用于对物体上的代码进行光学读取的信息读取器

摘要

一种信息读取器，其具有：采用第一光照射直接标记在物体上的信息代码，从而在所述代码上对所述光规则反射的明场照明单元的块；采用第二光照射所述代码，从而在所述代码上对所述光不规则反射的暗场照明单元的块；光学系统；以及使所述明场或暗场照明单元的块轮流或同时发光的控制部分。所述光学系统由在所述代码上反射的所述第一和第二光的每者或者所述第一和第二光的组合形成所述代码的图像，并从所述图像读取所述代码。沿所述光学系统的光轴传输所述第一光。朝向所述光轴传输所述第二光，同时使之稍微朝向所述代码偏移。

说明书

交叉引用

本发明以2006年7月20日提交的在先日本专利申请2006-197717以及2007年2月27日提交的在先日本专利申请2007-047670为基础，并要求其优先权，在此将其全文引入以供参考。

技术领域

本发明总体上涉及对通过印刷工艺、附着工艺或压印机直接标记到商品等物体上的快速响应(QR)代码(注册商标)等信息代码进行光学读取的光学信息读取器，更具体而言，涉及对某种信息代码进行光学读取的光学信息读取器，所述光学代码通过压印机压印、雕塑或雕刻到物体上，从而在所述物体上形成凹陷和/或凸起。

背景技术

要想在诸如商品的物体中记录有关所述物体的信息，可以通过打印机或压印机直接在物体上标记信息代码。在对物体执行诸如点冲击直接标记或激光标记的直接标记，以形成雕刻在物体上的信息代码时，在物体的信息标记区域形成了沟槽或凹陷。为了读取雕刻在物体上的信息代码，通过光学信息读取器照射物体的标记区域，并且所述读取器会对物体上反射的光的强度分布进行分析。但是，在从恰好位于标记区之上的位置照射物体的标记区时，由于光在标记区上的均匀反射，有时反射光将具有均匀的强度分布。在这种情况下，读取器不能从物体读取信息代码。

为了解决这一问题，用户采用手动型光学信息读取器(handy typeinformation optical reader)照射物体的标记区，同时调整读取器相对于物体的发光位置和方向，从而沿相对于物体的适当倾斜方向照射所述标记区。此外，就固定的光学信息读取器而言，用户反复从读取器的一个照明器改变至另一个，同时检查读取的信息代码的清晰度，用户最终找到相对于所述信息代码和所述物体最佳的照明器。

作为固定光学读取器之一，已公开日本专利的第一次公开No.2005-18391公开了一种代码读取器。在这种读取器中，用户反复改变读取器中设置的光的照明颜色，已检查从物体上雕刻的代码反射的光与从本底区域反射的光之间的颜色的亮度差。用户根据所述亮度差最终找到相对于所述代码最佳的照明色彩。

此外，作为另一种固定光阅读器，已公开日本专利第一次公开No.2000-99625公开了一种字母识别器。在这一识别器中，通过明场(bright field)照明系统的光源和暗场(dark field)照明系统的光源中的每者照射在晶片上雕刻的代码，已探测明场图像和暗场图像，从而基于所述图像之间的差异识别所述代码。此外，人工改变暗场照明系统的光源的位置，从而使暗场图像中的对比度最大化。

就公开文本No.2005-18391所公开的代码读出器而言，逐一选择诸如红色、蓝色和绿色的照明颜色，以读取通过所选择的每种颜色的光照射的代码。但是，由于仅采用一种明场照明，因而易于在物体的表面上发生镜面反射。因此，难以通过明场照明读取直接标记在物体上的代码。

此外，就公开文本No.2000-99625所公开的字母识别器而言，对明场照明系统和暗场照明系统的光源以及暗场照明系统的光源的位置进行人工改变。但是，要在不考虑物体的颜色、材料或形状的情况下执行这一改变。此外，需要反复改变明场和暗场照明系统的光源以及暗场照明系统的光源的位置直到碰巧找到具有高对比度的图像。

此外，在光以相对于纸张的大入射角入射到光滑或者蜡光纸上，以读取在所述纸张上打印的信息代码时，常常在所述纸张的表面上发生镜面反射。在这种情况下，总是将对应于代码的镜面反射部分的代码图像的部分设置为亮(或白色)级，而不管镜面反射部分是黑色还是白色。因此，不能准确地读取代码。尤其是在通过直接标记在光滑金属板上雕刻信息代码时，将在板的表面上发生相当强的镜面反射。因此，常规光学信息读取器不能准确地读取打印或雕刻在光滑(glossy)或釉光(glazed)物体上的信息代码。

发明内容

本发明的目的在于通过适当考虑常规光学信息读取器的缺点而提供一种光学信息读取器，其能够可靠地读取在物体上直接标记的信息代码，而不管打印或雕刻等标记工艺、物体材料以及代码颜色等如何。

根据本发明的第一方面，该目的是通过提供一种用于对直接标记在物体上的信息代码进行光学读取的信息读取器而实现的，所述信息读取器包括：明场照明器(illuminator)，可以使其发光，从而以相对于信息代码成第一发光角的第一光照射所述信息代码，并在所述信息代码上使所述第一光受到规则反射；暗场照明器，可以使其发光，从而以相对于信息代码成第二发光角的第二光照射所述信息代码，并在所述信息代码上使所述第二光受到不规则反射；光学系统，其由在所述信息代码上反射的所述第一光和第二光形成所述信息代码的图像；以及控制部分，其控制所述明场照明器和所述暗场照明器，以使所述明场照明器和所述暗场照明器轮流发光，或使所述明场照明器和所述暗场照明器同时发光，从而使所述光学系统由在所述信息代码上反射的所述第一和第二光的每者或者由在所述信息代码上同时反射的所述第一和第二光的组合形成所述信息代码的图像，并从所述图像读取所述信息代码。所述第二发光角不同于所述第一发光角。

凭借所述读取器的这一结构，采用所述明场照明器以第一光照射所述信息代码，并使所述第一光在所述信息代码上受到规则反射。采用所述暗场照明器以所述第二光照射所述信息代码，并使所述第二光在所述信息代码上受到不规则反射。在所述控制部分的控制下，所述明场照明器和所述暗场照明器轮流发射所述第一光和所述第二光，或者所述明场和暗场照明器同时发射所述第一和第二光。因此，所述控制部分选择所述明场照明和所述暗场照明之一，从而由其容易地读取直接标记在所述物体上的信息代码，或者选择所述明场和暗场照明器二者，此时能够通过所述明场照明和所述暗场照明的结合容易地读取信息代码。具体地，在将信息代码直接打印在光滑或蜡光纸上或者雕刻在光滑金属板上时，优选采用暗场照明器，以避免在信息代码的表面上产生镜面反射。

因此，所述读取器能够可靠地读取直接标记在物体上的信息代码，而不管诸如打印或雕刻的标记工艺、物体材料和代码颜色如何。

根据本发明的第二方面，该目的是通过提供一种用于对直接标记在物体上的信息代码进行光学读取的信息读取器而实现的，所述信息读取器包括：光学系统，其由在设置于光轴周围的信息代码上反射的光形成所述信息代码的图像；多个光发射单元，可以使每一所述光发射单元发光，以发射第一光和第二光；暗场照明器，其改变所述第一光的传输方向，以形成第一改变光(changed light)，使所述第一改变光朝向所述光轴传输，从而沿互不相同的第一照明方向，通过暗场照明，以相对于所述信息代码的第一发光角照射所述信息代码；明场照明器，其改变所述第二光的传输方向，以形成第二改变光，使所述第二改变光朝向基本平行于所述光轴的方向传输，从而沿互不相同的第二照明方向，通过明场照明，以相对于所述信息代码的第二发光角照射所述信息代码，以及控制部分，其控制所述光发射单元，以选择所述光发射单元并使之轮流发光，使得所述光学系统由每一所选的光发射单元发射的第一光和第二光形成所述信息代码的图像，并从所述图像读取所述信息代码。所述第二发光角不同于所述第一发光角。

凭借所述读取器的这一结构，所述控制部分轮流选择所述光发射单元并使之发光，从而通过由所选的光发射单元发出的第一和第二改变光照射所述信息代码，同时在每次选择某一光发射单元时改变所述第一和第二改变光的第一和第二照明方向。此外，通过所述第一和第二改变光以所述第一和第二发光角二者照射所述信息代码。

因此，所述读取器能够可靠地读取直接标记在物体上的信息代码，而不管诸如打印或雕刻的标记工艺、物体材料和代码颜色如何。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的手动型光学信息读取器的侧视图，为了清晰起见拆除了其一些部分；

图2是图1所示的读取器中设置的控制单元的方框图；

图3A是图1所示的读取器的照明器的正视图；

图3B是从图1所示的读取器的上侧观看的照明器的放大上视图；

图4是示出了图1所示的读取器中设置的照明器、成像透镜和光接收传感器之间的位置关系的示意图；

图5是示出了图3A所示的照明器的照明单元的结构的图示；

图6示出了图1所示的读取器的显示器上显示的信息代码的图像；

图7A是根据第一实施例的第一变型的读取器的照明器的正视图；

图7B是图7A所示的照明器的上视图；

图8A是根据第一实施例的第二变型的读取器的照明器的正视图；

图8B是图8A所示的照明器的上视图；

图9是示出了根据第二实施例的手动型光学信息读取器的信息代码读取程序的流程图；

图10是根据第三实施例的手动型光学信息读取器的控制部分的方框图；

图11A是图10所示的光学系统的照明器和两个传感器的正视图；

图11B是图11A所示的照明器的顶视图；

图11C是图11A所示的传感器的顶视图；

图12是示出了图10所示的光学系统的两个代码图像的形成的示范性图示；

图13是示出了互相重叠的传感器拍摄区域的示范性图示；

图14是示出了根据第三实施例的、针对代码图像的校正的示范性图示；

图15A是示意性地示出了在图10所示的一个传感器内形成的QR代码的代码图像的图示；

图15B是示意性地示出了在图10所示的另一传感器内形成的QR代码的代码图像的图示；

图15C示出了由一个传感器探测的代码图像中的单元矩阵；

图15D示出了由另一传感器探测的代码图像中的单元矩阵；

图15E示出了针对对应于QR代码的第一区域的一个代码图像的单元设置的数字照度级；

图15F示出了针对对应于第一区域的另一代码图像的单元设置的数字照度级；

图16示出了说明根据第三实施例的QR代码读取、校正和译码过程的流程图；

图17A是示出了根据第四实施例的图3A所示的照明器上的每一照明单元的位置的示范性图示；

图17B是拍摄区上采用图17A所示的照明单元直接、强烈照射的多个照明区域的图示；

图18示出了图17A所示的照明单元与图17B所示的照明区域之间的关系的映射；

图19A是根据第四实施例的控制单元的方框图；

图19B是示出了根据第四实施例的、信息代码的读取和译码过程的流程图；

图20是根据第五实施例的手动型光学信息读取器的侧视图，为了清晰起见拆除了其一些部分；

图21是图20所示的读取器的光发射器的正视图；

图22是图20所示的读取器的光漫射构件的顶视图；

图23是示出了根据第五实施例的、信息代码读取程序的流程图；

图24A是在暗场照明中获得的信息代码的代码图像；

图24B示出了在根据第五实施例的漫射光照或照明中获得的信息代码的代码图像；

图25是示意性地示出了在根据第五实施例的变型的光学信息读取器的光学系统中形成两个代码图像的示范性图示；

图26是图25所示的读取器的光发射器和两个传感器的正视图；

图27是图25所示的读取器的光学系统、光发射体和漫射构件的顶视图；

图28是根据第六实施例的手动型光学信息读取器的侧视图，为了清晰起见拆除了其一些部分；

图29是图28所示的读取器的光发射器的正视图；

图30是图28所示的读取器的光发射器和发光构件的顶视图；

图31是根据第六实施例的第一变型的读取器的光发射器的正视图；

图32是根据第六实施例的第一变型的读取器的光发射器和光引导构件的顶视图；以及

图33是根据第六实施例的第二变型的读取器的光发射器和光引导构件的顶视图。

具体实施方式

现在，将参考附图描述本发明的实施例，其中，在整个说明书中采用类似的附图标记表示类似的部分、构件或元件，除非另行说明。

第一实施例

图1是根据本发明的第一实施例的手动型光学信息读取器的侧视图，为了清晰起见拆除了其一些部分，图2是设置在读取器中的控制部分的方框图。

如图1所示，手枪型光学信息读取器10具有通过使矩形薄盒状圆化得到的外壳主体11和附着于位于读取器10的后侧的主体11的底部从而与主体11成为一个整体的柱形把手12。把手12具有特殊的外径，从而使用户能够将把手12握在其手中。使触发开关14附着于把手12的上部，从而使握着把手12的用户的食指能够放在所述开关14上。

主体11容纳了用于控制读取器10的操作的控制器20。照明器21设置在主体11的前侧上。靠近照明器21形成读取开口11a。在打开开关14时，向控制器20发出指令，照明器21在控制器20的控制下向物体发射光。在物体上规则或不规则反射的光穿过开口11a并进入控制器20的光学系统。

如图1和图2所示，控制器20具有设置在印刷线路板16上的光学系统20a、设置在印刷线路板15上的微型计算机系统20b、设置在主体11和把手12的表面上的输入输出系统20c以及供电系统20d。

光学系统20a具有成像透镜27和图像拾取传感器23。例如，透镜27由透镜镜筒和设置在透镜镜筒中的多个会聚透镜构成。传感器23由单色面积传感器形成，所述面积传感器具有二维设置的几百万个固体成像器件，例如C-MOS或电荷耦合器件(CCD)。将传感器23的光接收表面23f放置为，能够通过开口11a从读取器10的前侧看到。

可以通过激光标记在诸如光滑金属板的物体R上雕刻诸如快速响应(QR)代码的信息代码Q。但是，可以将代码Q打印到光滑或蜡光纸等物体R上。当用户想要采用读取器10读取信息代码Q时，用户将读取器10放在物体R上，使得照明器21面对代码Q。照明器21照射代码Q，照明器21发出的光在代码Q上受到反射。反射光Lr穿过开口11a，透镜27将光Lr会聚到传感器23的表面23f上。因此，在传感器23内形成代码Q的代码图像。

微型计算机系统20b具有照明控制电路32、放大器31、模拟数字(A/D)转换器33、存储器35、同步信号发生电路38、地址发生电路36以及用于控制电路32和38、放大器31和转换器33的控制单元40。电路32控制照明器21以照射代码Q。电路38生成同步信号。传感器23响应于这一与照明器21的照明同步的信号形成代码图像。将表示代码图像的图像信号从传感器23发送至放大器31。放大器31以预定增益放大信号。A/D转换器33将所放大的信号转化为图像数据(或图像信息)。电路36响应于电路38的同步信号生成存储区域的地址。存储器35将图像数据存储在与所述地址相关的图像存储区域内。

输入输出系统20c具有开关14、包括针对照明器21的控制开关的控制开关42、起着指示灯作用的发光二极管(LED)43、生成嘟嘟声或报警声的蜂鸣器44、液晶显示器(LCD)46和通信接口(I/F)48。供电系统20d具有设置在主体11的表面上的电源开关41和设置在主体11内的电池49。电池49是二次电池，其生成预定直流电压。例如，采用锂离子电池等作为电池49。

存储器35由半导体存储器形成，例如，动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、可擦可编程序只读存储器(EPROM)、电可擦可编程序只读存储器(EEPROM)等。存储器35存储用于控制照明器21和传感器23的硬件的图象处理程序和系统程序。

控制单元40由带有中央处理单元(CPU)、系统总线和输入-输出接口的微型计算机形成，以控制读取器10。单元40和存储器35构成了信息处理器，具有信息处理功能。单元40通过输入-输出接口与电路31、32、33和38、存储器35以及外围电路(开关14、41和42、LED 43、蜂鸣器44、LCD 46和接口48)连接。单元40监视并控制开关14、41和42。单元40控制LED 43的开关。单元40控制蜂鸣器44开关。单元40控制显示46显示信息代码Q。单元40控制接口48与外部单元(未示出)进行串行通信。单元40控制开关41的开启和关闭，从而将驱动电能从电池49提供给读取器10的每一电路和元件，或者停止供应。

对于读取器10的这一结构而言，在用户开启开关41时，在单元40的控制下为读取器10自动执行自诊断处理，并正常完成这一处理。在用户开启开关14时，控制单元40通过电路32向照明器21输出发光信号。响应于所述发光信号，照明器21照射信息代码Q，在代码Q上反射的光Lr通过开口11a入射到透镜27上。因此，在传感器23的表面23f上形成代码图像。将传感器23的图像拾取元件暴露至光Lr，并探测这一图像。通过电路31和33将所探测的图像传输至存储器35，并将其作为图像数据一次性(once)存储在存储器35内。在LCD 46上显示所述图像。

接下来，将参考图3A、图3B和图4详细描述在电路32的控制下执行的照明器21的操作。图3A是从读取器10的前侧看到的照明器21的正视图，图3B是从读取器10的上侧看到的照明器21的上视图。图4是示出了照明器21、透镜27和传感器23之间的位置关系的示范性图示。

如图3A和图3B所示，照明器21具有多个起着明场照明器作用的明场照明单元21b和多个起着暗场照明器作用的暗场照明单元21d。单元21b和单元21d交替布置在环形衬底21k的前表面上。将照明器21划分为四个块(block)(以顺时针按以下顺序布置的顶部、右侧、底部和左侧块)。每个块具有交替布置的三个照明单元21b和三个照明单元21d。在电路32的控制下，可以使四个块的照明单元21b同时发光，也可以使它们轮流发光，可以使四个块的照明单元21d同时发光，也可以使它们轮流发光。可以使四个块的照明单元21b和21d同时发光，也可以使它们轮流发光。

如图4所示，将照明器21、透镜27和传感器23放置为，使光学系统20a的光轴(或所接收的光的中心轴)23X穿过透镜27的中心、环形照明器21的中心以及传感器23的中心。因此，将照明器21的照明单元21b和21d设置在了围绕光轴23X的区域(将其称为视场周围区域，view field surrounding area)内。采用由三个侧面发射型发光二极管(LED)构成的颜色可变的灯作为每一照明单元21d，而采用由三个正面发射型LED构成的颜色可变的灯作为每一照明单元21b。

如图3A所示，每一照明单元21d以预定发散角沿照明器21的径向朝向光轴23X(即照明器21的中心)发射暗场照明光，同时将所述光稍微朝向所述前侧(即，朝向信息代码)偏移。也就是说，照明单元21d以倾斜发光角朝向信息代码Q发光，从而以暗场照明照射代码Q。更具体地说，沿相对于代码Q的倾斜方向向信息代码Q发射光，并使所述光在代码Q上受到不规则地反射。之后，所述的不规则反射光通过透镜27抵达传感器23。由于照明单元21d按照环形设置围绕光轴23X，所以相对于信息代码的光照射方向互不相同。

相反，如图3B所示，每一照明单元21b以预定发散角沿光轴23X发射明场照明光，同时使所述光稍微朝向光轴23X偏移。也就是说，照明单元21b基本以垂直于信息代码Q的发光角发射基本平行于光轴23X的光。因此，使光从代码Q的上方发射到信息代码Q，并使其在代码Q上受到规则反射(regularly reflected)。之后，所述受到规则反射的光通过透镜27抵达传感器23。因此，采用照明单元21b的光对信息代码Q进行了强烈(intensely)照射。照明单元21d发射的光的倾斜发光角小于照明单元21b所发射的光的垂直发光角。由于照明单元21b按照环形设置以围绕光轴23X，所以相对于信息代码的光照射方向互不相同。

图5是示出了照明器21的照明单元21b和21d的结构的图示。在图5中，示意性地示出了由照明单元21b和21d构成的顶部块的结构，由照明单元21b和21d构成的其他每个块都具有与图5所示相同的结构。

如图5所示，每一照明单元21b和21d具有红色发光二极管(LED)、绿色LED、蓝色LED、开关SW0或SW4、用于选择红色LED的开关SW1、用于选择绿色LED的开关SW2和用于选择蓝色LED的开关SW3。此外，照明器21具有用于选择顶部块的开关SW5、用于选择右侧块的开关SW6、用于选择底部块的开关SW7和用于选择左侧块的开关SW8。每一红色LED通过晶体管和电阻器Rr接地。每一绿色LED通过晶体管和电阻器Rg接地。每一蓝色LED通过晶体管和电阻器Rb接地。采用电阻器R0和R1以及晶体管将电压施加到用于所述LED的晶体管的栅极上。

在电路32开启开关SW1到SW3时，每一照明单元21b和21d将发射白光。在电路32开启开关SW1，同时关闭开关SW2和SW3时，每一照明单元21b和21d将发射红光。在电路32开启开关SW2，同时关闭开关SW1和SW3时，每一照明单元21b和21d将发射绿光。在电路32开启开关SW3，同时关闭开关SW1和SW2时，每一照明单元21b和21d将发射蓝光。在电路32开启开关SW5到SW8时，选择所有的块。在电路32开启开关SW5、SW6、SW7或SW8时，选择顶部、右侧、底部或左侧的块。当电路32开启开关SW0和SW4时，所选择的由照明单元21b和21d构成的一个或几个块发光。当电路32开启所选择的一个或多个块的开关SW0时，所选择的一个或多个块的照明单元21d发光。在电路32开启所选的一个或多个块的开关SW4时，所选择的一个或多个块的照明单元21b发光。此外，每一照明单元能够发射通过红色、绿色和蓝色的混合得到的每种混合颜色。

图6示出了在显示器46上显示的信息代码Q的图像。如图6所示，用户能够从某一发光照明单元块改变为另一块，同时观看在显示器46上显示的信息代码Q。此外，用户能够选择暗场和明场照明之一，同时观察显示器46上显示的信息代码Q。此外，用户能够将照明器21的某一发光颜色改为另一种发光颜色，同时观看在显示器46上显示的信息代码Q。

总之，在第一实施例中，用户人工选择所有的块或者顶部、左侧、底部和右侧块之一，人工选择照明单元21b构成的集合或者照明单元21d构成的集合中的两者或其中之一，并人工选择照明器21的发光颜色。之后，用户在改变选择的同时人工点亮所选的照明单元。在用户选择并点亮照明单元21b时，沿基本平行于光轴23X的发光方向，通过照明单元21b的明场照明照射信息代码Q。相反，在用户选择并点亮照明单元21d时，以倾斜发光角，通过照明单元21d的暗场照明照射信息代码Q。

因此，要想获得具有最高对比度的代码图像，用户可以指定所述块、照明单元21b和/或照明单元21d以及照明器21的发光颜色中的至少一项。相应地，读取器10能够可靠地读取直接标记在物体R上的信息代码Q，而不管诸如打印或雕刻的标记工艺、物体R的材料或代码Q的颜色如何。

具体地，可以以诸如红色、绿色和蓝色的每种单一颜色点亮每一照明单元21b和21d。因此，即使在物体R具有各种颜色中的任何一种时，读取器10都能通过调整照明器21的发光颜色以最高对比度读取信息代码Q。例如，在将信息代码Q设置为红色，并打印到物体R上时，优选将照明单元21b或21d设置为红色。相应地，读取器10能够可靠地读取信息代码Q，而不管代码Q的颜色如何。

此外，用户可以将发光的照明单元改为明场照明单元21b或暗场照明单元21d，同时观察通过显示器46显示的代码图像。相应地，读取器10能够以最高对比度可靠地读取信息代码Q。例如，在将信息代码Q打印或雕刻在光滑或釉光物体上时，读取器10能够在不引起镜面反射的情况下可靠地读取由暗场照明单元21d照射的信息代码Q。

此外，将照明单元21b和21d按照环形布置在传感器23的视场周围区域。因此，读取器10能够通过选择所有块的照明单元21b和/或21d而沿相对于代码Q的所有方向均匀照射代码Q。相应地，读取器10能够以最高对比度对直接标记在物体R上的信息代码Q进行光学读取，而不管诸如打印或雕刻的标记工艺、物体R的材料和代码Q的颜色如何。

此外，读取器10可以点亮从沿环形照明器21的圆周方向划分的块中选出的一个块的照明单元21b和/或21d。因此，读取器10能够沿所选择的相对于代码Q的方向照射信息代码Q，从而以最高对比度读取代码Q。相应地，即使当信息代码Q具有粗糙表面，从而随着光相对于代码的入射方向改变对入射光的反射率时，读取器10也能够以最高对比度光学读取信息代码Q。

此外，将照明单元21b和照明单元21d设置在相同的衬底21k上。相应地，与将照明单元21b和照明单元21d设置在不同的衬底上的情况相比，能够简化读取器10的结构。

此外，将照明单元21b和照明单元21d交替布置在衬底21k的同一表面上。因此，即使在仅使照明单元21b或仅使照明单元21d发光时，照明器21也能够沿相对于代码Q的所有方向照射信息代码Q。相应地，读取器10能够以最高对比度光学读取信息代码Q，而不管诸如打印或雕刻的标记工艺或物体R的材料如何。

第一实施例的变型

图7A是根据第一实施例的第一变型的照明器21的正视图，图7B是照明器21的上视图。

图7A和图7B所示的照明器21与图3A和图3B所示的区别在于，该照明器21还具有位于衬底21k的后表面上的其他暗场照明单元21d。

凭借读取器10的这一结构，在主体11上将由衬底21k的后表面上的照明单元21d发射的光朝向信息代码Q不规则反射。因此，还将进一步采用这一不规则反射的光充斥(flood)信息代码Q和围绕代码Q的区域。

相应地，读取器10能够通过暗场照明以更高的发光强度照射信息代码Q。此外，由于所有的照明单元21b和21d都设置在相同的衬底21k上，因此读取器10能够保持简化的结构。

图8A是根据第一实施例的第二变型的照明器21的正视图，图8B是照明器21的上视图。

如图8A和图8B所示，照明器21具有在衬底21k的前表面以第一间隔按照环形设置的明场照明单元21b，所述照明单元21b的数量为二十四个。照明器21还具有在衬底21k的后表面以第二间隔按照环形设置的暗场照明单元21d，照明单元21d的数量为十二个。

借助读取器10的这一结构，能够采用照明单元21b通过明场照明直接照射信息代码Q和围绕代码Q的区域。在暗场照明中，照明单元21d发射的光在主体11的表面上受到反射，通过来自上部倾斜方向(upper slanting direction)的反射光间接照射信息代码Q和围绕代码Q的区域。

相应地，由于照明单元21b和照明单元21d设置在一个衬底上，因此，与将照明单元21b和照明单元21d设置在不同衬底上的情况相比，能够简化读取器10的结构。

第二实施例

图9是示出了根据第二实施例的、信息代码读取程序的流程图。

在第二实施例中，读取器10的控制电路32在选择所有的块之后轮流选择块，交替选择照明单元21b和照明单元21d，以及轮流选择由所选择的块的照明单元21b或21d发射的光的照明颜色。这些选择是自动执行的。之后，读取器10在每次由某一所选的块的照明单元21b或某一所选块的照明单元21d发射的选定颜色的光照射信息代码Q时读取信息代码Q。控制单元40控制控制电路32，从而使每一块的照明单元21b和/或21d的发光与传感器23的成像同步。

如图9所示，在步骤S11中，在开启开关14时，最初将所有照明单元21b和21d的照明颜色设置为白色。换言之，开启图5所示的所有块的开关SW1到SW3。在步骤S12中，最初选择照明器21的所有块。换言之，开启开关SW5到SW8。因此，准备好了采用所有块的照明单元21b和/或21d进行照明。

在步骤S13中，使所选的一块或多块照明单元21b发光，保持照明单元21d不发光。换言之，开启所有的开关SW4，并保持所有的开关SW0关闭。因此，启动了代码图像Q的明场照明，在步骤S14中，最初将曝光重复次数Ne设为零。

在步骤S15中，使传感器23暴露于在信息代码Q上反射的光，将数Ne加1。在步骤S16中，传感器23形成了信息代码Q的代码图像，控制单元40执行已知的图象识别，以识别所述代码图像。可以在显示器46上显示所述代码图像。

在步骤S17中，单元40的对比度判决单元判断代码图像的对比度水平别是否大于等于预定对比度水平别。在肯定性判决的情况下，判断代码图像具有良好对比度。因此，在步骤S18中，单元40的读取和译码单元读取信息代码Q，并将代码Q译码为代码信息。在步骤S19中，判断是否成功地执行了译码。在肯定判断的情况下，将代码信息传输至处理器(未示出)，并结束这一程序。如果在步骤S19中得到了否定的判断，那么该程序返回至步骤S15，再次形成代码图像。在代码图像的对比度不好(在步骤S17中得到了否定的判断)，同时重复形成代码图像基准次数Nref次之后(步骤S20中的“是”)，该程序继续到步骤S21。

在步骤S21中，判断现在是否只是顶部块的照明单元21b和/或21d在发光。换言之，判断开关SW5是否开启，同时开关SW6到SW8保持关闭。在否定判断的情况下，在步骤S22中判断现在是否只有右侧块的照明单元21b和/或21d发光。换言之，判断开关SW6是否开启，同时开关SW5、SW7和SW8保持关闭。在否定判断的情况下，在步骤S23中判断现在是否只有底部侧块的照明单元21b和/或21d发光。换言之，判断开关SW7是否开启，同时开关SW5、SW6和SW8保持关闭。在否定判断的情况下，在步骤S24中判断现在是否只有左侧块的照明单元21b和/或21d在发光。换言之，判断开关SW8是否开启，同时开关SW5到SW7保持关闭。在否定判断的情况下，确认已经结束了基于所有块的发光单元的照明，而并没有成功地获得代码信息，因而该程序继续到步骤S25。

在步骤S25中，仅使顶部块的照明单元21b和/或21d发光。换言之，关闭开关SW6到SW8，同时保持开关SW5开启。因此，启动了作为第一照明模式(pattern of illumination)的基于顶部块的照明单元的照明。之后，该程序返回至步骤S14。如果在步骤S16中通过第一照明模式形成了具有良好对比度的代码图像，并且在步骤S18和S19中成功地译码，那么就完成了该程序。相反，如果在步骤S18和S19中没有获得代码信息，那么在步骤S21中做出肯定判断，因而该程序继续到步骤S26。

在步骤S26中，仅使右侧块的照明单元21b和/或21d发光。换言之，关闭开关SW5，开启开关SW6，同时保持开关SW7和SW8关闭。因此，启动了作为第二照明模式的基于右侧块的照明单元的照明。之后，该程序返回至步骤S14。如果在步骤S16中通过第二照明模式形成了具有良好对比度的代码图像，并且在步骤S18和S19中成功地译码，那么就完成了该程序。相反，如果在步骤S18和S19中没有获得代码信息，那么在步骤S22中做出肯定判断，因而该程序继续到步骤S27。

在步骤S27中，仅使底部块的照明单元21b和/或21d发光。换言之，关闭开关SW6，开启开关SW7，同时保持开关SW5和SW8关闭。因此启动了作为第三照明模式的基于底部块的照明单元的照明。之后，该程序返回至步骤S14。如果在步骤S16中通过第三照明模式形成了具有良好对比度的代码图像，并且在步骤S18和S19中成功地译码，那么就完成了该程序。相反，如果在步骤S18和S19中没有获得代码信息，那么在步骤S23中做出肯定判断，因而该程序继续到步骤S28。

在步骤S28中，仅使左侧块的照明单元21b和/或21d发光。换言之，关闭开关SW7，开启开关SW8，同时保持开关SW5和SW6关闭。因此，启动了作为第四照明模式的基于左侧块的照明单元的照明。之后，该程序返回至步骤S14。如果在步骤S16中通过第四照明模式形成了具有良好对比度的代码图像，并且在步骤S18和S19中成功地译码，那么就完成了该程序。相反，如果在步骤S18和S19中没有获得代码信息，那么在步骤S24中做出肯定判断，因而该程序继续到步骤S29。

在步骤S29中，判断是否只有照明单元26d发光。换言之，判断是否已经开启了左侧块的开关SW0。如果是否定判断，确认已经结束了选定颜色的光的明场照明，但没有成功地获得代码信息。因此，在步骤S30中，启动对信息代码Q的暗场照明。更具体地说，使所有块的照明单元26d发光，并关闭左侧块的照明单元26b。换言之，关闭所有块的开关SW4，开启所有块的开关SW0和开关SW5到SW7，同时使开关SW8保持开启状态。之后，该程序返回至步骤S14。如果在步骤S16中通过暗场照明形成了具有良好对比度的代码图像，并且在步骤S18和S19中成功地译码，那么就完成了该程序。相反，如果在步骤S18和S19中没有获得代码信息，那么在步骤S29中得到肯定判断。之后，该程序继续到步骤S31。

在步骤S31中，判断照明单元26b和26d是否发光。换言之，判断左侧块的开关SW0和SW4是否已经开启。如果是否定判断，确认已经结束了选定颜色的光的暗场照明，但没有成功地获得代码信息。因此，在步骤S32中，启动同时执行的明场和暗场照明。更具体地说，使所有块的照明单元26b和26d发光。换言之，开启所有块的开关SW4和开关SW5到SW7，同时使开关SW8和开关SW0保持开启。因此，该程序返回至步骤S14。当在步骤S16中形成具有良好对比度的代码图像，并在步骤S18和S19中成功地译码时，就完成了该程序。相反，如果在步骤S18和S19中没有获得代码信息，那么在步骤S31中得到肯定判断。之后，该程序继续至步骤S33。

在步骤S33中，判断是否将照明器21的照明颜色设置为了红色。如果是否定判断，在步骤S34中判断是否将照明颜色设置为了绿色。就否定的判断而言，在步骤S35中判断是否将照明颜色设置为了蓝色。就否定的判断而言，确认已经完成了通过白光单独和同时执行的明场和暗场照明而没有成功地获得代码信息。因此，为了采用红光照射信息代码Q，在步骤S36中，将所有照明单元21b和21d的颜色设置为红色。换言之，关闭所有块的开关SW2和SW3，同时使所有块的开关SW1保持开启状态。之后，该程序返回至步骤S12。当在步骤S16中形成具有良好对比度的代码图像，并在步骤S18和S19中成功地译码时，就完成了该程序。相反，如果在步骤S18和S19中没有获得代码信息，那么在步骤S33中得到肯定判断。之后，该程序继续至步骤S37。

在步骤S37中，为了采用绿光照射信息代码Q，将所有照明单元21b和21d的照明颜色设置为绿色。换言之，开启所有块的开关SW2，关闭所有块的开关SW0，同时使所有块的开关SW3保持断开状态。之后，该程序返回至步骤S12。当在步骤S16中形成具有良好对比度的代码图像，并在步骤S18和S19中成功地译码时，就完成了该程序。相反，如果在步骤S18和S19中没有获得代码信息，那么在步骤S34中获得肯定判断。之后，该程序继续至步骤S38。

在步骤S38中，为了采用蓝光照射信息代码Q，将照明单元21b和21d的照明颜色设置为蓝色。换言之，开启所有块的开关SW3，关闭所有块的开关SW2，同时使所有块的开关SW1保持断开状态。之后，该程序返回至步骤S12。当在步骤S16中形成了具有良好对比度的代码图像，并且在步骤S18和S19中成功译码后，就完成了该程序。相反，如果在步骤S18和S19中没有获得代码信息，那么在步骤S35中获得肯定判断。之后，该程序返回至步骤S11。因此，重复这一信息代码读取程序，直到获得代码信息或关闭开关14为止。

如上所述，每次当控制电路32自动轮流选择所述照明单元块，同时选择明场照明和暗场照明，以及逐一选择照明颜色时，控制电路32都判断信息代码Q的代码图像是否具有良好对比度。因此，可能可靠地获得具有良好对比度的代码图像，因而读取器10能够从代码图像可靠地读取信息代码Q的代码信息。

第三实施例

在所述第三实施例中，为了抑制镜面反射对代码图像造成的不利影响，读取器10具有多组具有不同光轴的透镜和传感器。当在每一传感器内形成受到镜面反射影响的代码图像时，从所述受到镜面反射影响的代码图像形成排除了镜面反射影响的组合代码图像。

图10是根据第三实施例的手动型光学信息读取器的控制部分的方框图。图11A是所述光学系统的照明器和两个传感器的正视图。图11B是照明器的顶视图，图11C是传感器的顶视图。

如图10、图11A、图11B和图11C所示，光学信息读取器10A具有照明器21A和控制器20A。照明器21A与照明器21的区别仅在于照明器21A是按照椭圆柱形状形成的。照明器21A的椭圆形具有沿读取器10A的横向的长轴。衬底21k是按照椭圆形形成的，从而按照该椭圆形交替布置照明单元21b和21d。通过与第一实施例中相同的方法将照明器21A划分为顶部、右侧、底部和左侧块。

将每一照明单元21d设置为以预定发散角沿照明器21A的径向向照明器21A的中心轴Xc发光，同时使所述光稍微朝向前侧(即，朝向信息代码)偏移。也就是说，每一照明单元21d以相对于信息代码Q的倾斜发光角发光。相反，每一照明单元21b以预定发散角沿中心轴Xc发光，同时使所述光稍微朝向中心轴Xc偏移。也就是说，每一照明单元21b以相对于信息代码Q的垂直发光角基本平行于中心轴Xc发光。

控制器20A具有光学系统、微型计算机系统、输入/输出系统和供电系统。所述光学系统具有沿横向排列的一对成像透镜27A和27B，以及一对光接收传感器23A和23B。每一透镜27A和27B与透镜27具有相同的结构。每一传感器23A和23B具有与传感器23相同的结构。将透镜27A和传感器23A设置为，使传感器23A的成像区域(即前表面)23a1的中心轴Xa和透镜27A的中心轴Xd从中心轴Xc朝向照明器21A的右侧块偏移。将透镜27B和传感器23B设置为，使传感器23B的成像区域(即前表面)23b1的中心轴Xb和透镜27B的中心轴Xe从中心轴Xc朝向照明器21A的左侧块偏移。在代码信息Q上反射的光Lr穿过开口11a，并在透镜27A和27B每者当中受到折射。将在透镜27A中受到折射的光Lr会聚至传感器23A的表面23a1，从而在传感器23A内形成代码信息Q的代码图像。将在透镜27B内受到折射的光Lr会聚到传感器23b的表面23b1上，从而在传感器23b内形成代码信息Q的代码图像。

控制器20a的微型计算机系统具有放大器31a和31b、A/D转换器33a和33b、地址发生电路36a和36b、同步信号发生电路38a和38b、存储器35以及控制单元40。通过与在第一实施例中相同的方式，在放大器31a和转换器33a中处理在传感器23A中形成的代码图像，并响应于电路38a的同步信号将其作为图像数据存储在由电路36a指定的存储器35的地址内。在放大器31b和转换器33b内处理在传感器23B内形成的代码图像，并响应于电路38b的同步信号将其作为图像数据存储在由电路36b指定的存储器35的地址内。

将参考图12和图13描述照明器21A、透镜27A和27B以及传感器23A和23B之间的位置关系。

图12是示出了在根据第三实施例的光学系统中形成两个代码图像的示范性图示，图13是示出了传感器23A和23B彼此重叠的拍摄区的示范性图示。

如图12所示，将每一传感器23A和23B设置在板子15上，并使板子位于与照明器21A的中心轴Xc垂直的假想平面VP内，因而传感器23A和23B的每一中心轴Xa和Xb变得与中心轴Xc平行。将传感器23A和23B布置为，使相互间隔距离d1的中心轴Xa和Xb相对于中心轴Xc相互对称。将透镜27A和27B设置为，使透镜27A和27B的中心轴Xd和Xe变得平行于中心轴Xc，并且与中心轴Xa和Xb相比将其设置在中心轴Xc的附近。使中心轴Xa和Xd之间的距离d2等于中心轴Xb和Xe之间的距离。将距离d2确定为，在将信息代码Q的中心设置在距传感器23A和23B的成像区域23a1和23b1距离d3处的中心轴Xc上时，信息代码Q形成于整个成像区23a1和23b1的每者上。换言之，如图13所示，通过对透镜27A和27B进行定位，使得传感器23A的拍摄区域AP1与传感器23B的拍摄区AP2重叠。

因此，在将读取器10A设置在基本距区域23a1和23b1距离d3的信息代码Q上，从而使照明器21A的中心轴Xc基本设置在信息代码Q的中心处时，能够优选将每一传感器23A和23B聚焦在信息代码Q上，从而基本将代码Q的中心部分的图像置于代码Q的代码图像的中心内。

图14是示出了对受到镜面反射影响的代码图像的校正的示范性图示。在图14中，在传感器23A内形成QR代码Q的代码图像Ic1，在传感器23B内形成QR代码Q的代码图像Ic2。通过使代码图像Ic1和Ic2相互结合在控制单元40内形成代码图像Ic3。

如图14所示，代码图像Ic1具有由QR代码Q的第一区域上的镜面反射导致的不清晰部分Ma，代码图像Ic2具有由QR代码Q上的第二区域上的镜面反射导致的另一不清晰部分Mb。由于反射光Lr抵达传感器23A的光路与反射光Lr抵达传感器23B的光路不同，因而在QR代码Q的第一区域上受到镜面反射的光Lr未抵达传感器23B，在QR代码Q的第二区域上受到镜面反射的光Lr未抵达传感器23A。因此，对应于不清晰部分Ma的QR代码Q的第一区域不同于对应于不清晰部分Mb的QR代码Q的第二区域。在这一实施例中，从代码图像Ic2提取对应于QR代码Q的第一区域的图像数据，通过采用所提取的图像数据替代代码图像Ic1中的不清晰部分Ma的图像数据而将代码图像Ic1校正为代码图像Ic3。因此，能够获得没有由镜面反射导致的不清晰部分的代码图像Ic3。

将参考图15A到图15F描述对具有由镜面反射引起的不清晰部分的代码图像进行校正的例子。图15A是示意性地示出了形成于传感器23A内的QR代码Q的代码图像的图示，图15B是示意性地示出了形成于传感器23B内的QR代码Q的代码图像的图示。

通过沿纵向和横向设置成方形的黑色和白色单元的布局(13单元×13单元)表示用作信息代码的QR代码Q。如图15A和图15B所示，将定位标记QP置于QR代码Q的四个角中的三个角的每者上，将黑色的顶点探测单元QT置于剩余的一角内。读取器首先探测三个标记QP，之后基于标记QP的位置探测单元QT。因此，读取器能够识别QR代码Q的区域。由于将传感器23A和23B设置为从中心轴Xc偏移(参见图12)，因而传感器23A形成了图15A所示的QR代码Q的代码图像Ic1，图15A所示的图像Ic1是扭曲的，从而具有变窄的右侧部分和展宽的左侧部分。相反，传感器23B形成了图15B所示的QR代码Q的代码图像Ic2，图像Ic2是扭曲的，具有变窄的左侧部分和展宽的右侧部分。

图15C示出了由传感器23A探测的代码图像Ic1中的单元的矩阵，图15D示出了由传感器23B探测的代码图像Ic2中的单元的矩阵。

采用与在QR代码中相同的方式，将在传感器23A和23B内形成的每一代码图像Ic1和Ic2划分为多个按照方形沿纵向和横向布置的单元(13单元×13单元)，从而通过针对代码图像的对应单元设置的数字照度级(digital illumination level)指示QR代码Q的每一白色和黑色单元。如图15C和图15D所示，每一代码图像Ic1和Ic2中的标记单元(remarked cell)1-5、1-6、2-5和2-6对应于QR代码Q的第一区域，受到镜面反射影响的代码图像Ic1的不清晰部分Ma位于所述标记单元上。代码图像Ic2的、受到镜面反射影响的不清晰部分Mb位于所述标记单元之外的单元上。

每一转换器33a和33b响应于在QR代码Q的对应单元上受到反射并抵达对应传感器的光的亮度为代码图像的每一单元提供数字照度级。所述照度级的范围为0到255，并且随着光的亮度而增大。在控制单元40中，在将代码图像的单元设置为小于等于阈值(例如，50)的照度级时，判断QR代码Q的对应单元为黑色。相反，在将代码图像的单元设置为高于阈值的照度级时，判断QR代码Q的对应单元为白色。

图15E示出了针对对应于QR代码Q的第一区域的代码图像Ic1的单元设置的数字照度级，图15F示出了针对代码图像Ic2的单元设置的数字照度级。

如图15E所示，由于在代码Q的第一区域上引起的镜面反射的影响被施加到了代码图像Ic1的标记单元上，因此，将标记单元1-5、1-6、2-5和2-6中的每者设置为最高照度级255。因此，不管QR代码Q的第一区域的实际颜色如何，均判断QR代码Q的第一区域为白色。相反，如图15F所示，由于未向代码图像Ic2的标记单元上施加镜面反射影响，因而，将标记区域1-5、1-6、2-5和2-6中的每者设置为低于预定上限值的正常照度级。在这一例子中，将每一标记单元1-5和1-6的照度级设置为78，将每一标记单元2-5和2-6的照度级设置为25和24。因此，响应于QR代码Q的第一区域的实际颜色，判断QR代码Q的单元1-5和1-6为白色，而QR代码Q的单元2-5和2-6为黑色。

将参考图16描述在控制单元40内校正代码图像Ic1的操作。图16示出了在读取器10A中对QR代码Q的读取、校正和译码进行处理的流程图。

如图16所示，在步骤S41中，某一块的照明单元21b和21d照射QR代码Q和代码Q的周围区域，每一传感器23A和23B接收反射光Lr。在步骤S42中，在传感器23A和23B的每者中形成含有QR代码Q的代码图像的图像。这些图像是同时形成的。

在步骤S43中，控制单元40基于标记QP和探测单元QT从每一图像提取QR代码Q的模拟代码图像。在步骤S44中，控制单元40控制转换器33a和33b，从而将一个代码图像的每一单元内的光的亮度转化为针对每一代码图像的数字照度级，由此执行映射过程。因此，通过分布在13×13单元的矩阵内的照度级表示每一代码图像。

在步骤S45中，控制单元40在代码图像Ic1中搜索受到镜面反射影响的单元，并判断在代码图像Ic1中是否发生了镜面反射。在未将代码图像Ic1中的任何单元设置为最高照度级时(步骤S45中的否定判断)，该程序跳到步骤S47。相反，当在代码图像Ic1中将对应于QR代码Q的第一区域的标记单元设为最高照度级时(步骤S45中的肯定判断)，那么控制单元40判断在第一区域内发生了镜面反射，因而在标记单元内受到了镜面反射的影响。在步骤S46中，控制单元40校正由镜面反射导致的代码图像Ic1的不清晰部分，以形成没有不清晰部分的校正代码图像(即图14所示的代码图像Ic3)。换言之，控制单元40采用对应于QR代码Q的第一区域的代码图像Ic2的标记单元中的照度级替代在代码图像Ic1的标记单元处设置的照度级。

在步骤S47中，将校正的代码图像或没有受到镜面反射影响的代码图像译码成代码信息。换言之，基于校正代码图像的照度级形成作为代码信息的白色和黑色单元的布局。在步骤S48中，判断是否成功地执行了校正代码图像的译码。如果是否定判断，该程序返回至步骤S41。相反，在成功地执行译码后，在步骤S49中，将代码信息从读取器10A输出至主处理器(未示出)，从而完成了该程序。

因此，假设控制单元40仅从代码图像Ic1探测到了QR代码Q的代码信息，那么将会基于标记单元的照度级把QR代码Q的第一区域指示的信息错误地识别为白色。

但是，在根据这一实施例的读取器10A中，被设置为从中心轴Xc偏移的传感器23A和23B同时拾取含有代码Q的代码图像的图像，并从拾取的图像中提取代码Q的代码图像Ic1和Ic2，将每一代码图像内的单元设置为具有对应于所述单元接收到的光的亮度的照度级。当在传感器23A的代码图像Ic1中的标记单元上受到在QR代码Q的第一区域内引起的镜面反射影响时，每一标记单元具有高于预定上限值的高照度级。相反，由于在对应于QR代码Q的第一区域的、代码图像Ic2的标记单元中没有受到镜面反射的影响，因而代码图像Ic2中的标记单元具有低于预定上限值的正常照度级。控制单元40从代码图像Ic2探测QR代码Q的第一区域中指示的信息。

因此，能够基于代码图像Ic2中的标记单元的照度级正确识别QR代码Q的第一区域内指示的信息，并能够通过采用代码图像Ic2中的标记单元的正常照度级替代代码图像Ic1内的标记单元的高照度级而可靠地获得不具有由镜面反射导致的不清晰部分的代码图像。也就是说，读取器10A能够迅速、可靠地读取诸如QR代码的信息代码，而不会受到镜面反射的不利影响。

此外，在传感器23A和23B的视场周围区域内按照椭圆形布置照明单元21b和21d，使得所述椭圆形的长轴沿传感器23A和23B的排列方向延伸。因此，照明单元21b和21d能够沿相对于QR代码Q的所有方向均匀地照射信息代码Q。相应地，读取器10能够以优选对比度对直接标记在物体R上的信息代码Q进行可靠的光学读取，而不管诸如打印或雕刻的标记工艺、物体R的材料和代码Q的颜色如何。

在该实施例中，当在步骤S45中单元的照度级等于最高值时，判断在所述单元内受到了镜面反射的影响。但是，可以在单元的照度级高于预定上限值时执行这一判断。

此外，由于通过13单元×13单元的矩阵表示QR代码Q，因此可以在映射过程中通过分布在13单元×13单元的矩阵中的照度级表示图像数据。但是，在通过21单元×21单元矩阵表示QR代码Q时，在映射过程中通过分布在21单元×21单元矩阵内的照度级表示图像数据。

此外，在步骤S41中，设置在所有块内的照明单元21b或照明单元21d都可以照射QR代码Q，或者设置在一个和所有块内的照明单元21b和21d可以照射QR代码Q。

此外，采用QR代码作为信息代码。但是，可以将对代码图像的校正应用于任何代码，例如，一维代码和除QR代码之外的二维代码。

第四实施例

在采用恰好设置在信息代码Q的部分之上的一个明场照明单元21b强烈照射信息代码Q时，镜面反射将主要发生在信息代码Q的所述部分上。在该实施例中，自动关闭引起信息代码Q的部分上的镜面反射的照明单元21b的部分，从而抑制在信息代码Q上产生的镜面反射。

根据第四实施例的照明器21具有与图1、图3A和图3B所示的相同的结构。图17A是示出了照明器21上的每一照明单元21b的位置的示范性图示，图17B是采用照明单元21b从拍摄区域的上方强烈照射的多个受照射区域的图示。图18示出了说明照明单元21b和受照射区域之间的关系的映射。

如图17A和图17B所示，将照明单元21b-L1、21b-L2、21b-L3、21b-L4、21b-L5、21b-L6、21b-L7、21b-L8、21b-L9、21b-L10、21b-L11和21b-L12按照该顺序顺时针设置在照明器21内。传感器23的拍摄区域Ap具有多个恰好设置在照明单元21b之下的受照射区A1到A12。在将读取器10的光学系统聚焦在放置于拍摄区域Ap上的信息代码Q上时，通过恰好设置在受照射区A1之上的照明单元21b-L1强烈照射代码Q，因而在放置于受照射区A1内的代码Q的部分上发生镜面反射的可能性大。通过相同的方式，采用恰好设置在受照射区A2到A12之上的照明单元21b-L2到21b-L12强烈照射代码Q，因而在位于受照射区A2到A12内的代码Q的部分上发生镜面反射的可能性大。

如图18所示，将说明照明单元21b-L1到21b-L12与受照射区A1到A12之间的关系的映射存储在存储器35中。

将参考图19A和图19B描述在单元40的控制下抑制镜面反射的同时读取器10执行的读取操作。图19A是根据第四实施例的控制单元40的方框图，图19B是说明在读取器10中用于信息代码Q的读取和译码的处理的流程图。

转换器33针对代码图像的每一图像块以容许的10位数据长度输出图像数据。通过数字照度级表示每一图像块的图像数据，将未受到镜面反射影响的图像数据设置为具有0到255(等于28-1)的正常照度级。可以通过短于容许数据长度的8位数据长度表示正常照度级。

如图19B所示，在步骤S61中，控制单元40将转换器33输出的代码图像的图像数据存储在存储器35中。当图像数据超过8位时，控制单元40判断在图像数据的图像块内发生了过度曝光(和曝光饱和)，控制单元40将超过8位的图像数据作为过度曝光图像数据存储在存储器35中。在步骤S62中，控制单元40针对每次发生的过度曝光提取由过度曝光图像数据构成的图像块作为过度曝光图像块Bov。

在步骤S63中，控制单元40判断在代码图像中是否至少存在一个过度曝光图像块Bov。如果是否定判断，该程序继续至步骤S64。相反，如果是肯定判断，在步骤S65中，控制单元40判断在代码图像中是否存在接连设置在较宽区域内的多个过度曝光图像块。如果是肯定判断，在步骤S66中，图19A所示的控制单元40的镜面反射探测部分40a确认过度曝光图像块Bov在拍摄区Ap内的位置，并探测对应于所确认的位置的至少一个受照射区A1到A12作为镜面反射区。

在步骤S67中，图19A所示的控制单元40的照明器确定单元(illuminator specifying unit)40b将参考图18所示的映射确认至少一个对应于所述镜面反射区的照明单元21b。控制单元40判断，所确认的照明单元21b的照明引起了所述镜面反射区上的镜面反射。在步骤S68中，图19A所示的控制单元40的停止照明部分40c使所确定的照明单元21b停止照明，以防止所确定的照明单元21b在信息代码Q上引起镜面反射。例如，在探测到受照射区A1、A2、A5、A8、A9、A11和A12是镜面反射区时，确认照明单元21b-L1、21b-L2、21b-L5、21b-L8、21b-L9、21b-L11和21b-L12，并使之停止照明。之后，该程序返回至步骤S61。

相反，就步骤S65中的否定判断而言，该程序继续至步骤S64。在步骤S64中，控制单元40将信息代码Q的图像数据译码为代码信息。在步骤S69中，控制单元40将代码信息输出至主处理器(未示出)，并完成这一处理过程。

如上所述，从代码图像的图像数据的所有片段(piece)确认过度曝光图像数据，进而基于所述过度曝光图像数据探测拍摄区Ap内的镜面反射区，并使强烈照射所述镜面反射区的至少一个照明单元21b停止照明。

因此，即使在通过打印和雕刻工艺将信息代码直接标记在物体上，使得在物体材料和工艺的影响下易于在信息代码上引起镜面反射时，读取器10也可能可靠地读取信息代码。

第五实施例

图20是根据第五实施例的手动型光学信息读取器的侧视图，为了清晰起见拆除了其一些部分。图21是从所述读取器前侧观察的读取器的光发射器的正视图。图22是读取器的光漫射构件的顶视图。

如图20所示，根据第五实施例所述的手动型光学信息读取器10B与图1所示的读取器10的区别在于，读取器10B额外具有附着于板子16上的漫射照明器50。照明器50具有光发射器52和光漫射构件54。

如图21所示，光发射器52具有环形衬底52k和按照环形设置在衬底52k上的多个光发射单元52d。光发射器52与照明器21同轴设置，以包围透镜27。将发射单元52d的集合划分为四个块(按该顺序顺时针布置的顶部、右侧、底部和左侧块)。每一块具有六个发射单元52d。在电路32的控制下，能够使四个块的发射单元52d同时发光，也可以使之轮流发光。通过与照明单元21b和21d相同的方式，每一发射单元52d具有红色LED、绿色LED和蓝色LED。当这三个LED在电路32的控制下发光时，发射单元52d发射白色光。此外，在电路32的控制下，发射单元52d能够发射红色、绿色和蓝色光中的每一种。

如图22所示，以具有平头的圆锥盒状形(conical box shape with aflat head)成光漫射构件54。将构件54设置为包围透镜27。构件54具有侧壁54a，其形成了面对传感器23的头开口54b和面对主体11的开口11a的底部开口54c。构件54由透明树脂板等构成，并使微细颗粒附着于侧壁54a上。因此，构件54具有颗粒状表面。在构件54的侧壁54a内将每一发射单元52d的光散射和漫射为由漫射光构成的光线，从而沿相对于代码Q的各个方向照射代码Q。

构件54的侧壁54a可以具有替代颗粒的凹陷和/或凸起，从而将光发射器52的光变为漫射光。此外，构件54可以由半透明介质构成的板形成，例如，所述半透明介质可以是乳白色树脂、乳白色玻璃等。

凭借读取器10B的这一结构，将参考图23描述读取器10B的操作。图23是示出了根据第五实施例的、信息代码读取程序的流程图。

在这一实施例中，读取器10B的控制电路32控制照明器21和光发射器52，从而自动选择照明单元21b的块、照明单元21d的块以及发射单元52d的块，并使之轮流发光，同时逐一选择照明颜色，传感器23将针对每次选择形成信息代码Q的代码图像。之后，在获得了具有良好对比度的代码图像时，读取器10B读取信息代码Q。控制单元40控制控制电路32，从而使照明单元21b、21d和52d的每一块的发光与传感器23的成像同步。

如图23所示，读取器10B的操作与图9所示的读取器10的操作的区别在于额外选择了发射单元52d的块，并使之轮流发光。更具体地说，在替代步骤S11执行的步骤S71中，最初在所有的照明单元21b和21d以及所有的发射单元52d内将照明颜色设置为白色。假设在步骤S31中得到了肯定判断，那么在步骤S72中判断是否通过漫射发光或照明照射了所述信息代码。也就是说，在步骤S72中判断发射单元52d是否发光。假设在步骤S72中得到了否定判断，则确认已经完成了通过所选的照明颜色同时执行的明场和暗场照明而没有成功地获得代码信息。因此，在步骤S73中，为了启动漫射发光或照明，使所有块的发射单元52d发光，并使在步骤S28中发光的左侧块的照明单元21b和21d停止发光。之后，该程序返回至步骤S14。

因此，当在交替执行或同时执行的明场照明和暗场照明中没有获得具有良好的对比度的代码图像时，使所有的照明单元21b和21d停止发光，并使发射单元52d的块轮流发光，之后同时发光。在使每一块的发射单元52d发光时，使发射单元52d发射的光在构件54的表面上漫射，在信息代码上反射。反射光穿过构件54的底部开口54c和透镜27入射到传感器23上，从而在传感器23内形成代码图像。当在步骤S16中形成具有良好对比度的代码图像，并在步骤S18和S19中成功地译码时，就完成了该程序。相反，当在步骤S18和S19中没有获得代码信息时，在步骤S72中做出肯定判断。也就是说，确认没有成功地完成特定颜色下的漫射发光。之后，该程序继续到步骤S33到S38，从而采用由每一个块的发射单元52d发射的红光、绿光和蓝光中的每者照射信息代码Q。

图24A示出了仅采用照明单元21d在暗场照明中获得的信息代码的代码图像，图24B示出了仅采用发射单元52d通过漫射发光或照明获得的信息代码的代码图像。将信息代码(或标记)的点直接打印或雕刻在物体上，从而使信息代码的每一点具有从物体的表面升起或降落到每一点的孔内的侧壁。

在通过某一块的照明单元21d、沿从垂直于物体表面的方向显著倾斜的照明方向照射信息代码时，在信息代码的侧壁上反射的光不会抵达传感器23。因此，如图24A所示，信息代码的代码图像具有围绕信息代码的每一点的阴影部分，并且在代码图像中每一点的中心部分变亮。由于通过信息代码的每一点的明亮部分和围绕所述明亮部分的阴影部分表示代码图像，因此，用户难以立刻识别出代码图像。

相反，在使某一块的发射单元52d发光时，沿相对于代码的不同方向以发射单元52d的漫射光照射所述代码。所述漫射光的一部分在信息代码的侧壁上受到反射并抵达传感器23。此外，所述漫射光的另一部分在信息代码的每一点的中央部分受到反射并抵达传感器23。相反，所述漫射光的其他部分以相对于物体表面的小入射角入射到位于信息代码点之外的物体表面上，因而在所述物体表面上反射的光基本上都不会抵达传感器23。因此，如图24B所示，信息代码的代码图像具有表示信息代码点的明亮部分和围绕点的黑暗部分。因此，在基于发射单元52d的漫射光由代码信息形成代码图像时，读取器10B能够容易地读取代码信息。

在这一实施例中，在未从通过照明单元21b构成的块和照明单元21d构成的块轮流发光获得的多个代码图像找到具有良好对比度的代码图像时，自动使发射单元52d构成的块轮流发光。采用发射单元52d的漫射光，通过与基于照明单元21b和21d的直接照明和间接照明不同的漫射发光或照明照射打印或雕刻在物体R上的信息代码Q。由于每一块的发射单元52d的漫射光沿各个方向照射信息代码Q，因此所述漫射光的一部分必然(necessarily)在信息代码Q的每一点的侧壁上受到反射并抵达传感器23，所述漫射光的另一部分必然在信息代码的每一点的中央部分受到反射并抵达传感器23。因此，即使通过直接照明和间接照明没有找到具有良好对比度的代码图像，发射单元52d的漫射光也能够可靠地形成具有良好对比度的代码图像，而不会在代码图像的每一点图像内形成黑暗部分和明亮部分。

因此，由于使照明单元21b的块、照明单元21d的块和发射单元52d的块轮流发光，以形成具有良好对比度的代码图像，因此读取器10B能够可靠地读取直接标记在物体上的信息代码，而不管诸如打印或雕刻的标记工艺或者物体材料如何。

具体地，在信息代码与读取器10B相隔很近距离时，基于发射单元52d的漫射光的代码图像具有良好的对比度。在信息代码与读取器10B相隔较远距离时，基于照明单元21b或21d的明场照明或暗场照明的代码图像能够具有良好的对比度。因此，读取器10B能够可靠地读取物体的信息代码，而不管读取器10B与信息代码之间的距离如何。

此外，由于构件54具有颗粒状半透明表面，从而将入射到构件54上的每一发射单元52d的光散射为漫射光，因此能够可靠、容易地形成所述漫射光。

第五实施例的变型

可以将根据第三和第五实施例的本发明结合起来。图25是示意性地示出了在根据第五实施例的变型的光学信息读取器的光学系统中形成两个代码图像的示范性图示。图26是读取器的光发射器和两个传感器的正视图。图27是所述光学系统、光发射器和漫射构件54的顶视图。

如图25所示，根据这一变型的光学信息读取器10C与图20所示的读取器10B的区别在于，读取器10C具有照明器21A、由透镜27A和27B以及传感器23A和23B构成的光学系统以及附着于板子16的漫射照明器50A。漫射照明器50A具有漫射光发射器52A和光漫射构件54。将光发射器52A与照明器21A同轴设置。

如图26所示，光发射器52A具有椭圆形衬底52k和在衬底52k上按照椭圆形设置的漫射发射单元52d。光发射器52A的主轴沿透镜23A和23B的排列方向延伸。将发射单元52d的集合划分为四个块(按该顺序顺时针布置的顶部、右侧、底部和左侧块)。可以使四个块的发射单元52d同时发光，且可以轮流发光。

如图27所示，构件54的顶部开口54b通过光发射器52A的中央开口面对透镜27A和27B。构件54的底部开口54c面对设置于读取器10C的顶端的开口11a。

凭借读取器10C的这一结构，基于由每一块的发射单元52d发射的漫射光，在传感器23A和23B内分别形成代码图像Ic1和Ic2。代码图像Ic1具有由代码的第一区域上的镜面反射导致的对应于所述第一区域的不清晰部分，但是代码图像Ic2则具有对应于代码的第一区域的清晰部分。采用与第三实施例中相同的方式，通过采用代码图像Ic2的清晰部分替代所述不清晰部分校正代码图像Ic1，从而获得了没有不清晰部分的校正代码图像。

因此，除了第五实施例中的效果之外，即使由光发射器52A发射的光在代码上发射了镜面反射，也能够抑制镜面反射的不利影响，因而读取器10C能够迅速、可靠地读取信息代码。

第六实施例

图28是根据第六实施例的手动型光学信息读取器的侧视图，为了清晰起见拆除了其一些部分。图29是从所述读取器前侧观察的读取器的光发射器的正视图。图30是读取器的光发射器和光引导构件(light leading member)的顶视图。

如图28所示，根据第六实施例的光学信息读取器10D与图1所示的读取器10的区别在于，读取器10D具有替代照明器21的光发射器60和光引导构件70。使光发射器60附着于位于读取器10D之内的板子16。构件70由树脂、玻璃等透明材料构成，并将光发射器60发射的光引导至开口11a之外，以照射物体的信息代码。

如图29所示，按照环形形成光发射器60。光发射器60具有按照环形形成的衬底61和在衬底61上按照环形设置以围绕透镜27的后部的多个光发射单元62。将发射单元62的集合划分为四个块(按该顺序顺时针布置的顶部、右侧、底部和左侧块)。在每一块中有六个发射单元62。在电路32的控制下，能够使四个块的发射单元62同时发光，也可以使之轮流发光。通过与照明单元21b和21d相同的方式，每一发射单元62具有红色LED、绿色LED和蓝色LED。在使这三种LED发光时，发射单元62发射白色光。此外，在电路32的控制下，发射单元62能够发射红色、绿色和蓝色光中的每一种。每一个块的发射单元62可以通过人工操作而发射光或者可以自动发射光。

如图30所示，按照双层圆柱(double-cylindrical)形形成光引导构件70。构件70具有面对光发射器60的平坦后壁70a、面对透镜27的内侧周界壁70b、外侧周界壁70c、设置于构件70的前端上的平坦反射壁70d和设置于构件70的前端上的光折射壁70e。壁70b和70c基本沿光轴23X延伸。光发射器60发射的光几乎以直角入射到构件70的壁70a上，并在不受反射的情况下穿过壁70a。之后，所述光穿过壁70b和70c之间的空间传输，并入射到壁70d和70e上。

构件70的壁70d位于构件70的内侧，并基本相对于光轴23X呈45度角倾斜。在壁70d上反射通过构件70传输的第一光，以改变所述光的传输方向，使得受反射的光以预定发散角朝向光轴23X传输，同时稍微朝向前侧(即朝向信息代码)偏移。因此，在壁70d上反射的光以相对于信息代码的倾斜角通过暗场照明照射信息代码，因而壁70d起着暗场照明器的作用。由于按照环形设置发射单元62，以包围光轴23X，因此所述光朝向信息代码的照明方向互不相同。

构件70的壁70e位于构件70的外侧，并按照半球形形成。在壁70e上折射通过构件70传输的第二光，以改变所述光的传输方向，使得所述折射光以预定发散角沿光轴23X传输，同时稍微朝向光轴23X偏移。因此，在壁70e上折射的光以相对于信息代码的垂直发光角、通过明场照明照射所述信息代码，因而所述壁70e起着明场照明器的作用。由于按照环形设置发射单元62，以包围光轴23X，因此所述光朝向信息代码的照明方向互不相同。

凭借读取器10D的这一结构，构件70将从每一块的发射单元62发射的光引导至读取器10D的前端。之后，构件70将落在壁70d上的一部分光朝向光轴23X反射，同时使所述光稍微朝向信息代码偏移。因此，采用所述反射光，通过暗场照明照射所述信息代码。此外，构件70折射壁70e中的其余部分的光，从而使受折射的光沿光轴23X传输，同时使所述光稍微朝向光轴23X偏移。因此，采用所述反射光，通过明场照明照射所述信息代码。

因此，由于读取器10D具有起着明场和暗场照明器作用的光发射器60和构件70，因此读取器10D能够可靠地读取直接标记在物体上的信息代码，而不管诸如打印或雕刻的标记工艺、物体材料以及代码颜色如何。

此外，由于光发射器60设置于读取器10D之内，因而与光发射器60连接的馈线能够设置在读取器10D的内侧上。因此，读取器10D能够具有良好的外观。

此外，由于将构件70的反射壁70d设置为几乎相对于光轴23X呈45度角倾斜，因而能够使在壁70d上反射的光以预定发散角朝向光轴23X传输，同时稍微朝向信息代码偏移。因此，在壁70d上反射的光能够通过暗场照明或倾斜照明照射信息代码。也就是说，设置在构件70的前端上的壁70d能够起着暗场照明器的作用。

此外，由于在构件70的前端按照半球形形成了构件70的光透射壁70e，因而能够使在壁70e内折射的光以预定发散角沿光轴23X传输，同时稍微朝向光轴23X偏移。因此，在壁70e内折射的光能够通过明场照明或同轴降落照明(coaxially-fallen illumination)照射信息代码，因而壁70e能够起着明场照明器的作用。

第六实施例的变型

图31是从根据第六实施例的第一变型的读取器的正面观察的读取器的光发射器的正视图。图32是读取器的光发射器和光引导构件的顶视图。

如图31所示，根据这一变型的读取器10D具有替代图29所示的光发射器60的改型光发射器60A，光发射器60A与光发射器60的区别之处在于，光发射器60A具有衬底61A、在衬底61A上按环形布置的多个第一光发射单元62d和在衬底61A上按照环形布置的多个第二光发射单元62b。将发射单元62b设置为包围发射单元62d。将发射单元62b和62d的集合划分为四个块(按该顺序顺时针布置的顶部、右侧、底部和左侧块)。在每一块中有六个发射单元62b和六个发射单元62d。

在电路32的控制下，能够使四个块的发射单元62b轮流发光，也可以使之同时发光，能够使四个块的发射单元62d轮流发光，也可以使之同时发光。此外，可以使四个块的发射单元62b和62d同时发光，也可以使之轮流发光。通过与照明单元21b和21d相同的方式，每一发射单元62b和62d具有红色LED、绿色LED和蓝色LED。在使这三种LED同时发光时，所述发射单元发射白色光。此外，每一发射单元62b和62d能够逐一发射红色、绿色和蓝色光。每一个块的发射单元可以通过人工操作而发射光或者可以自动发射光。

如图32所示，根据这一变型的读取器10D具有替代构件70的改进光引导单元70A，单元70A与图30所示的构件70的区别在于，单元70A具有按照较小的双层圆柱形形成的第一光引导构件71和按照较大的双层圆柱形形成的、从构件71的外侧周界包围构件71的第二光引导构件72。

构件71由具有第一折射率的第一透明材料构成，构件72由具有第二折射率的第二透明材料构成，所述第二折射率高于所述构件71的第一个折射率。构件71具有面对发射单元62d的平坦后壁71a、面对透镜27的内侧周界壁71b和位于所述前端上的平坦反射壁71c。构件72具有面对发射单元62b的平坦后壁72a、外侧周界壁72b和位于前端的光透射壁72c。通过分隔壁70p将引导单元70A划分为构件71和72。发射单元62d发射的光几乎以直角入射在构件71的壁71a上，并穿过壁71a。之后，所述光通过壁70p和71b之间的空间传输。

壁71c几乎相对于光轴23X呈45度角倾斜。通过构件71传输的光在壁71c上受到反射，并以预定发散角朝向光轴23X传输，同时稍微朝向前侧(即朝向信息代码)偏移。因此，在壁71c上反射的光通过暗场照明照射信息代码，因而壁71c起着暗场照明器的作用。按照半球形形成构件72的壁72c。通过构件72传输的光在壁72c内受到折射，并以预定发散角沿光轴23X传输，同时稍微朝向光轴23X偏移。因此，在壁72c内折射的光通过明场照明照射信息代码，因而壁72c起着明场照明器的作用。

因此，由于读取器10D具有起着暗场照明器的作用的壁71c和起着明场照明器的作用的壁72c，因而读取器10D能够可靠地读取直接标记在物体上的信息代码，而不管诸如打印或雕刻的标记工艺、物体材料和代码颜色如何。

此外，由于读取器10D能够选择发射单元62d的块和发射单元62b的块并使之轮流发光，因而读取器10D能够轮流或同时选择暗场和明场照明器。因此，读取器10D能够通过适于打印或雕刻在物体上的信息代码的照明对信息代码进行光学读取。

此外，由于构件71的折射率小于构件72的折射率，因而降低从构件71的开放空间泄漏到构件72的开放空间的光的量。因此，读取器10D能够可靠地读取通过暗场照明以高亮度照射的信息代码。

图33是根据第六实施例的第二变型的读取器的光发射器60A和光引导构件的顶视图。

如图33所示，根据这一变型的读取器10D具有替代图32所示的单元70A的改型光引导单元70B，单元70B与引导单元70A的区别在于，单元70B的构件71额外具有位于壁71c上的反射涂层73。涂层73由铝等构成。涂层73起着全反射镜的作用。

相应地，由于涂层73对通过构件71的开放空间传播的光进行了全反射，因而读取器10D能够可靠地读取通过暗场照明以更高亮度照射的信息代码。

不应将这些实施例视为将本发明限制为这些实施例的结构，可以将本发明的结构与基于现有技术的结构结合起来。例如，由QR代码代表信息代码Q。但是，本发明可以适用于读取一维代码或除QR代码以外的二维代码的光学信息读取器。此外，本发明还能够适用于静止光学信息读取器。此外，本发明不限于被划分为四个块的照明器，还适用于被划分为三块或更多块的照明器。此外，可以在每一块中只设置单个照明单元。