TW201723923A - 光學資訊讀取機 - Google Patents

Abstract

一種資訊碼讀取機係設置成讀取資訊碼，例如QR code(註冊商標)。在本讀取機中，標識光照射單元設置在比反射鏡更遠於讀取孔的位置，且其設置成標識光之光學軸線平行於在光接收感測器之成像區之中心的光學軸線，且標識光靠近(或接近)反射鏡之上邊緣(或外邊緣)。

Description

光學資訊讀取機

本發明係基於並且主張2015年9月7日提出之先前日本專利申請案2015-175442號及2016年7月22日提出之先前日本專利申請案2016-144238號的優先權，其說明係以引用方式併入本文。

本發明關於一種以光學方式讀取資訊碼或類此者之光學資訊讀取機。

以往，當一資訊碼(例如QR code(註冊商標))係以光學方式讀取時，資訊碼之讀取係藉由標識光照射在供資訊碼附著之讀取目標物上達成。標識光指示出成像區之中心。

惟，當成像區之中心是使用標識光指示時，其問題發生在成像區之實際中心與標識光之中心之間有些微的錯位。隨著讀取目標物與讀取機之間的距離變短，這項問題變得更嚴重。

這項問題發生的原因在於，當吾人試圖使標識光之光 學軸線與成像區中心之光學軸線重合時，光接收感測器及標識光源必須設置成分離，並且依據光接收感測器及標識光源之尺寸，以及安裝光接收感測器及標識光源所需之面積而定。

為了解決這項問題，例如，吾人已知在文後所述之日本專利申請案JP-A-2009-020722號中已揭露光學資訊讀取機。在此光學資訊讀取機中，兩標識光光學系統設置於光接收感測器之各側上。光接收感測器設置於右側標識光光學系統與左側標識光光學系統之間，以便定位於一連接右側標識光之光學軸線與左側標識光之光學軸線的虛擬線上。因此，中心軸線(亦即包括有右側標識光與左側標識光之整體標識光的中心)與光接收感測器之光接收光學軸線得以匹配。因此，可讀取區與可讀取區之讀取中心位置可以精準地明確指示，而無關於讀取孔與讀取目標物之間的距離。

惟，在需要複數個標識光照射單元(標識光源)之組構中，如上所述，除了因為較多組件而增加製造成本外，其問題發生在讀取機之尺寸縮小變得困難，因為兩標識光光學系統必須設置於光接收感測器之各側上。

因此，吾人想要提供一種光學資訊讀取機(或光學資訊讀取裝置)，可以減少標識光中心與成像區中心之間的錯位，且無礙於尺寸縮小。

在本案之第一模式中，一種資訊碼讀取機包括：光接收感測器，其可將資訊碼成像；反射鏡，其將進入通過讀取孔之資訊碼之反射光朝向光接收感測器反射；成像透鏡，其集中由反射鏡反射之光並且在光接收感測器中形成影像；及標識光照射單元，其照射標識光，以指示出由光接收感測器提供之成像區之中心。標識光照射單元設在比反射鏡更遠離於於讀取孔之位置，且設置成標識光之光學軸線平行於在由光接收感測器提供之成像區之中心的光學軸線，且標識光靠近(或接近)反射鏡之外邊緣。

此外，在本案之第二模式中，一種資訊讀取機包括：光接收感測器，其可將資訊碼成像；成像透鏡，其集中由資訊碼反射之光在光接收感測器中形成影像；標識光照射單元，其照射標識光，以指示出由光接收感測器提供之成像區之中心；及反射元件，其將標識光照射單元照射之標識光朝向由光接收感測器提供之成像區反射。反射元件設置於由光接收感測器提供之成像區之外側且靠近成像透鏡，以致使反射之標識光之光學軸線與在由光接收感測器提供之成像區之中心的光學軸線彼此平行且靠近。

特別是，在根據本案之第一模式中，標識光照射單元設在比反射鏡更遠離於於讀取孔之位置。標識光照射單元設置成標識光之光學軸線平行於在由光接收感測器提供之成像區之中心的光學軸線，且標識光靠近反射鏡之外邊緣。因此，關於標識光之光學軸線與位於成像區中心之光學軸線之間的距離、光接收感測器與標識光照射單元之尺 寸影響、安裝光接收感測器與標識光照射單元所需之面積、及類此者皆可省略。也就是說，因為標識光通過反射鏡之上邊緣附近，標識光之光學軸線與位於成像區中心之光學軸線之間的距離係基於反射鏡之尺寸來決定。因此，標識光之中心與成像區之中心之間的錯位可以減低，無礙於光學資訊讀取機之尺寸縮小。

在第一模式之較佳實施例中，標識光照射單元設置成標識光靠近反射鏡之邊緣，亦即，靠近成像透鏡。因此，標識光照射成比位於成像區中心之光學軸線更靠近供光接收感測器安裝於上的基板之表面。因此，在垂直於基板表面的方向上之光學系統之高度即可減小。光學資訊讀取機之進一步尺寸縮小也可以達成。

在第一模式之另一實施例中，反射鏡形成使反射表面之整個表面匹配於由光接收感測器提供之成像區。因此，反射鏡之尺寸可以縮小，且成像區不必改變。因此，標識光之中心與成像區之中心之間的錯位可以進一步減低。

在第一模式之又一實施例中，標識光照射單元與光接收感測器安裝於相同基板上。標識光照射單元設有標識光反射鏡，將標識光照射單元所照射之標識光反射，以致使標識光之光學軸線平行於在由光接收感測器提供之成像區之中心的光學軸線且標識光靠近反射鏡之外邊緣。因此，即使當標識光照射單元與光接收感測器安裝於相同基板上時，標識光之光學軸線與位於成像區中心之光學軸線之間的距離仍基於反射鏡之尺寸來決定。因此，光學資訊讀取 機之進一步尺寸縮小可以達成，同時減少標識光之中心與成像區之中心之間的錯位。

在根據本案之第二模式中，設有反射元件。反射元件將標識光照射單元照射之標識光朝向由光接收感測器提供之成像區反射。反射元件設置於由光接收感測器提供之成像區之外側且靠近成像透鏡，以致使反射之標識光之光學軸線與位於由光接收感測器提供之成像區之中心的光學軸線彼此平行且靠近。因此，關於標識光之光學軸線和位於成像區中心之光學軸線之間的距離、光接收感測器與標識光照射單元之尺寸影響、安裝光接收感測器與標識光照射單元所需之面積、及類此者皆可省略。也就是說，因為成像區在靠近成像透鏡處變窄，反射元件可以較容易設置靠近由光接收感測器提供之成像區之光學軸線，且不進入成像區。因此，標識光之中心與成像區之中心之間的錯位可以減低，無礙於光學資訊讀取機之尺寸縮小。

在第二模式之較佳實施例中，反射元件具有入射面、出射面、及反射表面。反射表面將已從入射面進入之標識光朝向出射面內反射，以致使標識光之光學軸線平行於在成像區之中心的光學軸線。反射元件係組構成準直透鏡，其基於入射面與出射面之至少其中一個之曲率將標識光集中且對準。因此，反射元件提供兼具標識光之準直透鏡的功能及作為反射透鏡的功能。因此，在標識光照射單元中即不再需要準直透鏡。組件數量可以減少，且光學資訊讀取機之尺寸縮小也可達成。

在第二模式之另一實施例中，反射元件形成使出射面之曲率大於入射面之曲率。在入射面為平面形表面且出射面為弧形表面之透鏡中，從標識光照射單元之光閘之位置到弧形表面之距離係較長於在入射面為弧形表面且出射面為平面形表面之透鏡中者。也就是說，由於透鏡依此形成，以致使出射面之曲率大於入射面者，相較於出射面之曲率小於入射面的情況，其效果等於透鏡設置更遠離於於標識光照射單元之光閘之位置。此外，甚至當標識光對準且放射時，若從透鏡到讀取目標物之距離及標識光照射單元之光閘之直徑為固定，則照射在讀取目標物上之標識光之光點直徑即隨著光閘之位置到透鏡的距離增加而變小。標識光變亮。因此，由於入射面之曲率設定大於出射面之曲率，所以標識光可因光點直徑變小而變亮。標識光之能見度得以改善。

在第二模式之又一實施例中，反射元件係組構成透鏡，其具有可執行內反射之反射表面。反射元件之出射面設有繞射光學元件，繞射光學元件將已由反射表面進行內反射之標識光繞射，以形成預定圖案。因此，即使當形成預定圖案之標識光照射指示出成像區之外邊緣時，具有標識光功能之預定圖案之中心與成像區之中心之間的錯位可以減低。

10‧‧‧光學資訊讀取機

10A‧‧‧外殼

13‧‧‧讀取孔

20‧‧‧電路單元

20a,20b,20c‧‧‧基板

21‧‧‧照射光源

22‧‧‧標識光照射單元

23‧‧‧光接收感測器

23a‧‧‧光接收表面

24,24a‧‧‧反射鏡

24b‧‧‧反射表面

24L‧‧‧左側邊緣

24R‧‧‧右側邊緣

24U‧‧‧上邊緣

25‧‧‧成像透鏡

26‧‧‧標識光反射鏡

31‧‧‧放大器電路

33‧‧‧類比-數位轉換器電路

35‧‧‧記憶體

36‧‧‧位址產生電路

38‧‧‧同步訊號產生電路

40‧‧‧控制電路

42‧‧‧操作單元

43‧‧‧液晶顯示器

44‧‧‧蜂鳴器

45‧‧‧振動器

46‧‧‧發光單元

48‧‧‧通訊介面

50‧‧‧讀取模組

51‧‧‧標識光反射鏡(反射元件)

60‧‧‧讀取模組

61,71‧‧‧標識光照射單元

62‧‧‧標識光LED

63‧‧‧標識光閘

64,72‧‧‧標識光透鏡

65,73‧‧‧入射面

66,74‧‧‧出射面

67,75‧‧‧反射表面

70‧‧‧讀取模組

76‧‧‧繞射光學元件

100‧‧‧標識光照射單元

101‧‧‧光閘

110‧‧‧透鏡

110a,110b‧‧‧透鏡

111a,111b‧‧‧入射面

112a,112b‧‧‧出射面

Lgm,Lgr‧‧‧光學軸線

Lf‧‧‧照射光

Lm‧‧‧標識光

Lm1,Lm2‧‧‧標識光

Lr‧‧‧反射光

Ls‧‧‧距離

C‧‧‧資訊碼

D‧‧‧光點直徑

X,△X‧‧‧距離

R‧‧‧讀取目標物

附圖中： 圖1係方塊圖，概略揭示根據第一實施例之光學資訊讀取機之組構；圖2係根據第一實施例之標識光照射單元與反射鏡之間的位置關係之說明圖；圖3係根據第二實施例之標識光照射單元與反射鏡之間的位置關係之說明圖；圖4係根據第三實施例之標識光照射單元與反射鏡之間的位置關係之說明圖；圖5係根據第四實施例之標識光照射單元與反射鏡之間的位置關係之說明圖；圖6係根據第四實施例之變換範例中之標識光照射單元與反射鏡之間的位置關係之說明圖；圖7係根據第五實施例之光接收感測器、及標識光照射單元與標識光反射鏡之間的位置關係之說明圖；圖8係從關於圖7之Y軸線方向所見之根據第五實施例之光接收感測器、及標識光照射單元與標識光反射鏡之間的位置關係之說明圖；圖9係根據第六實施例之光接收感測器、及標識光照射單元與標識光透鏡之間的位置關係之說明圖；圖10係從關於圖9之Y軸線方向所見之根據第六實施例之光接收感測器、及標識光照射單元與標識光透鏡之間的位置關係之說明圖；圖11係圖9之標識光透鏡之放大截面圖；圖12A係說明圖，說明標識光由透鏡對準之狀態，透 鏡之入射面為平面形表面且出射面為弧形表面；圖12B係說明圖，說明標識光由透鏡對準之狀態，透鏡之入射面為弧形表面且出射面為平面形表面；圖13A係說明圖，說明在光閘定位較遠於透鏡的情況中，標識光之光點直徑；圖13B係說明圖，說明在光閘定位較近於透鏡的情況中，標識光之光點直徑；圖14係根據第七實施例之光接收感測器、及標識光照射單元與標識光透鏡之間的位置關係之說明圖；圖15係從關於圖14之Y軸線方向所見之根據第七實施例之光接收感測器、及標識光照射單元與標識光透鏡之間的位置關係之說明圖；及圖16係圖14中之標識光透鏡之放大截面圖。

[第一實施例]

根據本發明第一實施例之一光學資訊讀取機(或光學資訊讀取裝置)將參考諸圖說明於後。

根據本發明之一光學資訊讀取機10係組構成以光學方式讀取一資訊碼之資訊碼讀取機。例如，資訊碼係一維碼或二維碼。在此，就一維碼而言，假設為例如俗稱之條碼，像是Japanese Article Numbering(JAN)code、International Article Number(EAN)、Universal Product Code(UPC)、Interleaved Two of Five(ITF)code、Code 39、Code 128、或NW-7。此外，就二維碼而言，假設為長方形資訊碼，像是QR code、DataMatrix code、MaxiCode、或Aztec code。

光學資訊讀取機10係組構使一電路單元20封裝於一外殼10A內(如圖2中所示)。電路單元20主要包括一光學系統及一微電腦系統。光學系統設有一照射光源21、一標識光照射單元22、一光接收感測器23、及類此者。微電腦系統包括一記憶體35、一控制電路40、及類此者。

光學系統分隔成一光投射光學系統及光接收光學系統。光投射光學系統由照射光源21及標識光照射單元22組成。照射光源21的功能有如可放射出照射光Lf之照射光源。例如，照射光源21係由一發光二極體(LED)及一設在LED之出射側上的透鏡組成。在圖2中，照射光源21係為了方便而省略。

標識光照射單元22的功能有如可照射出束狀標識光Lm之標識光源。標識光Lm指出一由光接收感測器23提供之成像區的中心。例如，標識光照射單元22由一LED及一設在LED之出射側上的透鏡組成。圖1概念性揭示一範例，其中，照射光Lf及束狀標識光Lm朝向一讀取目標物R照射。一資訊碼C附著於讀取目標物R上。

光接收光學系統由二維光接收感測器23、一長方形(或正方形)反射鏡24、一成像透鏡25、及類此者組成。例如，光接收感測器23係組構成一區域感測器，可將資 訊碼C成像。在光接收感測器23中，光接收元件以二維方式排成陣列。光接收元件係固態影像感測器，像是互補型金屬氧化物半導體(CMOS)或電荷耦合裝置(CCD)。光接收感測器23針對已接收到光之資訊碼之各單元(圖案)，其基於反射光Lr之強度輸出一電訊號(亦即，執行成像)。如圖2所示，光接收感測器23安裝於一基板20a上，以便於可接收進入通過成像透鏡25之入射光。

如圖2所示，反射鏡24的功能在於將資訊碼C之反射光Lr朝光接收感測器23反射。反射光Lr從外側經過一讀取孔13入射至反射鏡24上。讀取孔13係通過外殼10A之組件而形成之窗孔，所以光可傳送通過窗孔。反射鏡24係藉由一固持件(圖中未示)而和成像透鏡25固持在一起。特別是，根據本實施例，反射鏡24係以實質上之直角將反射光Lr朝光接收感測器23反射。在圖1中，反射光Lr之反射方向是為了方便而簡化。此外，反射鏡24在圖1中亦省略。

成像透鏡25之功能有如影像形成光學系統，其可集中由反射鏡24反射之光並且在光接收感測器23之一光接收表面23a上形成一影像。根據本實施例，成像透鏡25集中由反射鏡24從資訊碼C反射之反射光Lr，並且在光接收感測器23之光接收表面23a上形成一碼影像。

微電腦系統係由一放大器電路31、一類比-數位(A/D)轉換器電路33、一記憶體35、一位址產生電路36、一同步訊號產生電路38、一控制電路40、一操作單元42、一 液晶顯示器43、一蜂鳴器44、一振動器45、一發光單元46、一通訊介面48、及類此者組成。顧名思義，微電腦系統主要由控制電路40及記憶體35組成。控制電路40可以有微電腦(資訊處理單元)的功能。微電腦系統可以藉由硬體或軟體在由上述光學系統成像之一資訊碼之一影像訊號上執行訊號處理。此外，控制電路40也執行和光學資訊讀取機10之整體系統相關的控制。

從光學系統的光接收感測器23輸出之影像訊號(類比訊號)係藉由輸入至放大器電路31而以一預定放大率放大。接著，放大之影像訊號輸入至A/D轉換器電路33並從一類比訊號轉換成一數位訊號。當數位化之影像訊號(即影像資料(影像資訊))產生且輸入至記憶體35時，影像資料係收集在一預定之碼影像資訊儲存區中。同步訊號產生電路38可以針對光接收感測器23及位址產生電路36產生一同步訊號。位址產生電路36基於由同步訊號產生電路38供給之同步訊號，其可產生一儲存在記憶體35中之影像資料儲存位址。

記憶體35係半導體記憶體裝置。例如，隨機存取記憶體(像是動態隨機存取記憶體[DRAM]或靜態隨機存取記憶體[SRAM])及唯讀記憶體(ROM)(像是可抹除可編程唯讀記憶體[EPROM]或電可抹除可編程唯讀記憶體[EEPROM])即相當於記憶體35。除了上述影像資料收集區外，一工作區及一讀取狀態表也可以保全在記憶體35之RAM中。工作區是在處理期間供控制電路40使用，像是算術運算 及邏輯運算。此外，一讀取程式、一系統程式、及類此者預先儲存於ROM中。讀取程式致能讀取程序，用於以光學方式讀取一待執行之資訊碼。系統程式致能控制硬體，像是照射光源21及光接收感測器23。

控制電路40係微電腦，其可控制整體光學資訊讀取機10。控制電路40係由一中央處理單元(CPU)、一系統匯流排、一輸入/輸出介面、及類此者組成。控制電路40連同記憶體35可以組構一資訊處理單元並提供一資訊處理功能。控制電路40之功能是在由光接收感測器23擷取到並且儲存於記憶體35中之一資訊碼之一碼影像上執行解讀(解碼)程序。此外，控制電路40可以經由設於其中之一輸入/輸出介面連接於許多輸入及輸出裝置(周邊裝置)。根據本實施例，操作單元42、液晶顯示器43、蜂鳴器44、振動器45、發光單元46、通訊介面48、及類此者係連接於控制電路40。

操作單元42由複數鍵組構。操作單元42基於使用者之鍵操作而以一操作訊號提供控制電路40。當從操作單元42接收到操作訊號時，控制電路40基於操作訊號而執行一操作。液晶顯示器43由一眾所周知之液晶面板組構。控制電路40控制液晶顯示器43之顯示內容。蜂鳴器44由一眾所周知之蜂鳴器組構。蜂鳴器44基於來自控制電路40之一操作訊號而產生預定聲音。振動器45由一眾所周知之振動器組構，其安裝於一可攜式裝置中。振動器45基於來自控制電路40之一驅動訊號而產生振動。發光 單元46例如為LED。發光單元46基於來自控制電路40之一訊號而發光。通訊介面由一用於執行與外界(像是一主機裝置)資料通訊之介面組構。通訊介面48係與控制電路40配合執行通訊程序。

其次，標識光照射單元22與反射鏡24之間的位置關係將參考圖2詳細說明於後。

在揭示光的照射與接收情形之圖2中，為了簡單說明起見，吾人虛設一Z軸線方向，其係沿著一光學軸線Lgr，光學軸線Lgr長示進入光接收感測器23之反射光Lr之中心，且一X軸線方向(垂直方向)與一Y軸線方向(橫方向)兩者沿著一垂直於Z軸線方向之平面而設。在本實施例中，標識光Lm之光學軸線Lgm設定成和光學軸線Lgr平行，即沿著Z軸線方向。

如圖2所示，為了減低成像區之中心與標識光Lm之中心之間的錯位，標識光照射單元22設置成標識光Lm之光學軸線Lgm和位於由光接收感測器23提供之成像區中心的光學軸線Lgr平行，且光學軸線Lgm與光學軸線Lgr之間的一距離X在實際設計中盡量短。根據本實施例，標識光照射單元22設置成標識光Lm之光學軸線Lgm和位於成像區中心的光學軸線Lgr實質平行於基板20a之基板表面。

因此，根據本實施例，標識光照射單元22設置成標識光Lm靠近反射鏡24之一上邊緣24U(最更遠離於成像透鏡25的反射鏡24之外邊緣之一部位)。亦即，標識光 Lm在可接受之程度上盡可能接近上邊緣24U。再者，為了防止標識光照射單元22進入由光接收感測器23提供之成像區，標識光照射單元22安裝於一和基板20a不同的基板20b上，以便定位成在Z軸線與X軸線兩方向上比反射鏡24更更遠離於於讀取孔13。

也就是說，標識光照射單元22設於一在Z軸線與X軸線兩方向上皆比反射鏡24更更遠離於於讀取孔13的位置。標識光照射單元22設置成標識光Lm之光學軸線Lgm和位於由光接收感測器23提供之成像區中心的光學軸線Lgr平行，且標識光Lm靠近反射鏡24之上邊緣24U(外邊緣)。

舉例而言，束狀標識光Lm之下端與長方形反射鏡24之上邊緣24U之間的一距離Ls理論上可以設定為零。同時，在實際設計中，應該使用一微小之預定距離△Lmin作為該距離。因此，可以產生一公式△Lmin<Ls<△Lmax，其中△Lmax為最大距離，但是其仍在「靠近上邊緣24U」之範圍內。亦即，「靠近上邊緣24U」意指「接近上邊緣24U或鄰近上邊緣24U」且保持△Lmin<Ls<△Lmax之關係。

由於此組構，標識光照射單元22及光接收感測器23不必安裝在同一基板上。因此，關於標識光Lm之光學軸線Lgm與位於成像區中心之光學軸線Lgr之間的距離X、光接收感測器23與標識光照射單元22之尺寸影響、安裝光接收感測器23與標識光照射單元22所需之面積、及類 此者皆可省略。也就是說，因為標識光Lm通過反射鏡24之上邊緣附近，標識光Lm之光學軸線Lgm與位於成像區中心之光學軸線Lgr之間的距離X係基於反射鏡24之尺寸來決定。因此，標識光Lm之中心與成像區之中心之間的錯位可以減低，無礙於光學資訊讀取機10之尺寸縮小。

標識光照射單元22之設置方式並不限於標識光Lm靠近(接近或鄰近)反射鏡24之上邊緣24U。標識光照射單元22可以設置成標識光Lm靠近(接近或鄰近)反射鏡24之一外邊緣之一部位，像是一左側邊緣24L或一右側邊緣24R，而非上邊緣。由於此組構，標識光Lm通過反射鏡24之外邊緣附近。因此，因為標識光Lm之光學軸線Lgm與位於成像區中心之光學軸線Lgr之間的距離X係基於反射鏡24之尺寸來決定，標識光Lm之中心與成像區之中心之間的錯位可以減低，無礙於光學資訊讀取機10之尺寸縮小。

[第二實施例]

接著，根據本發明第二實施例之一光學資訊讀取機將參考圖3說明於後。

如圖3所示，根據第二實施例之光學資訊讀取機主要不同於上述第一實施例者之處在於標識光照射單元22設置成使標識光Lm靠近(接近或鄰近)反射鏡24之一下邊緣24L(亦即，靠近成像透鏡25之外邊緣的邊緣部位)。

因此，標識光Lm照射成比位於成像區中心之光學軸線Lgr更靠近供光接收感測器23安裝於上的基板20a之表面。在垂直於基板表面的方向上之光學系統之高度即可減小。光學資訊讀取機10之進一步尺寸縮小也可以達成。

[第三實施例]

接著，根據本發明第三實施例之一光學資訊讀取機將參考圖4說明於後。

如圖4所示，根據第三實施例之光學資訊讀取機主要不同於上述第一實施例者之處在於一反射鏡24a形成使其一反射表面24b之整個表面實質匹配於由光接收感測器23提供之成像區。

當反射鏡24a之反射表面24b之整個表面依此方式形成實質匹配於由光接收感測器23提供之成像區時，反射鏡24a之尺寸可以縮小，且由光接收感測器23提供之成像區不必改變。因此，光學軸線Lgm與光學軸線Lgr之間的距離X可以比上述第一實施例者短。標識光Lm之中心與成像區之中心之間的錯位可以進一步減低。

特別是，根據本實施例，反射鏡24a設置成比上述第一實施例者靠近成像透鏡25。結果，因為反射鏡24a之反射表面24b之整個表面形成實質匹配於由光接收感測器23提供之成像區，反射鏡24a之尺寸可以進一步縮小。光學軸線Lgm與光學軸線Lgr之間的距離X可以進一步 減少。

根據本實施例之特徵組構，亦即，反射鏡24a之反射表面24b之整個表面形成實質匹配於由光接收感測器23提供之成像區，亦可施加於其他實施例。

[第四實施例]

接著，根據本發明第四實施例之一光學資訊讀取機將參考圖5說明於後。

根據第四實施例之光學資訊讀取機主要不同於上述第一實施例者之處在於標識光照射單元22與光接收感測器23安裝於相同基板20a上，並且新設置一標識光反射鏡26。

如圖5所示，標識光照射單元22安裝於基板20a上，以致使標識光Lm照射在垂直於基板20a之表面的方向上。標識光反射鏡26設置成從標識光照射單元22射出之標識光Lm反射，以致使其光學軸線Lgm平行於由光接收感測器23提供之成像區之中心的光學軸線Lgr並且靠近反射鏡24之上邊緣。

因此，即使當標識光照射單元22與光接收感測器23安裝於相同基板20a上時，標識光Lm之光學軸線Lgm與位於成像區中心之光學軸線Lgr之間的距離X仍基於反射鏡24之尺寸來決定。因此，光學資訊讀取機10之進一步尺寸縮小可以達成，同時減少標識光Lm之中心與成像區之中心之間的錯位。

標識光反射鏡26之設置並不限於標識光Lm靠近(接近或鄰近)反射鏡24之上邊緣24U。標識光反射鏡26可以設置成標識光Lm靠近反射鏡24之一外邊緣之一部位，像是一左側邊緣24L或一右側邊緣24R，而非上邊緣24U。由於此組構，標識光Lm通過反射鏡24之外邊緣附近。因此，因為標識光Lm之光學軸線Lgm與位於成像區中心之光學軸線Lgr之間的距離X係基於反射鏡24之尺寸來決定，標識光Lm之中心與成像區之中心之間的錯位可以減低，無礙於光學資訊讀取機10之尺寸縮小。

特別是，如圖6所示，標識光反射鏡26設置成標識光Lm靠近反射鏡24之下邊緣24L(亦即，靠近(接近或鄰近)成像透鏡25之外邊緣的邊緣部位)。在此情況中，相較於位於成像區中心之光學軸線Lgr，標識光Lm照射更靠近供光接收感測器23安裝於其上的基板20a之表面上。因此，在垂直於基板表面之方向上的光學系統的高度可以減小。光學資訊讀取機10之進一步尺寸縮小即可達成。

[第五實施例]

接著，根據本發明第五實施例之一光學資訊讀取機將參考圖7及8說明於後。

根據第五實施例之光學資訊讀取機主要不同於上述第一實施例者之處在於省略反射鏡24，並且新設置一標識光反射鏡51。標識光反射鏡51使用作為一反射元件，將 標識光Lm朝向由光接收感測器23提供之成像區反射。

根據本實施例，如圖7及圖8所示，光接收感測器23安裝於一讀取模組基板20c上。光接收感測器23設置成位於其成像區中心之光學軸線Lgr實質上垂直於基板20c之表面。一讀取模組50組裝於基板20c。基板20c設置成來自資訊碼C之反射光Lr由光接收感測器23接收。反射光Lr從外側通過讀取孔13進入光接收感測器23。

根據本實施例，標識光照射單元22組構成讀取模組50之一元件。標識光照射單元22設置於成像透鏡25附近，以致使標識光Lm朝向成像透鏡25之出射側照射，不與光學軸線Lgr相交。

標識光反射鏡51設置於由光接收感測器23提供之成像區外且靠近成像透鏡25，以致使標識光Lm之光學軸線Lgm和位於成像區中心的光學軸線Lgr平行且彼此靠近。較明確說，標識光反射鏡51設置成標識光Lm反射，使光學軸線Lgm與光學軸線Lgr在Y軸線方向上匹配，如圖7所示，且光學軸線Lgm與光學軸線Lgr在X軸線方向上錯位一段距離△X，如圖8所示。由光接收感測器23提供之成像區在靠近成像透鏡25處變窄。因此，標識光反射鏡51可以較容易設置靠近光學軸線Lgr，而且不被光接收感測器23成像。光學軸線Lgm與光學軸線Lgr之間的距離△X減小。

依此，根據本實施例，標識光反射鏡51提供作為一反射元件，將標識光照射單元22照射之標識光Lm朝向 由光接收感測器23提供之成像區反射。標識光反射鏡51設置於由光接收感測器23提供之成像區外且靠近成像透鏡25，以致使標識光Lm之光學軸線Lgm和位於由光接收感測器23提供之成像區中心的光學軸線Lgr平行且彼此靠近。

因此，關於標識光Lm之光學軸線Lgm和位於成像區中心之光學軸線Lgr之間的距離△X、光接收感測器23與標識光照射單元22之尺寸影響、安裝光接收感測器23與標識光照射單元22所需之面積、及類此者皆可省略。也就是說，因為成像區在靠近成像透鏡25處變窄，標識光反射鏡51可以較容易設置靠近由光接收感測器23提供之成像區之光學軸線Lgr，且不進入成像區。因此，標識光Lm之中心與成像區之中心之間的錯位可以減低，無礙於光學資訊讀取機10之尺寸縮小。

[第六實施例]

接著，根據本發明第六實施例之一光學資訊讀取機將參考圖9至圖13說明於後。

根據第六實施例之光學資訊讀取機主要不同於上述第五實施例者之處在於使用一標識光照射單元61及一標識光透鏡64以取代標識光照射單元22及標識光反射鏡51。

根據本實施例，如圖9至圖11所示，組構成一讀取模組60之一元件的標識光照射單元61包括一標識光LED 62及一標識光閘63。不同於標識光照射單元22的是，標識光照射單元61並未設有一用於集中且對準標識光Lm之透鏡。因此，從標識光LED 62照射之光即作為進入標識光透鏡64之標識光Lm，同時以標識光閘63將光變窄之狀態散布。

標識光透鏡64係組構成一反射元件，具有一入射面65、一出射面66、及一反射表面67。反射表面67將已進入通過入射面65之標識光Lm朝向出射面66內反射，以致使標識光Lm之光學軸線Lgm平行於成像區中心之光學軸線Lgr。標識光透鏡64係組構成一準直透鏡，其基於入射面65及出射面66之曲率將標識光Lm集中且對準。

在一相似於上述標識光反射鏡51之情況中，標識光透鏡64設置於由光接收感測器23提供之成像區外且靠近成像透鏡25。較明確說，標識光透鏡64設置成光學軸線Lgm與光學軸線Lgr在Y軸線方向上匹配，如圖9所示，且光學軸線Lgm與光學軸線Lgr在X軸線方向上錯位一段距離△X，如圖10所示。

在此揭述入射面65及出射面66之曲率。

入射面65形成具有一曲率，使入射之標識光Lm可因為被集中而達成由反射表面67全反射。出射面66形成具有一曲率，使反射表面67所反射之標識光Lm可因為被集中而對準。出射面66之曲率大於入射面65者。

此外，在一入射面111a為平面形表面且一出射面112a為弧形表面之透鏡110a中，如圖12A所示，從一標 識光照射單元100之一光閘101之位置到弧形表面之距離係較長於在一入射面111b為弧形表面且一出射面112b為平面形表面之透鏡110b中者。也就是說，由於透鏡依此形成，以致使出射面之曲率大於入射面者，相較於出射面之曲率小於入射面的情況，其效果等於透鏡110設置更遠離於標識光照射單元100之光閘101之位置。

此外，甚至當標識光Lm對準且放射時，若從透鏡110到讀取目標物之距離(參閱圖13中之參考編號L)及標識光照射單元100之光閘101之直徑(參閱圖13中之參考編號d)為固定，則照射在讀取目標物上之標識光Lm之一光點直徑D(參閱圖13中之參考編號D1,D2)即隨著光閘101之位置到透鏡110的距離變長而變小，從圖13A及圖13B之相關揭露及以下之式子(1)中可以瞭解。

D=d×L/B...(1)

當光點直徑D依此方式變小時，標識光Lm則變亮。因此，如圖11所示，由於入射面之曲率設定大於出射面之曲率，所以標識光Lm可因光點直徑D變小而變亮。

依此方式，根據本實施例，標識光透鏡64具有反射元件之功能並且具有入射面65、出射面66、及反射表面67。反射表面67將已進入通過入射面65之標識光Lm朝向出射面66內反射，以致使標識光Lm之光學軸線Lgm平行於成像區中心之光學軸線Lgr。標識光透鏡64係組構成一準直透鏡，其基於入射面65及出射面66之曲率將 標識光Lm集中且對準。

因此，標識光透鏡64提供兼具標識光Lm之準直透鏡的功能及作為一反射透鏡的功能。因此，在標識光照射單元61中即不再需要準直透鏡。組件數量可以減少，且光學資訊讀取機10之尺寸縮小也可達成。

特別是，標識光透鏡64形成使出射面66之曲率大於入射面65之曲率。因此，從光閘之位置到透鏡的距離基本上增加。標識光Lm可因光點直徑D變小而變亮。結果，標識光Lm之能見度得以改善。

標識光透鏡64也可以組構成一透鏡(反射元件)，其基於入射面65及出射面66至少其中一個之曲率將標識光Lm集中且對準，且依據標識光Lm之能見度及類此者的要求程度而定。例如，依據標識光Lm之能見度及類此者的要求程度而定，標識光透鏡64可以形成使入射面為平面形表面且出射面為弧形表面，如圖12A所示。或者，標識光透鏡64可以形成使入射面為弧形表面且出射面為平面形表面，如圖12B所示。

[第七實施例]

接著，根據本發明第七實施例之一光學資訊讀取機將參考圖14至圖16說明於後。

根據第七實施例之光學資訊讀取機主要不同於上述第六實施例者之處在於使用一標識光照射單元71及一標識光透鏡72以取代標識光照射單元61及標識光透鏡64， 以減低依一預定圖案(用於指示由光接收感測器23提供之成像區之外邊緣)照射之標識光之中心與成像區之中心之間的錯位。

根據本實施例，如圖14及圖15所示，組構成一讀取模組70之一元件的標識光照射單元71包括一雷射二極體或類此者，其發出雷射光以作為標識光Lm。

如圖16所示，標識光透鏡72係組構成一反射元件，具有一入射面73、一出射面74、及一反射表面75。反射表面75將已進入通過入射面73之標識光Lm朝向出射面74內反射，以致使標識光Lm之光學軸線Lgm平行於成像區中心之光學軸線Lgr。此外，來自標識光照射單元71之標識光Lm進入標識光透鏡72以作為雷射光。因此，在入射面73及出射面74中不再需要一用於集光之弧形表面。

特別是，在標識光透鏡72中，一繞射光學元件(繞射光柵)係與出射面74形成為一體。例如，繞射光學元件76係電腦產生之全像(CGH)或類此者。繞射光學元件76將已進入通過反射表面75之光分隔成一十字形標識光Lm1及四標識光Lm2。標識光Lm1指示標識光Lm之光學軸線Lgm。標識光Lm2係相關於光學軸線Lgm呈對稱。特別是，繞射光學元件76組構成四標識光Lm2指示出由光接收感測器23提供之成像區之四角隅。

在一相似於上述標識光反射鏡51及標識光透鏡64之情況中，依上述方式組構之標識光透鏡72設置於由光接 收感測器23提供之成像區外且靠近成像透鏡25。較明確說，標識光透鏡72設置成光學軸線Lgm與光學軸線Lgr在Y軸線方向上匹配，如圖14所示，且光學軸線Lgm與光學軸線Lgr在X軸線方向上錯位一段距離△X，如圖15所示。

依此，根據本實施例，標識光透鏡72具有一執行內反射之反射表面75。標識光透鏡72之出射面74設有繞射光學元件76。繞射光學元件76將由反射表面75內反射之標識光繞射，以形成一預定圖案。因此，即使當形成預定圖案之標識光Lm1及Lm2照射指示出成像區之外邊緣時，具有標識光功能之預定圖案之中心與成像區之中心之間的錯位可以減低。

設於出射面74中之繞射光學元件76並不限於組構成將已進入通過反射表面75之光分隔(照射)成標識光Lm1及四標識光Lm2，以形成預定圖案，如上所述。繞射光學元件76可組構成照射光形成另一圖案，以達成成像區之能見度。此外，繞射光學元件76並不限於和出射面74形成為一體，如上所述。繞射光學元件76可形成個別元件且隨後組裝於出射面74。

[其他實施例]

本發明並不限於上述實施例。例如，本發明可以依下列方式實施。

(1)根據上述實施例，反射鏡24、24a及標識光照射單 元22設置成標識光Lm之光學軸線Lgm和位於成像區中心的光學軸線Lgr實質平行於基板20a之基板表面。惟，本發明不限於此。反射鏡24、24a及標識光照射單元22可設置成光學軸線Lgm及光學軸線Lgr對基板20a之基板表面呈一角度。

(2)除了以光學方式讀取資訊碼的功能外，本發明可施加於一亦備有其他功能之資訊讀取機，像是和無線通訊媒體進行無線通訊之無線通訊功能。

10‧‧‧光學資訊讀取機

10A‧‧‧外殼

13‧‧‧讀取孔

20a,20b‧‧‧基板

22‧‧‧標識光照射單元

23‧‧‧光接收感測器

23a‧‧‧光接收表面

24‧‧‧反射鏡

24L‧‧‧左側邊緣

24R‧‧‧右側邊緣

24U‧‧‧上邊緣

25‧‧‧成像透鏡

Lgm,Lgr‧‧‧光學軸線

Lm‧‧‧標識光

Lr‧‧‧反射光

Ls‧‧‧距離

X‧‧‧距離

Claims (12)

1. 一種光學資訊讀取機，包含：光接收感測器，其可將資訊碼成像；反射鏡，其將進入通過讀取孔之該資訊碼之反射光朝向該光接收感測器反射；成像透鏡，其集中由該反射鏡反射之光並且在該光接收感測器中形成影像；及標識光照射單元，其照射標識光，以供在該資訊碼上指示出由該光接收感測器提供之成像區之中心，其中該標識光照射單元設在比該反射鏡更遠離於該讀取孔之位置，且設置成該標識光之光學軸線平行於在由該光接收感測器提供之該成像區之該中心的光學軸線，且該標識光靠近該反射鏡之外邊緣。
2. 如申請專利範圍第1項之光學資訊讀取機，其中：該標識光照射單元設置成該標識光靠近該反射鏡之該外邊緣之邊緣部位，該邊緣部位比該外邊緣之其他邊緣部位更靠近該成像透鏡。
3. 如申請專利範圍第1項之光學資訊讀取機，其中：該反射鏡形成使反射表面之整個表面匹配於由該光接收感測器提供之該成像區。
4. 如申請專利範圍第3項之光學資訊讀取機，其中：該標識光照射單元與該光接收感測器安裝於相同基板上，該標識光照射單元設有標識光反射鏡，將該標識光照 射單元所照射之標識光反射，以致使該標識光之光學軸線平行於在由該光接收感測器提供之該成像區之該中心的光學軸線且該標識光靠近該反射鏡之外邊緣。
5. 如申請專利範圍第2項之光學資訊讀取機，其中：該反射鏡形成使反射表面之整個表面匹配於由該光接收感測器提供之該成像區。
6. 如申請專利範圍第5項之光學資訊讀取機，其中：該標識光照射單元與該光接收感測器安裝於相同基板上，該標識光照射單元設有標識光反射鏡，將該標識光照射單元所照射之標識光反射，以致使該標識光之光學軸線平行於在由該光接收感測器提供之該成像區之該中心的光學軸線且該標識光靠近該反射鏡之外邊緣。
7. 如申請專利範圍第1項之光學資訊讀取機，其中：該標識光照射單元與該光接收感測器安裝於相同基板上，該標識光照射單元設有標識光反射鏡，將該標識光照射單元所照射之標識光反射，以致使該標識光之光學軸線平行於在由該光接收感測器提供之該成像區之該中心的光學軸線且該標識光靠近該反射鏡之外邊緣。
8. 如申請專利範圍第2項之光學資訊讀取機，其中：該標識光照射單元與該光接收感測器安裝於相同基板上，該標識光照射單元設有標識光反射鏡，將該標識光照 射單元所照射之標識光反射，以致使該標識光之光學軸線平行於在由該光接收感測器提供之該成像區之該中心的光學軸線且該標識光靠近該反射鏡之外邊緣。
9. 一種光學資訊讀取機，包含：光接收感測器，其可將資訊碼成像；成像透鏡，其集中由該資訊碼反射之光，以便將該集中之光成像於該光接收感測器上；標識光照射單元，其照射標識光，以供在該資訊碼上指示出由該光接收感測器提供之成像區之中心；及反射元件，其將該照射之標識光朝向由該光接收感測器提供之該成像區反射，其中，該反射元件設置於該成像區之外側且靠近該成像透鏡，以致使反射之該標識光之光學軸線與在該成像區之該中心的光學軸線彼此平行且靠近。
10. 如申請專利範圍第9項之光學資訊讀取機，其中：該反射元件具有入射面、出射面、及反射表面，該反射表面將已從該入射面進入之該標識光朝向該出射面內反射，以致使該標識光之光學軸線平行於在該成像區之該中心的光學軸線，及該反射元件係組構成準直透鏡，其基於該入射面與該出射面之至少其中一個之曲率將該標識光集中且對準。
11. 如申請專利範圍第10項之光學資訊讀取機，其中，該反射元件形成使該出射面之曲率大於該入射面之曲 率。
12. 如申請專利範圍第8項之光學資訊讀取機，其中：該反射元件係組構成透鏡，其具有入射面、出射面、及反射表面，該反射表面執行朝向該出射面之內光反射，以致使來自該入射面之該標識光之光學軸線變成和通過該成像區之中心的光學軸線平行，該反射元件之該出射面設有繞射光學元件，該繞射光學元件將已由該反射表面進行內反射之該標識光繞射，以形成預定圖案。