述第二反射镜和所述第二成像透镜的安排允许所述第二反射镜将第二光束反射并折向所述光电检测器的所述第二分离像素区域，所述第二光束通过所述第二成像透镜从所述FOV的所述第二片断反射到所述第二反射镜上。
10.如权利要求2所述的成像设备，其中所述成像光学器件包括与所述光电检测器的所述第一分离像素区域相对安置的第一成像光学元件，所述第一成像光学元件具有相对所述目标的第一光轴以及相对所述第一分离像素区域的第二光轴，所述第一光轴指向所述FOV的所述第一片断，所述第二光轴指向所述第一分离像素区域；与所述光电检测器的所述第二分离像素区域相对安置的、基本上在垂直于所述预定方向的方向上与所述第一成像光学元件排列的第二成像光学元件，所述第二成像光学元件具有相对所述目标的第三光轴以及相对所述第二分离像素区域的第四光轴，所述第三光轴指向所述FOV的所述第二片断，所述第四光轴指向所述第二分离像素区域；以及安排用于将所述第一分离像素区域和所述第一成像光学元件之间的光路与所述第二分离像素区域和所述第二成像光学元件之间的光路分隔开的隔离构件；其中所述第一成像光学元件和所述隔离构件的安排允许所述第一成像光学元件将第一光束折向所述光电检测器的所述第一分离像素区域，所述第一光束从所述FOV的所述第一片断反射到所述第一成像光学元件上，以及所述第二成像光学元件和所述隔离构件的安排允许所述第二成像光学元件将第二光束折向所述光电检测器的所述第二分离像素区域，所述第二光束从所述FOV的所述第二片断反射到所述第二成像光学元件上。
11.如权利要求2所述的成像设备，其中所述成像光学器件包括对应于所述光电检测器的所述第一分离像素区域的第一成像光学元件，所述第一成像光学元件具有相对所述目标的第一光轴以及相对所述第一分离像素区域的第二光轴，所述第一光轴指向所述FOV的所述第一片断，所述第二光轴指向所述第一分离像素区域；对应于所述第二分离像素区域、并在基本上平行于所述预定方向的方向上与所述第一成像光学元件排列的第二成像光学元件，所述第二成像光学元件具有相对所述目标的第三光轴以及相对所述第二分离像素区域的第四光轴，所述第三光轴指向所述FOV的所述第二片断，所述第四光轴指向所述第二分离像素区域；安排用于将所述第一分离像素区域和所述第一成像光学元件之间的光路与所述第二分离像素区域和所述第二成像光学元件之间的光路分隔开的隔离构件；其中所述第一成像光学元件和所述隔离构件的安排允许所述第一成像光学元件将第一光束折向所述光电检测器的所述第一分离像素区域，所述第一光束从所述FOV的所述第一片断反射到所述第一成像光学元件上，以及所述第二成像光学元件和所述隔离构件的安排允许所述第二成像光学元件将第二光束折向所述光电检测器的所述第二分离像素区域，所述第二光束从所述FOV的所述第二片断反射到所述第二成像光学元件上。
12.如权利要求10所述的成像设备，其中将所述隔离构件安排为在工作位置和收回位置之间可移动，位于所述工作位置的所述隔离构件将所述第一分离像素区域和所述第一成像光学元件之间的光路与所述第二分离像素区域和所述第二成像光学元件之间的光路分隔开，位于所述收回位置的所述隔离构件远离所述光电检测器。
13.如权利要求12所述的成像设备，还包括机械连接到所述隔离构件、并且配置用于在所述工作位置和所述收回位置之间移动所述隔离构件的驱动机构。
14.如权利要求11所述的成像设备，其中将所述隔离构件安排为在工作位置和收回位置之间可移动，位于所述工作位置的所述隔离构件将所述第一分离像素区域和所述第一成像光学元件之间的光路与所述第二分离像素区域和所述第二成像光学元件之间的光路分隔开，位于所述收回位置的所述隔离构件远离所述光电检测器。
15.如权利要求14所述的成像设备，还包括机械连接到所述隔离构件、并且配置用于在所述工作位置和所述收回位置之间移动所述隔离构件的驱动机构。
16.如权利要求2所述的成像设备，其中，所述成像光学器件包括对应于所述光电检测器的所述第一分离像素区域的第一成像光学元件，所述第一成像光学元件具有相对所述目标的第一光轴以及相对所述第一分离像素区域的第二光轴，所述第一光轴指向所述FOV的所述第一片断，所述第二光轴指向所述第一分离像素区域；对应于所述第二分离像素区域、并在基本上平行于所述预定方向的方向上与所述第一光学成像元件排列的第二成像光学元件，所述第二成像光学元件具有相对所述目标的第三光轴以及相对所述第二分离像素区域的第四光轴，所述第三光轴指向所述FOV的所述第二片断，所述第四光轴指向所述第二分离像素区域；以及安排在所述光电检测器的所述二维光敏像素区域与所述第一和第二成像光学元件之间、以及在所述目标与所述第一和第二成像光学元件之间中至少之一的部分遮蔽构件，所述部分遮蔽构件部分地遮蔽第一光学成像构件的FOV和第二光学成像构件的FOV，其中所述光学第一成像光学元件和所述部分遮蔽构件的安排允许第一光束的一部分受到遮蔽、且剩余的第一光束指向所述光电检测器的所述第一分离像素区域，所述第一光束从所述FOV的所述第一片断反射到所述第一成像光学元件上，以及所述第二成像光学元件和所述部分遮蔽构件的安排允许第二光束的一部分受到遮蔽、且剩余的第二光束指向所述光电检测器的所述第二分离像素区域，所述第二光束从所述FOV的所述第二片断反射到所述第二成像光学元件上。
17.如权利要求16所述的成像设备，其中所述部分遮蔽构件安排成在工作位置和收回位置之间可移动，位于所述工作位置的所述部分遮蔽构件部分地遮蔽第一光学成像构件的FOV和第二光学成像构件的FOV，位于所述收回位置的所述部分遮蔽构件远离所述光电检测器。
18.如权利要求17所述的成像设备，还包括机械连接到所述部分遮蔽构件、并且配置用于在所述工作位置和所述收回位置之间移动所述部分遮蔽构件的驱动机构。
19.如权利要求2所述的成像设备，其中，所述成像光学器件包括与所述光电检测器的所述二维光敏像素区域相对安置的第一成像光学元件，所述第一成像光学元件具有相对所述目标的第一光轴以及相对所述第一分离像素区域的第二光轴，所述第一光轴指向所述FOV的所述第一片断，所述第二光轴指向所述第一分离像素区域；以及与所述光电检测器的所述二维光敏像素区域相对安置的第二成像光学元件，所述第二成像光学元件具有相对所述目标的第三光轴以及相对所述第二分离像素区域的第四光轴，所述第三光轴指向所述FOV的所述第二片断，所述第四光轴指向所述第二分离像素区域，其中所述第一成像光学元件和所述第二成像光学元件形成在一块塑料上，以形成透镜单元。
20.如权利要求2所述的成像设备，还包括具有光学元件、并安排朝向所述目标的标记光束照射单元，所述标记光束照射单元配置用于发出标记光束，所发出的标记光束被所述光学元件会聚并照射到所述目标上，其中所述光学元件、所述第一成像光学元件以及所述第二成像光学元件形成在一块塑料上，以形成所述透镜单元。
21.如权利要求19所述的成像设备，其中，所述透镜单元包括配置成作为所述第一和第二成像透镜之间的中间体以整体支撑所述第一和第二成像透镜的框，并且所述成像光学器件还包括配置用于覆盖所述框的光遮蔽盖。
22.如权利要求21所述的成像设备，其中使用共注成型将所述透镜单元和所述光遮蔽盖形成在一块。
23.如权利要求1所述的成像设备，其中所述二维光敏像素区域由在相互垂直的第一和第二方向上的多个像素组成，将所述二维光敏像素区域的每个像素中的电荷在所述第一和第二方向的一个方向上进行扫描，并且所述二维光敏像素区域具有3∶4的垂直水平比。
全文摘要
在用于对目标成像的成像系统中，提供了具有二维光敏像素区域的光电检测器。将该二维光敏像素区域分为多个分离的像素区域。成像光学器件定义了FOV(视野)的多个片断。FOV的多个片断分别对应于该光电检测器的多个分离像素区域。成像光学器件在预定方向上排列多个FOV片断以形成预定方向取向的FOV，使得至少将该目标部分地包含在预定方向取向的FOV中。
文档编号G03B15/00GK1949833SQ20061013182
公开日2007年4月18日 申请日期2006年10月12日 优先权日2005年10月13日
发明者伊藤邦彦, 重草久志 申请人:电装波动株式会社