CN101563639B - 瞄准设备 - Google Patents

Abstract

一种用于图像获取装置的瞄准设备，包含发光装置(2)和被设置用于接收由所述发光装置(2)产生的发光辐射(13)并用于在瞄准区域(16)中提供参考图像装置(B1、B2、B3、B4)的光导(3)，所述光导(3)包含限定所述发光辐射的优先通过方向的连续的光导部分(20、21、22、23)，每一光导部分均相对于相邻的光导部分倾斜。

Description

瞄准设备

技术领域

本发明涉及瞄准设备(aiming device)，具体涉及可以和用于图像获取的装置，例如用于读取光学信息的装置相关联的瞄准设备。

背景技术

在本说明书和下面的权利要求中使用了“光学信息”的表述来指示任何具有存储编码或未编码信息块的功能的图形表示。光学信息的特定例子由线性或者二维光学码给出，其中，信息被利用预置形式的元素的适当组合编码，所述预置形式例如是由明亮元素(间隙，通常为白色)分隔的暗色(通常为黑色)正方形、矩形或者六边形，所述码例如为条形码、堆叠条形码和一般的二维码、彩色码等。更一般地，术语“光学信息”还包含其他图形形式，包括印刷字符(字母、数字，等等)和特定图案(例如印章、标识、签名、指纹，等等)。术语“光学信息”包含跨越红外和紫外之间的整个波长范围可检测的图形表示，因此不限于可见光领域。

在本说明书和下面的权利要求中，表述“用于图像获取的装置”表示能够利用多种可能的获取技术获取物体或者人的图像、一般对象的图像、特别是光学信息的图像的固定式或便携式装置。

例如，可以通过下述操作发生获取：照亮对象，用适当的光学接收系统收集物体在由例如CCD或C-MOS类型的线性或矩阵型光敏元件阵列组成的传感器上散射的光，并利用和传感器相关联的集成或单独的电子系统产生图像信号。然后，以模拟或数字形式产生的该图像信号可以被同一装置处理，或者在单独的图像处理系统中处理。

通常，在用于读取例如条形码的编码光学信息的装置中，数字形式的图像信号被解码以提取码的内容信息。

这种类型的装置被称为线性或矩阵TV照相机或照相机，并且当其读取光学信息时，它们也被称为“成像器”类型的编码读取设备。

根据另一种技术，可以通过下述操作执行所述获取：用一个或更多个激光束扫描来照明对象，使用光学接收系统收集对象散射或反射在一个或更多个光电二极管上的光，以及使用专用电子线路产生代表扫描期间激光束打到的物体的每一个点的散射/反射的电子图像信号。然后，该信号被处理，特别是对于读取编码光学信息的装置来说，信号被数字化并被解码。这种类型的装置一般被称为“激光扫描器”。并非像在TV照相机和“成像器”读取设备中那样以单次同时获取所有光敏元件(“并行地”)来捕获图像，“激光扫描器”在扫描过程期间一个接一个地(“串行地”)顺次捕获物体的图像。

光学码读取器，例如二维光学码(Datamatrix、QR、PDF、Maxicode，等等)，特别是具有矩阵传感器的“成像器”类型的读取器，配备了瞄准设备，所述瞄准设备尽可能准确地向用户指示读取器的视野(FoV)，即当读取器和光学码之间的距离变化时的成帧区域(framed area)。具体来说，瞄准设备所瞄准的区域(瞄准区域)最好总是被包括在实际成帧的区域内。以此方式，用户可以确定如果要读取的光学码位于瞄准区域内，则其确实被读取器成帧。

“激光扫描器”类型的读取器，特别是使用具有非可见波长的激光的那些，也可以包含能够向用户指示执行扫描的区域的瞄准设备。

EP 0997760描述了一种用于光学信息读取器的瞄准设备，包含两个发光单元，它们中的每一个均包含例如LED或灯的光源和V形光导，所述V形光导被设置在相应光源的下游以便产生一对光发射路径。每一个V形光导包含一对以预定角度设置的分支。此外，光源可以被相对于包含光学信息的读取平面适当地倾斜。

结果，上述瞄准设备产生在读取平面上限定出四边形的顶点的四个光束，这给用户提供了被光学信息读取器成帧的读取区域的可见指示。

上述瞄准设备的缺点是进入瞄准设备的V形光导的一部分光束通过位于光导分支相交处的部分从其漏出。

这部分光束在读取平面上产生了模糊的图像，该图像被添加到由已经穿过V形光导的分支并从这些分支出射的其他光束部分产生的参考图像。换句话说，上面提到的一部分光束造成了干扰，它不仅妨碍准确指示被光学信息读取器成帧的读取区域，而且对于使用光学信息读取器的用户来说，它甚至还可能导致关于读取区域的伸展和位置的疑问。

只有由光源发射的具有与V形光导的分支之一大致平行的方向的光线才对形成上面提到的其他光线部分有贡献，并因而对形成读取平面上的参考图像有贡献。光源发射的所有其他光线在光导内遵循不受控的路径，并且能够沿均等地不受控的方向离开光导，形成上面提到的模糊图像。此外，与光导的分支之一大致平行的这些光线的量和光源所发射的光线的总数相比非常少，或者甚至可忽略，所以对于操作者来说很难在视觉上识别读取平面上的上述参考图像。

发明内容

本发明的目的是改善用于图像获取装置，特别是用于读取光学信息的装置的瞄准设备。

进一步的目的是获得能够提供非常清晰并且不被干扰的参考图像的用于图像获取装置的瞄准设备。

本发明进一步的目的是获得包含光导的用于图像获取装置的瞄准设备，其中，基本上所有进入光导的发光辐射对限定辅助识别由图像获取装置成帧的区域的参考图像有贡献。

在本发明的第一个方面中，提供了一种用于图像获取装置的瞄准设备，包含发光装置和被设置用于接收由所述发光装置产生的发光辐射和用于在瞄准区域中提供参考图像装置的光导，其特征在于所述光导包含限定所述发光辐射的优先通过方向的连续的光导部分，每个光导部分均相对于相邻的光导部分倾斜。

由于本发明的这个方面，能够获得一种瞄准设备，其中，发光辐射在光导内沿着非直线路径前进。以这种方式，该瞄准设备能够使用光导的发射表面装置(无论相对于光源装置位于任何位置)发射参考图像装置。

在一个实施例中，反射表面介于相邻的光导部分之间。

在另一个实施例中，进入光导的辐射可以是准直光束的形式。

因此，能够获得一种瞄准设备，其中，超出形成参考图像装置的发光辐射部分之外的发光辐射部分(即可能在瞄准区域中造成干扰的发光辐射部分)从光导漏出的风险降低了。

具体来说，基本上所有进入光导的发光辐射对限定参考图像装置有贡献。

以这种方式，由于不存在发光辐射的显著发散，所以参考图像装置将更明亮，发光装置的功率均衡。

在又一个实施例中，光导包含多个分支，并且发光装置包含单个光源。

在这种情况下，能够获得非常经济的瞄准设备，因为单个光源产生了多个参考图像。

具体来说，光导可以包含五个分支，四个分支被设置用于产生位于四边形顶点的参考图像，而第五个分支被设置用于产生位于所述四边形中心附近的参考图像。

在本发明的第二方面中，提供了一种用于图像获取装置的瞄准设备，包含发光装置和被设置用于接收由所述发光装置产生的发光辐射并用于在瞄准区域中提供多个参考图像的光导，其特征在于所述光导包含至少三个分支，其中每一个分支发射用于产生所述多个参考图像中的一个对应参考图像的光束。

由于本发明的这个方面，能够使用单个光源获得多个参考图像。

瞄准图案-由于其被至少三个不同的参考图像标识-给用户提供了高度准确的指示。

附图说明

参考附图，本发明将被更好地理解和实施，某些实施例以非限制性示例的方式被示出，在附图中：

图1是瞄准设备的正透视图；

图2是图1中的瞄准设备的后透视图；

图3是耦合到用于读取光学信息的装置的物镜-传感器组件的图1中的瞄准设备的侧透视图；

图4是图1中的瞄准设备的光导的分支的侧透视图，示出了穿越所述分支的光束的光学路径；

图5是由瞄准设备的第一实施例所发射的四个光束标识的瞄准区域的示意性透视图；

图6是图5的视图，示出由五个光束标识的瞄准区域；

图7是图5的视图，示出由瞄准设备的第二实施例所发射的四个光束标识的瞄准区域；

图8是图5的视图，示出由瞄准设备的第三实施例所发射的四个光束标识的瞄准区域；

图9是具有正方形截面的光导的后透视图；

图10是图9的视图，示出具有圆形截面的光导；

图11是图9的视图，示出包含光学非活性(optically inactive)填充元件的光导；

图12是图6的视图，示出了光导的具体结构解决方案；

图13是距离用于读取光学信息的装置的物镜50mm处的瞄准设备的照射图；

图14是图13中的设备在距离用于读取光学信息的装置的物镜100mm处的照射图；

图15是图13中的设备在距离用于读取光学信息的装置的物镜150mm处的照射图；

图16是图13中的设备在距离用于读取光学信息的装置的物镜200mm处的照射图；

图17是图13中的设备在距离用于读取光学信息的装置的物镜250mm处的照射图；

图18是图13中的设备在距离用于读取光学信息的装置的物镜300mm处的照射图；

图19是用于读取光学信息的装置的示意性透视图。

具体实施方式

参考图1到图3，示出了一种瞄准设备1，它包含与光导3耦合的光源，例如激光器2。

或者，光源可以包含其他的发光设备，例如LED(发光二极管)，或者灯。

透镜4介于激光器2和光导3之间。透镜4在光导3的入口处以使得进入光导3的光线彼此平行的方式准直激光束。透镜4可以被直接应用于光导3的入口端5。光导3包含五个分支，即第一分支6、第二分支7、第三分支8、第四分支9和第五分支10，每一个分支把一个参考图像(具体来说，大致点状的参考图像，或者斑)投射在限定的瞄准区域上，所述瞄准区域例如是包含要被获取的光学信息的读取平面15(图5)。如已经说明的那样，光学信息可以包含线性或者二维条形码、字、图像，等等。

如图3中所示，把外围斑(peripheral spots)投射在读取平面15上的四个分支(即第一分支6、第二分支7、第三分支8和第四分支9)在接收物镜11附近终止，接收物镜11把成帧码聚焦在和瞄准设备1相关联的光学信息读取设备所配备的传感器12上。

第一分支6、第二分支7、第三分支8和第四分支9的端部被以下述方式设置，即：它们部分地包围接收物镜11。A1、A2、A3和A4分别指示第一分支6、第二分支7、第三分支8和第四分支9，即光导3的外围分支的出射表面，而A5则指示第五分支10，即光导3的中央分支的出射表面。未示出的遮光元件被放置在对激光束进行准直的透镜4的活性部分周围，所述遮光元件防止激光器2发射的所有未通过透镜4的光线进入光导3，从而阻止不必要的光线/反射。

进入光导3的每一个分支的激光束在离开光导3之前经历一次或更多次内部反射。

还可以提供适当形状的光阑，介于激光器2(或其他光源)和光导3的每一个分支的入口之间，以便给予每一部分被准直的光束期望的形状，从而产生期望的图案作为参考斑(例如三角形、圆形，其他几何形状)。光阑可以介于准直透镜4和每一个分支的入口之间，或者它可以介于源2和准直透镜4之间。具体来说，光阑可以直接制造于准直透镜4上，从而遮蔽所涉及的区域以使所述区域在光学上非活性。以这种方式，光导3可以被定制，以便获得期望的瞄准图案而不改变用以生产光导3的模具(即无需为每一个光导3提供对应于要产生的斑的形状的截面)。

参考图4，示出了第一激光束13进入第一分支6。

第一分支6包含从入口端5朝着出射表面A1连续设置的第一部分20、第二部分21、第三部分22和第四部分23。

第一部分20、第二部分21、第三部分22和第四部分23限定了第一激光束13通过的优先方向，每一部分均相对于相邻部分倾斜。光导的未示出的实施例可以包含配备少于或多于四个部分的分支。

在每一对相邻部分之间，提供了反射表面，所述反射表面把来自距出射表面A1较远的部分的激光束13导向更靠近出射表面A1的部分，即，沿着由第一激光束13限定的路径，从位于更上游的部分行进到更下游的部分。

具体来说，第一反射表面24介于第一部分20和第二部分21之间，第二反射表面25介于第二部分21和第三部分22之间，并且第三反射表面26介于第三部分22和第四部分23之间。

也起到连续的光导部分之间的连接表面作用的每一个反射表面24-26以相对于同一分支的两个相邻部分的纵轴成45度角取向。出于两个原因选择了这个角度。

首先，所述角度大于开始全内反射的临界角(这个最小角度取决于材料；对于在优选实施例中制成光导的聚碳酸酯，所述最小角度大约是39度)。以低于该最小角度的角度，经准直的光束本将被部分地透射通过连接表面从而透射到光导外面，因此使得瞄准设备效率差，并且甚至造成干扰。因此对于由光学透明材料制成的光导来说，适于通过全内反射执行光束的内部传播。

第二，如果反射表面24-26倾斜45度，则每一个分支的连续部分彼此成直角。否则，为了确保光束平行于每一个部分的纵轴行进，必须估计在每一个连接表面上，即每一个反射表面24-26上的入射和反射角度，来计算每一个部分相对于前一个部分的倾斜。因此，以45度倾斜反射表面24-26简化了光线所遵循路径的计算。

在第一分支6中，第一激光束13以如下方式遵循预先设置的路径P：当激光束13离开光导3时，它以非常清晰并且准确的方式限定具有期望位置的斑-具有下面将描述的形态。

具体来说，由于第一激光束13已经被透镜4准直，该第一激光束13穿过光导3的每一个分支，仍大致平行于该分支的纵轴。

结果，预先设置的路径P由多个路径部分(和第一分支20相关联的第一路径部分P1、和第二分支21相关联的第二路径部分P2、和第三分支22相关联的第三路径部分P3，以及和第四分支23相关联的第四路径部分P4)限定，每一个路径部分均大致为直线。

除了绝对不相关损耗(例如由于在界定所述光导的五个分支6-10中的每一个的表面上和所述光导的相邻分支之间的接触/分离区域中的边界效应所致)，限定第一激光束13的所有发光辐射都对形成所述斑有贡献。换句话说，限定第一激光束13的发光辐射的任何部分都不会通过除出射表面A1以外的任何表面离开第一分支6，因此，不在读取平面15上产生使得难以或甚至不可能唯一地标识瞄准区域16(图5)的模糊图像或者干扰，所述瞄准区域16由瞄准设备1标识。在第四路径部分P4的下游，第一分支6配备反射表面R1，它在激光束13通过出射表面A1离开第一分支6之前进一步反射激光束13。

反射表面R1是其中存在内反射的第一分支6的最后一个反射表面。反射表面R1被适当倾斜，以使通过出射表面A1离开光导3的第一激光束13的一部分光束14具有期望的方向。

此外，出射表面A1垂直于离开第一分支6的该部分光束14。以这种方式，离开第一分支6的该部分光束14的方向与制成光导3的材料的折射率无关。换句话说，一旦反射表面R1的空间取向和出射表面A1(垂直于出射光束)的空间取向已经被限定，则总是能够改变光导3的材料的类型(聚碳酸酯、丙烯酸，等等)而不改变离开第一分支6的该部分光束14的方向。

上面的考虑适用于光导3的其他四个分支7-10，即适用于设置了由参考标记A2-A5指示的出射表面的分支。

这些分支也设置有反射表面，由图2中的R2-R5指示——与对应的出射表面A2-A5配合。

光导3的每一个分支均在码平面上投射亮斑。以这种方式，针对每一个分支适当地限定了最后反射表面(在第一分支6的情况下，由R1指示)和出射表面(在第一分支6的情况下，由A1指示)的空间取向，获得了由5个斑形成的图案，四个外围斑(形成四边形)和一个中央斑。这些斑中的每一个的形状和尺寸均大致对应于相应分支的对应出射表面的形状和尺寸，或者对应于与所述分支相关联的光阑的孔径的形状和尺寸。

通过以适当方式取向第一分支6、第二分支7、第三分支8和第四分支9的反射表面和出射表面，在码平面上限定了外围投射图案。

或者，取代由透明材料制成的光导3，而可以使用由非透明材料制成的中空光导3，而所有的内反射表面(对于分支6是24-26)和所有的最后反射表面(对于分支6是R1，并且对于分支7-10是R2-R5)被以反射材料涂敷，或者由反射材料(例如，镜面)制成。在这种变形中，不必提供出射表面A1-A5。

未示出的光导的实施例可以包含多于或少于五个分支。

在一个实施例中，可以提供四个分支，它们产生了四个斑点，被设置成标识四边形的顶点。这个实施例和先前描述的实施例类似，但是缺少中央分支，即第五分支10。

又一个实施例可以包含三个分支，它们产生三个斑，其中两个设置成标识四边形的相对顶点，而其中第三个被设置成标识四边形的中央区域。在又一个实施例中，这三个分支可以被设置成标识三角形的三个顶点。

又一个实施例可以包含两个分支，它们产生两个被设置成标识四边形的相对顶点的斑。

当要获取二维光学信息时，上述实施例特别有益。

又一个实施例可以包含两个分支，它们产生两个大致对准的斑。

当要获取线性光学信息时，这个实施例特别有益。

下面描述光导3的三种结构，它们将瞄准区域16和被矩阵传感器12成帧的区域17关联，其中成帧区域17被接收物镜11根据要被读取的码和读取器之间的距离检测。

在所有上述结构中，第五分支10的出射表面A5和反射表面R5的取向保持不变。

如图5中所示，在第一种结构中，出射表面A1-A4被取向成使得光导3的四个外围分支所投射的图案在读取平面15上界定出具有顶点B1-B4的矩形表面，该矩形表面标识了瞄准区域16。

出自光导3的外围分支的四个激光束在H点彼此相交，H点位于接收物镜11的光轴上，到接收物镜11的距离为h。以这种方式，很明显，对于大于h的码-物镜距离，瞄准区域B1-B4总是被包含于读取器的读取器视野(在图5中由具有顶点11-14的又一矩形表面标识)内。具体来说，如果点H在接收物镜11和读取器的出射镜片(exitglass)之间，则对于每一个码/读取器距离，成帧区域17总是包含瞄准区域16。

实际上，沿着光轴在距接收物镜11预先设置的距离处存在一个点，在所述点，成帧区域17和瞄准区域16大致重合。对于大于这个预先设置的距离的码/读取器距离，瞄准区域16和成帧区域17之间的关系被反转，前者包含后者。这些距离通常非常长，但是不被视作工作距离，所以断定对于每一个工作的码-读取器距离来说瞄准区域16总是被包含于成帧区域17内是合理的。

为了更加清晰，在图5中，在读取平面15上未示出由第五分支10(即光导3的包含出射表面A5的中央分支)产生的斑。第五分支10产生位于瞄准区域15的中心附近的斑。具体来说，如图6中所示，第五分支10的最后一个反射表面R5和出射表面A5的空间取向使得出自第五分支10的第五激光束仅在到接收物镜距离为c的一个点——由图6中的C5指示——和接收物镜11的光轴交叉。因此，第五光束相对于接收物镜11的光轴不对准，并在读取平面15上产生斑B5。

如图7中所示，在第二种结构中，出射表面A1-A4以这样一种方式取向，即：使得光导3的四个外围分支所投射的图案在读取平面15上界定出具有顶点B1-B4的矩形表面，顶点B1-B4标识了瞄准区域16。

出自外围分支的四个激光束无交点。具体来说，在这种结构中，瞄准区域16和成帧区域17在到接收物镜11距离k处基本重合。对于小于距离k的码-读取器距离，瞄准区域16总是包含成帧区域17，而对于大于距离k的码-读取器距离，瞄准区域16总是被包含于成帧区域17内。

为了更加清晰，图7未示出由光导的中央分支在读取平面15上产生的斑，其位置相对于先前描述的第一种结构保持不变。

利用这种结构，在小于k的码-读取器距离处使用读取设备的操作者无法肯定属于瞄准区域16的码真的被成帧并因此被读取器传感器获取，然后被解码。实际上，靠近瞄准区域16的边界的码可能被留在成帧区域17之外(也只是部分地)。但是，在处于短距离的读取应用中，要读取的码一般具有较小的尺寸，并且由光导的中央分支所产生的斑所给出的指示为操作者构成了足够的参考。

如图8中所示，在第三种结构中，出射表面A1-A4被取向成使得光导3的四个外围分支所投射的图案在读取平面15上界定出具有顶点B1-B4的矩形表面，顶点B1-B4标识了瞄准区域16。

出自外围分支的四个激光束彼此成对相交，或者两两相交。具体来说，在第三种结构中，从距接收物镜11距离w开始，瞄准区域被包含于成帧区域17内。对大于距离w的接收物镜11到码的距离，成帧区域17总是包含瞄准区域16，而对小于距离w的接收物镜11到码的距离，则无法肯定成帧区域17是包含还是被包含于瞄准区域16。

为了更加清晰，图8未示出由光导的中央分支在读取平面15上产生的斑，其位置相对于上述第一种和第二种结构保持不变。

光导3的各种实施例是可能的。

在图11中所示的一个实施例中，填充物19可以被插入光导3内，所述填充物是光学非活性部分，被设置用于提高光导3的机械抵抗力，使光学活性表面不被改变。

在图10中所示的又一个实施例中，光导3可以包含具有圆形截面的光导部分。在图9和图1到图3中所示的又一个实施例中，光导3可以包含具有正方形或者矩形横截面的光导部分。

在图12中示意性地示出的优选实施例中，光导3包含具有1.4mm×1.4mm的正方形截面的光导部分。该光导3，和图11中所示的类似，包含提高机械稳定性的光学非活性填充物。

在这个优选实施例中，光导3的四个外围分支的出射表面A1-A4被根据已经参考图5和图6描述的第一种结构设置。出自光导3的四个外围分支的激光束在光轴的距接收物镜11少于30mm的点H’彼此相交。如果接收物镜11和读取器的出射镜片之间的距离大于h’，则上述激光束总是被包含于成帧区域17内。出自中央分支的激光束与光轴在距接收物镜11大约150mm的点C5’相交。

已定义了所有这些参数后，使用TracePro射线追踪模拟程序对上述优选实施例的光导建模。从模拟程序获得的结果与设计过程期间计算的那些结果非常符合。在模拟中，假设一束平行光线(出自准直透镜的那些光线)照射所述五个分支，并且相对于到透镜的距离获得了码平面上的照射图(irradiance map)。结果在图13到图18中示出。

在到接收物镜11 300mm距离处的光导的设计期间计算的在码平面上的点B1-B4(图12)的x、y坐标值(按mm)，与从模拟获得的值B1S-B5S(图18)之间的比较，给出了极好的匹配。

B1＝(-64.8，-53.5)＝＞B1S＝(-68.2，-53.3)

B2＝(68.4，-53.5)＝＞B2S＝(68.2，-53.3)

B3＝(68.4，53.5)＝＞B3S＝(68.3，53.6)

B4＝(-64.8，53.5)＝＞B4S＝(-68.2，53.6)

类似地，在到接收物镜11 150mm距离处，把依据设计(图12)的点B5的x、y坐标和模拟坐标B5S(图15)相比，获得了非常好的对应：

B5＝(0，0)＝＞B5S＝(-0.6，0)

参考图19，示意性地示出了光学信息读取器30的内部。

在图12中的优选实施例中，光导3可以被固定在读取器30内部以确保和激光器2所配备的激光二极管27正确的耦合。激光二极管27的电极(reophore)被焊接在PCB 29上，传感器12也被安装在PCB 29上，传感器12进而被包含于图19中未示出的光学腔内。激光二极管27被垂直于PCB 29安装，并且由管状元件28确保其正确定位，管状元件28包含该激光二极管，并且由例如塑料材料制成。具体来说，激光二极管27被插入管状元件28的第一端31中。管状元件28的底部进而被例如一对螺钉固定到PCB 29。管状元件28比激光二极管27更长：因此，可以把光导3的入口端5(配备准直透镜4的那一端)插在管状元件28的与第一端31相反的第二端32内。利用一个或更多个带螺纹的连接元件或通过专门的装配工具(模板)，可以把光导3相对于管状元件28保持在适当位置。激光二极管27和透镜4之间的距离使进入光导3的激光束被很好地准直。

存在各种获得对激光二极管27-透镜4距离的微调的方法，下面详细地示出这些方法中的两种。

在第一种方法中，一旦激光二极管的电极已被焊接到PCB 29，则可以制造能够将光导3前后移动以便通过检查出自光导的光束的准直来识别(并随后固定)最佳的激光二极管27-透镜4距离的装配工具(模板)。

第二种方法包括把光导3以使得激光二极管27-透镜4距离接近最佳距离(因此光导3被稳固地连接到管状元件28)的方式固定在管状元件28内。然后，使用装配工具(模板)，利用电极的长度所提供的动作范围把激光二极管27相对于PCB 29前后移动；一旦找到最佳距离——总是通过检查出自光导的激光束的准直——激光二极管27在PCB 29上的位置通过焊接电极被固定。

结果，在制造读取器30时使用光导3是有益的：激光二极管27实际上被焊接到也安装了传感器12的同一PCB 29(无需布线连接)，并且使用例如所述两种方法其中之一也可以执行瞄准设备的准直，相对于光学腔的剩余部分，也是以“远程”方式。或者，光学腔和包含激光二极管的管状元件可以被制成单件，以塑料模塑(或以金属浇铸)。

包含本发明的可能实施例的设备的用于读取光学信息的装置可以被容纳在可被操作者所持因而是便携式的外壳中，或者，可以在固定外壳中，例如用于销售点(POS)读取应用，在销售点，操作者使物体在用于读取光学信息的装置的窗口前方通过，且要被读取的光学码朝着所述窗口。

读取装置也可以被固定于传送带或者其他用于传送物体的装置，以便在与运动中(即便处于高速)的物体相关联的工业光学信息读取应用中使用。这种类型的应用也可以被用于控制生产线，或者物体和包裹的识别、追踪和分拣。

便携式和固定式读取装置可以是“成像器”或“激光扫描器”类型。

此外，除了读取光学信息的能力以外，本发明的瞄准设备也可以被有益地用在一般的图像获取装置中，其中，它对向操作者清晰地指示成帧区域以使图像获取装置能够被正确地定位是有用的。

这种类型的装置例如可以是缺少用于观察成帧区域的显示器的微型照相机，或者用于获取传送带上的运动物体的图像并用于确定其尺寸或形状特性或用于控制和监视系统的TV照相机。

Claims (45)

1.用于图像获取装置的瞄准设备，包含发光装置(2)和被设置用于接收由所述发光装置(2)产生的发光辐射(13)并用于在瞄准区域(16)中提供参考图像装置(B1、B2、B3、B4、B5)的光导(3)，其特征在于所述瞄准设备包含介于所述发光装置(2)和所述光导(3)之间、用于准直所述发光辐射的准直透镜装置(4)，所述光导(3)包含多个分支(6、7、8、9、10)，每一个分支被设置成产生参考图像(B1、B2、B3、B4、B5)，所述多个分支中的每一个包括由反射表面装置(24、25、26)首尾相连的连续的光导部分(20、21、22、23)，其限定所述发光辐射的优先通过方向，每个光导部分相对于相邻的光导部分倾斜，所述准直的发光辐射穿过光导(3)的每个分支，与分支的纵轴保持基本平行。

2.如权利要求1所述的瞄准设备，其中，所述反射表面装置(24、25、26)被成形为把来自位于所述反射表面装置(24、25、26)的上游的光导部分的一束所述发光辐射沿着位于所述反射表面装置(24、25、26)的下游的又一光导部分引导。

3.如权利要求1或2所述的瞄准设备，其中，所述光导部分(20、21、22、23)大致是直线的，并且所述反射表面装置(24、25、26)包含平面表面装置，所述平面表面装置相对于该平面表面装置介于其间的光导(3)的部分的纵轴倾斜45度。

4.如权利要求1所述的瞄准设备，其中，所述准直透镜装置(4)被固定于所述光导(3)的入口端(5)。

5.如权利要求1所述的瞄准设备，其中，在所述光导装置(3)的上游设置光阑装置。

6.如权利要求1所述的瞄准设备，其中，所述光导(3)由对所述发光辐射透明的材料制成，所述发光辐射被利用全内反射沿着所述光导部分(20、21、22、23)引导。

7.如权利要求1所述的瞄准设备，其中，所述光导(3)由聚碳酸酯制成。

8.如权利要求1所述的瞄准设备，其中，所述光导包含出射表面装置(A1、A2、A3、A4、A5)和与所述出射表面装置(A1、A2、A3、A4、A5)配合的另外的反射表面装置(R1、R2、R3、R4、R5)，预期形成所述参考图像装置(B1、B2、B3、B4、B5)的所述发光辐射的光束装置(14)通过所述出射表面装置(A1、A2、A3、A4、A5)发射。

9.如权利要求8所述的瞄准设备，其中，所述另外的反射表面装置(R1、R2、R3、R4、R5)和所述出射表面装置(A1、A2、A3、A4、A5)以使得所述光束装置(14)大致垂直于所述出射表面装置(A1、A2、A3、A4、A5)从所述光导(3)出射的方式相互取向。

10.如权利要求1所述的瞄准设备，其中，所述光导是配备了由对所述发光辐射不透明的材料制成的侧壁的中空光导。

11.如权利要求1所述的瞄准设备，其中，所述光导(3)包含被设置用来改善所述光导(3)的机械属性的光学非活性部分(19)。

12.如权利要求1所述的瞄准设备，其中，所述光导(3)包含被成形为产生限定四边形的顶点的参考图像(B1、B2、B3、B4)的四个分支(6、7、8、9)。

13.如权利要求12所述的瞄准设备，其中，所述四个分支(6、7、8、9)被成形为使得出自所述四个分支(6、7、8、9)的四个光束在位于所述图像获取装置的光轴上的点(H)彼此相交。

14.如权利要求12所述的瞄准设备，其中，所述四个分支(6、7、8、9)被成形为使得出自所述四个分支(6、7、8、9)的四个光束没有相交点。

15.如权利要求12所述的瞄准设备，其中，所述四个分支(6、7、8、9)被成形为使得出自所述四个分支(6、7、8、9)的四个光束彼此成对相交。

16.如权利要求12到15中的任何一项所述的瞄准设备，还包含被成形为在所述四边形的中央区域产生又一个参考图像(B5)的又一个分支(10)。

17.如权利要求16所述的瞄准设备，其中，所述又一个分支(10)被成形为使得出自所述又一个分支(10)的又一个激光束与所述图像获取装置的光轴相交。

18.如权利要求13或17所述的瞄准设备，其中，所述光轴是所述图像获取装置的接收物镜的光轴。

19.如权利要求12到15中的任何一项所述的瞄准设备，其中，所述分支(6、7、8、9、10)具有矩形横截面。

20.如权利要求1所述的瞄准设备，其中，管状元件装置(28)介于所述发光装置(2)和所述光导(3)之间，由所述发光装置(2)产生的所述发光辐射通过所述管状元件装置(28)到达所述光导(3)。

21.如权利要求20所述的瞄准设备，其中，所述管状元件装置包含被设置用于容纳所述发光装置(2)的发射部分的第一端(31)和被设置用于容纳所述光导(3)的入口区域(5)的另一端(32)，所述发光辐射通过所述入口区域(5)进入所述光导(3)。

22.如权利要求1所述的瞄准设备，其中，所述发光装置包含单个激光源(2)。

23.用于图像获取装置的瞄准设备，包含发光装置(2)和光导(3)，所述发光装置(2)包括单个光源，所述光导(3)被设置用于接收由所述发光装置(2)产生的发光辐射(13)并用于在瞄准区域(16)中提供多个参考图像(B1、B2、B3、B4、B5)，其特征在于在所述发光装置(2)和所述光导(3)之间提供准直透镜装置(4)，用于准直所述发光辐射，所述光导(3)包括四个分支(6、7、8、9)，所述多个分支中的每一个包括由反射表面装置(24、25、26)首尾相连的连续的光导部分(20、21、22、23)，其限定所述发光辐射的优先通过方向，所述准直的光辐射穿过光导(3)的每个分支，与分支的纵轴保持基本平行，所述分支被成形为产生限定四边形的顶点的参考图像(B1、B2、B3、B4)，每一个分支发射被设置用于产生所述多个参考图像中的对应参考图像(B1、B2、B3、B4、B5)的光束。

24.如权利要求23所述的瞄准设备，其中，所述四个分支(6、7、8、9)被成形为使得出自所述四个分支(6、7、8、9)的四个光束在位于所述图像获取装置的光轴上的点(H)彼此相交。

25.如权利要求23所述的瞄准设备，其中，所述四个分支(6、7、8、9)被成形为使得出自所述四个分支(6、7、8、9)的四个光束没有相交点。

26.如权利要求23所述的瞄准设备，其中，所述四个分支(6、7、8、9)被成形为使得出自所述四个分支(6、7、8、9)的四个光束彼此成对相交。

27.如权利要求23到26中的任何一项所述的瞄准设备，还包含被成形为在所述四边形的中央区域产生又一个参考图像(B5)的又一个分支(10)。

28.如权利要求27所述的瞄准设备，其中，所述又一个分支(10)被成形为使得出自所述又一个分支(10)的又一个激光束与所述图像获取装置的光轴相交。

29.如权利要求28所述的瞄准设备，其中，所述光轴是所述图像获取装置的接收物镜的光轴。

30.如权利要求23所述的瞄准设备，其中，所述分支(6、7、8、9、10)具有矩形横截面。

31.如权利要求23所述的瞄准设备，其中，所述准直透镜装置(4)被固定于所述光导(3)的入口端(5)。

32.如权利要求23所述的瞄准设备，其中，在所述光导装置(3)上游设置了光阑装置。

33.如权利要求23所述的瞄准设备，其中，所述光导(3)由对所述发光辐射透明的材料制成，所述发光辐射被利用全内反射沿着所述四个分支(6、7、8、9)引导。

34.如权利要求23所述的瞄准设备，其中，所述光导(3)由聚碳酸酯制成。

35.如权利要求23所述的瞄准设备，其中，所述光导包含出射表面装置(A1、A2、A3、A4、A5)和与所述出射表面装置(A1、A2、A3、A4、A5)配合的另外的反射表面装置(R1、R2、R3、R4、R5)，预期形成所述参考图像装置(B1、B2、B3、B4、B5)的所述发光辐射的光束装置(14)通过所述出射表面装置(A1、A2、A3、A4、A5)发射。

36.如权利要求35所述的瞄准设备，其中，所述另外的反射表面装置(R1、R2、R3、R4、R5)和所述出射表面装置(A1、A2、A3、A4、A5)以使得所述光束装置(14)大致垂直于所述出射表面装置(A1、A2、A3、A4、A5)从所述光导(3)出射的方式相互取向。

37.如权利要求23所述的瞄准设备，其中，所述光导是配备了由对所述发光辐射不透明的材料制成的侧壁的中空光导。

38.如权利要求23所述的瞄准设备，其中，所述光导(3)包含被设置用来改善所述光导(3)的机械属性的光学非活性部分(19)。

39.如权利要求23所述的瞄准设备，其中，管状元件装置(28)介于所述发光装置(2)和所述光导(3)之间，由所述发光装置(2)产生的所述发光辐射通过所述管状元件装置(28)到达所述光导(3)。

40.如权利要求39所述的瞄准设备，其中，所述管状元件装置包含被设置用于容纳所述发光装置(2)的发射部分的第一端(31)和被设置用于容纳所述光导(3)的入口区域(5)的另一端(32)，所述发光辐射通过所述入口区域(5)进入所述光导(3)。

41.如权利要求23所述的瞄准设备，其中，所述发光装置包含单个激光源(2)。

42.包含如权利要求1到41中的任何一项所述的瞄准设备的图像获取装置。

43.如权利要求42所述的装置，其中，所述装置是用于读取光学信息的装置。

44.如权利要求42或43所述的装置，其中，所述装置是便携式装置。

45.如权利要求42或43所述的装置，其中，所述装置是固定式装置。

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