条形码读取装置
阅读：754发布：2020-05-12
专利汇可以提供条形码读取装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 条形码 读取装置，包含 基板 、影像感测模 块 、光学镜头模块及多个 光源 。影像感测模块设置于基板；光学镜头模块包含第一端及相对第一端的第二端，第二端连接影像感测模块；及多个光源环设于光学镜头模块，所述光源的设置 位置 的连线是呈轴对称或 辐射 状对称。以此，可准确读取条形码，避免因条形码读取失败，而造成读取数据效率降低、时间成本增加、工时延长等问题。，下面是条形码读取装置专利的具体信息内容。
1.一种条形码读取装置，其特征在于，所述条形码读取装置包含：
一基板；
一影像感测模块，设置于所述基板；
一光学镜头模块，包含一第一端及相对所述第一端的一第二端，所述第二端邻接所述影像感测模块，且所述光学镜头模块定义有一光轴；
多个可发出光线的光源，环设于所述光学镜头模块，所述光源的设置位置的连线是呈轴对称或辐射状对称于所述光轴；及
至少一透镜，分布于所述光学镜头模块的环周且对应于所述多个光源，使所述多个光源所发出的所述光线能通过所述透镜形成投射光线并照射于一读取面而形成一投射图案，且所述光轴穿过所述投射图案的中心。
2.根据权利要求1所述的条形码读取装置，其特征在于，至少一透镜包含一环状透镜而环设于所述光学镜头模块的周围。
3.根据权利要求2所述的条形码读取装置，其特征在于，所述投射图案为圆形，所述光轴穿过所述圆形投射图案的圆心。
4.根据权利要求2所述的条形码读取装置，其特征在于，所述投射图案为环形，所述光轴穿过所述环形投射图案的中心。
5.根据权利要求1所述的条形码读取装置，其特征在于，至少一透镜包含多个指向透镜对称排列于所述光学镜头模块的环周而分别对应于所述多个光源的至少其一。
6.根据权利要求5所述的条形码读取装置，其特征在于，通过各所述指向透镜后所形成的投射光线是一线状投射光线，而所述投射图案是所有所述线状投射光线投射在所述读取面形成，所述光轴则穿过所述投射图案的中心。
7.根据权利要求6所述的条形码读取装置，其特征在于，所述投射图案是由所述投射光线所交叠或交叉所构成选自直线、十字形、米字形、井字形、星形所构成的群组的形状。
8.根据权利要求6所述的条形码读取装置，其特征在于，所述投射图案是由所述投射光线所围绕排列形成选自正三角形、正方形、正五边形、正六角形所构成的群组的形状。
9.根据权利要求1所述的条形码读取装置，其特征在于，所述至少一透镜包含有一入光面与一出光面，其中所述入光面面邻所述光源。
10.根据权利要求9所述的条形码读取装置，其特征在于，至少一透镜包含有一光学结构。
11.根据权利要求10所述的条形码读取装置，其特征在于，所述光学结构包含有设置于所述出光面且呈阶梯状或锯齿状的结构。
条形码读取装置
技术领域
背景技术
[0002] 各类条形码常见于标示出商品的生产地、制造厂商、商品型号、日期、库存数量、图书分类号、邮件分类号、类别等信息，故在商品流通、仓储管理、图书管理、邮政管理或是银行系统等许多领域都得到了广泛的应用。常见的条形码有一维条形码(barcode)，是由宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列所组成；及二维条形码（2D barcode），通过黑白矩形图案的位置及分布，以表示二进制的数据内容。
[0003] 然而，若要读取条形码所代表的数据，则需要使用条形码读取装置。如图1所示，已知的条形码读取装置1的光源11是邻设于光学镜头12及影像获取模块13的一侧。通过光学镜头12与影像获取模块13的配合以读取条形码上的数据，一般而言，当光学镜头12的光轴121对准所欲读取的条形码，即可读取所述条形码。然而，由于光源11是设置于光学镜头12的一侧，导致光源11发出的投射光线所指示的位置与光学镜头12的光轴121所指向的位置(亦即影像获取模块13所获取的影像位置)实际上并非同一位置。
[0004] 因此，当使用者在操作已知的条形码读取装置11以读取条形码时，常因误认投射光线所指示的位置为影像获取模块13的影像获取位置，而导致读取条形码失败。
[0005] 综上所述，已知技术常使得条形码读取失败，造成读取数据效率降低、时间成本增加、工时延长等问题。实为市场应用上刻不容缓且亟需解决的议题。
发明内容
[0006] 有鉴于此，本发明目的在于提出一种可准确读取条码的读取装置用以克服条码读取失败错误等造成的效率低、时间成本增加、工时延长等问题，为达上述目的，本发明提供一种条形码读取装置，包含：一基板；一影像感测模块，设置于所述基板；一光学镜头模块，包含一第一端及相对第一端的一第二端，第二端邻接影像感测模块，且光学镜头模块定义有一光轴；多个可发出光线的光源，环设于光学镜头模块，光源的设置位置的连线是呈轴对称或辐射状对称于光轴；及至少一透镜，分布于光学镜头模块的环周且对应于多个光源，使多个光源所发出的光线能通过透镜形成投射光线并照射于一读取面而形成一投射图案，且光轴穿过投射图案的中心。
[0007] 本发明的其中一特点在于，通过环设于光学镜头模块旁的光源所发出的投射光线以指示条形码读取位置，且由于光源的设置位置的连线是呈轴对称或辐射状对称，在影像感测模块所能感测的距离内，使用者可依据光源所发出的投射光线的指示，使影像感测模块准确的读取条形码。
[0008] 以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域相关技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、申请专利范围及附图，任何本领域相关技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
附图说明
[0009] 图1是已知的条形码读取装置结构示意图。
[0010] 图2A是本发明第一实施例结构的分解立体图。
[0011] 图2B是本发明第一实施例结构的外观立体图。
[0012] 图3是本发明第一实施例结构的局部侧视图。
[0013] 图4A是本发明第一实施例的使用状态示意图（一）。
[0014] 图4B是本发明第一实施例的使用状态示意图（二）。
[0015] 图5A是本发明第二实施例结构的分解立体图。
[0016] 图5B是本发明第二实施例结构的外观立体图。
[0017] 图6A是本发明第二实施例的使用状态示意图（一）。
[0018] 图6B是本发明第二实施例的使用状态示意图（二）。
[0019] 图6C是本发明第二实施例的使用状态示意图（三）。
[0020] 图6D是本发明第二实施例的使用状态示意图（四）。
[0021] 图7A是本发明第二实施例的使用状态示意图（五）。
[0022] 图7B是本发明第二实施例的使用状态示意图（六）。
[0023] 图7C是本发明第二实施例的使用状态示意图（七）。
[0024] 图8A是本发明第二实施例的使用状态示意图（八）。
[0025] 图8B是本发明第二实施例的使用状态示意图（九）。
[0026] 图8C是本发明第二实施例的使用状态示意图（十）。
[0027] 图8D是本发明第二实施例的使用状态示意图（十一）。
[0028] 附图标记
[0029] 1 已知的条形码读取装置
[0030] 11 光源
[0031] 12 光学镜头
[0032] 121 光轴
[0033] 13 影像获取模块
[0034] 2 条形码读取装置
[0035] 21 基板
[0036] 22 影像感测模块
[0038] 222 处理单元
[0039] 23 光学镜头模块
[0040] 231 第一端
[0041] 232 第二端
[0042] 233 光轴
[0043] 234 侧壁
[0044] 23a 成像透镜
[0045] 23b 成像透镜
[0046] 24 光源
[0047] 241 投射光线
[0048] 241a、241b 投射光线
[0049] 25 环状透镜
[0050] 251 入光面
[0051] 252 出光面
[0052] 253 光学结构
[0053] 26 指向透镜
[0054] 261 入光面
[0055] 262 出光面
[0056] 263 连接面
[0057] 27 壳体
[0058] 271 容置空间
[0059] 272 开孔
[0060] 28 盖体
[0061] 281 卡扣结构
[0062] 30 投射图案
[0063] 5 读取面
具体实施方式
[0064] 请参照图2A及图2B所示，分别为本发明第一实施例结构的立体分解图及外观立体图。在一实施例中，本发明揭露一种条形码读取装置2，包含基板21、影像感测模块22、光学镜头模块23及多个光源24。
[0065] 基板21可为一电路板，电性或信号连接各电子元件元件，如处理单元、信号输入模块、或是电源等元件元件，但本发明不以此为限。以此，各电子元件元件的信号可通过基板21信号传递至其他元件元件。在一实施态样中，基板21为一软性印刷电路板（Flexible Print Circuit；FPC）。
[0066] 影像感测模块22设置于基板21并电性连接基板21。在一实施态样中，影像感测模块22包含影像传感器221及处理单元222，影像传感器221及处理单元222彼此信号连接，在一实施态样中，处理单元222可为中央处理器（Central Processing Unit；CPU）或是一电路用以解读条形码，本发明不以此为限。影像传感器221在获取读取面5上的画面数据后，交由处理单元222判读是否为条形码数据，若是，处理单元222更进一步解读条形码数据所代表的信息，如商品的价格、库存量、生产日期等信息，本发明不以此为限。在其它实施态样中该影像感测模块22并不包含处理单元222，处理单元222安装在条形码读取装置2其它位置。
[0067] 光学镜头模块23包含第一端231及相对于第一端231的第二端232，第二端232邻接影像感测模块22，在一实施态样中，请参照图3所示，为本发明第一实施例结构的局部侧视图，第一端231及第二端232分别设有两个相对应的成像透镜23a、23b，外部影像通过位于第一端231的成像透镜23a穿过位于第二端232的成像透镜23b而到达影像感测模块22。此外，成像透镜23a（23b亦可）的其中一面为球面，成像透镜23a（23b）亦具有一光轴
233，光轴233亦即此成像透镜23a的光学对称轴。在一实施态样中，位于第一端231的成像透镜23a的光轴与位于第二端232的成像透镜23b的光轴为同一光轴233，亦即光学镜头模块23的光轴233。请参照图4A及图4B所示，为本发明第一实施例的使用状态示意图（一）及（二）。当条形码读取装置2读取位于读取面5上的条形码时，在读取面5上以光轴
233为中心的一区域影像经光学镜头模块23而被影像感测模块22所获取。
233，光轴233亦即此成像透镜23a的光学对称轴。在一实施态样中，位于第一端231的成像透镜23a的光轴与位于第二端232的成像透镜23b的光轴为同一光轴233，亦即光学镜头模块23的光轴233。请参照图4A及图4B所示，为本发明第一实施例的使用状态示意图（一）及（二）。当条形码读取装置2读取位于读取面5上的条形码时，在读取面5上以光轴
233为中心的一区域影像经光学镜头模块23而被影像感测模块22所获取。
[0068] 多个光源24环设于光学镜头模块23，在一实施态样中，光源24可为发光二极管或镭射光，但本发明不以此为限。在一实施态样中，光源24电性连接于基板21并环设于影像感测模块22，所述光源24的设置位置的连线呈轴对称或辐射状对称。在一实施态样中，光源24所发出的投射光线241照射于读取面5时，投射光线241与光学镜头模块23的光轴233交会。在另一实施态样中，光源24所发出的投射光线241照射于读取面5时，投射光线
241环绕光学镜头模块23的光轴233。在一实施态样中，光源24设置位置连线所构成的形状选自直线、正三角形、正方形、正五边形、正六角形所构成的群组。
241环绕光学镜头模块23的光轴233。在一实施态样中，光源24设置位置连线所构成的形状选自直线、正三角形、正方形、正五边形、正六角形所构成的群组。
[0069] 在一实施例中，本发明还包含壳体27及盖体28，壳体27与盖体28各自具有相对应的卡扣结构281而能互相配合固定。在另一实施态样中，壳体27与盖体28亦可使用螺丝、螺孔的配合锁固。壳体27包含容置空间271及开孔272，所述容置空间271可设置基板21、影像感测模块22、光学镜头模块23及多个光源24等元件元件，本发明不以此为限。光源24所发出的投射光线241可通过开孔272自壳体27内部朝读取面5前进。在一实施态样中，光学镜头模块23的第一端231设置于开孔272，影像感测模块22亦可经开孔272获取读取面5上的画面。
[0070] 请再次参照图2A及图2B所示，分别为本发明第一实施例结构的立体分解图及外观立体图。在一实施例中，本发明还包含环状透镜25设置于光学镜头模块23的周围，亦即环状透镜25套设于光学镜头模块23的外围。环状透镜25包含入光面251及相对入光面251的出光面252，入光面251对应于此些光源24，亦即，入光面251接合于此些光源24，光源24所发出的光线经入光面251传递至出光面252而形成投射光线241。
[0071] 承上述实施例，如图2A及图2B所示，环状透镜25包含光学结构253，于本实施例中，光学结构253包含有位于出光面252并概呈阶梯状的结构，且相较于光学镜头模块23的第一端231，出光面252的周缘高于第一端231，通过光学结构253的作用，光源24发出的光线通过环状透镜25形成投射光线241后，若投射光线241自出光面252至读取面5的前进方向与光学镜头模块23的光轴233平行，则投射光线241环绕光学镜头模块23的光轴233；若投射光线241自出光面252至读取面5的前进方向与光学镜头模块23的光轴233并不平行且逐渐收拢，则投射光线241与光学镜头模块23的光轴233相交于一特定距离外。
[0072] 请再次参照图4A及图4B所示，分别为本发明第一实施例结构的使用状态示意图（一）及使用状态示意图（二）。在一实施态样中，光源24所发出的光线于穿过环状透镜25后所形成的投射光线241照射于一读取面5上时构成圆形投射图案30，光学镜头模块23的光轴233穿过圆形投射图案30的圆心。在另一实施态样中，圆形投射图案30可为一环形投射图案30，光学镜头模块23的光轴233穿过环形投射图案30的中心，亦即投射光线241是环绕光学镜头模块23的光轴233。
[0073] 请参照图5A及图5B所示，分别为本发明第二实施例结构的立体分解图及外观立体图。除前述实施例的基板21、影像感测模块22、光学镜头模块23及多个光源24等元件元件外，还包含多个指向透镜26环设于光学镜头模块23，每一指向透镜26皆包含入光面261及出光面262，每一指向透镜26的入光面261个别地对应于每一光源24，亦即，入光面
261接合于对应的光源24，光源24所发出的光线经入光面261传递至出光面262而形成投射光线241。
261接合于对应的光源24，光源24所发出的光线经入光面261传递至出光面262而形成投射光线241。
[0074] 请再次参照图5A及图5B所示，分别为本发明第二实施例结构的立体分解图及外观立体图。在一实施例中，光学镜头模块23包含侧壁234位于第一端231及第二端232之间；指向透镜26则包含连接面263位于入光面261及出光面262之间，连接面263的形状对应侧壁234的形状。在一实施态样中，如图5A及图5B所示，光学镜头模块23概呈圆筒状，光学镜头模块23的侧壁234的形状为环状面，而指向透镜26的连接面263的形状为弧面，以对应所述环状面，亦即多个指向透镜26靠拢时，指向透镜26的连接面263构成近似于光学镜头模块23的侧壁234的环状面。
[0075] 请参照图6A所示，为本发明第二实施例的使用状态示意图（一）。承上述实施例，如图5A及图5B所示所示，环设于光学镜头模块23的每一指向透镜26皆包含光学结构253，于本实施例中，光学结构253包含有位于出光面252并概呈锯齿状的结构。在一实施例中，每一光源24所发出的光线穿过其所对应的指向透镜26而形成投射光线241后各自呈线状的投射光线，并于照射到读取面5后呈现一线状投射图案(可依需求而设计，当宽度较窄时可呈一细线形状，宽度较宽时则呈长矩形)。
[0076] 请参照图6A、图6B、图6C及图6D所示，分别为本发明第二实施例的使用状态示意图（一）至（四）。光源24的光线在穿过其所对应的指向透镜26后所形成的线状投射光线在读取面5上将形成投射图案30，而该投射图案30形状选自直线、十字形、米字形、、井字形、星形所构成的群组。例如在图6A的一实施态样中，采用四个指向透镜26间隔90度地对称排列于光学镜头模块23环周，上下二指向透镜26的线状投射光线241a将在一读取面5上交叠成一横条纹，而左右二指向透镜26的线状投射光线241b则将在一读取面5上交叠成一直条纹，且该直条纹与横条纹彼此交叉成十字形的投射图案30(于本例中是垂直交叉，但不以此为限)，并且光学镜头模块23的光轴233穿过此十字形投射图案30的交会中心。
[0077] 在其它使用状态中，如果仅采用两个光源24及其对应的两个指向透镜26，例如只有上下二指向透镜26而没有左右二指向透镜26，且上下二指向透镜26相对应且对称地分别排列于光学镜头模块23的环周对应两侧时，二光源24所发出的光线穿过其所对应的上下二指向透镜26后所形成的二线状投射光线241a，将在读取面5上交叠形成一横条纹，也就是只在读取面5上形成一直线型投射图案，且光轴233与此直线形投射图案相交叉。同样地，如果只使用左右二指向透镜26，则二光源24所发出的光线穿过其所对应的左右二指向透镜26后所形成的二线状投射光线241b将在读取面上交叠形成一直条纹，同样也是在读取面5上形成一直线型投射图案，且光轴233与此直线形投射图案相交叉。
[0078] 请参照图6B，承上述图6A的实施态样，当读取面5相对于条形码读取装置2的距离有所不同或是光学结构262有所不同时，则上下相对的二指向透镜26与左右相对的二指向透镜26所投射出的投射光线241a、投射光线241b并未交叠时将，可构成井字形的图形，而光轴233则穿过此井字形投射图案30的中心。
[0079] 请参照图6C，在另一使用状态中，当采用有三个光源24及其对应的指向透镜26相间隔120度对称地环设于光学镜头模块23环周而排列形成正三角形时，所有光源24所发出的光线穿过其所对应的指向透镜26后所形成的投射光线241将在读取面5上交叠形成米字形投射图案30，如图6B所示，而光轴233穿过此米字形投射图案30交叉中心。值得一提的是，由于多个线状投射光线241在读取面5上的重叠或相交时，其重叠或交叉处的亮度将相较周围的亮度高，因此使用者可轻易的判定是否对准所欲读取的条形码，亦利于影像感测模块22读取条形码的精准度。
[0080] 再者，如图6D所示，当有五个光源24及其对应的指向透镜26间隔72度环设于光学镜头模块23的环周而排列形成为正五边形时，所有光源24所发出的投射光线穿过其所对应的指向透镜26后将交叉形成星形的投射图案30，而光轴233则穿过此星形投射图案30的中心，用户可轻易的判定是否对准所欲读取的条形码，也利于影像感测模块22读取条形码的精准度。当然，也可通过改变指向透镜26的设计或变更读取面5的距离以让上述五个长投射光线24130彼此相交于读取面5同一区域，如此一来相交区域的亮度将明显大于其周围区域的亮度，令用户更容易判断光轴233所指向的位置。
[0081] 请参照图7A、图7B及图7C，分别是本发明第二实施例的使用状态示意图（五）、（六）及（七）。此些投射图案30的形状，除了受到光源24设置位置的影响外，也取决于投射光线241经指向透镜26后的折射角度及指向透镜26与读取面5之间的距离等因素。举例来说，如图7A所示，当指向透镜26与读取面5在一特定距离下，投射图案30形状为一井字形，若投射光线241自出光面252至读取面5的前进方向与光学镜头模块23的光轴233为平行，则改变指向透镜26与读取面5的距离，并不会影响投射图案30所构成的形状，投射图案30的形状仍为一井字形。再如图7B所示，若投射光线241自出光面252至读取面5的前进方向与光学镜头模块23的光轴233并不平行且逐渐收拢，则改变指向透镜26与读取面5的距离，将影响条投射图案30的形状，当指向透镜26与读取面5的距离增加时，投射图案30的形状可能形成一十字形；当指向透镜26与读取面5的距离减少时，投射图案30的形状可能构成一矩形。又如图7C所示，若投射光线241自出光面252至读取面5的前进方向与光学镜头模块23的光轴233并不平行且逐渐发散，则改变指向透镜26与读取面5的距离，也将影响长条投射图案30所构成的形状，当指向透镜26与读取面5的距离增加时，投射图案
30所构成的形状可能构成一矩形；当指向透镜26与读取面5的距离减少时，投射图案30的形状可能形成一十字形。
30所构成的形状可能构成一矩形；当指向透镜26与读取面5的距离减少时，投射图案30的形状可能形成一十字形。
[0082] 请参照图8A、图8B、图8C及图8D所示，分别为分别是本发明第二实施例的使用状态示意图（八）、（九）、（十）及（十一）。其中，每一光源24所发出的光线穿过其所对应的指向透镜26而形成线状投射光线241后彼此不交叉也不重叠，光学镜头模块23的光轴233穿过该些投射光线241于读取面5所形成的投射图案30所包围区域的中心。
[0083] 在一实施例中，光线穿过其所对应的指向透镜26后各自呈一线状投射光线241，于投射于读取面5后所围绕形成的投射图案30形状选自直线、正三角形、正方形、正五边形、正六角形所构成的群组。
[0084] 举例而言，如图8A所示，当有四个光源24及其对应的指向透镜26间隔90度地环设于光学镜头模块23环周，且所有光源24所发出的光线穿过其所对应的指向透镜26后所形成的投射光线，将在读取面5上呈现四个围绕排列且彼此垂直但不交会的四条线状条纹(亦即，无论四条线状投射图案彼此是否重叠)。如图8B与图8C所示，当有三个光源24及其对应的指向透镜26间隔120度地环设于光学镜头模块23环周，且所有光源24所发出的光线穿过其所对应的指向透镜26后所形成的投射光线将在读取面5上呈现三角形围绕排列的投射图案30(亦即，三条线状投射图案的中心连线即构成正三角形的图形，无论三条线状投射图案彼此是否重叠)。再如图8D所示，当有五个光源24及其对应的指向透镜26间隔72度环设于光学镜头模块23环周，且光源24所发出的光线穿过其所对应的指向透镜26后所形成的投射光线将在读取面5上呈现正五边形围绕排列的投射图案30(亦即，无论五条线状投射图案彼此是否重叠)。在此实施态样中，虽然投射图案30并无构成一封闭图形，但投射图案30的中心位置即为光轴233所指向的位置，亦即用户可轻易的判定是否对准所欲读取的条形码，并能进一步提升影像感测模块22读取条形码的精准度。
[0085] 通过前述实施例及实施态样可知，本发明的其中一特点在于，通过环设于光学镜头模块23旁的光源24所发出的投射光线241以指示条形码读取位置，且由于光源24的设置位置的连线是呈轴对称或辐射状对称，在影像感测模块22所能感测的距离内，使用者可依据光源24所发出的投射光线241的指示，使影像感测模块22准确的读取条形码。以此解决已知技术中，光源24发出的投射光线241所指示的位置与光学镜头的光轴233所指向的位置，亦即影像获取模块所获取的影像位置实际上并非同一位置，导致用户在操作已知技术中的条形码读取装置2以读取条形码时，常因误认投射光线241所指示的位置为影像获取模块的影像获取位置，而导致读取条形码失败的问题。
[0086] 虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，本领域相关技术人员，在不脱离本发明的权利要求所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的权利要求范围内，因此本发明的保护范围当视上附的申请权利要求书所界定者为准。
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