TWI397861B - Laser bar code scanner and its execution method - Google Patents

Description

雷射條碼掃描器及其執行方法

一種藉由光線測距的方式，測量雷射條碼掃描器與條碼間的距離，而可自動調整掃描光線的寬度，達到提昇讀取距離的雷射條碼掃描器及其執行方法。

雷射條碼掃描器的工作原理，主要係利用雷射二極體(Laser Doide)產生一點雷射光源，其投射至一可往復擺動的反光鏡或稜鏡後，可由光點變成一條光線，照射在產品的條碼後，再以光二極體(Photo Doide)，檢測從條碼反射回來的光線，並轉換為電子訊號，以判別條碼所代表的資料。

但是，由於以往反光鏡或稜鏡的擺動角度固定，故掃描光線的寬度也是固定的，由於使用雷射條碼掃描器掃描條碼時，隨著使用狀況不同，其與條碼間的距離也常有所不同，但是因為掃描光線的發光角度呈固定，當雷射條碼掃描器與條碼間的距離越遠時，其掃描光線的寬度也會隨之變大，請參閱「第1圖」，為習知雷射條碼掃描器的使用示意圖，如圖中所示，當習知雷射條碼掃描器10，對不同距離(l ₁ 、l ₂ )的條碼20進行掃描時，其掃描光線30的寬度(w₁ 、w₂ )，不會隨著反光鏡或稜鏡的擺動的角度θ而有所改變，由「第1圖」可看出，隨著雷射條碼掃描器10與條碼20的距離越遠時(l ₂ >l ₁ )，掃描光線30寬度也隨之變大(w₂ >w₁ )，且與距離近的掃描光線30相比，其掃描光線30的強度相對也會變弱，因此，有可能無法判讀條碼20的資料，距離太近的掃描光線30則有可能因為耗電、價格及安全性考量等清況，而限制了習知雷射條碼掃描器10的讀取距離。

有鑑於習用雷射條碼掃描器在使用時，常因為距離的影響，造成掃描光線的寬度及強度受到影響，甚至影響到讀取距離及準度，本發明人爰精心研究，終設計出一種嶄新的雷射條碼掃描器及其執行方法。

本發明之主要目的，旨在提供一種雷射條碼掃描器及其執行方法，可自動調整掃描光線的強度及寬度，而提昇讀取效率。

為達上述目的，本發明之雷射條碼掃描器及其執行方法，其雷射條碼掃描器主要包括一殼體、一轉動裝置、一反光鏡或稜鏡、一第一光發射器、一第一光接收器以及一訊號處理器，其中，殼體的正面係成型有一透孔，轉動裝置係組設於殼體內，且反光鏡或稜鏡係組設於轉動裝置上，以使反光鏡或稜鏡可隨著轉動裝置往復轉動，而第一光發射器係組設於反光鏡或稜鏡的後方，可用來發射一光線，及產生一電子訊號，其光線並可作為測距及掃描用，又，第一光接收器係組設光發射器一側，供以接收經一條碼所反射的光線，並產生一電子訊號，訊號處理器則組設於光發射器一側，其訊號處理器並與第一光發射器、第一光接收器及轉動裝置作資訊連結，以將第一光發射器與第一光接收器的電子訊號，輸入訊號處理器運算，並得到相關於距離的電子訊號，藉此電子訊號驅動轉動裝置，帶動反光鏡或稜鏡往復轉動。

而雷射條碼掃描器使用時，係包括下列步驟：第一步驟，發射測距光線，藉由一第一光發射器發射透過反光鏡或稜鏡，對一條碼發出測距光線，且發出一電子訊號給一訊號處理器，當碰到條碼後，隨即反射前述的測距光線；第二步驟，接收測距光線，前述經過條碼所反射的測距光線，可被一第一光接收器(光二極體)所接收，並同樣發出一電子訊號給訊號處理器；第三步驟，運算距離及訊號轉換，當訊號處理器接收第一光發射器，及第一光接收器的電子訊號後，會運算出相關條碼與雷射條碼掃描器間的距離資料，並將距離資料轉換為代表兩者時間差的一電子訊號；第四步驟，定義擺動角度，將前述有關距離的電子訊號輸入一轉動裝置後，可定義轉動裝置轉動的角度值，以控制轉動裝置往復轉動的角度，而組設於轉動裝置上的一反光鏡或稜鏡，其擺動角度也會隨著距離越遠而逐漸變小；第五步驟，發射掃描光線，第一光發射器再度發射光線，並投射至往復擺動的反光鏡或稜鏡上，而在條碼上產生一適當寬度的掃描光線，其掃描光線的寬度會隨著擺動的角度值而改變；第六步驟，接收掃描光線，經條碼反射後的掃描光線，可再度被第一光接收器接收，以讀取條碼的資料；由於本發明雷射條碼掃描器及其執行方法，會隨著與條碼間的距離，自動調整掃描光線的寬度，因此，就算是與條碼間的距離相當遠時，其掃描光線會自動縮減寬度，以使掃描光線還是能保持足夠的強度，而有效提昇讀取的距離。

為使 貴審查委員能清楚了解本發明之內容，僅以下列說明搭配圖示，敬請參閱。

請參閱「第2圖」，為本發明較佳實施例的使用示意圖，如圖中所示，一般常見的雷射條碼掃描器40有手持式及座式兩種，本實施例係以手持式雷射條碼掃描器40為例，其殼體401的正面係成型有一透孔4011，其一供使用者握持的手把4012，又，在殼體401底端組設有一與電腦設備，或是進銷存設備作資訊連結的連接線4013，當使用者操作手持式雷射條碼掃描器40時，可由手持式雷射條碼掃描器40發射測距光線及掃描光線60，並於經條碼50反射後重新接收，本發明係藉由測距光線預先進行測距，而在針對不同距離(l₁ 、l₂ )的條碼50進行掃描時，改變掃描光線60的寬度(w₁ 、w₂ )，且隨著雷射條碼掃描器40與條碼50的距離越遠時(亦即l₂ >l₁ )，其所發射的掃描光線60寬度越小(w₁ >w₂ )，因此，其掃描光線60的強度不會因距離的增加而減弱，而大幅提昇了讀取條碼50時的操作距離。

請參閱「第3圖」，為本發明較佳實施例的硬體方塊圖，如圖中所示，前述的雷射條碼掃描器40主要係包括：一殼體401；一轉動裝置402，其係組設於殼體401內，而可產生往復轉動的動力；一反光鏡或稜鏡403，其係組設於前述的轉動裝置402上，使反光鏡或稜鏡403可隨著轉動裝置402往復轉動，其反光鏡或稜鏡403都有折射光線的效果，可使來自同一方向的光線，折射成不同角度的光線；一第一光發射器404，其係組設在反光鏡或稜鏡403的後方，其第一光發射器404可為一般常見的雷射點光源，或是紅外線光源等，而可發射供測距及掃描的光線，當第一光發射器404發射測距用的光線時，可同時產生一電子訊號；一第一光接收器405，其係組設於光發射器404一側，第一光接收器405係為一光二極體，用來接收經前述條碼50所反射的測距或掃描光線線，並產生一電子訊號，又，一第一光接收器405可對前述條碼50進行解碼；以及一訊號處理器406，組設於第一光發射器404一側，且訊號處理器406係與第一光發射器404、第一光接收器405及轉動裝置402作資訊連結，當第一光發射器404及第一光接收器405的所產生的電子訊號，輸入訊號處理器406作運算後，可測得有關距離的資料，並將距離資料轉換為驅動轉動裝置402的電子訊號，供以帶動反光鏡或稜鏡403往復轉動，以使第一光發射器404再度發射供掃描的光線，投射至反光鏡或稜鏡403時，由於反光鏡或稜鏡403係為往復轉動，因此，經折射的光線會在前述條碼50表面形成呈線狀的前述掃描光線60，且隨著反光鏡或稜鏡403往復轉動的角度改變，前述掃描光線60的寬度也會隨著改變，本發明主要設計就是在距離越遠時，其掃描光線60的寬度越小，以維持投射於前述條碼50的前述掃描光線60強度，而能有效提昇讀取前述條碼50的距離，另，亦可於雷射條碼掃描器40的電路裝置中，組設有一光強度補償IC(圖中未顯示)，當操作距離較遠時，利用此光強度補償IC所預設的參數值，致動第一光發射器404產生光補償，以維持有效的操作，反之，若距離過近時，亦可由光強度補償IC以其預設之參數值，進而調整第一光發射器404之發光強度，以節省電力。

請參閱「第4圖」，為本發明較佳實施例的步驟流程圖，如圖中所示，前述雷射條碼掃描器40使用時，係包括下列步驟：一第一步驟701，發射測距光線，藉由前述第一光發射器對前述條碼，發射一用來測量距離的測距光線，且發出一電子訊號給前述訊號處理器，當碰到前述條碼後，隨即反射前述測距光線；一第二步驟702，接收測距光線，經過前述條碼所反射的測距光線，被一第一光接收器所接收後，並同樣發出一電子訊號給前述訊號處理器；一第三步驟703，運算距離及訊號轉換，而前述訊號處理器接收前述第一光發射器，以及前述第一光接收器的電子訊號後，會運算出相關前述條碼，與前述雷射條碼掃描器間的距離資料，並將距離資料轉換為代表兩者時間差的一電子訊號；一第四步驟704，定義擺動角度，將前述有關距離的電子訊號輸入前述轉動裝置後，可定義前述轉動裝置轉動的角度值，以控制前述轉動裝置往復轉動的角度，而組設於前述轉動裝置上的前述反光鏡或稜鏡，其擺動角度也會隨著距離越遠而逐漸變小；一第五步驟705，發射掃描光線，前述第一光發射器會再度發射供掃描前述條碼的光線，並投射至往復擺動的前述反光鏡或稜鏡上，而在前述條碼上產生一適當寬度的掃描光線，其掃描光線的寬度會隨著擺動的角度值而改變；以及一第六步驟706，接收掃描光線，經前述條碼反射後的掃描光線，可再度被第一光接收器接收，以便讀取前述條碼的資料。

請再參閱「第5圖」，為本發明另一較佳實施例的硬體方塊圖，如圖中所示，為進一步增加組裝人員進行組裝時的便利性，前述的雷射條碼掃描器40主要係包括：一殼體401；一轉動裝置402，其係組設於殼體401內，其位置係對應於殼體401，可產生往復轉動的動力；一反光鏡或稜鏡403，其係組設於前述的轉動裝置402上，使反光鏡或稜鏡403可隨著轉動裝置402往復轉動，其反光鏡或稜鏡403都有折射光線的效果，可使來自同一方向的光線，折射成不同角度的光線；一第一光發射器404，其係組設在反光鏡或稜鏡403的後方，其第一光發射器404可為一般常見的雷射點光源，或是紅外線光源等，用以發射前述掃描光線；一第一光接收器405，其係組設於光發射器404一側，第一光接收器405係為一光二極體，用來接收經前述條碼50所反射的掃描光線，以對前述條碼50進行解碼；以及一訊號處理器406，組設於轉動裝置402一側，又，在訊號處理器406一側另組設有一第二光發射器407，及一第二光接收器408，其訊號處理器406係與第二光發射器407、第二光接收器408以及轉動裝置402作資訊連結，其中，第二光發射器407可對前述條碼50發射一測距光線，並 輸出一電子訊號至訊號處理器406，而第二光接收器408在接收經反射的測距光線後，可輸出一電子訊號至訊號處理器406，經訊號處理器406測得有關距離的資料，經轉換為相關的電子訊號後，再輸入轉動裝置402而控制其轉動角度，亦可於雷射條碼掃描器40的電路裝置中，組設有一光強度補償IC(圖中未顯示)，當操作距離較遠時，利用此光強度補償IC所預設的參數值，致動第一光發射器404或另一輔助的第二光發射器407產生光補償，以維持有效的操作，反之，若距離過近時，亦可由光強度補償IC以其預設之參數值，進而調整第一光發射器404及第二光發射器407之發光強度，以節省電力。

請參閱「第6圖」，為本發明另一較佳實施例的步驟流程圖，如圖中所示，前述另一實施例中，其執行方法的步驟係包括：一第一步驟801，發射測距光線，藉由前述第二光發射器發射透過反光鏡或稜鏡，對前述條碼發出測距光線，且發出一電子訊號給前述訊號處理器，當碰到前述條碼後，隨即反射其測距光線；一第二步驟802，接收測距光線，經過前述條碼所反射的測距光線，可被前述第二光接 收器所接收，並同樣發出一電子訊號給前述訊號處理器；一第三步驟803，運算距離及訊號轉換，前述訊號處理器在接收到前述第二光發射器及前述第二光接收器的電子訊號後，會運算出相關於前述條碼，與前述雷射條碼掃描器間的距離資料，並將距離資料轉換為代表兩者時間差的一電子訊號；一第四步驟804，定義擺動角度，將該有關距離的電子訊號輸入前述轉動裝置後，可定義前述轉動裝置轉動的角度值，以控制前述轉動裝置往復轉動的角度；一第五步驟805，發射掃描光線，再藉由前述第一光發射器發射光線，並投射至隨著前述轉動裝置往復擺動的前述反光鏡或稜鏡上，而在前述條碼上產生一掃描光線；以及一第六步驟806，接收掃描光線，經前述條碼反射後的掃描光線，可被前述第一光接收器接收，進而讀取前述條碼的資料。

請參閱「第7圖」，為本發明另一較佳實施例的使用示意圖，如圖中所示，以目前市面上常見的座式雷射條碼掃描器40為例，其係用來固定於一平面上，並藉由一可改變傾角及轉動角的底座4014，調整發射測距光線及掃描光 線60的角度，便於使用者調整讀取前述條碼50的角度，本發明之雷射條碼掃描器40係為固定，還是會隨著讀取條碼50距離的不同，改變發射掃描光線60的寬度。

如上所述，本發明其據以實施時，首先，係藉由第一光發射器或是第二光發射器發射測距光線，所產生的第一電子訊號，以及由第一光接收器或是第二光接收器接收，反射回來的測距光線接收後所產生的第二電子訊號，經訊號處理器運算兩電子訊號間的時間差，可產生一相關於距離的第三電子訊號，而輸入轉動裝置中定義轉動的角度值，並可隨著距離隨時調整轉動的角度值，以確實提供一種雷射條碼掃描器及其執行方法，可自動調整掃描光線的強度及寬度，而達到提昇讀取效率的目的。

唯，以上所述者，僅為本發明之較佳之實施例而已，並非用以限定本發明實施之範圍；任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本發明之專利範圍內。

綜上所述，本發明之雷射條碼掃描器及其執行方法，係具有專利之創作性，以及對產業的利用價值；申請人爰依專利法之規定，向 鈞局提起發明專利之申請。

10．．．雷射條碼掃描器

20．．．條碼

30．．．掃描光線

40．．．雷射條碼掃描器

401．．．殼體

4011．．．透孔

4012．．．手把

4013．．．連接線

4014．．．底座

402．．．轉動裝置

403．．．反光鏡或稜鏡

404．．．第一光發射器

405．．．第一光接收器

406．．．訊號處理器

407．．．第二光發射器

408．．．第二光接收器

50．．．條碼

60．．．掃描光線

701．．．第一步驟

702．．．第二步驟

703．．．第三步驟

704．．．第四步驟

705．．．第五步驟

706．．．第六步驟

801．．．第一步驟

802．．．第二步驟

803．．．第三步驟

804．．．第四步驟

805．．．第五步驟

806．．．第六步驟

第1圖，為習知雷射條碼掃描器的使用示意圖。

第2圖，為本發明較佳實施例的使用示意圖。

第3圖，為本發明較佳實施例的硬體方塊圖。

第4圖，為本發明較佳實施例的步驟流程圖。

第5圖，為本發明另一較佳實施例的硬體方塊圖。

第6圖，為本發明另一較佳實施例的步驟流程圖。

第7圖，為本發明另一較佳實施例的使用示意圖。

40．．．雷射條碼掃描器

401．．．殼體

4011．．．透孔

4012．．．手把

4013．．．連接線

50．．．條碼

60．．．掃描光線

Claims (8)

1. 一種雷射條碼掃描器之執行方法，其執行方法係包括：一第一步驟，發射測距光線，藉由一第一光發射器發射透過反光鏡或稜鏡，對一條碼發出測距光線，且發出一電子訊號給一訊號處理器，當碰到該條碼後，隨即反射該測距光線；一第二步驟，接收測距光線，經過該條碼所反射的該測距光線，可被一第一光接收器所接收，並同樣發出一電子訊號給該訊號處理器；一第三步驟，運算距離及訊號轉換，該訊號處理器接收該第一光發射器及該第一光接收器的該電子訊號後，會運算出相關該條碼與該雷射條碼掃描器間的距離資料，並將距離資料轉換為代表兩者時間差的一電子訊號；一第四步驟，定義擺動角度，將該有關距離的電子訊號輸入一轉動裝置後，可定義該轉動裝置轉動的角度值，以控制該轉動裝置往復轉動的角度；一第五步驟，發射掃描光線，該第一光發射器再度發射光線，並投射至該往復擺動 的反光鏡或稜鏡上，而在該條碼上產生一掃描光線；以及一第六步驟，接收掃描光線，經該條碼反射後的該掃描光線，可被該第一光接收器接收，以讀取條碼的資料。
2. 如申請專利範圍第1項所述之雷射條碼掃描器之執行方法，其中，該掃描光線的寬度隨著距離越遠而越小。
3. 如申請專利範圍第1項所述之雷射條碼掃描器之執行方法，其中，該條碼與該雷射條碼掃描器間的距離，可轉換成一與距離相關的電子訊號，供以控制該反光鏡或稜鏡擺動的角度值。
4. 一種雷射條碼掃描器，包括：一殼體，該殼體並成型有一透孔；一轉動裝置，組設於該殼體內；一反光鏡或稜鏡，組設於該轉動裝置上，該反光鏡或稜鏡可隨著該轉動裝置往復轉動；一第一光發射器，組設於該反光鏡或稜鏡的後方，該光發射器可對反光鏡或稜鏡該發射一光線，並產生一電子訊號；一第一光接收器，組設於該光發射器一側，該光接收器可接收經一條碼所反射的該 光線，並產生另一電子訊號，又，該光接收器可對該條碼進行解碼；以及一訊號處理器，組設於該第一光發射器一側，該訊號處理器係與該第一光發射器、該第一光接收器及該轉動裝置作資訊連結，以將該第一光發射器，及該第一光接收器的該電子訊號，輸入該訊號處理器運算及轉換，而驅動該轉動裝置往復轉動。
5. 如申請專利範圍第4項所述之雷射條碼掃描器，其中，該第一光發射器係為一雷射點光源。
6. 如申請專利範圍第4項所述之雷射條碼掃描器，其中，該第一光發射器係為一紅外線光源。
7. 如申請專利範圍第4項所述之雷射條碼掃描器，其中，該第一光接收器係為一光二極體。
8. 如申請專利範圍第4項所述之雷射條碼掃描器，其中，該訊號處理器一側另組設有一第二光發射器及一第二光接收器，該第二光發射器可發射一測距光線，並輸出一電子訊號至該訊號處理器，該第二光接收器可接收經反射的該測距光線，並輸出一電子訊號至該訊號處理器，又，該訊號處理器係與該轉動裝置作資訊連結。