CN109074470B - 利用视觉增强的瞄准光图案的成像模块和读取器及方法 - Google Patents

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Abstract

成像读取器的成像传感器感测来自待在视场上沿着成像轴通过图像捕获来读取的目标的返回光，该视场沿互相正交的水平轴和垂直轴延伸。两个瞄准光组件从传感器偏移，并将瞄准光图案引导到目标处。该图案具有在该图案的中心区域中的瞄准标记，以及沿着水平轴共线的一对瞄准光行。通过将瞄准标记光学地配置为相对于图案的其余区域在亮度和/或颜色和/或大小和/或存在状态上不同来增强瞄准标记的可见性。具有增强的可见性的瞄准标记构成视场的中心区的突出的视觉指示器。

Description

利用视觉增强的瞄准光图案的成像模块和读取器及方法
背景技术
本公开一般涉及用于读取目标（诸如条形码符号）的成像模块与成像读取器以及方法，所述目标将在离开模块/读取器的工作距离的范围内的视场上通过图像捕获来电光读取，且更具体地，涉及使用瞄准光图像的瞄准标记以大体上将目标居中在视场中，尤其居中在聚集有目标的场中，且还更具体地，涉及增强瞄准标记的可见性，以用作视场的中心区的更突出的（prominent）视觉指示器。
固态成像系统或成像读取器已经长期以来以手持和免提两种操作模式被用在许多行业（诸如零售、制造、仓储、配送、邮政、运输、物流等）中，以电光地读取待解码的目标（诸如一维或二维条形码符号）。已知的成像读取器通常包括被安装在壳体中的成像模块，并且所述成像模块具有瞄准光系统，所述瞄准光系统用于沿瞄准轴投射可见瞄准光图案以在视场内视觉地定位目标，并从而建议操作者以何种方式移动读取器以便在读取之前将瞄准光图案定位在目标上（通常在目标的中心处）；照明系统，所述照明系统用于向目标发射照明光以从目标反射和散射；以及成像系统，所述成像系统具有固态成像器和光学组件，所述固态成像器具有光电单元（photocell）或光传感器的传感器阵列，所述光学组件用于在以成像轴为中心的视场上捕获从正被成像的目标散射和/或反射的返回照明光以及用于将所捕获的照明光投射到成像器上以启动目标的图像的捕获。成像器产生电信号，所述电信号由经编程的微处理器或控制器解码和/或处理成与正被读取的目标相关的信息，例如，识别所述目标的解码的数据。控制器可操作用于经由无线或有线链路将解码的数据传输到远程主机以用于进一步处理，例如，从价格数据库检索价格以获得所识别的目标的价格。
有时候使用具有卷帘快门的低成本成像器以最小化成本，但这有利地规定了瞄准系统在水平方向上物理地偏移离开成像系统。这种水平偏移或视差将瞄准光图案定位成相对于成像轴偏离中心且向读取器的一侧偏移，并且在要读取处于靠近读取器的近距范围中的目标时尤其不希望这种水平偏移或视差，因为操作者会被错误地引导以定位读取器使得目标的一部分会通常处于视场外面，并且因此，目标往往不会被居中且读取。
已知的是将成像读取器中的瞄准光系统配置成具有激光器、聚焦透镜和图案成形光学元件（诸如衍射光学元件（DOE）或折射光学元件（ROE））以将瞄准光图案投射为例如用于放置在目标的中心处的一对十字准线或为用于放置在目标上的连续成行或成排的光斑，从而近似地指示视场。但是，此类基于激光器的瞄准系统的激光器和光学部件制造相对较昂贵并且在安装在读取器中时被光学对准，从而使它们不适合低成本的成像读取器。还已知的是将成像读取器中的瞄准光系统配置成具有一个或多个发光二极管（LED）以将瞄准光图案投射为例如用于放置在目标上的一个或多个大体圆形的斑点或为单个瞄准行。此类瞄准光图案一般近似地指示视场的中心所在位置，或近似地指示视场的外边界或端界限所在位置，但并非同时指示二者。无论如何，此类基于激光器的瞄准系统和基于LED的瞄准系统在成像系统和瞄准光系统彼此偏移时遭受相同的前述水平偏移定位误差。
还已知的是将具有一对瞄准行（aiming line）的瞄准光图案投射到目标上，每个瞄准光行具有预定的亮度，并且具有彼此部分重叠的线性端部分以形成具有比预定的亮度更大亮度的瞄准标记，以在工作距离的范围上视觉上指示视场的近似中心区。虽然一般满足其预期目的，但是经验已经显示瞄准标记不是在所有情况下总是清楚且可辨别的，并且在被观看时不总是非常可见或足够亮的，例如，倚靠白色背景、和/或在明亮地照明的场地、和/或当文本或条形码符合被引入到视场中时。在视场挤满有多个目标（例如，当多个目标被彼此紧密相邻地定位在选择列表（picklist）中，仓库人员必须从该选择列表仅选择并读取对应于要从仓库或可能的设施检索到的预定物品的那些目标）时不能准确地将目标居中是尤其重要的。
因此，将期望在工作距离的范围上更准确且更突出地指示成像读取器的视场的中心，而不管读取器的成像系统和瞄准光系统之间的水平偏移。
附图说明
附图（其中类同的附图标记在全部单独的视图中表示相同的或功能类似的要素）连同下面的详细描述被纳入于此并形成说明书的一部分，并用来进一步阐述包括所要求保护的发明的构思的实施例，以及解释那些实施例的各种原理和优势。
图1是根据本公开的其中安装有成像模块的用于通过图像捕获来读取目标的电光手持式读取器的示例性实施例的立体图。
图2是根据本公开的图1的读取器的立体图，其顶部被移除以图示读取器的成像和瞄准光系统的部件。
图3是图2的读取器的俯视平面图。
图4是图2的读取器的侧视图。
图5是图1的读取器的成像和瞄准光系统的部件的图解视图。
图6A是成像模块的上部的放大正视图，其描绘了根据本公开的第一实施例光学地配置的瞄准光系统的瞄准源孔径。
图6B是由图6A的瞄准光系统实施例产生的瞄准光图案的放大的图解视图。
图7A是成像模块的上部的放大正视图，其描绘了根据本公开的第二实施例光学地配置的瞄准光系统的瞄准源孔径。
图7B是由图7A的瞄准光系统实施例产生的瞄准光图案的放大的图解视图。
图8A是成像模块的上部的放大正视图，其描绘了根据本公开的第三实施例光学地配置的瞄准光系统的瞄准源孔径。
图8B是由图8A的瞄准光系统实施例产生的瞄准光图案的放大的图解视图。
图9A是成像读取器的上部的俯视图，其描绘了如何根据本公开的第四实施例配置瞄准光系统的瞄准光源。
图9B是由图9A的瞄准光系统实施例产生的瞄准光图案的放大的图解视图。
图10A是成像模块的上部的放大正视图，其描绘了根据本公开的第五实施例光学地配置的瞄准光系统的瞄准透镜孔径。
图10B是由图10A的瞄准光系统实施例产生的瞄准光图案的放大的图解视图。
图11A是成像模块的上部的放大正视图，其描绘了根据本公开的第六实施例光学地配置的瞄准光系统的瞄准透镜孔径。
图11B是由图11A的瞄准光系统实施例产生的瞄准光图案的放大的图解视图。
图12A是成像模块的上部的放大正视图，其描绘了根据本公开的第七实施例光学地配置的瞄准光系统的瞄准透镜孔径。
图12B是由图12A的瞄准光系统实施例产生的瞄准光图案的放大的图解视图。
本领域技术人员将理解附图中的要素出于简化和清楚而示出，并且不一定按比例绘制。例如，附图中的一些要素的尺寸和位置可相对于其他要素被放大以帮助提高对本发明实施例的理解。
已在附图中通过常规符号在适当位置对模块、读取器和方法构成进行了表示，所述表示仅示出与理解本发明的实施例有关的那些特定细节以免因得益于本文的描述对本领域技术人员显而易见的细节而混淆本公开。
具体实施方式
根据本公开的一个特征，成像模块可操作用于在离开所述模块的工作距离的范围上通过图像捕获来读取目标，例如，条形码符号。模块包括成像系统，该成像系统具有成像传感器，例如，二维、固态传感器，诸如电荷耦合器件（CCD）或互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器阵列，用于感测在视场上沿成像轴从目标返回的光，该视场沿与成像轴大体垂直的互相正交的水平轴和垂直轴延伸。模块还包括瞄准光系统，该瞄准光系统从成像系统偏移，并且将瞄准光图案引导至目标处并形成瞄准光图案，该瞄准光图案具有在瞄准光图案的中心区域中的瞄准标记以及具有沿着水平轴共线的一对瞄准光行。瞄准光系统还通过将瞄准标记光学地配置为相对于瞄准光图案的其余区域在亮度和/或颜色和/或大小和/或存在状态上不同来增强瞄准标记的可见性。具有增强的可见性的瞄准标记构成在工作距离的范围上的其中目标被定位的视场的中心区的更突出的视觉指示器。因此，目标可被可靠地居中在视场中（这在场挤满有彼此紧密相邻的多个目标时是尤其重要的），并且随后通过图像捕获被电光地读取。
有利地，瞄准光系统包括一对瞄准光组件，该一对瞄准光组件沿水平轴被间隔开在成像传感器的相对侧。光组件包括：一对瞄准光源，用于沿一对瞄准轴发射一对瞄准光；一对瞄准源孔径和一对瞄准透镜孔径，瞄准光分别沿瞄准轴穿过该一对瞄准源孔径和一对瞄准透镜孔径；以及一对瞄准透镜，用于分别光学地修改瞄准光以形成瞄准光行。
在一个实施例中，瞄准光源发射具有不同颜色（例如，红色和蓝色）的瞄准光，并且瞄准光行具有内线性端区域，所述内线性端区域延伸经过成像轴并且在目标上重叠以形成具有混合颜色（例如紫色）的瞄准标记，该混合颜色是瞄准光的不同颜色的混合。因此，在该实施例中，瞄准标记被光学地配置为相对于瞄准光图案的其余区域在颜色上不同。
在另一个实施例中，瞄准源孔经是细长开口，该细长开口沿水平轴延伸并且具有更靠近成像轴的内孔径端区域和更远离成像轴的外孔径端区域。内孔径端区域和外孔径端区域分别具有如沿着垂直轴所考虑的相对较高的高度尺寸和相对较短的高度尺寸。瞄准光行具有内线性端区域，所述内线性端区域延伸经过成像轴并且在瞄准光图案的中心区域处在目标上重叠以在中心区域处形成具有大于瞄准光图案的其余区域的高度的标记高度（如沿着垂直轴所考虑的）的瞄准标记。在又另一个实施例中，内孔径端区域和外孔径端区域分别具有如沿着垂直轴所考虑的相对较短的高度尺寸和相对较高的高度尺寸。瞄准光行具有内线性端区域，所述内线性端区域延伸经过成像轴并且在瞄准光图案的中心区域处在目标上重叠以在中心区域处形成具有小于瞄准光图案的其余区域的高度的标记高度（如沿着垂直轴所考虑的）的瞄准标记。因此，在后两个实施例中，瞄准标记被光学地配置为相对于瞄准光图案的其余区域在大小上不同，例如在高度上较高或较短。
在进一步的实施例中，瞄准透镜被光学地修改以将瞄准光配置成在离开模块的一距离处彼此相交。瞄准光行具有内线性端区域，所述内线性端区域被间隔开并离开成像轴以将瞄准标记形成为瞄准光行之间的间隙。因此，在该实施例中，瞄准标记被光学地配置为相对于瞄准光图案的其余区域在其存在状态上不同。换句话说，间隙可以被认为是负状态或空状态，而瞄准光图案的其余区域可以被认为是正状态或非空状态。
在另外的实施例中，瞄准透镜孔径是开口，瞄准光穿过所述开口并在瞄准光图案的中心区域处在目标上重叠以形成瞄准标记。这些开口被光学地配置为增加大于瞄准光图案的其余区域的亮度的在中心区域处的瞄准标记的亮度。因此，这些开口中的每个的形状可以是具有预定高度的单个矩形，或者具有增加高度的单个较高矩形，或者沿着一排布置的多个间隔开的矩形。
有利地，瞄准光行具有外线性端区域，在工作距离的范围上，该外线性端区域沿水平轴朝向视场的近似边界区延伸，并且视觉地指示所述近似边界区。视场通常是矩形的并且沿水平轴具有水平尺寸。外线性端区域具有沿着水平轴被间隔开一距离的相对端，该距离在工作距离的范围的至少部分上略小于视场的水平尺寸。这也在寻找最佳目标读取位置方面帮助和引导操作者。因此，在工作距离的范围上准确并同时地指示视场的中心和/或近似端界限而不管模块的成像系统和瞄准光系统之间的水平偏移。有利地，瞄准轴和成像轴一般位于共同平面中并且一般彼此平行。在离开模块的方向上，瞄准光行在长度上增加，并且视场在面积上成比例地增加。
根据本公开的另一个特征，前述成像模块被安装在具有透光窗的成像读取器的壳体中。成像传感器感测穿过窗从目标返回的光，并且瞄准光图案穿过窗被引导至目标处。壳体被优选地具体化为便携的、交易点的、枪形的手持式壳体，但可被具体化为手持式的盒形壳体，或包括免提配置的任何其他配置。
根据本公开的又另一个特征，在离开成像读取器的工作距离的范围上通过图像捕获读取目标的方法通过以下步骤来执行：感测在视场上沿着成像轴从目标返回的光，该视场沿着大体垂直于成像轴的互相正交的水平轴和垂直轴延伸；将瞄准光图案引导到目标处；形成瞄准光图案，该瞄准光图案具有在瞄准光图案的中心区域中的瞄准标记并且具有沿着水平轴共线的一对瞄准光行；以及增强瞄准标记的可见性，例如通过将瞄准标记光学地配置成相对于瞄准光图案的其余区域在亮度、和/或颜色、和/或大小、和/或存在状态中的至少一个上不同。具有增强的可见性的瞄准标记构成在工作距离的范围上的其中目标被定位的视场的中心区的突出的视觉指示器。
现在转向附图，图1中的附图标记30一般标识用于电光地读取目标（诸如条形码符号或类似标记）的手持式成像读取器。读取器30包括壳体32，成像或扫描引擎或模块40被安装在壳体50中，如以下结合图5具体所描述。壳体32包括通常细长的手柄或下部握柄部分28以及具有前端的桶管（barrel）或上部主体部分或顶部24，窗26（透光窗）位于所述前端处。手柄28的横截面尺寸和总体大小使得读取器30可被便利地保持在操作者的手中。主体和手柄部分24、28可由重量轻的、有回弹力的、抗冲击的自支撑材料（诸如合成塑料材料）构成。塑料壳体32可被注塑模制而成，但也可被真空成型或吹模以形成薄的空心壳，该空心壳界定内部空间，所述内部空间的体积足以容纳读取器30的各种部件。手动可致动的触发器34在读取器30的前向区域内以移动关系安装在手柄28上。操作者的食指用于通过按压触发器34来致动读取器30以启动读取。虽然壳体32被示出为便携的、交易点的、枪形的手持式壳体，但这仅仅是示例性的，因为壳体还可被具体化为手持式的盒形壳体或用包括免提构造的任何其他构造来具体化。
图2-图3描绘了读取器30，其顶部24被移除并暴露其中的模块40。如图5中所最佳示出，模块40包括成像系统，成像系统具有固态成像器10和成像透镜组件12，成像透镜组件12安装在具有圆形成像孔径16的管状保持器14中。成像器10是具有全局快门或卷帘快门的光电单元或传感器的二维的电荷耦合器件（CCD）阵列或互补金属氧化物半导体（CMOS）阵列。优选地，为了低成本，CMOS成像器有利地和卷帘快门一起使用。成像器10和成像透镜组件12优选地沿中心线或光学成像轴18对准，中心线或光学成像轴18通常居中地位于上部主体部分24内。
在操作中，成像系统捕获来自远离窗26的位于工作距离的范围中的目标的沿成像轴18穿过窗26的返回光，成像轴18居中在成像透镜组件12的成像视场20中。成像器10被有利地定位为相比壳体的前面更靠近上部主体部分24的后壁，以便在工作距离的靠近读取器30的近距范围中扩大成像视场20。成像透镜组件12优选地包括一个或多个定焦透镜，优选地是库克三合透镜（Cooke triplet），该一个或多个定焦透镜具有成像平面，在成像平面处，目标被最佳地聚焦并成像到成像器10上。视场20一般是矩形的并且沿所图示的通常与成像轴18垂直的互相正交的水平轴（X－X）和垂直轴（Y－Y）延伸。传感器针对目标的图像产生与像素信息的二维阵列对应的电信号。所述电信号由控制器或经编程的微处理器处理成指示正被读取的目标的数据。控制器22被连接到存储器36以用于数据检索和存储。控制器22和存储器36被安装在印刷电路板38上，印刷电路板38不需要按所示安装在模块40中，而是可以远离模块40来安装。
成像系统能够在各种光照条件下获取目标的全图像。还可将未示出的照明系统安装在模块40上以提供照明光来照射目标。曝光时间由控制器22控制。阵列的分辨率可以具有各种大小，但是可使用640×480像素的VGA分辨率以最小化成本。
包括一对瞄准光组件的瞄准光系统被支撑在模块40上，并且从成像系统偏移。瞄准系统可操作用于将各种瞄准光图案100投射在目标上（参见图6B、7B、8B和9B），如以下具体描述的。瞄准光组件沿水平轴（X－X）间隔开在成像传感器的相对侧。每个瞄准光组件包括：瞄准光源或发光二极管（LED）42，优选但不必然地，瞄准光源或发光二极管（LED）42被安装在印刷电路板38上；大体线性的细长的瞄准源孔径46，该瞄准源孔径46在LED 42的前面沿水平轴（X－X）延伸；瞄准透镜44，优选地环面（toroidal）透镜，该瞄准透镜44远离其相应的LED 42被安装；以及瞄准透镜孔径62，优选地位于瞄准透镜44的上游。每个LED 42、源孔径46、透镜孔径62和透镜44沿相应的瞄准轴48居中并放置。瞄准轴48一般在共同平面中并且一般彼此平行。如所示，LED 42和成像器10优选地沿着共同水平轴安装。有利地，成像轴18在与瞄准轴48相同的平面中并且一般与瞄准轴48平行。
瞄准光组件可操作用于在瞄准场52上沿着相应的瞄准轴48引导从每个LED 42发射的瞄准光穿过相应的源孔径46、相应的透镜孔径62和相应的透镜44到目标处，瞄准场52居中在相应的瞄准轴48上。在目标上，这些瞄准场52描述一对瞄准光行（light line）50，该一对瞄准光行沿水平轴（X-X）是共线的。如图5中所示，瞄准光行50具有内线性端区域50A，该内线性端区域50A延伸经过成像轴18并且在目标上重叠以形成瞄准标记60。因此，操作者可将瞄准标记60定位在目标上，并且目标将大体上居中在成像视场20中而不管成像系统和瞄准光系统之间的偏移。在选择列表操作模式期间当在视场中位置靠近在一起的多个目标之间进行选择时这是有帮助的。
根据本公开，瞄准光系统通过将瞄准标记60光学地配置为如上描述的相对于瞄准光图案的其余区域在亮度、和/或颜色和/或大小和/或存在状态上不同来增强瞄准标记60的可见性。具有增强的可见性的瞄准标记60构成在工作距离的范围上的其中目标被定位的视场20的中心区的突出的视觉指示器。
模块40的上部的正视图在图6A、图7A和图8A中被描绘。瞄准源孔径46位于在成像孔径16的相对侧。在第一实施例中，如图6A-图6B中所示，瞄准光源42发射穿过瞄准源孔径46的具有不同颜色（例如红色和蓝色）的瞄准光。如所图示，瞄准源孔径46一般是具有大致均匀高度的圆形的、矩形开口，如沿垂直轴（Y-Y）考虑的。瞄准光行50具有内线性端区域50A，该内线性端区域50A延伸经过成像轴18并且在目标上重叠以形成具有混合颜色（例如紫色）的瞄准标记60，该混合颜色是瞄准光的不同颜色的混合。因此，在第一实施例中，瞄准标记60被光学地配置为相对于瞄准光图案100的其余区域在颜色上不同。将理解，红色和蓝色仅仅是示例性的并且可以使用其他颜色。
在第二实施例中，如图7A-图7B所示，瞄准源孔径46一般是圆形的、等腰梯形开口，其沿着水平轴（X-X）伸长并延伸；并且具有更靠近成像轴18的内孔径端区域46A和更远离成像轴18的外孔径端区域46B。内孔径端区域46A和外孔径端区域46B分别具有如沿着垂直轴（Y—Y）所考虑的相对较高的高度尺寸和相对较短的高度尺寸。瞄准光行50具有内线性端区域50A，所述内线性端区域50A延伸经过成像轴18并且在瞄准光图案100的中心区域处在目标上重叠以在中心区域处形成具有大于瞄准光图案100的其余区域的高度的标记高度（如沿着垂直轴（Y—Y）所考虑的）的瞄准标记60。因此，在第二实施例中，瞄准标记60被光学地配置为相对于瞄准光图案100的其余区域在大小上不同，例如在高度上较高。较高或较胖的瞄准标记60突出地指示视场20的中心区。
在第三实施例中，如图8A-8B中所示，内孔径端区域46A和外孔径端区域46B分别具有如沿着垂直轴（Y—Y）所考虑的相对较短的高度尺寸和相对较高的高度尺寸。瞄准光行50具有内线性端区域50A，所述内线性端区域50A延伸经过成像轴18并且在瞄准光图案100的中心区域处在目标上重叠以在中心区域处形成具有小于瞄准光图案100的其余区域的高度的标记高度（如沿着垂直轴（Y—Y）所考虑的）的瞄准标记60。因此，在第三实施例中，瞄准标记60被光学地配置为相对于瞄准光图案100的其余区域在大小上不同，例如在高度上较短。较短或较瘦的瞄准标记60突出地指示视场20的中心区。
在第四实施例中，如图9A-图9B所示，例如，瞄准透镜44通过改变其出射表面的曲率而被光学地修改，以将瞄准光配置成在离开读取器30一距离处彼此相交。在工作距离的近范围内（例如，离开读取器30多至约六英寸），例如，在所指示的目标图像平面处，瞄准光行50具有内线性端区域50A，该内线性端区域50A被间隔开并且离开成像轴18以将瞄准标记60形成为在瞄准光行50之间的间隙。因此，在第四实施例中，瞄准标记60被光学地配置为相对于瞄准光图案100的其余区域在其存在状态上不同。换句话说，间隙可以被认为是负存在状态或空存在状态，而瞄准光图案100的其余区域可以被认为是正存在状态或非空存在状态。
在第五实施例中，如图10A-图10B所示，每个瞄准透镜孔径62是单个矩形开口（图10A），每个瞄准光穿过该开口。如图10B中所示，瞄准光在瞄准光图案的中心区域处在目标上重叠以形成瞄准标记60。每个单个开口被光学地配置为增加大于瞄准光图案的其余区域的亮度的在中心区域处的瞄准标记60的亮度。在第六实施例中，如图11A-图11B所示，每个瞄准透镜孔径62是与图10A中的开口的高度相比具有更大高度的单个矩形开口（图11A）。在该第六实施例中，由于较高的开口引起的瞄准标记60的亮度大于第五实施例的瞄准标记60的亮度。在第七实施例中，如图12A-图12B所示，每个瞄准透镜孔径62被配置为通过垂直狭缝被彼此分开的多个开口。在该第七实施例中，在瞄准光图案中形成多个高度可见的间隙64（图12B）。因此，这些开口中的每个的形状可以是具有预定高度的单个矩形，或者具有增加高度的单个较高矩形，或者沿着一排布置的多个间隔开的矩形。每个瞄准透镜孔径62可以形成为相应的瞄准透镜44的入射表面上的轮廓，或者形成为入射表面上的图案化涂层或纹理，或者形成为单独的有孔的挡板元件。
在实施例的所有实施例中，瞄准光行50还具有外线性端区域50B，在工作距离的范围上，该外线性端区域50B沿水平轴（X－X）朝向视场20的近似边界区或端界限延伸，并且视觉地指示该近似边界区或端界限。因此，操作者被指导以将外线性端区域50B定位在目标上，使得目标将被大体上完全包含在成像视场20内而不管成像系统和瞄准系统之间的偏移。
如在图3-图4中最佳可见，在离开读取器30的方向上，瞄准光行50在长度上增加，并且视场20在面积上成比例地增加。如图6B、图7B、图8B和图9B中可见，视场20沿水平轴（X－X）具有水平尺寸，并且外线性端区域50B具有沿水平轴（X－X）间隔开一距离的相对边缘或端50C，该距离在工作距离的范围的至少部分上与该水平尺寸非常近似（closelyapproximate）。例如，该距离在工作距离的范围的至少部分上可以比水平尺寸略小，例如小10％-30％。可以在读取器壳体内提供一对挡光板70（参见图3），以创建用于瞄准光图案100的更清洁的外部边缘50C。有利地优化该距离以在工作距离范围的所选部分，尤其是在所述范围的近部分中读取一些难以读取的目标，这对于读取此类难以读取的目标而言是理想的。
作为数值示例，在图6A-图6B的第一实施例中，在离开窗26约5英寸处，瞄准光图案100（即，外线性端区域50B的相对端50C之间的距离）在长度上沿水平轴（X－X）为约5英寸且在高度上沿垂直轴（Y－Y）为约0.5英寸，并且瞄准标记60在长度上沿水平轴（X－X）为约1.5英寸且在高度上沿垂直轴（Y－Y）也为约0.5英寸，并且视场20的水平尺寸为略大于5英寸。因此，一旦目标被瞄准光图案100覆盖，就保证该目标是在视场20内。随着读取器30和目标之间的距离减小，瞄准标记60在大小上减小直至其在目标靠近或触碰读取器时缩小为斑点。这有助于在近范围中读取时使目标居中而不管成像系统和瞄准系统之间的偏移。
在上述说明书中已经描述了具体实施例。然而，本领域普通技术人员理解，可做出各种修改和改变而不脱离如下权利要求书所阐述的本发明的范围。例如，通过组合来自实施例的特征，可以进一步增强瞄准标记的可见性。因此，由瞄准光源42发射并且结合第一实施例描述的瞄准光的不同颜色可以用于与其他实施例中的任何实施例一起获利。另外，结合第二和第三实施例描述的瞄准源孔径46的形状可以用于与其他实施例中的任何实施例一起获利。此外，结合第四实施例描述的瞄准透镜44的光学配置可以用于与其他实施例中的任何实施例一起获利。因此，说明书和附图被认为是图示性的而非限定性的意义，并且所有这种修改都旨在被包括在本教导的范围内。
这些益处、优势、问题解决方案以及可能使任何益处、优势或解决方案发生或变得更为突出的（多个）任何要素不被解释成任何或所有权利要求的关键的、必需的或必要的特征或要素。本发明单独由所附权利要求书限定，包括在本申请处于未决状态期间做出的任何修改以及出版后这些权利要求的所有等效物。
此外，在该文档中，诸如第一和第二、顶部和底部等之类的关系术语可单独地用来将一个实体或动作与另一个实体或动作区别开，而不一定要求或暗示这些实体或动作之间具有任何实际的这种关系或顺序。术语“构成”、“构成有”、“具有”、“具备”、“包括”、“包括有”、“包含”、“含有”或它们的任何其他变型旨在覆盖非排他性的包括，使得构成为、具有、包括、包含要素列表的过程、方法、物品或布置不仅包括那些要素还可包括对该过程、方法、物品或布置未明确列出的或固有的其他要素。以“构成有一”、“具有一”、“包括一”或“包含一”开头的要素，在没有更多约束条件的情形下，不排除在构成有、具有、包括或包含该要素的过程、方法、物品或布置中有另外的相同要素存在。术语“一”和“一个”被定义为一个或多个，除非本文中另有明确声明。术语“基本上”、“本质上”、“近似”、“大约”或这些术语的任何其他版本被定义为接近本领域普通技术人员所理解的那样，并且在一个非限定性实施例中，该术语被定义为在10％以内，在另一实施例中定义为在5%以内，在另一实施例中定义为在1%以内，且在另一实施例中定义为在0.5％以内。本文中使用的术语“耦合的”被定义为连接的，尽管不一定是直接连接的也不一定是机械连接的。以某种方式“配置的”设备或结构至少以该种方式进行配置，但也可以未列出的方式进行配置。
要理解，一些实施例可包括一个或多个通用或专用处理器（或“处理器件”），例如微处理器、数字信号处理器、定制的处理器和现场可编程门阵列（FPGA）以及唯一存储的程序指令（包括软件和固件两者），所述唯一存储的程序指令控制一个或多个处理器以连同某些非处理器电路实现本文所描述的方法和/或布置的一些、多数或全部功能。替代地，一些或全部功能可由无存储程序指令的状态机来实现，或者在一种或多种专用集成电路（ASIC）中实现，其中各种功能或某些功能的某些组合被实现为定制逻辑。当然，也可使用这两种方法的组合。
此外，一个实施例可被实现为计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有存储在其上的计算机可读代码，用于对（例如包括处理器的）计算机编程以执行如本文所描述和要求保护的方法。这种计算机可读存储介质的示例包括但不限于硬盘、CD-ROM、光存储器件、磁存储器件、ROM（只读存储器）、PROM（可编程只读存储器）、EPROM（可擦除可编程只读存储器）、EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）以及闪存。此外，预期本领域普通技术人员虽然做出了由例如可用时间、当前技术和经济考虑而促动的可能的显著努力以及许多设计选择，但在被本文所公开的构思和原理所指导时，将容易地能通过最少实验产生此类软件指令和程序以及集成电路（IC）。
提供本公开的摘要以允许读者快速地明确本技术公开的性质。提交该摘要，并且理解该摘要将不用于解释或限制权利要求书的范围或含义。此外，在上述具体实施方式中，可以看出出于使本公开整体化的目的，各个特征在各实施例中被编组到一起。这种公开方法不应被解释为反映要求保护的实施例与各项权利要求中明确记载的相比需要更多的特征的意图。相反，如以下权利要求所反映，发明主题在于少于单个公开的实施例的全部特征。因此，以下权利要求由此被结合入具体说明中，其中各个权利要求作为单独要求保护的主题代表其自身。

Claims (18)

1.一种成像模块，所述成像模块用于在离开所述模块的工作距离的范围上通过图像捕获来读取目标，所述成像模块包括：
成像系统，所述成像系统包括成像传感器，所述成像传感器用于感测在视场上沿成像轴从所述目标返回的光，所述视场沿着垂直于所述成像轴的互相正交的水平轴和垂直轴延伸；以及
瞄准光系统，所述瞄准光系统从所述成像系统偏移并且能操作用于将瞄准光图案引导至所述目标处、用于形成所述瞄准光图案，所述瞄准光图案具有在所述瞄准光图案的中心区域中的瞄准标记并且具有沿着所述水平轴共线的一对瞄准光行、并且用于增强所述瞄准标记相对于所述瞄准光图案的其余区域的可见性，具有增强的可见性的所述瞄准标记构成在所述工作距离的范围上的其中所述目标被定位的所述视场的中心区的突出的视觉指示器，
其中所述瞄准光系统包括沿着所述水平轴被间隔开在所述成像传感器的相对侧处的一对瞄准光组件，并且其中，所述光组件包括用于沿着一对瞄准轴发射一对瞄准光的一对瞄准光源、所述瞄准光分别沿着所述瞄准轴穿过的一对瞄准源孔径和一对瞄准透镜孔径、以及用于分别光学地修改所述瞄准光以形成所述瞄准光行的一对瞄准透镜，所述一对瞄准轴在共同平面中并且彼此平行。
2.如权利要求1所述的模块，其中所述瞄准光系统将所述瞄准标记光学地配置成相对于所述瞄准光图案的其余区域在亮度、颜色、大小和存在状态中的至少一个上不同。
3.如权利要求1所述的模块，其中所述瞄准光源发射具有不同颜色的瞄准光，并且其中所述瞄准光行具有内线性端区域，所述内线性端区域延伸经过所述成像轴并且在所述目标上重叠以形成具有混合颜色的瞄准标记，所述混合颜色是所述瞄准光的不同颜色的混合。
4.如权利要求1所述的模块，其中所述瞄准源孔径是细长开口，所述细长开口沿着所述水平轴延伸并且具有更靠近所述成像轴的内孔径端区域和更远离所述成像轴的外孔径端区域，并且其中所述内孔径端区域和所述外孔径端区域分别具有如沿所述垂直轴所考虑的相对较高的高度尺寸和相对较短的高度尺寸，并且其中所述瞄准光行具有内线性端区域，所述内线性端区域延伸经过所述成像轴并且在所述瞄准光图案的中心区域处在目标上重叠以便在所述中心区域处形成如沿着所述垂直轴所考虑的具有大于所述瞄准光图案的其余区域的高度的标记高度的所述瞄准标记。
5.如权利要求1所述的模块，其中所述瞄准源孔径是细长开口，所述细长开口沿着所述水平轴延伸并且具有更靠近所述成像轴的内孔径端区域和更远离所述成像轴的外孔径端区域，并且其中所述内孔径端区域和所述外孔径端区域分别具有如沿所述垂直轴所考虑的相对较短的高度尺寸和相对较高的高度尺寸，并且其中所述瞄准光行具有内线性端区域，所述内线性端区域延伸经过所述成像轴并且在所述瞄准光图案的中心区域处在目标上重叠以便在所述中心区域处形成如沿着所述垂直轴所考虑的具有小于所述瞄准光图案的其余区域的高度的标记高度的所述瞄准标记。
6.如权利要求1所述的模块，其中所述瞄准透镜被光学地修改以将所述瞄准光配置成在离开所述模块的一距离处彼此相交，并且其中所述瞄准光行具有间隔开且离开所述成像轴的内线性端区域以将所述瞄准标记形成为所述瞄准光行之间的间隙。
7.如权利要求1所述的模块，其中所述瞄准透镜孔径是开口，所述瞄准光穿过所述开口并且在所述瞄准光图案的所述中心区域处在所述目标上重叠以形成所述瞄准标记，并且其中所述开口被光学地配置为增加大于所述瞄准光图案的其余区域的亮度的在所述中心区域处的瞄准标记的亮度。
8.如权利要求1所述的模块，其中所述瞄准光行具有外线性端区域，所述外线性端区域在所述工作距离的范围上沿着所述水平轴朝向所述视场的近似边界区延伸并且视觉地指示所述视场的近似边界区；并且其中所述视场具有沿着所述水平轴的水平尺寸，并且其中所述外线性端区域具有沿着所述水平轴间隔开一距离的相对端，所述距离在工作距离的范围的至少部分上与所述视场的水平尺寸非常近似。
9.一种成像读取器，所述成像读取器用于在离开所述读取器的工作距离的范围上通过图像捕获来读取目标，所述成像读取器包括：
具有透光窗的壳体；以及
成像模块，所述成像模块被安装在所述壳体中，所述模块具有垂直于所述成像轴的水平轴和垂直轴，以及
瞄准光系统，所述瞄准光系统从所述成像系统偏移并且能操作用于将瞄准光图案引导穿过所述窗至所述目标处、用于形成所述瞄准光图案，所述瞄准光图案具有在所述瞄准光图案的中心区域中的瞄准标记并且具有沿着所述水平轴共线的一对瞄准光行、并且用于增强所述瞄准标记相对于所述瞄准光图案的其余区域的可见性，具有增强的可见性的所述瞄准标记构成在所述工作距离的范围上的其中所述目标被定位的视场的中心区的突出的视觉指示器，
其中所述瞄准光系统包括沿着所述水平轴被间隔开在所述成像模块的相对侧处的一对瞄准光组件，并且其中，所述光组件包括用于沿着一对瞄准轴发射一对瞄准光的一对瞄准光源、所述瞄准光分别沿着所述瞄准轴穿过的一对瞄准源孔径和一对瞄准透镜孔径、以及用于分别光学地修改所述瞄准光以形成所述瞄准光行的一对瞄准透镜，所述一对瞄准轴在共同平面中并且彼此平行。
10.如权利要求9所述的读取器，其中所述瞄准光系统将所述瞄准标记光学地配置成相对于所述瞄准光图案的其余区域在亮度、颜色、大小和存在状态中的至少一个上不同。
11.一种在离开成像读取器的工作距离的范围上通过图像捕获来读取目标的方法，所述方法包括：
感测在视场上沿着成像轴从所述目标返回的光，所述视场沿着垂直于所述成像轴的互相正交的水平轴和垂直轴延伸；
通过沿着一对瞄准轴发射一对瞄准光各自地穿过一对瞄准源孔径、一对瞄准透镜孔径、和一对瞄准透镜以光学地修改所述瞄准光以便形成一堆瞄准光行，来将瞄准光图案引导至所述目标处，每个瞄准透镜孔径被定位在相应的瞄准源孔径与相应的瞄准透镜之间，所述一对瞄准轴在共同平面中并且彼此平行；
形成所述瞄准光图案，所述瞄准光图案具有在所述瞄准光图案的中心区域中的瞄准标记并且具有沿着所述水平轴共线的一对瞄准光行；以及
增强所述瞄准标记相对于所述瞄准光图案的其余区域的可见性，具有增强的可见性的所述瞄准标记构成在所述工作距离的范围上的其中所述目标被定位的所述视场的中心区的突出的视觉指示器。
12.如权利要求11所述的方法，其中通过将所述瞄准标记光学地配置成相对于所述瞄准光图案的其余区域在亮度、颜色、大小和存在状态中的至少一个上不同来执行所述增强。
13.如权利要求11所述的方法，其中通过发射具有不同颜色的所述瞄准光来执行所述发射，并且其中通过将所述瞄准光行配置为具有延伸经过所述成像轴且在所述目标上重叠的内线性端区域来执行所述瞄准光图案的所述形成，并且其中通过形成具有混合颜色的所述瞄准标记来执行所述增强，所述混合颜色是所述瞄准光的不同颜色的混合。
14.如权利要求11所述的方法，并且将所述瞄准源孔径配置为细长开口，所述细长开口沿着所述水平轴延伸且具有更靠近所述成像轴的内孔径端区域和更远离所述成像轴的外孔径端区域，并且将所述内孔径端区域和所述外孔径端区域配置为分别具有如沿所述垂直轴所考虑的相对较高的高度尺寸和相对较短的高度尺寸，并且将所述瞄准光行配置为具有内线性端区域，所述内线性端区域延伸经过所述成像轴并且在所述瞄准光图案的中心区域处在目标上重叠，并且其中通过在所述中心区域处形成如沿着所述垂直轴所考虑的具有大于所述瞄准光图案的其余区域的高度的标记高度的所述瞄准标记来执行所述增强。
15.如权利要求11所述的方法，并且将所述瞄准源孔径配置为细长开口，所述细长开口沿着所述水平轴延伸且具有更靠近所述成像轴的内孔径端区域和更远离所述成像轴的外孔径端区域，并且将所述内孔径端区域和所述外孔径端区域配置为分别具有如沿所述垂直轴所考虑的相对较短的高度尺寸和相对较高的高度尺寸，并且将所述瞄准光行配置为具有内线性端区域，所述内线性端区域延伸经过所述成像轴并且在所述瞄准光图案的中心区域处在目标上重叠，并且其中通过在所述中心区域处形成如沿着所述垂直轴所考虑的具有小于所述瞄准光图案的其余区域的高度的标记高度的所述瞄准标记来执行所述增强。
16.如权利要求11所述的方法，并且光学地修改所述瞄准透镜以将所述瞄准光配置成在离开所述成像读取器的一距离处彼此相交，并且将所述瞄准光行配置成具有间隔开且离开所述成像轴的内线性端区域，并且其中通过将所述瞄准标记形成为所述瞄准光行之间的间隙来执行所述增强。
17.如权利要求11所述的方法，并且将所述瞄准透镜孔径配置有开口，所述瞄准光穿过所述开口并且在所述瞄准光图案的所述中心区域处在目标上重叠以形成所述瞄准标记，并且其中通过光学地配置所述开口以增加大于所述瞄准光图案的其余区域的亮度的在所述中心区域处的瞄准标记的亮度来执行所述增强。
18.如权利要求11所述的方法，并且将所述瞄准光行配置为具有外线性端区域，所述外线性端区域在所述工作距离的范围上沿着所述水平轴朝向所述视场的近似边界区延伸并且视觉地指示所述视场的近似边界区；并且将所述视场配置为具有沿着所述水平轴的水平尺寸；并且将所述外线性端区域配置为具有沿着所述水平轴间隔开一距离的相对端，所述距离在工作距离的范围的至少部分上与所述视场的水平尺寸非常近似。
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