专利名称：条形码成像器的制作方法
技术领域：
本公开涉及条形码成像器及用于这样的装置中的照明方法。
背景技术：
条形码是数据的表示，例如，光学机器可读的数据表示。例如，条形码可使用多个平行线和/或这些线间的间隔来表示数据。这样的条形码可被称为一维条形码。作为附加的例子，条形码可使用多个几何形状和/或图案来表示数据，连同其他几何形状和/或图案一道例如有，正方形、圆点、和/或六边形。这样的条形码可被称为二维条形码。条形码可用于表示与一个或多个产品相关联的数据。例如，表示与一个或多个产品相关联的数据的条形码可被放置在该一个或多个产品上(例如，在该一个或多个产品的包装上或者包含该一个或多个产品的容器上)。条形码成像器能够用于创建条形码图像。该条形码成像器可通过，例如在低环境光环境的情况下照明该条形码，来创建该条形码的图像。该条形码的图像之后可用于确定(例如读取)由该条形码表示的数据。条形码成像器的照明模块可仅包括，例如发光二极管(LED)，或者也可以包括透镜。由LED发出的光线可照明位于该条形码成像器附近(例如，几英寸)的条形码以创建该条形码的图像。然而，仅由LED组成的条形码成像器照明模块不可有效地远离条形码成像器(例如，至少两英尺)的条形码，例如，位于仓库中货架上的产品上的条形码。例如，LED的大量发散会大大降低在大范围的辐照度。可使用透镜来降低发散并进而增强在大范围的辐照度。然而LED具有电极迹线，其使该LED的发射区域具有图案化的发光。当这样的LED与透镜使用时，远离条形码成像器的条形码的照明(例如，条形码上的辐照度)可能不会基本上均匀(例如，可能不会基本上均匀地分布)。例如，远离条形码成像器的条形码的照明可能会是结构化的照明(例如，该条形码的一些部分会比其他部分较少地被照明)。由于使用透镜来将LED在条形码上成像的条形码成像器可能不会有效地照明远离条形码成像器(例如，至少两英尺)的条形码，这样的条形码成像器会创建远离该条形码成像器的条形码的不准确的和/或不完整的图像。
图I说明了根据本公开的一个或多个实施例的条形码成像器的一部分。图2说明了根据本公开的一个或多个实施例的条形码成像器的一部分。
具体实施例方式在此描述了条形码成像器及操作条形码成像器的方法。一个或多个实施例包括透镜，其中该透镜具有与其相关联的焦距，以及发光二极管，其中，该发光二极管位于与该透镜关联的焦距内。根据本公开的一个或多个实施例的条形码成像器能比先前的条形码成像器从更远的位置有效地照明和/或创建准确的和/或完整的条形码图像。例如，根据本公开的一个或多个实施例的条形码成像器能够有效地照明和/或创建准确的和/或完整的、距离条形码成像器至少两英尺的条形码的图像，例如，位于仓库中货架上的产品上的条形码。举例来说，距离根据本公开的一个或多个实施例的条形码成像器至少两英尺的条形码的照明可以基本上均匀地横跨该条形 码。也就是，在条形码表面的辐照度可以横跨该条形码的表面基本上均匀地分布。例如，距离根据本公开的一个或多个实施例的条形码成像器至少两英尺的条形码的照明可以是非结构化的照明(例如，基本上条形码的所有部分可以被近似相等地照明)。在随后详细的描述中，参考形成其的一部分的附图。附图通过说明方式示出了本公开的一个或多个实施例如何被实施。这些实施例充分详细地进行了描述以使本领域普通技术人员能够实施本公开的一个或多个实施例。应该理解的是，也可以使用其他的实施例，并且可以在不偏离本公开的范围的情况下进行工艺、电气、和/或结构的改变。将理解的是，在此处各种实施例中示出的元件可被增加、更换、组合、和/或消除以便提供本公开的多个附加实施例。附图中提供的元件的比例和相对尺度意在说明本公开的实施例，而不应当被理解为限制意义。如在此所使用的，“一个”或“多个”某物可指一个或多个这样的物品。例如，“多个
镜子”可指一个或多个镜子。图I说明了根据本公开的一个或多个实施例的条形码成像器100的一部分。如图I所示，条形码成像器100包括透镜102和发光二极管(LED) 104。如图I所说明的，透镜102可具有与其相关联的焦点106。本领域技术人员将理解的是，焦点106可以是，例如，穿过透镜102的准直光(例如，光线几乎平行的光)发生聚焦的点。如图I所说明的，透镜102也可具有与其相关联的焦距f。本领域技术人员将理解的是，焦距f可以是，例如，穿过透镜102的准直光被带到焦点所越过的距离。如图I所示，LED 104位于与透镜102相关的焦距f之内。也就是说，如图I所说明的，LED 104位于透镜102和焦点106之间。如图I所说明的，LED 104可位于离焦点106的距离dl处。距离dl可以是，例如，50微米、100微米、或150微米。然而，本公开的实施例不限定于LED 104和焦点106之间
的特定距离。透镜102可以是可移动的透镜。S卩，透镜102的位置可以在在条形码成像器100内移动(例如，平移)。移动透镜102的位置可移动焦点106的位置。也就是,移动透镜102的位置可改变LED 104和焦点106之间的距离dl。例如，使图I所说明的实施例中透镜102散焦(例如，将透镜102向左移动)可使焦点106的位置向左移动，这可增加LED 104和焦点106之间的距离dl。在图I所说明的实施例中，透镜102是非球面透镜(例如，透镜102的表面具有旋转对称的轮廓，但不是球体的一部分)。透镜102也可以是玻璃透镜。这些透镜类型能够，例如，增加条形码成像器100的效率(例如，照明效率)和/或减小其尺寸。然而，本公开的实施例不限定于特定类型的透镜。例如连同其他类型的透镜一道，透镜102也可以是凹透镜(例如，具有至少一个凹表面的透镜)或凸透镜(例如，具有至少一个凸表面的透镜)。透镜102可具有数值孔径(例如，角度范围，在该角度范围上透镜102能接收和/或发出光)，例如，大约0.64。透镜102也可以具有色差(例如，彩色失真)，例如大约5. I毫米。这样的数值孔径和/或色差能够，例如增加条形码成像器100的效率(例如，照明效率)和/或减小其尺寸。然而，本公开的实施例并不限于特定的数值孔径或色差。LED 104可以是，例如，薄膜LED (例如，LED 104可包括薄膜材料)。例如，LED 104可以是高功率增强型薄膜LED。该LED类型能够，例如，增加条形码成像器100的效率(例如，照明效率)和/或减少其尺寸。然而，本公开的实施例不限于特定类型的LED。在图I所说明的实施例中，LED 104具有矩形形状。例如，LED 104可具有例如大约0. 4毫米的长度和/或宽度。这种LED形状和/或尺寸能够，例如，增加条形码成像器100的效率(例如，照明效率)和/或减少其尺寸。然而，本公开的实施例不限于特定形状或尺寸的LED 104。尽管没有显示在图I中，条形码成像器100可包括光管，例如，锥形光管，耦合到LED 104以朝透镜102传送和/或散布由LED 104发出的光。这样的光管能够降低LED 104的位置敏感性，这在一些实施例中会是有益的。如图I所示，LED 104可朝透镜102发出光。如图I所说明的，由LED 104发出的光能穿过透镜102并变为准直的(例如，光线可穿过透镜102，并变得几乎平行)。如图I所说明的，该准直光可被引导来照明条形码108。在本公开的一个或多个实施例中，条形码108的照明可以基本上均匀地横跨条形码108。也就是，在条形码108的表面的辐照度可以横跨条形码108的表面基本上均匀地分布。例如，条形码108的照明可以是非结构照明(例如，基本上条形码108的所有部分可被近似相等地照明)。由于条形码108的照明可以基本均匀地横跨条形码108，条形码成像器100能有效地照明条形码108和/或创建准确的和/或完整的条形码108的图像。条形码108可位于距条形码成像器100 (例如，距离透镜102)的距离d2处，如图I所说明的。距离d2可以是，例如，至少2英尺。例如，距离d2可以是3英尺、24英尺、或27英尺。然而，本公开的实施例并不限于条形码成像器100和条形码108之间的特定距离。条形码成像器100和条形码108之间的距离d2 (例如，在距离d2处条形码成像器100可有效地照明条形码和/或创建准确的和/或完整的条形码108的图像)可以比先前的条形码成像器能有效地照明条形码和/或创建准确的和/或完整的条形码图像的距离要更远。例如，如在此之前所描述的，条形码成像器100能有效的照明条形码108和/或创建准确和/或完整的条形码108的图像的距离d2至少是2英尺。相反的，如在此之前所描述的，先前的条形码成像器能有效地照明条形码和/或创建准确和/或完整的条形码的图像的距离可以是几英寸。图2说明了根据本公开的一个或多个实施例的条形码成像器201的一部分。如图2所示，条形码成像器201包括第一透镜212-1和第二透镜212-2。条形码成像器201也包括第一发光二极管(LED) 214-1和第二 LED 214-2。LED 214-1可耦合于LED 214-2，如图2所说明的。
透镜212-1可具有焦点216-1和与其相关联的焦距f，以及透镜212_2可具有焦点216-2和与之相关联的焦距f，如图2所说明的。焦点216-1和216-2可与之前与图I有关的描述中的焦点106相似，并且焦距f可与之前与图I有关的描述中的焦距f相似。尽管在图2所说明的实施例中，透镜212-1和212-2具有相同的焦距(例如f)，本公开的实施例并不被如此限制。例如，透镜212-1和212-2可具有不同的焦距。如图2所示，LED 214-1位于与透镜212_1关联的焦距f■内，以及LED 214-2位于与透镜212-2关联的焦距f内。也就是，LED 214-1位于透镜212-1和焦点216-1之间，以及LED 214-2位于透镜212-2和焦点216-2之间，如图2所说明的。LED 214-1可位于距焦点216-1的距离dl处，LED 214-2可位于距焦点216-2的距离dl处，如图2所说明的。距离dl可以，例如，与之前与图I相关的描述的距离dl相似。尽管在图2中所说明的实施例中，LED 214-1和焦点216_1之间的距离与LED214-2和焦点216-2之间的距离相同，本公开的实施例并不被如此限制。例如，LED 214-1和焦点216-1之间的距离可以与LED 214-2和焦点216-2之间的距离不同。透镜212-1和/或透镜212-2可与之前与图I相关的描述中的透镜102相似。例如,透镜212-1和/或透镜212-2可以是可移动的透镜。另外,透镜212-1和/或212-2可以是玻璃透镜和/或非球面透镜。进一步的，透镜212-1和/或212-2可具有大约0. 64的数值孔径和/或大约5. I毫米的色差。这样的数值孔径、色差、和/或透镜类型能够，例如，增加条形码成像器201的效率(例如，照明效率)和/或减小其尺寸。然而，实施例并不局限于如此前描述的特定类型的透镜、数值孔径或色差。LED 214-1和/或LED 214-2可与之前与图I相关的描述中的LED 104相似。例如，LED 214-1和/或LED 214-2可以是薄膜LED。另外，LED 214-1和/或LED214-2可以是矩形形状。这些LED类型、形状和/或尺寸能够，例如，增加条形码成像器201的效率(例如，照明效率)和/或减小其尺寸。然而，本公开的实施例不限定于LED 214-1和/或LED214-2的特定的LED类型，或特定形状或尺寸。LED 214-2可位于例如，距LED 214-1大约8. 32毫米的距离处。例如，LED214-2的中心可以位于距LED 214-1的中心大约8. 32毫米的距离处。这样的距离能够，例如，增加条形码成像器201的效率(例如，照明效率)和/或减小其尺寸。然而，本公开的实施例并不限定于LED 214-1和/或LED 214-2之间的特定距离。在图2说明的实施例中，LED 214-1和透镜212_1之间的距离与LED 214-2和透镜212-2之间的距离相同。例如，LED 214-1可位于距透镜212-1大约I. 72毫米的距离处，以及LED 214-2可位于距透镜212-2大约I. 72毫米距离处。举例来说，面向透镜212-1的LED 214-1的表面可位于距面向LED 214-1的透镜212-1的表面大约I. 72毫米距离处，以及面向透镜212-2的LED 214-2的表面可位于距面向LED 214-2的透镜212-2的表面大约I. 72毫米距离处。然而，本公开的实施例不限定于LED 214-1和透镜212-1之间或LED214-2和透镜212-2之间的特定距离。例如，LED 214-1和透镜212-1之间的距离可以与LED 214-2和透镜212-2之间的距离不同。 在图2所说明的实施例中，透镜212-1相对于LED214-1被近似居中，透镜212_2相对于LED 214-2被近似居中。例如，透镜212-1的中心与LED 214-1的中心近似成一直线，以及透镜212-2的中心与LED 214-2的中心近似成一直线，如图I所说明的。但是，本公开的实施例不被如此限定。例如，透镜212-1可以相对于LED214-1偏离中心，和/或透镜212-2可以相对于LED 214-2偏离中心。举例来说，透镜212-1可以相对于LED 214-1偏离中心大约0. I毫米，和/或透镜212-2可以相对于LED 214-2偏离中心大约0. I毫米。尽管图2中未示出，条形码成像器201可包括耦合到LED 214-1的第一光管(例如，锥形光管)和耦合到LED 214-2的第二光管以 传送和/或散布由LED214-1和214-2分别朝透镜212-1和透镜212-2发出的光。这样的光管可以降低LED 214-1和LED 214-2的位置敏感性。尽管图2中说明的实施例包括两个透镜(例如212-1和212-2)和两个LED (例如，214-1和214-2)，本公开的实施例并不被如此限制，并且可以包括任何数量的透镜和LED。例如，条形码成像器201可包括第三透镜和位于第三透镜的焦距内的第三LED，第四透镜和位于第四透镜的焦距内的第四LED，等等。如图2所示，LED 214-1和LED 214-2可分别朝透镜212_1和212_2发光。由LED214-1和214-2发出的光能够分别穿过透镜212-1和212-2，并变得准直(例如，光线可穿过透镜212-1和212-2并变得几乎平行)，如图2所说明的。准直的光线会被引导来照明条形码218，如图2所示。在本公开的一个或多个实施例中，对条形码218的照明可以以与之前与图I相关的描述相似的方式基本上均匀地横跨条形码218。由于对条形码218的照明可以基本上均匀地横跨条形码218，条形码成像器201可以有效地照明条形码218和/或创建条形码218的准确的和/或完整的图像。如图2所说明的，条形码218可位于距条形码成像器201 (例如，距离透镜212_1和透镜212-2)的距离d2处。距离d2可以是，例如，与之前参照图I描述的距离d2相似。另夕卜，以之前参照图I的描述相似的方式，条形码成像器201和条形码218之间的距离d2(例如，条形码成像器201可以有效照明条形码218和/或创建条形码218的准确和/或完整图像的距离d2)可以比先前的条形码成像器可有效地照明条形码和/或创建准确和/或完整的条形码图像的距离更远。在条形码成像器201中包括多个透镜和多个LED (例如，透镜212-1和212-1，及LED 214-1和214-2)能进一步增加条形码成像器201的范围。例如，多个透镜和多个LED能增加由条形码成像器201发出的光的量(例如，强度)和/或条形码218的照明(例如，在条形码218处的辐照度)，这可以进一步增加条形码成像器201能够有效地照明条形码218和/或创建准确的和/或完整的条形码218图像的距离d2。多个透镜和多个LED实施例的另一个益处可包括基于引导由多个LED发出的光到多个区域来照明和/或成像更大的条形码。在一些实施例中，这些区域可以是相邻的。 尽管在图2所说明的实施例中，透镜212-1和条形码218之间的距离与透镜212-2和条形码218之间的距离相同，本公开的实施例并不被如此限制。例如，透镜212-1和条形码218之间的距离可以与透镜212-2和条形码218之间的距离不同。尽管此处描述和说明了特定的实施例，本领域普通技术人员会理解为实现相同的技术设备所预料的任何装置可以替代该所示特定实施例。本公开试图覆盖该公开的各种实施例的任何和所有的改编或变化。要被理解的是，以上的描述是以一种说明性的方式，而不是限定性的。在此处没有明确描述的上述实施例的组合和其他实施例对于本领域技术人员在审阅了前面描述时是显而易见的。本公开的各种实施例的范围包括使用以上的结构和方法的任何其他应用。因此，本公开的各种实施例的范围应该参照附带的权利要求连同这些权利要求给予的等价物的全部范围一起来确定。在前述的详细说明书中，为了将本公开连为一整体，各种特征被分组整合在附图中说明的示例实施例中。该公开的方法不应被解释为反映了该公开的实施例要求比在每个权利要求中所清楚 叙述的更多的特征的意图。当然，如以下权利要求所反映的，发明的主题在于少于单个公开的实施例的所有特征，因此，以下权利要求在此被并入到详细说明中，每个权利要求独立作为单独的实施例。
权利要求
1.一种条形码成像器装置(100，201)，包括 透镜(102，212-1，212-2)，其中，该透镜(102，212—1，212—2)具有与其关联的焦距；和 发光二极管(104，214-1，214-2)，其中该发光二极管(104，214-1，214-2)位于与该透镜(102，212-1，212-2)关联的焦距内。
2.权利要求I的装置(100，201)，其中该装置(100，201)被配置为基本上均匀地照明距该装置(100,201)至少2英尺的条形码(118，218)。
3.权利要求I的装置(100，201)，其中该发光二极管(104，214-1，214-2)距离该透镜(102，212-1,212-2)的焦点大约50微米。
4.权利要求I的装置(100，201)，其中该发光二极管(104，214-1，214-2)距离该透镜(102，212-1，212-2)的焦点大约100微米。
5.权利要求I的装置(100，201)，其中该发光二极管(104，214-1，214-2)距离该透镜(102，212-1，212-2)的焦点大约150微米。
6.权利要求I的装置(100，201)，其中该发光二极管(104，214-1，214-2)是薄膜发光二极管。
7.权利要求I的装置(100，201)，其中该透镜(102，212-1，212-2)是可移动的透镜。
8.权利要求I的装置(100，201)，其中该发光二极管(104，214-1，214-2)具有大约O.4毫米的长度和大约O. 4毫米的宽度。
9.权利要求I的装置(100，201)，其中该透镜(102，212-1，212-2)是玻璃非球面透镜。
10.权利要求I的装置(100，201)，其中该透镜(102，212-1，212-2)具有大约O.64的数值孔径和大约5. I毫米的色差。
全文摘要
在此描述了条形码成像器和操作条形码成像器的方法。一个或多个实施例包括透镜，其中该透镜具有与其关联的焦距，和发光二极管，其中该发光二极管位于与该透镜关联的焦距内。
文档编号G06K7/10GK102622570SQ20111046321
公开日2012年8月1日 申请日期2011年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者B·弗里茨, J·A·科克斯, P·L·罗伊蒂曼 申请人:霍尼韦尔国际公司