專利名稱：散光鏡片及應用該散光鏡片的條碼讀取器的制作方法
技術領域：
本實用新型是涉及一種條碼讀取器及其散光鏡片結構，特別是涉及一種適合讀取一維條碼的條碼讀取器及其散光鏡片。
背景技術：
條碼(barcode)，是由寬度不等的多個黑條和空白，按照一定的編碼規則排列所組成。條碼可以標示出物品的生產國、制造廠商、商品名稱、生產日期、圖書分類號、郵件起止地點、類別、日期等訊息，故在商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統等許多領域都得到了廣泛的應用。然而，解讀條碼，則需要使用條碼讀取器。已知的條碼讀取器I如圖I所示，條 碼讀取器I自身的光源2發出的光線，經由一光學纖維管3傳遞至一掃描系統4。掃描系統4可能包含擴散鏡、聚光棒或反光鏡等光學零件，用以將光源2發出的光線轉換成一平直的帶狀光束，以照射條碼。光電轉換器5接受被條碼反射的光線，將反射光線的明暗轉換成數字信號，并將數字信號通過電線6傳遞至一解讀判定電路7。依此，而得到商品的價格、庫存、生產日期等訊息。一般而言，條碼讀取器需要能提供較高亮度及均勻度的光束。然而，為了產生較高亮度及均勻度的光束，已知條碼讀取器I大多采用燈泡式發光二極管或激光光源作為其光源2，因而其耗電量難以降低。為了配合習用的光源2，已知條碼讀取器I的掃描系統4中的光學零件的體積通常難以縮小。因此，已知的條碼讀取器I的體積大多在32. 80毫米X22. 40毫米X 12. 95毫米以上。有鑒于此，如何提供一種光學零件以適合配置于小體積的條碼讀取器，且在體積的限制下，仍不影響掃描光束的亮度及均勻度，甚而提供更佳的亮度及均勻度，便成為本實用新型欲改進的目的。
實用新型內容鑒于以上的問題，本實用新型提供一種條碼讀取器的散光鏡片結構，設置在小體積的條碼讀取器中，仍可提供具有較佳亮度及均勻度的掃描光束。為了達成上述目的，本實用新型的一實施例，提供一種條碼讀取器的散光鏡片結構。散光鏡片結構以一透光基材為其主體，其具有一入光面、一出光面、一頂面及一側面。透光基材的寬度為5. 95毫米至6. 05毫米(millimeter，mm)，其高度為5. 95毫米至6. 05毫米，其側面連接于入光面與出光面之間；其頂面同時連接入光面、出光面及側面。入光面具有一波浪狀結構，出光面則為一弧面。側面與出光面的連接邊為一弧線，弧線具有一曲率半徑，曲率半徑為3. 50至4. 00毫米。頂面與入光面的連接邊為一波浪線，頂面與側面的連接邊的長度為O. 60毫米。本實用新型的另一實施例提供一種應用上述散光鏡片的條碼讀取器。條碼讀取器包括一殼體、至少兩照明模塊及一成像模塊。殼體的內部具有一容置空間。每一照明模塊包括具有前述結構的散光鏡片及一光源。散光鏡片設置于容置空間的一端，光源設置于容置空間的他端，光源的發光部位面對散光鏡片的入光面，其中光源與散光鏡片的間隔距離小于5. 80毫米。成像模塊包括兩成像透鏡及一光感測元件。兩成像透鏡對稱地組合成一透鏡組，并設置于兩照明模塊之間。光感測元件用以感測從透鏡組射出的光線。在前述的條碼讀取器中，散光鏡片具有一底面，其與頂面分別位于散光鏡片的兩相對端，其中頂面與底面各設有一卡榫。每一成像透鏡包括一邊框，邊框的一對角線兩端各設有一破孔，破孔直徑為0. 92毫米；邊框的另一對角線兩端各設有一卡柱，卡柱直徑為0. 90毫米。每一成像透鏡具有一凹陷的球面及一凸出的球面，分別位于成像透鏡的兩相反偵牝其中凹陷的球面具有一第一曲率半徑，第一曲率半徑的范圍為4. 85至4. 89毫米，凸出的球面具有一第二曲率半徑，第二曲率半徑的范圍為3. 27至3. 31毫米。每一成像透鏡具有一長度、一寬度及一厚度，其中長度范圍為4. 97至5. 03毫米，寬度范圍為4. 97至5. 03毫米，以及厚度范圍為小于或等于0. 86毫米。在以上的實施例中，光源為一表面黏著型紅光發光二極管。
與已知條碼讀取器中的鏡片尺寸相比較，本實用新型中的散光鏡片與成像透鏡的·尺寸皆較小，可符合目前產品輕、薄、短、小的發展趨勢，并且，本實用新型中的散光鏡片能達到亮度均勻的照明效果。
圖I為已知的條碼讀取器示意圖。圖2A為本實用新型的一實施例的條碼讀取器的內部結構的立體示意圖。圖2B為本實用新型的一實施例的條碼讀取器的內部結構的俯視示意圖。圖3為本實用新型的一實施例的散光鏡片的示意圖。圖4A至4C為本實用新型的一實施例的條碼讀取器的成像透鏡示意圖。主要元件符號說明已知條碼讀取器I光源2光學纖維管3掃描系統4光電轉換器5電線6解讀判定電路7條碼讀取器10殼體20殼體的長度L殼體的寬度W殼體的高度H容置空間21照明模塊30a、30b散光鏡片3la、3Ib[0033](光源32a、32b)的發光部位 321a、321b(散光鏡片31a、31b)的入光面311a、311b(散光鏡片31a)的出光面312a(散光鏡片31a)的頂面313a(散光鏡片31a)的側面314a(散光鏡片31a)的底面315a卡榫316a、317a光源32a、32b 散光鏡片的透光基材的寬度W1散光鏡片的透光基材的高度H1散光鏡片的頂面與側面的連接邊的長度T1(散光鏡片的出光面)的曲率半徑R成像模塊40成像透鏡組41成像透鏡41a、41b成像透鏡的長度L2成像透鏡的寬度W2成像透鏡的厚度T2光感測元件42電路板43(成像透鏡)的凹陷球面S1(成像透鏡)的凸出球面S2(成像透鏡)的凹陷球面的曲率半徑R1(成像透鏡)的凸出球面的曲率半徑R2(成像透鏡)的邊框411破孔412卡柱413帶狀光斑50(帶狀光斑)的寬度W3光源與散光鏡片的間隔距離D1成像透鏡組與光感測元件之間隔距離D2條碼與散光鏡片的距離D具體實施方式
為使貴審查委員對本實用新型的目的、特征及功效能夠有更進一步的了解與認識，以下茲請配合附圖說明詳述如后圖2A及圖2B為本實用新型的一實施例的內部結構的立體及俯視示意圖。一種條碼讀取器10包括一殼體20、至少兩照明模塊30a、30b及一成像模塊40。殼體20的內部具有一容置空間21。兩照明模塊30a、30b及成像模塊40皆設置于容置空間21中。為因應小型化的趨勢，殼體20的長度L小于或等于21. 4毫米、寬度W小于或等于15. 7毫米，并且高度H小于或等于11. 4毫米。每一照明模塊30a、30b包括一散光鏡片31a、31b及一光源32a、32b。散光鏡片31a、31b設置于容置空間21的一端，光源32a、32b設置于容置空間21的他端，光源32a、32b的發光部位321a、321b面對散光鏡片31a、31b的入光面311a、311b，其中光源32a、32b與散光鏡片31a、31b的間隔距尚D1小于5. 80暈米。成像模塊40包括兩成像透鏡41a及41b、一光感測元件42及一電路板43。兩成像透鏡41a及41b對稱地組合成一成像透鏡組41，成像透鏡組41設置于兩照明模塊30a及30b之間。光感測元件42用以感測從成像透鏡組41射出的光線。在以上的實施例中，光源32a、32b為一表面黏著型紅光發光二極管。 圖3為本實用新型的一實施例的散光鏡片的示意圖。散光鏡片31a以一透光基材為其主體，其具有一入光面311a、一出光面312a、一頂面313a及一側面314a。透光基材的寬度W1為5. 95毫米至6. 05毫米，較佳為6毫米；其高度H1為5. 95毫米至6. 05毫米，較佳為6毫米。透光基材的側面314a連接于入光面311a與出光面312a之間；其頂面313a同時連接入光面311a、出光面312a及側面314a。入光面311a具有一波浪狀結構，因此，頂面313a與入光面311a的連接邊為一波浪線。頂面313a與側面314a的連接邊的長度T1為O. 60毫米。出光面312a為一弧面，因此，側面314a與出光面312a的連接邊為一弧線，弧線具有一曲率半徑R，曲率半徑R為3. 50至4. 00毫米，較佳為3. 75毫米。在一實施例中，散光鏡片31a具有一底面315a，其與頂面313a分別位于散光鏡片31a的兩相對端，其中頂面313a與底面315a各設有一^^榫316a及317a，可利用卡榫316a及317a將散光鏡片31a卡合固定于上蓋(未圖示)及殼體20之中。圖4A至4C，為本實用新型的一實施例的條碼讀取器的成像透鏡組41的示意圖。成像透鏡組41包括兩相互對稱結合的成像透鏡41a、41b，并設置于兩照明模塊20a、20b之間。成像透鏡41a具有一凹陷球面S1及一凸出球面S2,位于成像透鏡41a的相反側，彼此相背對，其中凹陷球面S1具有一第一曲率半徑R1，第一曲率半徑R1的范圍為4. 85至4. 89毫米，較佳為4. 87毫米；凸出球面S2具有一第二曲率半徑R2，第二曲率半徑R2的范圍為3. 27至3. 31毫米，較佳為3. 29毫米。成像透鏡41b與成像透鏡41a的結構相同。圖4A及圖4B顯示兩成像透鏡41a及41b對稱組合的方式。每一成像透鏡41a或41b包括一邊框411,邊框411的一對角線兩端各設有一破孔412。成像透鏡41a或41b的邊框411的另一對角線兩端各設有—^柱413。在組合時,成像透鏡41a與41b的卡柱413插入彼此的破孔412中，使得成像透鏡41a的凹陷球面S1面對成像透鏡41b的凹陷球面，而且成像透鏡41a的凸出球面S2背對成像透鏡41b的凸出球面。為因應小體積的趨勢，在殼體20大小的限制下，每一成像透鏡41a或41b的長度L2范圍為4. 97至5. 03毫米，較佳為5毫米；寬度W2范圍為4. 97至5. 03毫米，較佳為5毫米；以及厚度T2范圍為小于或等于O. 86毫米。并且，上述破孔412的直徑為小于或等于O. 92毫米，卡柱413的直徑為小于或等于O. 90毫米，卡柱413的高度為小于或等于O. 9毫米。再參照圖2A，條碼讀取機10所發出的掃描光束在照射商品上的條碼時會在條碼上形成一帶狀光斑50，帶狀光斑50的尺寸隨著條碼與散光鏡片31a、31b的距離D3而有所改變。利用上述的實施例所提供的散光鏡片31a、31b結構，當條碼與散光鏡片31a、31b的距離D3在I毫米至100毫米范圍內改變時，帶狀光斑50的寬度W3則3毫米至80毫米范圍內改變，換句話說，當條碼與散光鏡片31a、31b的距離D3為100毫米時，帶狀光斑50的寬度W3可達80毫米，其面積為80毫米X 4毫米，帶狀光斑50的寬度W3對應于條碼與散光鏡片31a.31b的距離D3的詳細數據如下表一。成像模塊40的光感測元件42電性連接電路板43，并且面對成像透鏡組41。在殼體20大小的限制下，成像透鏡組41與光感測元件42之間隔距離D2小于或等于8. 96毫米，較佳者為8. 06至8. 96毫米。換言之，光感測元件41與成像透鏡41a的凸出球面S2之間距亦在上述間隔距離D2的范圍內。表一
條碼與散光鏡片的距離(毫米)~帶狀光斑的寬度(毫米)^· ~I376
~23 9
~5 0
~6 7
58 5
~6102
~Tzo
~8ITo
~91770
~Io1775
~n1977
~12TLO
~13227o
~1423 0
~152To
~100 800[0077]利用上述的實施例所提供的散光鏡片31a、31b結構，再搭配成像模塊40的結構設計，在成像透鏡組41與光感測元件42之間隔距離D2的限制下，條碼讀取機10可提供較佳的「可讀取距離」。對于一特定的條碼寬度，當成像模塊40的外側表面與條碼相隔在一特定距離內，若其所收集到的反射光可在光感測元件41處形成清晰的影像，則該特定距離即為條碼讀取機所能提供的「可讀取距離」。在一實施例中，成像模塊40提供可調整景深的功能，以配合不同的可讀取距離。例如，當光感測元件42與成像透鏡組41之間隔距離D2調整為8. 06毫米時，若條碼寬度為5密耳(mil)，則可讀取距離的范圍為39. 55至144. 53毫米；若條碼寬度為13密耳，則可讀取距離的范圍為33. 84至326. 70毫米。在一實施例中，當光感測元件42與成像透鏡組41之間隔距離D2調整為8. 96毫米時，若條碼寬度為3密耳，則可讀取距離的范圍為31. 34至93. 99毫米；若條碼寬度為5密耳，則可讀取距離的范圍為27. 06至121. 04毫米；若條碼寬度為13密耳，則可讀取距離的范圍為35. 77至172. 51毫米。 在一實施例中，當光感測元件42與成像透鏡組41之間隔距離D2在8. 06毫米至8. 96毫米的范圍內，對于寬度為3密耳的條碼，其可讀取距離的范圍較佳為40至65毫米。[0081 ] 與已知條碼讀取器中的鏡片尺寸相比較，本實用新型中的散光鏡片與成像透鏡的尺寸皆較小，可符合目前產品輕、薄、短、小的發展趨勢，并且，本實用新型中的散光鏡片能達到亮度均勻的照明效果。綜上所言，本實用新型實施例確能達到所預期的功效，又其所揭露的具體構造，不僅未曾見諸于同類產品中，亦未曾公開于申請前，誠已完全符合專利法的規定與要求，爰依法提出實用新型專利的申請，懇請惠予審查，并賜準專利，則實感德便。
權利要求1.一種條碼讀取器的散光鏡片結構，其特征在于，包括 一透光基材，具有一入光面、一出光面、一側面及一頂面，該側面連接于該入光面與該出光面之間，該頂面同時連接該入光面、該出光面及該側面，其中該入光面具有一波浪狀結構，該頂面與該入光面的連接邊為一波浪線，該出光面為一弧面，該側面與該出光面的連接邊為一弧線，該弧線具有一曲率半徑，該曲率半徑的范圍為3. 50毫米至4. 00毫米。
2.如權利要求I所述的條碼讀取器的散光鏡片結構，其特征在于，該透光基材的寬度為5. 95毫米至6. 05毫米，其高度為5. 95毫米至6. 05毫米。
3.如權利要求I所述的條碼讀取器的散光鏡片結構，其特征在于，該頂面與該側面的連接邊的長度為O. 6暈米。
4.一種條碼讀取器，其特征在于，包括 一殼體，其內部具有一容置空間； 兩照明模塊，每一該照明模塊包括一散光鏡片及一光源，且該散光鏡片設置于該容置空間的一端，該光源則設置于該容置空間的他端，其中該光源與該散光鏡片的間隔距離小于5. 80毫米，該散光鏡片具有一側面，該側面的一邊緣為一弧線，該弧線具有一曲率半徑，該曲率半徑的范圍為3. 50毫米至4. 00毫米；以及 一成像模塊，包括兩成像透鏡及一光感測元件，其中該兩成像透鏡設置于該兩照明模塊之間，該光感測元件用以感測從該成像透鏡射出的光線。
5.如權利要求4所述的條碼讀取器，其特征在于，該散光鏡片的寬度為5.95毫米至6. 05毫米，其高度為5. 95毫米至7. 60毫米。
6.如權利要求4所述的條碼讀取器，其特征在于，該散光鏡片具有一入光面、一出光面及一頂面，其中該頂面連接該入光面、該出光面及該側面，其中該頂面與該入光面的連接邊為一波浪線，該頂面與該出光面的連接邊的長度為5. 95毫米至6. 05毫米，該頂面與該側面的連接邊的長度為O. 60暈米。
7.如權利要求6所述的條碼讀取器，其特征在于，該散光鏡片具有一底面，其與該頂面分別位于該散光鏡片的兩相對端，其中該頂面與該底面各設有一卡榫。
8.如權利要求4所述的條碼讀取器，其特征在于，每一該成像透鏡包括一邊框，該邊框的一對角線兩端各設有一破孔，該破孔的直徑為小于O. 92毫米。
9.如權利要求8所述的條碼讀取器，其特征在于，每一該成像透鏡的該邊框的另一對角線兩端各設有一卡柱，該卡柱的直徑為小于O. 9毫米。
10.如權利要求9所述的條碼讀取器，其特征在于，該成像透鏡具有一凹陷的球面及一凸出的球面，分別位于該成像透鏡的兩相反側，其中該凹陷的球面具有一第一曲率半徑，該第一曲率半徑的范圍為4. 85至4. 89毫米，該凸出的球面具有一第二曲率半徑，該第二曲率 半徑的范圍為3. 27至3. 31毫米。
11.如權利要求10所述的條碼讀取器，其特征在于，每一該成像透鏡具有一長度、一寬度及一厚度，其中該長度范圍為4. 97至5. 03毫米，該寬度范圍為4. 97至5. 03毫米，以及該厚度范圍為小于或等于O. 86毫米。
12.如權利要求4所述的條碼讀取器，其特征在于，該光源為一表面黏著型紅光發光二極管。
專利摘要一種散光鏡片具有一入光面、一出光面及一連接于入光面與出光面之間的側面。入光面具有一波浪狀結構。出光面則為一弧面，使得側面與出光面的連接邊為一弧線。弧線具有一曲率半徑，曲率半徑為3.50至4.00毫米。條碼讀取器包括一殼體、至少兩照明模塊及一成像模塊。兩照明模塊及成像模塊均設置于殼體的內部。每一照明模塊包括一前述的散光鏡片及一光源。光源與散光鏡片的間隔距離小于5.80毫米。成像模塊包括兩成像透鏡及一光感測元件。兩成像透鏡對稱地組合成一透鏡組，并設置于兩照明模塊之間。光感測元件用以感測從透鏡組射出的光線。
文檔編號G06K7/10GK202758367SQ20122036694
公開日2013年2月27日 申請日期2012年7月27日 優先權日2012年5月9日
發明者陳怡永, 張永福, 林品仲 申請人:欣技資訊股份有限公司