CN1426570A - 利用具有漫射体之光导管的扫描器 - Google Patents

利用具有漫射体之光导管的扫描器 Download PDF

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Abstract

一种扫描器，包括通过光管(3820)将光发射至探测器阵列的光源(3810)。光管可包括反射面(3822)和漫射体(3824)。反射面可以直接或间接向着漫射体反射光(3815)，漫射体可使光漫射出光管。光管还可包括反射槽，该槽使光从反射面向着漫射体反射。漫射体可使光漫射到目标上，所述目标把光反射到探测器阵列。所述目标可为条形码、纸币，或任何可被扫描的目标物体。漫射体可以是可变漫射体。

Description

利用具有漫射体之光导管的扫描器
技术领域
本发明针对扫描器，具体地说，针对一种结合于光导管***中的扫描器，它含有光成形可变漫射体。
背景技术
当前，普通扫描***，如条形码识别***，都使用诸如发光二极管(LED)等点光源照明，而且是按点记录。这种***通常包括多个条形码照明器，它们沿着一串条形码扫描。这样的条形码照明器被用在装有扫描头的外壳中，在条形码受到所述条形码识别***中的探测装置处理之前，可使这种外壳往复扫过条形码。另外，也可将这种条形码照明器置于一个固定装置内，在所述探测装置处理所述条形码之前，使条形码本身往复移过条形码照明器。
令人遗憾的是，这种条形码照明器需要大体积的外壳和固定装置。在激光扫描照明器的情况下，这种***需要移动多个机械部件，如振动镜和转动镜，以及会聚镜片。激光扫描器的另一个缺点是眼睛的安全问题，它对于激光扫描器的使用者可能是要冒风险的。
漫射体在扫描***中是有用的。但可惜现有的各种漫射体只能按一种漫射角度漫射光。特别是现有的各种漫射体不能沿着漫射轴逐渐地改变漫射角度。此外，现有的漫射体不能根据漫射体的位置逐渐改变漫射角度。
当前还存在一个缺陷，即在各种应用中识别漫射体的有效性。比如，在扫描器的应用中就存在识别漫射体有效性的缺陷。另外，在其它应用，如编码器和传感器应用中也存在识别漫射体有效性的缺陷。
可将当前的编码器用于对表示物***置或移动的数据编码。例如，可将这些编码器用于控制汽车的转向轮子，计算所述转向轮子的转数。还可将这些编码器用于比如机器人所用的直流电机和其它直线电机，这当中的目的已不在于精度。在这种应用中，可将编码器用于计算电机的转数，以确定障碍移开的距离。
但遗憾的是，这些编码器体积较大，并在采用它们的装置内占据过大的空间。譬如，就不能以相对为平面的方式采用这些编码器。
各种扫描器都存在同样的问题，比如条形码阅读器中所用的扫描器。由于需要光的照射并需聚焦，所以现有的扫描器在采用它们的***内以及外壳中都占据过大的空间。譬如，这样的扫描器像所述各种编码器一样，就不能以相对为平面的方式被采用。
发明内容
本发明提供一种扫描器，这种扫描器可以包含光源，将光发射至光管和探测器阵列。所述光源可通过光管将光发射至探测器阵列。所述光管可以包括反射平面和漫射体。反射平面可将光直接或间接反射朝向漫射体，而漫射体可使光漫射出光管。所述光管还可包括反射槽，它将来自所述反射平面的光反射朝向漫射体。漫射体可将光漫射到目标上，目标再将光反射到探测器阵列。所述目标可以是条形码、纸币，或任何其它能够被扫描的物件。所述漫射体可以是各种漫射体。
各种漫射体都包括全息介质和漫射图样，所述漫射图样沿着全息介质逐渐改变漫射角度，使得对于赤裸的眼睛而言是感觉不到漫射角度变化的。漫射图样可以包括许多具有不同漫射角度的漫射图样，为了实现逐渐改变漫射角度，这些漫射图样是彼此交迭的。这些漫射图样可按每种漫射图样面积的10％彼此交迭，并且这些漫射图样可与全息介质的轴交叉地变化。
可以使用可变漫射体的原版实现可变漫射体。利用使用投射光的光源、位于从光源投射之光路中的掩膜和掩膜中之开孔的***形成可变漫射体的原版，所述开孔的尺寸可变，并且穿过掩膜的光透过所述开孔。所述***可以包括一个平板，其中掩膜中的开孔使光透过掩膜到达所述平板上，所述光源可将光投射穿过掩膜中的开孔到达平板的各连续交迭部分。所述***还可包括遮光板，以遮断某些自光源投射来的光。该***还可包括带开孔的第一屏蔽，它的开孔处于光路中，还包括开孔的第二屏蔽，它的开孔位于所述掩膜与平板之间。所述***各组件间的距离和尺寸都可随着光连续地投射到所述平板上而变化，以实现逐渐改变平板上的漫射图样。这种具有逐渐变化之漫射图样的平板可被用来形成具有如此图样的可变全息漫射体，使得观察不到各可变漫射体图样之间的差异。
还可将这种可变漫射体用于检测光的装置或传感器。所述传感器可包括波导、光源、准直光的装置和光探测器。用于准直光的装置可以是准直透镜，而所述波导可以维持光的准直。用于准直光的装置还可以是被置于波导内的可变漫射体，其中在光出射波导之前，可变漫射体准直所述的光。所述光源和探测器可被置于印刷电路板上的波导的同侧。可将一编码器置于所述波导与探测器之间。所述波导可包括金属端部和含有多个小平面的侧面。
通过在传感器和扫描器中采用可变漫射体和/或波导及光管，可以使传感器和扫描器减小尺寸，这样的尺寸是以前不用可变漫射体和光管所不能得到的。另外，通过使用可变漫射体和光管，因为减小了尺寸和更为精确的漫射图样，可以提高扫描及传感的精度。此外，通过使用可变漫射体，因为觉察不到不同的漫射角度之间的变化，所以能够得到视觉上更为精确的显示。
附图说明
以下将参照附图漫射本发明的优选实施例，其中类似的标号表示类似部件，其中：
图1是一种制作可变漫射体方法的示例说明图；
图2是一个平面的示例说明图；
图3是一个掩膜的示例说明图；
图4-7是改变掩膜上开口宽度的示例说明图；
图8是多个重叠漫射图样的示例说明图；
图9是平面移动方向的示例说明图；
图10是各种漫射图样的示例说明图；
图11是平面移动方向的示例说明图；
图12是各种漫射图样的示例说明图；
图13-16是改变开口宽度及高度的示例说明图；
图17是漫射图样的示例说明图；
图18是平面移动方向的示例说明图；
图19是漫射图样的示例说明图；
图20是平面移动方向的示例说明图；
图21是漫射图样的示例说明图；
图22是制作可变漫射体***的示例说明图；
图23-26是改变狭缝和锻模大小的示例说明图；
图27是平面上所得漫射图样的示例说明图；
图28是对称的可变漫射体的示例说明图；
图29是不对称的可变漫射体的示例说明图；
图30是背光显示中可变漫射体的示例说明图；
图31是一种传感器的示例说明图；
图32是另一实施例传感器的示例说明图；
图33是又一实施例传感器的示例说明图；
图34是一种条形码扫描器的示例说明图；
图35是另一实施例扫描器的示例说明图；
图36是又一实施例扫描器的示例说明图；
图37是再一实施例扫描器的示例说明图；
图38是一种光管***的示例说明图；
图39是另一实施例光管***的示例说明图；
图40是一种光管***的示例说明图；
图41是又一实施例光管***的示例说明图。
具体实施方式
图1是第一实施例制作可变漫射体或可变漫射体主平面的***100的示例说明图。通过将所述可变漫射体原版上的图样印制到全息介质上，可将所述可变漫射体原版用于随后在全息介质上形成多种可变漫射体。所述***100可包括准直光源，如激光器110，物镜120，柱面透镜130，掩膜140和平面150。可沿x轴设置***100的所有组件。可将平面150沿x轴置于离掩膜140距离d处。工作时，激光器110可通过物镜120、柱面透镜130和掩膜140将光投射到平面150上，以在平面150上形成漫射符号或微斑符号。可以根据平面150上所需的微斑形状，改变所述物镜120、柱面透镜130和掩膜140的尺寸、形状及相互距离。
可以改变柱面透镜130，以在平面150上得到特殊的足迹，或漫射角度。平面150可以是涂敷有耐水的光敏材料或光敏电阻材料的玻璃平面。可以改变距离d，以得到特殊的微斑形状。
图2是图1的平面150的示例说明图。可将平面150以及整个***100放在x-y-z坐标系内。例如，可沿x轴将平面150置于离掩膜140为距离d处。
图3是图1的掩膜140的示例说明图。所述掩膜140可包括互相间隔距离w的第一侧掩膜310和第二侧掩膜320。可将所述第一侧掩膜310和第二侧掩膜320结合，用以在掩膜140中形成宽度为w的开口或缝隙230。所述第一侧掩膜310和第二侧掩膜320可沿图2的y轴改变相互的距离。工作时，可以改变所述侧掩膜310和320之间的距离w，以影响激光器110投射到平面150上的光的分布。这种变化可以造成沿着平面150的漫射角度的改变。例如，两边掩膜之间的距离w越大，可以造成平面150上漫射角度越大。两边掩膜之间的距离w越小，可以造成平面150上漫射角度越小。
换句话说，可以改变所述开口的宽度，以控制通过该开口330的光量。宽度w越小，将造成通过开口330的光量越少，这直接对应于在平面150上得到的轮廓。宽度w越窄，可以造成越窄的椭球面的角度，宽度w越宽，可以造成越宽的椭球轮廓。
通过曝光然后再移动平面150，并改变宽度w，可在同一平面上记录漫射角度的变化。可以分段方式进行这些调节，在平面150上得到适当分布的角度。相应地，可以按分段方式改变漫射角度，使平面150上的漫射图样重叠。于是，能够形成可变的漫射体，这种漫射体具有渐变的漫射图样，这意味着漫射角度没有足以被觉察到的突变。
此外，可以沿着图2的任何轴重新配置平面150，并可调节开口330的宽度w，使得当有光从激光器110投射到平面150上时，在平面150上的不同位置处可以改变漫射角度。另外，可以按逐渐增加的方式重新配置平面150，使得随着开口330的宽度w的改变，从激光器110投射的光沿着平面150以逐渐增加的方式重叠。这种沿着平面150的重叠可以造成漫射角度的改变。于是，所得的形成于平面150上的漫射体可以在不同位置以不同的角度漫射光，使漫射角度的变化不易为赤裸的眼睛所觉察。譬如，投射到平面150的光可以重叠平面150上光投射面积的10％。相应地，所得的平面是可变的漫射体，以按变化的角度渐变的方式漫射光。
图4-7是掩膜140上开口230的宽度w变化的示例说明图。例如，可使开口230的宽度w变化达到分布如图4-6所示的0.2mm、0.5mm、1mm和3mm开口宽度。图8是平面150上由变化宽度的开口230所得重叠漫射图样810-860的示例说明图。工作时，可沿着y轴移动平面150，同时改变开口230的宽度，以得到漫射图样810-840。
图9是随着开口230改变宽度，平面150沿y轴移动方向的示例说明图。按照一种优选的实施例，平面150沿y轴以水平逐渐加大的方式或渐进的方式移动。按照每一次逐渐增大的改变，光投射在平面150上，在平面150上形成多个重叠或变化的漫射图样。按照另一实施例，平面150的移动及开口230宽度的变化可以是自动的，使得在平面150移动的同时，开口230改变宽度，在平面150上形成变化的漫射图样。图10是可在平面150上形成的各种漫射图样的示例说明图。漫射图样1-4、5-8、9-12和13-16分别对应于开口宽度为0.2mm、0.5mm、1mm和3mm。
图11是随着开口230改变宽度，平面150沿z轴移动方向的示例说明图。按照一种优选的实施例，平面150沿z轴以竖直逐渐加大的方式、渐进的方式或自动方式移动，有如图9所揭示的那样。图12是按照竖直移动可在平面150上形成的各种漫射图样。
图13-16是改变掩膜140上开口230的宽度w和高度h的示例说明图。在本实施例中，可以使用多个附加的侧掩膜改变开口230的高度。比如图13-16所分别表示的那样，可使开口230的宽带w和高度h改变达到尺寸为0.2×4m、0.2×8mm、0.2×16m和0.2×32mm的开口。图17是由分别按照图13-16改变开口230的宽度在平面150上所得漫射图样1710-1740的示例说明图。随着所述开口长度的改变漫射体的主要角度变化。
图18是随着开口230大小的改变，平面150沿y轴移动方向的示例说明图。按照一种优选的实施例，平面150以渐进方式或连续方式沿y轴水平增大地移动。利用自动操作***，可使平面150连续地沿y轴移动。在每一步增大的变化时，光投射到平面150上，在平面150上形成变化的或者交迭的漫射图样。图19是可在平面150上形成的各种漫射图样的示例说明图。
图20是随着开口230大小的改变，平面150沿z轴移动方向的示例说明图。按照一种优选的实施例，平面150以渐进方式或连续方式沿z轴竖直增大地移动，有如图9所公开的那样，用以把光适宜地投射到平面150上。图21是根据竖直移动，可在平面150上形成的各种漫射图样的示例说明图。
图22是按照另一实施例制作可变漫射体的***2200的示例说明图。所述***2200可包括激光器2210、物镜2220、第一屏蔽2230、掩膜2240、遮光件2250、第二屏蔽2260和平面2270。***2200的所有部件可沿x轴放置。第一屏蔽可包括开口2235，第二屏蔽可包括开口2265。图22示出第二屏蔽2260和沿x轴按多个位置P1-P4放置的平面。可将***2200安置在与图2类似的坐标系上。工作时，激光器2210可通过物镜2220、第一屏蔽2230、掩膜2240、遮光件2250和第二屏蔽2260投射于平面2270上，在平面2270上形成漫射符号。
图23-26分别是可按位置P1-P4变化的各种尺寸开口2253及遮光件2250的示例说明图。例如，图26示出在位置P1处可以是非常大或者没有屏蔽2230和非常小的或者没有遮光件2250。有如前面各图所揭示的那样，可以在平面2270上接续地和/或交迭并且增大地或者连续地形成所得的微斑。图27是从改变***2200各部件的大小和位置P1-P4在平面2270上所得的变化的漫射图样或微斑图样的示例说明图。较大的圆圈表示较大的角度。
可将所述***用于各类可变漫射体，通过所述漫射体逐渐改变漫射角。所述漫射角的逐渐变化意味着漫射角的增大变化不易为裸眼所觉察。通过使多个漫射图样交迭形成这种逐渐的改变。也可以通过掩膜中的至少一个开口变化的同时连续地移动一个平面形成，而自动地连续形成多个漫射图样，借以实现这种逐渐变化。可以实现的各类可变漫射体可包括对称的可变漫射体和不对称的可变漫射体。
图28是对称的可变漫射体2800的示例说明图。这种对称的可变漫射体的漫射角沿该漫射体可呈对称变化。例如，这种漫射体可以从漫射体边缘处的20°逐渐改变成漫射体中心处的3°，再回到漫射体相对另一边缘处的20°。
图29是不对称的可变漫射体2900的示例说明图。这种不对称的可变漫射体的漫射角沿该漫射体可呈不对称的变化。例如，这种漫射角可以从一端的较小角逐渐改变成另一端处的较大角度。在另一个例子中，根据可变漫射体想要的应用，所述漫射角可沿该漫射体的不同位置处而变化。
图30是背光显示器3000中可变漫射体的示例说明图。所述背光显示器3000可包括可变漫射体3010和被置于该可变漫射体3010相对两端的光源3020及3030。工作时，光源3020和3030可为背光显示器3000提供光。可变漫射体3010可按沿该可变漫射体3010纵轴变化的角度反射光。例如，所述纵向的角度可从该可变漫射体3010中心处的20°变化到该可变漫射体3010两个边缘处的3°。另外，这种背光显示器可以只在可变漫射体3010的一个边缘处包括一个光源。在这样的实施例中，可变漫射体3010可以对称的方式沿该可变漫射体3010的纵轴改变漫射角。
图31是编码器或传感器3100的示例说明图。传感器3100可包括光源3110，如LED，从该光源投射光3115。还包括准直透镜3120、编码器磁盘3140、在所述编码器磁盘3140中的多个小孔3150，以及探测器3130，如光电探测器。工作时，光源3110将光3115投射到准直透镜3120上。准直透镜3120对光3115进行准直，用以投射到编码器磁盘3140上。所述编码器磁盘3140可绕该编码器磁盘3140的轴旋转。探测器3130检测穿过编码器磁盘3140中各小孔3150的光3115。当编码器磁盘3140旋转时，探测器3130可检测光3115的变化。另外，所述多个小孔3150可按特定的图样排列。通过按特定的图样排列各小孔3150，探测器3130检测小孔3150方面的变化，从而确定编码器磁盘3140的位置。探测器3130可将信号送给外部装置，以使该装置能够确定所述编码器磁盘3140何时以怎样的速度绕其轴旋转到什么程度。该外部装置还可以由探测器3130送来的信号确定编码器磁盘3140的位置。所揭示的***并不限于各种编码器磁盘。可与移动的纸页或任何能在探测器中使用的其它装置一起使用所揭示的***。
图32是传感器3200示例说明图。传感器3200可包括诸如LED类的光源3210，从该光源3210投射光3215。还包括准直透镜3220、诸如全息光管类的波导3230、编码器磁盘3240、在所述编码器磁盘3240中的多个小孔3250，以及探测器3260，如光电探测器，还有印刷电路板(PCB)3270。可用多个销子3280将波导3230支撑于PCB3270上。波导3230可有两个端部3233和3236。为反射光3215，可使该二端部3233和3236金属化。另外，可使所述两个端部3233和3236按与波导3230底部成30°-50°之间的角度被定位。可使光源3210和探测器3260基本上位于同一平面内，并可将二者附于PCB3270上。
工作时，光源3210将光3215投射到准直透镜3220上。准直透镜3220对光3215进行准直，用以通过波导3230投射到编码器磁盘3240和探测器3260上。所述波导保持光3215准直，并使光通过到达编码器磁盘3240。所述编码器磁盘3240可绕该编码器磁盘3240的轴旋转。探测器3260检测穿过编码器磁盘3240中各小孔3250的光3215。当编码器磁盘3240旋转时，探测器3260可以与关于传感器3100所公开的同样方式检测光3215的变化。
图33是另一实施例传感器3300的示例说明图，其中类似的部件与图32中的部件标号相对应。如图所示，传感器3300无需使用准直透镜3220。这个传感器3300可以使用可变漫射体，呈可变反射镜形式，也即位于波导3230内的金属化的槽或多个小平面3310。可将这些小平面或可变漫射体设置在波导3230的底部3380处。当光3215通过波导3230时，这些小平面3310可以使光受到准直。例如，可将所述可变漫射体设置在波导3230的底部，并可采用变化的反射角，结果使已准直的光离开偏转器到达编码器磁盘3240。另外，波导3230不需要像所表示的那样把光3215调整180°。波导3230可以把光3215导引出该波导3230的侧面，从而可将编码器磁盘3240和探测器3260设置在波导3230的一侧。此外，波导3230可以导引光3215，使得可以把光导引出该波导3230的顶部，到达被设置在波导3230上方的编码器磁盘3240及探测器3260。
所述编码器可被用于多种汽车的应用中，比如检测导向轮的转数。还可将所述编码器用于比如机器人的应用中，确定机器人手臂移动的量。因此，所述编码器对任何情况都有广泛的应用多样性，这当中它可望用于确定目标物体的位置或移动。
图34是扫描器3400的示例说明图。扫描器3400可包括外壳3410、光源3420、从光源3420发射的光3425、多个透镜3430、会聚透镜3440和探测器阵列3450。所述光源3420可以是表面安装的发光二极管(LED)。有如图34所示的那样，可将扫描器3400的所有部件附于外壳3410上。
工作时，光源3420发射光3425，所述光被投射通过各个透镜3430。各透镜3430可有衍射光栅，使光3425指向条形码3460，光3435在那里受到反射，返回会聚透镜3440。会聚透镜3440可以将光3425聚焦并延伸至探测器阵列3450上。然后探测器阵列3450可以检测条形码3460的图样。
图35是另一实施例扫描器3500的示例说明图。扫描器3500可包括光源3510、从光源3510发射的光3515、光管或者波导3520、会聚透镜3530和探测器阵列3540。所述光源3510可以是表面安装LED。另外，所述光管3520可有两个侧面，它们有金属化的表面3522、内部全反射(TIR)槽3524和可变漫射体3526。
工作时，光源3510可发射光3515，所述光进入光管3520。光3515可受到反射而离开金属化表面3522到达TIR槽3524。TIR槽3524可将光3515反射并再指向可变漫射体3526。然后，可变漫射体3526再把光聚焦于诸如条形码3530等目标上。可将所述可变漫射体3526做成使它的一部分远离扫描器3500的中心，这部分把光3515以比该可变漫射体3526的较为接近扫描器3500中心的部分更大些的角度再指向目标。因此，可变漫射体3526可以有远离扫描器3500中心的小角度漫射，和接近扫描器3500中心的大角度漫射。于是，可使光3515更为有效地被指向条形码3550。然后，条形码3550把光反射到会聚透镜3530。会聚透镜3530可使光聚焦在探测器阵列3540上，在那里探测器阵列3540可以检测条形码3550上的图样。
通过使扫描器3400的尺寸减小到小于扫描器3500的尺寸，可以实现更为小型化的设计。另外，由于在被探测器阵列3540检测之前，光3515走过的距离很小，所以较小的扫描器3500可以更加精确。
图36是又一实施例扫描器3600的示例说明图。扫描器3600可包括光源3610、从光源3610发射的光3615、光管3620和探测器阵列3630。所述光源3610可以是表面安装LED。另外，所述光管3620可有两个侧面，它们有金属化的表面3622、内部全反射(TIR)槽3624和可变漫射体3626。
工作时，光源3610可发射光3615，所述光进入光管3620。光3615可受到反射而离开金属化表面3622到达TIR槽3624。TIR槽3624可将光3615反射并再指向可变漫射体3626。然后，可变漫射体3626再把光聚焦于探测器阵列3630上。可将所述可变漫射体3626做成使它的一部分远离扫描器3600的中心，这部分把光3615以比该可变漫射体3626的较为接近扫描器3600中心的部分更大些的角度再指向目标。因此，可变漫射体3626远离扫描器3600中心可以有小角度的漫射，在接近扫描器3600中心有大角度的漫射。
图37是再一实施例扫描器3700的示例说明图。扫描器3700可包括光源3710、从光源3710发射的光3715和光管3720。所述光源3710可以是表面安装LED。另外，所述光管3720可有两个侧面，它们有金属化的表面3722和反射式可变漫射体3724。
工作时，光源3710可发射光3715，所述光进入光管3720。光3715可受到反射而离开金属化表面3722到达所述反射式可变漫射体3724。反射式可变漫射体3724可将光3715反射出光管3720并再指向光管。在一则优选实施例中，在光3715出光管3720之前，可变漫射体可以准直所述光3715。于是，可将所述可变漫射体3724做成使它的一部分远离扫描器3700的中心，这部分把光3715以比该可变漫射体3724的较为接近扫描器3700中心的部分更大些的漫射角再指向目标。因此，可变漫射体3724远离扫描器3700中心可以有小角度的漫射，在接近扫描器3700中心有大角度的漫射。
图38是光管***3800的示例说明图。该光管***3800可包括光源3810、从光源3810发射的光3815和光管3820。所述光源3810可以是表面安装LED。另外，所述光管3820至少可有一个侧面，它们有金属化的表面3822和呈反射式可变漫射体形式的可变漫射体3824。
工作时，光源3810可发射光3815，所述光进入光管3820。光3815可受到反射而离开金属化表面3822到达所述可变漫射体3824。可变漫射体3824可将光3815反射出光管3820并再指向光管。在一则优选实施例中，在光3815出光管3820之前，可变漫射体3824可以准直所述光3815。于是，可将所述可变漫射体3824做成部分可变漫射体3824远离光源3810，这部分把光3815以比该可变漫射体3824的较为接近光源3810的部分更大些的漫射角再指向目标。因此，可变漫射体3824在接近光源3810处可以有小角度的漫射，在远离光源3810处有大角度的漫射。
图39是另一实施例光管***3900的示例说明图。该光管***3900可包括位于该光管***一侧的光源3910、从光源3910发射的光3915、光管3920和探测器阵列3940。所述光源3910可以是表面安装LED。另外，所述光管3920至少可有一个侧面，它们有诸如金属化表面3922的反射面和可变漫射体3924。
工作时，光源3910可发射光3915，所述光进入光管3920的侧面。光3915可受到反射而离开漫射体表面3924到达探测器阵列3940。于是，可将所述可变漫射体3924做成部分可变漫射体3924远离光源3910，这部分把光3915以比该可变漫射体3924的较为接近光源3910的部分更大些的漫射角再指向目标。因此，可变漫射体3924在接近光源3910处可以有小角度的漫射，在远离光源3910处有大角度的漫射。
图40是又一实施例光管***4000的示例说明图。该光管***4000可包括光源4010、从光源4010发射的光4015和光管4020。所述光源4010可以是表面安装LED并可位于光管4000的侧面。另外，所述光管4020可有一个呈反射式可变漫射体的可变漫射体4022。
工作时，光源4010可发射光4015，所述光进入光管4020。可变漫射体4022可以将光3915反射离开光管4020并再指向光管。于是，可将所述可变漫射体4022做成部分可变漫射体4022远离光源4010，这部分把光4015以比该可变漫射体4022的较为接近光源4010的部分更大些的漫射角再指向目标。因此，可变漫射体4022在接近光源4010处可以有小角度的漫射，在远离光源4010处有大角度的漫射。
图41是再一实施例光管***4100的示例说明图。该光管***4100可包括位于该光管***一侧的光源4110、从光源4110发射的光4115、光管4120和光成形漫射体4140。所述光源4110可以是表面安装LED。另外，所述光管4120至少可有一个侧面，它们有诸如金属化表面或内部全反射面4122的反射面和可变漫射体4124。
工作时，光源4110可发射光4115，所述光进入光管4120的侧面。光4115可受到反射而离开漫射体表面4124。可变漫射体4124可以通过光成形漫射体4140使光4115再指向而出去光管4120。然后，所述光成形漫射体4140可将出了光管4120的光成形。于是，可将所述可变漫射体4124做成部分可变漫射体4124远离光源4110，这部分把光4115以比该可变漫射体4124的较为接近光源4110的部分更大些的漫射角再指向目标。因此，可变漫射体4124在接近光源4110处可以有小角度的漫射，在远离光源4110处有大角度的漫射。
所述各扫描器并不限于条形码扫描器。例如，可将扫描器3500用作货币或者票据接收器。工作时，比如将货币送入自动贩卖机。然后，扫描器3500就可以扫描货币，以检验货币并确定货币的面值。在这一实施例中，图35的条形码可为适于操作的货币所代替。探测器阵列3540可用来检测货币的各个符号。
可变漫射体可被用于各种应用中，如电梯楼层号数的显示、道路标记、机场的出发标记、店铺标记、出口标记、建筑照明、气体情况标记、汽车显示、驾驶舱显示、医学传感器、传感器照明、机器显示中的传感器光源、全球定位***的单元、银行终端、玩偶或工业应用。
本发明并不限于所示各单元的特定组合。所示这些单元都是可以相互改变的，以实现其它实施例中间每一实施例的优势。例如，可将图37-40中所示的光管形式与图33的传感器3300组合，在通过编码器3240把光送到探测器3260之前，实现适宜的准直。
虽然已按其多种实施例描述本发明，但对于那些熟悉本领域的人而言，显然将会出现多种变换、改型和变化。相应地，有如这里所述的本发明各优选实施例旨在说明而非限定。可以作出各种变换而不致脱离本发明的精髓和范围。

Claims (42)

1.一种扫描光的装置，它包括：
发射光的光源；
光管，被置于自光源发射之光的路径中，所述光管包括反射面和漫射体，所述反射面向着漫射体反射光，所述漫射体使光漫射出光管；
探测器阵列，接收自光源发射的光。
2.如权利要求1所述的扫描光的装置，其特征在于，所述光管还包括反射槽，其中所述反射面经反射槽向着漫射体反射光，并且所述反射槽向着所述漫射体反射光。
3.如权利要求1所述的扫描光的装置，其特征在于，还包括目标，其中所述目标向着所述探测器阵列反射来自漫射体的光。
4.如权利要求3所述的扫描光的装置，其特征在于，所述目标至少包括条形码、文件、***、支票、旅行支票、机械可视物件及货币。
5.如权利要求3所述的扫描光的装置，其特征在于，还包括会聚透镜，其中所述会聚透镜向着所述探测器阵列聚焦自所述目标反射的光。
6.如权利要求2所述的扫描光的装置，其特征在于，所述光源包括平面安装的发光二极管。
7.如权利要求1所述的扫描光的装置，其特征在于，所述漫射体包括与至少一个可变漫射体和与棱镜结构结合的非朗伯(non-lambertian)漫射体。
8.一种漫射光的装置，它包括：
全息介质；
沿着全息介质漫射角逐渐变化的漫射图样。
9.如权利要求8所述的漫射光的装置，其特征在于，所述角度至少为45°和135°当中之一。
10.如权利要求8所述的漫射光的装置，其特征在于，所述漫射图样可包括具有不同漫射角的多个漫射图样，这多个漫射图样互相交迭，形成沿着全息介质逐渐变化的漫射图样。
11.如权利要求10所述的漫射光的装置，其特征在于，所述多个漫射图样互相交迭每个漫射图样面积的大约10％。
12.如权利要求10所述的漫射光的装置，其特征在于，所述漫射图样沿全息介质的轴不对称地变化。
13.如权利要求10所述的漫射光的装置，其特征在于，所述漫射图样沿全息介质的轴线性变化。
14.如权利要求10所述的漫射光的装置，其特征在于，至少还包括电梯楼层号数显示、道路标记、机场的出发标记、店铺标记、出口标记、建筑照明、气体情况标记、汽车显示、驾驶舱显示、医学传感器、传感器照明、机器显示中的传感器光源、全球定位***的单元、银行终端、机器显示、玩偶或工业应用当中之一，它们都含有全息介质。
15.一种制作可变漫射体原版的***，它包括：
投射光的光源；
在光源所投射光的路径中的掩膜；
掩膜中的开口，该开口的大小是可变的，并使光通过所述掩膜。
16.如权利要求15所述的制作可变漫射体原版的***，其特征在于，还包括平面，其中所述掩膜中的开口使光通过掩膜而到达所述平面。
17.如权利要求16所述的制作可变漫射体原版的***，其特征在于，所述光源持续地投射光，通过所述掩膜中的开口，投射到所述平面的交迭部分上。
18.如权利要求16所述的制作可变漫射体原版的***，其特征在于，所述光源持续地投射光，通过所述掩膜中的开口，沿着轴线投射到所述平面的交迭部分上。
19.如权利要求16所述的制作可变漫射体原版的***，其特征在于，还包括在光源投射之光的路径中的柱面透镜。
20.如权利要求16所述的制作可变漫射体原版的***，其特征在于，还包括被置于掩膜与光源相对一侧的遮光件，所述遮光件还可被置于光源投射之光的路径中，所述遮光件遮断光源投射光的一部分。
21.如权利要求17所述的制作可变漫射体原版的***，其特征在于，还包括；
位于光源投射光的路径中的第一屏蔽；
第一屏蔽中的开孔，该第一屏蔽中的开孔使光源投射的一部分光能够通过该开口。
22.如权利要求21所述的制作可变漫射体原版的***，其特征在于，还包括：
被置于所述掩膜与光源相对一侧上的第二屏蔽，该第二屏蔽还还可被置于光源投射之光的路径中；
第二屏蔽中的开孔，该第二屏蔽中的开孔使光源投射的一部分光能够通过该开口。
23.如权利要求21所述的制作可变漫射体原版的***，其特征在于，所述第二屏蔽被置于离开所述掩膜和光源之一一段距离，并且所述距离随着所述平面的每个交迭部分变化。
24.如权利要求17所述的制作可变漫射体原版的***，其特征在于，所述掩膜和第二屏蔽的开口的尺寸随所述平面的每个交迭部分变化。
25.一种制作可变漫射体原版的方法，包括如下步骤：
在光源前面放置平面；
继而从光源把光发射到所述平面的各交迭部分上。
26.如权利要求25所述的制作可变漫射体原版的方法，还包括如下步骤：
在所述平面与光源之间放置其中带有开口的掩膜；
随着光源每次持续发射光而改变所述掩膜中的开口尺寸。
27.如权利要求26所述的制作可变漫射体原版的方法，还包括如下步骤：
在所述掩膜与平面之间放置遮光件；
随着至少一次持续发射光而改变所述遮光件的尺寸。
28.如权利要求27所述的制作可变漫射体原版的方法，还包括如下步骤：
在所述遮光件与平面之间放置屏蔽，所述屏蔽中具有开口；
随着每次持续发射光而改变所述屏蔽中的尺寸。
29.如权利要求26所述的制作可变漫射体原版的方法，还包括随着每次持续发射光而改变所述平面离光源的距离。
30.一种扫描光的装置，它包括：
波导；
被置于所述波导一侧的光源，所述光源通过所述波导发射光；
准直光的部件；
光探测器，它检测光源通过波导所提供的光。
31.如权利要求30所述的扫描光的装置，其特征在于，所述准直光的部件包括被置于光源与波导之间的准直透镜，该准直透镜准直光源通过波导所提供的光，当光通过所述波导时，该波导保持光的准直。
32.如权利要求31所述的扫描光的装置，其特征在于，还包括印刷电路板，所述光源和光探测器都被置于该印刷电路板上。
33.如权利要求30所述的扫描光的装置，其特征在于，还包括编码器，所述编码器被置于所述探测器与波导之间。
34.如权利要求33所述的扫描光的装置，其特征在于，所述编码器为一编码器磁盘。
35.如权利要求30所述的扫描光的装置，其特征在于，所述波导具有第一金属化端部、第二金属化端部和包含多个小平面的侧面，所述第一金属化端部位于波导的与第二金属化端部相对的一端。
36.如权利要求35所述的扫描光的装置，其特征在于，所述第一金属化端部和第二金属化端部与所述包含多个小平面的侧面处于成30°至50°的角度范围。
37.如权利要求30所述的扫描光的装置，其特征在于，所述光探测器被置于临近所述波导的与光源同一侧。
38.如权利要求30所述的扫描光的装置，其特征在于，所述准直光的部件是可变漫射体。
39.一种检测光的装置，它包括：
波导；
位于临近光管一侧的光源，该光源对波导发射光；
编码器；
光探测器，该光探测器检测由光源通过所述波导和编码器提供的光。
40.一种分配光的装置，它包括：
光管；
置于光管上的可变漫射体。
41.一种扫描光的装置，它包括：
发射光的光源；
位于自光源发射光的路径中的波导，该波导包括反射面和漫射体，所述反射面把光向着所述漫射体反射，所述漫射体把光漫射出所述波导；
探测器阵列，接收自光源通过所述波导发射的光。
42.如权利要求3所述的扫描光的装置，其特征在于，所述目标包括一组条形码、文件、***、支票、旅行支票、机械可视物件及货币中的至少一个，以使所述至少一组装置最小化。
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