CN1104356A - 两维代码数据的读取设备及读取方法 - Google Patents

Abstract

用于读取两维数据的行式传感器探测元件是一 光纤束光缆，其上端与行式传感器部件组合体相连 接，下端则与具有特定尺寸的开口相对。光纤束光缆 的行式传感器探测元件可沿处在该元件垂直方向上 的所要探测的表面相互平行地配置，而且，该探测元 件可在上述开口范围内移动，还设置有一探测元件移 动装置以便读取两维代码数据。用读取一维数据的 行式传感器就能读取两维代码数据并可以减少两维 数据读取设备的生产成本，从而保证较高的读取精确 性。

Description

本发明涉及到两维代码数据的读取设备及读取方法，举例来说，本发明涉及到两维信息的读取设备及读取方法，上述两维信息是由用于以两维的方式如在矩阵中包括数据区域的矩阵码或在多个栈层中包括条型码的堆栈码的方式来记录的两维代码的信息记录码所记录的。

作为一种两维代码读取设备，用一反射器或类似装置来使激光垂直和水平地变换以便以两维的方式移动探测位置的方法，以及读取基本上呈两维的代码数据的方法，均为周知的。但是，在这种设备中，由于高速变换上述反射器的结构，因而会在操作及精确性方面出现问题。

作为一种两维代码读取设备，可以考虑用相机来获得记录有两维代码数据的记录纸并读取该记录纸的表面区域，但是，由于相机的边缘误差，或者，如果读取倾斜角相对于所记录的两维代码不是直角，则会由于光学误差在图像处理技术方面产生误差，并且，所述设备所具有的对两维代码数据进行图像处理的校正算法会很复杂且要增加图像处理的内存容量，从而增加了成本。

相应地，通过使用行式传感器并移动探测位置从而使得两维代码数据和行式传感器的相对移动方向成直角，则能够解决因相机拍照而产生的光学误差问题。如图8所示的这种装置，当用光学装置M如透镜及反射镜来处理两维代码数据时，由于光路L₁及L₂的距离不等，这种结构会改变来自记录有两维代码数据的探测光与朝向行式传感器部件1的入射光之间的位置关系。

这就是说，由于光探测角发生了变化，因而，在朝向所述传感器部件的投射光以及探测光的长度随光学装置M发生变化时，就会造成光路L₁的距离与光路L₂的距离之间的差异从而产生在数据区域上的光路L₁的距离与光路L₂的距离之间的差异，所以，数据区域的大小与宽度就不再会是均匀的了，这样，就要在校正为图像处理而进入内存的两维数据代码的编码方面花费大量的劳动。

本发明试图通过移动探测位置以使记录有两维代码数据的记录纸与行式传感器之间的相对移动方向呈直角并通过使图像数据以两维的方式进入内存而用一简单的算法来解决读取两维数据以及两维代码数据图像处理的方法中在操作及精确性方面的问题。

所以，本发明的基本目的是提供一种两维代码数据的记录设备和读取方法，以便读取两维代码数据如在矩阵中包括数据区的矩阵代码或在多个栈层中包括条型码的堆栈码等，其中，一用于读取两维代码数据的行式传感器探测元件被制成一光导纤维束光缆，该光缆包含多条具有特定直径结合成一束的光导纤维，这些光层纤维的一端与包括在所述读取设备内的行式传感器部件相连接，而另一端则对着所述读取设备中具有特定尺寸的开口设备，由光导纤维束光缆构成的行式传感器探测元件可以沿处在光缆垂直方向上的所要探测的表面自由地做往复平行移动，而且，一探测元件移动装置可以使上述行式传感器探测元件在所述开口范围内移动并通过上述探测元件来读取所说的两维代码数据，由此，可以使用读取一维数据的行式传感器来两维地读取两维代码数据的记录信息。

在本发明的另一目的中，所述行式传感器探测元件的光导纤维束光缆的下端部分是由一纤维支承件来固定的，而所述的纤维支承件则安装在一滑动导向件内，并且，上述探测元件移动装置使得行式传感器探测元件能在所述读取设备的底部开口中沿滑动导向件往复移动，由此去读取两维代码数据，从而能够可靠且精确地读取所探测的表面上的两维代码数据。

在本发明的又一目的中，在所述的读取设置中，设置有一发光装置，此发光装置照射朝向上述行式传感器探测元件的所要探测的表面，从而，可以用一均匀的照射光来照射所要探测的表面，由此来排除读取误差。

在本发明的另外的一目的中，在所述读取设备开口的边缘上安装有一发光二极管，因而能指示并读取所述读取设备的读取位置和读取范围，由此可以确切地读取两维代码数据的读取位置和读取范围。

在本发明的其它目的中，是按由一特定数码所划分的两维代码的数据区域的间隔距离来读取所述行式传感器探测元件之光导纤维束光缆的光纤间距的，因此，可用一维行式传感器来迅速且可靠地读取两维代码数据。

在以下的详细说明中，将会更多地了解并理解本发明的上述及其它优点。

图1是显示本发明一个实施例的两维代码数据读取设备的纵剖图;

图2是上述读取设备的发光装置及探测元件移动装置的纵剖图;

图3是上述读取设备的探测元件移动装置的横剖图;

图4是上述读取设备的光导纤维束光缆及探测元件移动装置之下端部分的纵剖图;

图5是上述读取设备所要探测的记录有两维代码数据的记录纸表面的部分切剪图;

图6是本发明读取设备的另一实施例的处于与图2相同状态的纵剖图，在此实施例中，通过使用室内光而省略了所述的发光装置;

图7是与图2相对应的纵剖图，此图显示了本发明读取设备的发光装置的又一实施例，在此图中，图（a）涉及到用于安装一作用于光导纤维束光缆底端部分的管状透镜的外壳，图（b）显示了安装有一作用于光导纤维束光缆底端部分的管状透镜及一发光装置的所述设备的剖面图;

图8是作为通常系统使用一可移动反射镜的两维代码数据读取设备中光学误差的示意图。

以下将参照附图对本发明的某些实施例进行说明。图1至图6显示了本发明的实施例。参照图1至图4，两给代码数据读取设备S是便携式可移动的手持扫描器，在该设备中，标号1表示一盒状外壳，在此外壳的底部1a处，提供有一具有特定尺寸能够读取一个或多个两维代码数据的开口11。标号2显示了一行式传感器部件组合体，在外壳1的上半部分，有多个CCD（电荷耦合器件）的传感器部件21排成垂直的队列。

标号3表示一光导纤维束光缆，具有特定直径的多个光纤31彼此相邻地结合成垂直队列以形成如图3及图4所示的光纤束。如图1所示，每一光纤31的上端均与行式传感器部件组合体2的传感器部件21相连接，而每一光纤31的下端3a则对着外壳1底部1a的开口11，并且，上述光纤31旋转在外壳1内，而记录数据则是从每一光纤31的下端表面3a成行地连续获得的，并且，通过一行式传感器探测元件30来探测所述的记录数据。

如图3所法，安装有一探测元件移动装置4以便使得所述行式传感器探测元件30之光纤束光缆3的下端表面3a在底部1a开口11的范围内沿平行于处在于光纤束光缆3垂直方向上的所要探测的表面往复移动。如图1至图4所示，行式传感器探测元件30的每一光纤31的下端表面3a均由一纤维支承件41所支承，一开在纤维支承件41侧部上的导向孔43与固定外壳1一侧上的导向轴的导向件42相配合，因而，光缆3的下端表面3a能沿导向件42的方向即沿垂直于光纤束电缆3的方向自由地移动。光纤31的间隔最好约是构成两维代码的每一数据区的标记元素（点阵的像素标记等）间距的1/1至1/5，从而，可用传感器部件21来判断存在还是缺乏从光纤31中进入的数据，并对该数据顺利地用数字计算的方法进行处理。

这样，如图3所示，一螺旋轴46与一传送装置45相连接，而该传送装置45则与安装在外壳1内的伺服电机44相接合，从纤维支承件41的另一端进入该件的螺旋体拧在螺旋轴46上，对所述伺服电机44的电源供给是由一控制元件7（包括电池和控制装置）来控制的，从而使得伺服电机以特定的速度正向旋转，然后再反向旋转，由此来使行式传感器探测元件30在外壳1内往复移动。在行式传感器探测部件组合体2可判断的范围内，行式传感器探测元件30的移动速度可提高至一定的高速度，但是，如果需要的话，也可以通过保持一特定的低速度来提高读取速度。

在外壳1底部1a开口11的边缘侧面上安装有一发光二极管8，如图4所示，并确定读取装置S的读取位置和读取范围，从而，读取装置S可以精确地定位。此外，如果必要的话，可在开口11的周围安装透明的聚丙烯树脂盘片或类似材料，以便可用肉眼看到读取区域。

在上述实施例中，所述之导向轴42、导向孔43、螺旋轴46以及螺旋体47均安装在行式传感器探测元件30的一侧，但是，很明显，它们也可以这样安置，即以垂直的结构安装或成对地安装在两侧，由此来减少纤维支承件41运动过程中的振动。作为所述的螺旋驱动元件，也可以使用其它的已知驱动装置，如由电磁体驱动的磁性启动器等。

如图2所示，发光装置9通过一与行式传感器探测元件30相对的固定部件94而固定在探测元件移动装置4的纤维支承件41上。通过探测元件移动装置4，所述发光装置4可随光纤31的下端部分一道移动，而且，在整个所要探测的表面范围内，进入光纤31下端表面的光线的照明度几乎不变。在图2的实施例中，所述发光装置9包括：一管状光源（如管状发光管）92，该光源具有约等于光纤束光缆3的宽度或者比之略长（宽）;一管状透镜91，该透镜苒在一光源罩93之内。激光灯、发光二极管、电子管或其它类似装置均可用作所述的光源，并且，对其波长没有特殊的限制。

如图1所示，一手柄在外壳1的上方斜向地凸出，此手柄用于通过手工操作来读取两维代码数据，或者，外壳1的上部可用一适当的固定部件来支承以代替该手柄5。标号6表示一用于启动输入操作的手动型操作开关，通过控制元件7的控制装置可以控制探测元件移动装置4，而控制元件7的上述控制装置则用于将行式传感器部件组合体2的输出以有线或无线的方式传送到该装置的外部。

在读取过程中，操作者用一只手把持住读取设备S的手柄5，并将该读取设备S底部1a的开口11靠近贴在商品或其它物品上的记录有两维代码数据的记录纸A，如图1所示。这与通常的一维代码数据如条型码的数据读取是一样的。这时，如图4所示，会从安装在底部1a开口11的边缘侧部上的发光二极管8中发出显示所述读取设备S的读取范围的导向光线，从而，在行式传感器探测元件30的探测范围内，贴在商品上记录有两维代码数据的记录纸A被探测的表面上的一个或多个两维代码数据B会很容易地定位于开口11之内。

当通过按压操作开关6而驱动探测元件移动装置4时，行式传感器探测元件3之光纤31的下端表面3a会以一特定的速度沿垂直于行式传感器探测元件3方向上的所要探测的记录纸A的表面平行地移动。如图5所示，记录有两维数据的记录纸A上的两维代码数据B会从b₁至b₂、b₃…b_n处顺序地进行式传感器部件组合件2，而且，可以利用一维线性图像探测的行式传感器来输入所述设备S的内存的两维图像数据，因而，能用一维行式传感器来读取两维数据。

所述实施例的两维代码记录在数据区O上，此区域O被X轴参照线Xb、Y轴参照线Yb以及角标记C所包围，如图5所示。在图5中，在X轴参照线Xb和Y轴参照线Yb上按特定的间隔提供有分割标记E，而且，二进制代码（如黑白（空）标记）可以编排在由延长的分割标记E所包围的小分割区域Ds上，从而能记录下两维代码数据。上述两维代码并不局限于所述的实施例，它可以使用其它已知的矩阵代码以及堆栈条码等。

在所述之实施例中，省略发光装置9也可达到本发明的目的，在这种情况下，如果对在所要探测的表面上记录有两维代码数据的记录纸A照明不充分或有变化，那反，就会产生读取误差，因此，必须要留意用于所要探测表面的室内照明。

此外，通过前述在发光装置9的光源92与行式传感器探测元件3之光纤31的下端表面3a之间的光路中安装管状透镜91，可以提高进行行式传感器探测元件3中的照明光的亮度，但是，该管状透镜91的位置并不局限于通过安装在发光装置9内来作用于照向所要探测表面的记录纸A的照明光线的形式，如图2所示，而是如图7（a），（b）所示，管状透镜91也可以设置成只作用于来自所要探测表面的记录纸A的反射光（图7（a）），或者同时作用于照向所要探测表面的记录纸A的照明光以及来自所要探测表面的记录纸A的反射光（图7（b））。

提供了有关本发明的不同实施例，在本文所述发明的精神与范围内，本技术的专家可以适当地制作出其它改进和变型。

这样，在本发明中，作为行式传感器探测元件的光纤束光缆的端部表面可沿垂直方向移动，并从记录有两维代码数据的记录纸上获得并读取两维代码数据，而且，可以用一简单的一维行式传感器装置就能读取两维代码数据，所以，两维代码数据的传感器装置就能得以简化且减少成本，并且，用一简单的算法就可以进行数据图像处理。

通过用探测元件移动装置来移动按一维方式设置的行式传感器探测元件（光纤束光缆的端部表面），就能够以两维的方式读取图像，而且，行式传感器探测元件与所要探测的表面（其上记录有两维代码数据的记录纸）之间距离一般保持恒定，因而可以精确地读取两维代码数据。此外，在需要的情况下，行式传感器探测元件的移动速度可以保持在一恒定的低速度，从而提高了读取的精确性。相应地，也解决了用光学装置来移动行式传感器读取位置的通常方法中的问题，或者解决了激光方法中的问题。

Claims (15)

1、一种用于读取两维代码数据诸如在矩阵中包括数据区域的矩阵码或在多个栈层中包括条型码的堆栈码的两维代码数据记录设备，其中：

一用于读取两维代码数据的行式传感器探测元件被做成一光导纤维束光缆，该光缆包含有多条具有特定直径结合成一束的光导纤维，这些光纤的一端与包括在所述读取设备内的行式传感器部件组合体相连接，而另一端则对着所述读取设备上具有特定尺寸的开口设置；

上述光纤束光缆的行式传感器探测元件可以沿处于该元件垂直方向上的所要探测的表面自由地做往复平行移动，而且，一探测元件移动装置可以使上述行式传感器探测元件在所述开口范围内移动并通过上述元件读取所说的两维代码数据。

2、如权利要求1所述之两维代码数据记录设备，其中，所述的行式传感器探测元件的光纤束光缆的下端部分是由一纤维支承件来固定的，所述的纤维支承件安装在一滑动导向件内，而且，上述探测元件移动装置使得行式传感器探测元件能在所述读取设备的底部开口内沿滑动导向件往复移动。

3、如权利要求1所述之两维代码数据记录设备，其中，在所述读取设备中设置有一发光装置，此发光装置安装在所要探测的表面的对面，以便用此发光装置照射与上述行式传感器探测元件相对的所要探测的表面。

4、如权利要求3所述之两维代码数据记录设备，其中，在所述行式传感器探测元件与发光装置之间的光路中，安装有一透镜。

5、如权利要求1所述之两维代码数据记录设备，其中，在所述读取设备开口的边缘周围，安装有一用于指示该读取设备的读取位置和读取范围的发光二极管。

6、如权利要求1所述之两维代码数据记录设备，其中，所述行式传感器探测元件之光纤束光缆中光纤的间距等于构成由一特定数码所分割的两维代码之数据区域中数据的标记元素的间隔距离。

7、如权利要求6所述之两维代码数据记录设备，其中，所说的特定数码在1至5的范围内。

8、如权利要求1所述之两维代码数据记录设备，其中，所说的读取设备属于可移动的便携式小型设备如手持扫描器等。

9、一种用于读取两维代码数据诸如在矩阵中包括数据区域的矩阵码或在多个栈层中包括条型码的堆栈码的两维代码数据读取方法，其中：

所述行式传感器探测元件作为光纤束光缆与行式传感器部件组合体相连接，而所述光纤束光缆则将多条具有特定直径的光纤系成一束，而且，该光缆的一端与所述读取设备之一个或多个两维代码数据区域上的具有特定尺寸的开口相对;

所述光纤束光缆的行式传感器探测元件可以在所述开口范围内沿处在该元件垂直方向上的所要探测的表面做往复平行移动，从而读取一个到多个两维代码数据。

10、如权利要求9所述之两维代码数据读取方法，其中，所述的行式传感器探测元件之光纤束光缆的下端部分是由一纤维支承件来固定的，而且，所述的行式传感器探测元件可在所述读取设备的底部开口内往复移动，从而顺序地读取两维代码数据。

11、如权利要求9所述之两维代码数据读取方法，其中，在所述读取设备中安装有一发光装置，此发光装置照射与上述行式传感器探测元件相对的所要探测的表面，因而可以顺序地读取两维代码数据。

12、如权利要求11所述之两维代码数据读取方法，其中，所述行式传感器探测元件是由发光装置经过一透镜来照射的，而两维代码数据则是由该行式传感器探测元件来读取的。

13、如权利要求9所述之两维代码数据读取方法，其中，所述读取设备的读取位置和读取范围是由一来自该设备的开口的边缘处的发光二极管来指示的，而且，所述读取设备可以移至上述位置处，从而读取两维代码数据。

14、如权利要求9所述之两维代码数据读取方法，其中，所述行式传感器探测元件之光纤束光缆的光纤间距等于由一特定数码所分割的用于构成两维代码数据区域中数据的标记元素的间隔距离，而且，通过行式传感器部件来判断存在还是缺少来自每条光纤的两维代码，从而读取两维代码数据。

15、如权利要求9所述之两维代码数据读取方法，其中，所述的读取设备是可移动便携式小型设备，如手持式扫描器，而且，可以通过手工操作来移动所述设备以读取两维代码数据。

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