CN111523333B - 条码读取装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种条码读取装置，适于读取位于一曲面上的一条码，其包括基座、图像获取处理装置以及光源提供装置。基座具有第一开口。图像获取处理装置设置于基座内，且对应设置于第一开口。光源提供装置设置于基座上。光源提供装置包括多个第一发光元件、反射元件以及扩散元件。各第一发光元件用于发出第一光束。扩散元件具有入光面与出光面。反射元件与扩散元件共同环绕于图像获取处理装置。扩散元件将第一光束中的第一子光束、第二子光束扩散而使第一子光束的至少一部分与第二子光束的至少一部分传递至条码的相对两侧。

Description

条码读取装置

技术领域

本发明涉及一种读取装置，尤其涉及一种条码读取装置。

背景技术

随着工商业的快速发展，商品的种类也呈爆炸式的增长，如饮料瓶、药罐、包装盒、手机、电视等，为了区分这些商品的类别，条码(Barcode)便应运而生。通过在电脑中填写这些商品的相关信息，并且将此相关信息对应设计一条码。通过条码读取装置，使用者可以读取商品所对应的条码，而快速地得到商品的相关信息。因此，条码读取装置被大量地应用于日常生活中。

在一般的条码读取装置中，其原理是将光束投射至条码，反射光束再传递至图像传感器中，以读取条码。但若条码形成于弯曲的表面上时，因曲面的中央与曲面的两侧具有高度差的关系，光束较难以照射到曲面的两侧，导致条码读取装置不易分辨出条码图像，而难以正常地读取条码。

发明内容

本发明提供一种条码读取装置，当其在扫描位于曲面上的条码时可具有良好的读取准确度。

本发明的一实施例中提供一种条码读取装置，适于读取位于一曲面上的一条码。条码读取装置包括基座、图像获取处理装置以及光源提供装置。基座具有第一开口。图像获取处理装置设置于基座内，且对应设置于第一开口。光源提供装置设置于基座上。光源提供装置包括多个第一发光元件、反射元件以及扩散元件。各第一发光元件用于发出第一光束。第一光束包括第一子光束与第二子光束。扩散元件具有入光面与出光面。反射元件与扩散元件共同环绕于图像获取处理装置。第一子光束传递至反射元件后，被反射元件反射并由入光面进入扩散元件并由出光面出射于扩散元件。扩散元件将第一子光束扩散而使第一子光束的至少一部分传递至条码的一侧。第二子光束由入光面进入扩散元件并由出光面出射于扩散元件。扩散元件将第二子光束扩散而使第二子光束的至少一部分传递至条码的另一侧。

在本发明的一实施例中，上述的反射元件具有第一反射部分以及第二反射部分。第二反射部分的体积大于第一反射部分的体积。扩散元件具有第一扩散部分以及第二扩散部分。第二扩散部分的体积大于第一扩散部分的体积。第一反射部分设置于第一扩散部分旁，且第二反射部分设置于第二扩散部分旁。第一反射部分与第一扩散部分设置于图像获取处理装置的一侧，第二反射部分与第二扩散部分设置于图像获取处理装置的另一侧。

在本发明的一实施例中，上述的图像获取处理装置包括光学成像镜头、图像传感器以及解码器。图像传感器光耦接于光学成像镜头。光学成像镜头位于第一开口与图像传感器之间。解码器耦接于图像传感器。

在本发明的一实施例中，上述的图像传感器包括电荷耦合元件或者是互补式金属氧化半导体。

在本发明的一实施例中，上述的条码读取装置还包括导光元件。导光元件设置于扩散元件与图像获取处理装置之间。

在本发明的一实施例中，上述的条码读取装置还包括多个第二发光元件。这些第二发光元件设置于电路载板上，且这些第二发光元件位于图像获取处理装置与导光元件之间。各第二发光元件用于发出第二光束，且第二光束进入导光元件后由导光元件的两端导出并传递至光源提供装置。

在本发明的一实施例中，上述的扩散元件的入光面为一朝向反射元件的凹面，且扩散元件的出光面为一朝向条码读取装置的外侧的凸面。

在本发明的一实施例中，上述的基座还包括握把。

基于上述，在本发明实施例的条码读取装置中，由于光源提供装置中的第一发光元件所发出的第一光束经由扩散元件出光，第一光束可被扩散元件扩散(发散)，而使得光源提供装置所提供的光照范围扩大。因此，位于曲面上的条码其两侧的光照射强度能够提高，图像获取处理装置可以取得较为清晰的条码图像，因此本发明实施例的条码读取装置具有良好的读取准确度。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本实施例的一种条码读取装置的示意图；

图2是图1的条码读取装置对位于曲面上的条码进行扫描的剖面简要示意图；

图3为图2的光路示意图；

图4A为反射元件的上视示意图；

图4B为反射元件的剖面示意图；

图5A为扩散元件的上视示意图；

图5B为扩散元件的剖面示意图。

附图标号说明：

100：条码读取装置

110：基座

120：图像获取处理装置

122：光学成像镜头

124：图像传感器

126：解码器

130：光源提供装置

132：第一发光元件

134：反射元件

134a：第一反射部分

134b：第二反射部分

134c：反射连接部分

136：扩散元件

136a：第一扩散部分

136b：第二扩散部分

136c：扩散连接部分

140：电路载板

150：导光元件

160：第二发光元件

AS1：第一容置空间

AS2：第二容置空间

BC：条码

CS：曲面

ES：入光面

E1、E2：导光元件的两端

H1：第一定位贯孔

H2：第二定位贯孔

H3：第三定位贯孔

L1：第一光束

L2：第二光束

O1：第一开口

O2：第二开口

O3：第三开口

O4：第四开口

OS：岀光面

P：握把

PB：按钮

RS：反射面

SL1：第一子光束

SL2：第二子光束

具体实施方式

图1是依照本实施例的一种条码读取装置的示意图。图2是图1的条码读取装置对位于曲面上的条码进行扫描的剖面简要示意图。图3为图2的光路示意图。图4A为反射元件的上视示意图。图4B为反射元件的剖面示意图。图5A为扩散元件的上视示意图。图5B为扩散元件的剖面示意图。应注意的是，为了使光路明显示出，图3省略了部分在图2的标号，省略的标号可参照图2。

请参照图1与图2，在本实施例中，条码读取装置100主要包括基座110、图像获取处理装置120以及光源提供装置130。图像获取处理装置120包括光学成像镜头122、图像传感器124以及解码器126。光源提供装置130包括多个第一发光元件132、反射元件134以及扩散元件136。此外，条码读取装置100还包括电路载板140、导光元件150以及多个第二发光元件160。于以下的段落中会详细地说明上述的各元件。

基座110用以容置图像获取处理装置120，且并使光源提供装置130设置于其上。基座110具有第一开口O1(如图2所示)。并且，于本实施例中，基座110还具有握把P以及按钮PB，使用者可通过握持握把P并按压按扭PB来进行扫描。

图像获取处理装置120用以获取外界光束的图像且对此图像进行处理的装置。在以下的段落中会详细说明图像获取处理装置120内的各元件。

光学成像镜头122至少包括具有屈光度的一或多个沿着光轴(未示出)排列的光学镜片(未示出)。光学镜片例如包括双凹透镜、双凸透镜、凹凸透镜、凸凹透镜、平凸透镜以及平凹透镜等非平面镜片的各种组合。本发明对光学成像镜头122的形态及其种类并不加以限制。

图像传感器124与光学成像镜头122光耦接。具体而言，当光学成像镜头122接收外界光束后，可于图像传感器124的图像感测面(未示出)形成图像。在本发明的实施例中，图像传感器124可为电荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)型的图像传感器或者是互补式金属氧化半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)型的图像传感器，但本发明并不以此为限制。

解码器126与图像传感器124电性耦接，并可根据图像传感器124所感测到的图像信息进行解码。

光源提供装置130用以提供光源的装置，其包括多个第一发光元件132、反射元件134以及扩散元件136。于以下的段落中会详细说明上述各元件。

第一发光元件132例如是本身具有发光功能的元件。于本发明的实施例中，第一发光元件132的种类可为发光二极管(Light Emitting Diode,LED)、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)、激光二极管(Laser Diode,LD)或者是其他种类的发光元件，本发明并不以此为限。

反射元件134例如是具有反射功能的光学元件。于本发明的实施例中，反射元件134本身可为具有高反射率的金属或在机构件上镀有高反射率薄膜，本发明并不以此为限制。反射元件134具有反射面RS。请参照图4A，于本实施例中，反射元件134包括第一反射部分134a、第二反射部分134b以及用以连接第一、第二反射部分134a、134b的两反射连接部分134c。而第一、第二反射部分134a、134b与两反射连接部分134c共同构成一口字型，而形成第二开口O2。请参照图2、图4B，于本实施例中，第一反射部分134a的体积大于第二反射部分134b的体积，而两反射连接部分134c的体积实质上相同。于本实施例中，反射元件134为左右对称。于其他的实施例中，本领域的技术人员可以依据其自身需求来对应设计其形状，本发明并不以此为限。

扩散元件136(或称发散元件)例如是用于使通过此扩散元件136的光束并扩大其照射范围的光学元件。请参照图2与图5A，于本实施例中，扩散元件136包括第一扩散部分136a、第二扩散部分136b以及用以连接第一、第二扩散部分136a、136b的两扩散连接部分136c。而第一、第二扩散部分136a、136b与两扩散连接部分136c共同构成一口字型，而形成第三开口O3。并且，于本实施例中，第一扩散部分136a的体积大于第二扩散部分136b的体积，而两扩散连接部分136c的体积实质上相同。于本实施例中，扩散元件136为左右对称。于其他的实施例中，本领域的技术人员可以依据其自身需求来对应设计其形状，本发明并不以此为限。扩散元件136具有相对的入光面ES与岀光面OS，入光面ES为凹面，而岀光面OS为凸面，因此，扩散元件136可具有类似凹透镜中的凸凹透镜的光扩散功能，但不以此为限。

电路载板140例如是印刷电路基板(Printed Circuit Board,PCB)，但不以此为限。电路载板140例如是设置有电源管理芯片(未示出)以及电源供应器(未示出)，以供给设置于其上的第一、第二发光元件132、160电力。电路载板140具有第四开口O4(如图2所示)。

导光元件150为导引光束方向的光学元件。于本发明的实施例中，导光元件150例如是由具有高穿透度的材料所制成。

第二发光元件160的叙述类似于第一发光元件132的相关叙述，于此不再赘述。

在以下的段落中会详细地说明上述各元件的安排配置。

请参照图1与图2，于本实施例中，图像获取处理装置120设置于基座110中，且对应设置于第一开口O1。光源提供装置130则设置于基座110上。具体而言，反射元件134与扩散元件136皆设置于基座110上。请参照图4A与图5A，反射元件134具有多个第一定位贯孔H1与多个第二定位贯孔H2。扩散元件136则具有多个第三定位贯孔H3。基座110亦设有多个第四定位贯孔(未示出)。这些第一定位贯孔H1分别对位于这些第四定位贯孔，这些第二定位贯孔H2分别对位于这些第三定位贯孔H3。因此，可通过多个第一锁固构件(未示出，例如是螺丝，但不以此为限)穿设第二、第三定位贯孔H2、H3以将反射元件134与扩散元件136锁固在一起，而使扩散元件136设置于反射元件134上。类似地，可通过多个第二锁固构件(未示出，例如是螺丝，但不以此为限)穿设第一、第四定位贯孔H1以将反射元件134与基座110锁固在一起，而使反射元件134设置于基座110上。扩散元件136位于反射元件134内，即扩散元件136设置于反射元件134所围绕出的第二开口O2内。反射元件134与扩散元件136共同环绕设置图像获取处理装置120。

更详细来说，第一反射部分134a设置于第一扩散部分136a旁，而第二反射部分134b设置于第二扩散部分136b旁。第一反射部分134a与第一扩散部分136a设置于图像获取处理装置120的一侧。第二反射部分134b与第二扩散部分136a设置于图像获取处理装置120的另一侧。第一反射部分134a、第一扩散部分136a与电路载板140共同界定出第一容置空间AS1。第二反射部分134b、第二扩散部分136b与电路载板140共同界定出第二容置空间AS2。这些第一发光元件132中的至少一部分设置于容置空间AS1、AS2内。应注意的是，于图2中示例性地示出各为一个第一发光元件132设置于容置空间AS1、AS2内，但于其他实施例中亦可为一个以上，本发明并不以此为限制。

此外，反射连接部分134c设置于扩散连接部分136c旁。反射连接部分134c、扩散连接部分136c与电路载板140亦可界定出第三容置空间(未示出)，这些第一发光元件132的至少一部分亦可设置于此第三容置空间。

请再参照图2，反射元件134的反射面RS朝向扩散元件136的入光面ES。扩散元件136的岀光面OS则是朝向条码读取装置100的外侧。因此，在光源提供装置130中，每一第一发光元件130的相对两侧分别设有反射元件134的一部分与扩散元件136的一部分。

电路载板140设置于基座110内。这些第一、第二发光元件132、160设置于电路载板140上，且与电路载板140电性耦接。电路载板140可控制第一、第二发光元件132、160发光与否。电路载板140的第四开口O4位于第一开口O1内，且第四开口O4对应于图像获取处理装置120。导光元件150设置于扩散元件136与图像获取处理装置120之间。这些第二发光元件160位于图像获取处理装置120与导光元件150之间。

于以下的段落中会详细地说明本实施例的条码读取装置内的光学行为。

请参照图3，条码读取装置100例如是对位于曲面CS上的条码BC进行扫描作为示范性地说明，但本发明并不以此应用为限。于本实施例中，使用者可例如是按下按钮PB对条码BC进行扫描，第一发光元件132受电路载板140控制而发出第一光束L1。第一光束L1中的一部分(即第一子光束SL1，以粗黑线示意)往反射元件134所在的方向传递，第一子光束SL1被反射元件134的反射面RS反射后，改变其传递方向而往扩散元件136所在的方向传递。第一子光束SL1由入光面ES进入扩散元件136并由出光面OS出射于扩散元件136。换言之，第一子光束SL1间接地进入扩散元件136。在上述的过程中，当第一子光束SL1进入扩散元件136后，被扩散元件136扩散(发散)，而使第一子光束SL1的至少一部分进一步传递至位于曲面CS上的条码BC的一侧。由于第一子光束SL1的光照范围被扩散元件136所扩大，所以条码BC的两侧(即较远离条码读取装置100的两侧)接收到的光束较多。

接着，第一子光束SL1再被条码BC反射后而往条码读取装置100所在的方向传递，被条码BC反射的第一子光束SL1因而带有条码BC的图像信息。反射后的第一子光束SL1并依序穿透导光元件150、第一开口O1、第四开口O4、光学成像镜头122最后并传递至图像传感器124，图像传感器124再将所感测到的图像传递至位于其后端的解码器126，以供解码器126对条码BC的图像信息进行解析。

另一方面，第一光束中的另一部分(即第二子光束SL2，以粗黑虚线示意)直接往扩散元件136的方向传递。第二子光束SL2由入光面ES进入扩散元件136并由出光面OS出射于扩散元件136。扩散元件136将第二子光束SL2扩散而使第二子光束SL2的至少一部分传递至条码BC的另一侧。换言之，第二子光束SL2直接进入扩散元件136，而第二子光束SL2的光照范围亦被扩散元件136所扩大，所以条码BC的两侧接收到的光束较多。第二子光束SL2后续的光学行为类似于第一子光束SL1，于此不再赘述。

接着，电路载板140亦可以控制这些第二发光元件160发出第二光束L2。第二光束L2进入导光元件150后，于导光元件150的两表面进行一或多次的全内反射后，由导光元件150的两端E1、E2导出而传递至光源提供装置130。第二光束L2后续的光学行为类似于第一光束L1，于此不再赘述。通过上述配置，本实施例的条码读取装置100可以进一步地提高光照强度。

承上述，在本发明实施例的条码读取装置100中，由于光源提供装置130中的反射元件134、扩散元件136环绕设置于图像获取处理装置120，位于图像获取处理装置120周围的反射元件134、扩散元件136可以有效地改变光束路径，使光束比较不会集中于条码BC的中央，而可提高光照范围。并且，扩散元件136可以扩散(发散)光束，而可进一步地提高光照范围。此外，由于反射元件134设置于第一发光元件132的一侧，反射元件134可以有效地回收第一光束L1的一部分(即第一子光束SL1)，避免了光束的浪费，可以进一步地提升整个光照范围的光强度。因此，相较于已知技术，本实施例的条码读取装置100可以有效地提升位于曲面CS的两侧的部分条码BC的光照强度，条码读取装置100具有良好的读取准确度。

综上所述，在本发明实施例的条码读取装置中，由于光源提供装置中的第一发光元件所发出的第一光束经由扩散元件出光，第一光束可被扩散元件扩散(发散)，而使得光源提供装置所提供的光照范围扩大。因此，位于曲面上的条码其两侧的光照射强度能够提高，图像获取处理装置可以取得较为清晰的条码图像，因此本发明实施例的条码读取装置具有良好的读取准确度。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (8)

1.一种条码读取装置，适于读取位于曲面上的条码，所述条码读取装置包括：

基座，具有第一开口；

图像获取处理装置，设置于所述基座内，且对应设置于所述第一开口；以及

光源提供装置，设置于所述基座上，所述光源提供装置包括：

多个第一发光元件，各所述第一发光元件用于发出第一光束，所述第一光束包括第一子光束与第二子光束；

反射元件；以及

扩散元件，具有入光面与出光面，其中所述反射元件与所述扩散元件共同环绕于所述图像获取处理装置，所述扩散元件的所述入光面为朝向所述反射元件的凹面，且所述扩散元件的所述出光面为朝向所述条码读取装置的外侧的凸面；

其中，

所述第一子光束传递至所述反射元件后，被所述反射元件反射并由所述入光面进入所述扩散元件并由所述出光面出射于所述扩散元件，所述扩散元件将所述第一子光束扩散而使所述第一子光束的至少一部分传递至所述条码的一侧，

所述第二子光束由所述入光面进入所述扩散元件并由所述出光面出射于所述扩散元件，所述扩散元件将所述第二子光束扩散而使所述第二子光束的至少一部分传递至所述条码的另一侧。

2.根据权利要求1所述的条码读取装置，其中，

所述反射元件具有第一反射部分以及第二反射部分，所述第二反射部分的体积大于所述第一反射部分的体积，

所述扩散元件具有第一扩散部分以及第二扩散部分，所述第二扩散部分的体积大于所述第一扩散部分的体积，

其中，

所述第一反射部分设置于所述第一扩散部分旁，且所述第二反射部分设置于所述第二扩散部分旁，

且所述第一反射部分与所述第一扩散部分设置于所述图像获取处理装置的一侧，所述第二反射部分与所述第二扩散部分设置于所述图像获取处理装置的另一侧。

3.根据权利要求1所述的条码读取装置，其中所述图像获取处理装置包括：

光学成像镜头；

图像传感器，光耦接于所述光学成像镜头，其中所述光学成像镜头位于所述第一开口与所述图像传感器之间；以及

解码器，耦接于所述图像传感器。

4.根据权利要求3所述的条码读取装置，其中所述图像传感器包括电荷耦合元件或者是互补式金属氧化半导体。

5.根据权利要求1所述的条码读取装置，还包括：

电路载板，设置于所述基座内，所述多个第一发光元件设置于所述电路载板上。

6.根据权利要求5所述的条码读取装置，还包括：

导光元件，设置于所述扩散元件与所述图像获取处理装置之间。

7.根据权利要求6所述的条码读取装置，还包括：

多个第二发光元件，设置于所述电路载板上，且所述多个第二发光元件位于所述图像获取处理装置与所述导光元件之间，

其中各所述第二发光元件用于发出第二光束，且所述第二光束进入所述导光元件后由所述导光元件的两端导出并传递至所述光源提供装置。

8.根据权利要求1所述的条码读取装置，其中所述基座还包括握把。

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