CN102466944A - 可同时用于瞄准及照明的摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可同时用于瞄准及照明的摄像装置，包括发光单元和摄像单元。发光单元发光形成明确轮廓的光照区，用于将光瞄准并照射被拍摄物。摄像单元获取光在被拍摄物的反射光像。发光单元发光形成的光照区恰好在摄像单元的摄像区内。因此，拍摄时，将光照区对准被拍摄物，便可成功获取被拍摄物的图像。根据本发明，发光单元一方面可作为照明，并可清楚地显示光照区的位置，同时有效地实现瞄准。

Description

可同时用于瞄准及照明的摄像装置
技术领域
本发明涉及一种可同时用于瞄准及照明的摄像装置，尤其是仅通过一个光源同时实现瞄准和照明的摄像装置。
背景技术
现在二维码的应用大多为用摄像头照相的方式取像。为适应不同的环境光线，用摄像头照相的方式取像必须用一种光源将被取像的物件照明以得到清晰的图像，而目前这种面阵的照明光源一般都为发光二极管(LED)。发光二极管的照明为一个模糊的光晕，无法准确的将被照物对准，故而经常需要再用一个补助的瞄准光线来瞄准将被取像的物件。目前常用的瞄准器一般可用发光二极管或用激光通过透镜做成一个瞄准光线。采用这两种取像方式均有其各自的先天缺陷：一是发光二极管的照明清晰度及均匀度很差，以致难以准确取像及成像品质不好；二是由于有三条光路——摄像头成像光路、发光二极管照明光路和瞄准线光路，对在景深范围内的被取像的物件难以达到一致的效果。
根据本发明的摄像装置，可用于各种需求的影像捕获，当然用于条形码图像的捕获，包括二维码的图像，其效果是非常好的。根据本发明的摄像装置，简化了摄像装置的结构，实现摄像装置体积更小，从而也降低了成本，并捕获更更真实的影像。
发明内容
本发明的目的是提供一种可同时用于瞄准及照明的摄像装置。
根据本发明的摄像装置，包括：发光单元，用于将光瞄准和照射被拍摄物，并形成明确轮廓的光照区；摄像单元，获取所述光在被拍摄物的反射光像；所述光照区覆盖所述摄像单元的摄像区。
在一个优选的实例中，所述发光单元包括激光光源和复眼透镜，所述复眼透镜和所述激光光源自被拍摄物往摄像装置方向依次排列。进一步的，所述发光单元进一步包括一准直镜，所述复眼透镜、所述准直镜和所述激光光源自被拍摄物往摄像装置方向依次排列。优选的，所述发光单元在所述摄像单元一侧，所述发光单元的中轴线与所述摄像单元的中轴线相交。
本发明另一方面提供了一种可同时用于瞄准及照明的摄像装置，包括：激光发光单元，用于将光瞄准和照射被拍摄物，并形成明确轮廓的光照区；激光驱动器，驱动并使所述激光发光单元发光；摄像单元，获取所述光在被拍摄物的反射光像；数字信号处理器，向所述激光驱动器发出照明信号和向摄像单元发出摄像信号；所述光照区覆盖所述摄像单元的摄像区，所述激光驱动器接收来自所述数字信号处理器的照明信号后，驱动所述激光发光单元发光。优选的，所述发光单元包括激光光源、准直镜和复眼透镜，所述复眼透镜、所述准直镜和所述激光光源自被拍摄物往摄像装置方向依次排列。优选的，所述发光单元在所述摄像单元一侧，所述发光单元的中轴线与所述摄像单元的中轴线相交，形成夹角。
附图说明
图1为现有技术的摄像装置结构示意图；
图2是本发明摄像装置的结构示意图；
图3是本发明一个优选实施例的发光单元的结构分解图；
图4是本发明的摄像装置立体分解图；
图5是本明发又一个优选实施例的结构方框图；
图6是本发明的摄像装置立体分解图。
具体实施方式
以下将结合本发明的不同实施实例对其进行描述。本领域技术人员不通过创造性劳动便可知悉可以通过多种不同的替代技术方案实现本发明的技术特征和发明目的，因此，以下所描述的实施例仅仅是描述性的而非限制性的。
现有技术的摄像装置，通常有两组光源：一是照明光源；二是瞄准光源，照明光源和瞄准光源分别由一个或多个发光体组成。图1是现有技术的摄像装置结构示意图，展示了现有常用的摄像装置中的一种。如图所示，摄像装置包括第一发光单元100、第二发光单元200和摄像单元300。其中第一发光单元100为照明光源，将光照射在被拍摄物上，第二发光单元为瞄准光源，可发光形成一瞄准线。根据现有技术的摄像装置采用二个光源，其中第一发光单元100为单独专用的照明光源，由四个发光体组成；第二发光单元200为单独专用的瞄准光源，由二个发光体组成。这种现有技术的摄像装置采用单独的照明光源和单独的瞄准光源，其发光单元的结构是比较复杂的，需要的发光体是较多的，由此整个产品的设计上也会变得更为复杂一些，造成体积更大，成本更高，且其对在景深范围内的被取像的物件难以达到一致的效果。
图2是本发明摄像装置的结构视意图。如图所示，根据本发明的摄像装置，包括发光单元100和摄像单元300。发光单元100发光形成明确轮廓的光照区，用于将光瞄准并照射被拍摄物。摄像单元300获取光在被拍摄物的反射光像。摄像单元300的摄像区覆盖了发光单元100发光形成的光照区。这样，在拍摄时，只要将光照区对准被拍摄物，因为被拍摄物完全被光照区覆盖，便可简单地获取被拍摄物的图像。由于发光单元100形成了明显轮廓的光照区，在拍照时，要瞄准被拍摄物是十分容易的，使用起来便十分便利，尤其对被拍攝面较小的被拍摄目标或者体积比较小的被拍摄物时，使用本发明的摄像装置更是能很好地实现了瞄准这一目的，对提高的摄像效果和效率有很大的帮助。如图所示，根据本发明，使用一个发光单元便可同时实现照明和瞄准功能，大大地简易和产品的结构，及降低产品成本。
图3是本发明一个优选实施例的发光单元的结构分解图。如图所示，发光单元100包括激光光源101、准直镜102和复眼透镜103。复眼透镜103、准直镜102和激光光源101自被拍摄物往摄像装置方向依次排列。激光光源101发出的激光束经由准直镜102，由准直镜102将激光光源101所发出的单一波长光平行并聚焦到复眼透镜103。由准直镜102和复眼透镜103组成的透镜组将聚焦的平行光扩展为一个方形的面光。本发明的摄像装置选用的复眼透镜一般可以选择苍蝇眼，当然也可选用其他的复眼透镜。通过苍蝇眼透镜可将激光扩展为一个配合摄像单元300的摄像头成像大小的矩形光投射在要被取像的物件上，一方面可作为照明，并可清楚地显示光照区的位置，同时有效地实现瞄准。而苍蝇眼透镜同时可消除由激光所产生的光斑。由于激光所发出的为单一波长光，极易成型为形体分明的方形的面光，故而不但可做照明之用，且其形成明确的轮廓，亦可同时兼作瞄准，定位光源之用，从而可以实现“看到什么便捕捉到什么图像！”本发明选用准直镜，这样有一定发散角的光线通过准直镜出来发散角很小，接近平行光。复眼透镜是平行光通过很多个微型透镜变为有一定发散角的方形光斑，许多方形光斑组合成光照区，实现了均匀照明。
图4是本发明的摄像装置立体分解图。如图所示，发光单元100在摄像单元300一侧，发光单元100的中轴线100b与摄像单元300的中轴线300b相交，形成夹角tan。此夹角大小可以根据实际设计需要而定，一般可选为1至10度，其中比较理想的夹角大小约为5度。根据本发明对夹角的设计，发光单元100的中轴线100a与摄像单元300的中轴线200不是平行的，因此两者将会相交，并形成一定的夹角，这样才可成功且十分有效地实现摄像区覆盖光照区，从而实用发光单元100的瞄准和照明的功能。
图5是本明发又一个优选实施例的结构方框图。如图所示，根据本发明的摄像装置，包括激光发光单元100，激光驱动器200，摄像单元300和数字信号处理器400。激光发光单元100形成明确轮廓的光照区100a，用于将光瞄准并照射被拍摄物。摄像单元300获取激光发光单元100发出的光在被拍摄物的反射光像，其摄像区300a覆盖被光照区100a。数字信号处理器400向激光驱动器200发出照明信号和向摄像单元300发出摄像信号。激光驱动器200接收来自数字信号处理器400的照明信号后，驱动激光发光单元100发光。进一步参考图6，发光单元100包括激光光源101、准直镜102和复眼透镜103。摄像单元300(二维摄像头)与数字信号处理器400电连接，接受来自数字信号处理器400的拍摄信号。复眼透镜103、准直镜102和激光光源101自被拍摄物往摄像装置方向依次排列。激光光源101发出的激光束经由准直镜102，由准直镜102将激光光源101所发出的单一波长光平行并聚焦到复眼透镜103。由准直镜102和复眼透镜103组成的透镜组将聚焦的平行光扩展为一个方形的面光。优选的，发光单元100在摄像单元300一侧，发光单元100的中轴线100b与摄像单元300的中轴线300b相交，形成夹角tan。此夹角大小可以根据实际设计需要而定，一般为1至10度，较为理想的夹角大小是约为5度。根据本发明对夹角的设计，可成功有效地实现摄像区覆盖光照区，从而实用发光单元100的瞄准和照明的功能。根据本发明，在摄像装置内设置有一个数字信号处理器(DSP)400，将经过ADC数模转换器401生成的数字信号处理，可以实用对各种图像比例的格式，照相快门的控制，曝光控制，信号输出格式，图框大小设定，像素整合处理，自动曝光，自动白平衡，自动增益控制等，并可再经由接口端500将数字化的影像信号输出。通过数字信号处理器(DSP)400还可对摄像单元300进行控制，以控制图像的桢率，曝光，快门，对比度，亮度，像素，噪声。根据本发明的摄像装置，除了可以有效地实现瞄准被拍摄物和让摄像装置结构更简单外，还可通过数字信号处理器400对发光单元100和摄像单元300实现有效、智能地调节、控制。
根据本发明的摄像装置，可用于各种需求的影像捕获，当然包括用于对条形码图像的捕获，尤其是像二维码这种被拍摄面较小的图像的捕获，其效果是非常好的，快速便捷，提高工作效率。根据本发明的摄像装置，简化了摄像装置的结构，实现摄像装置体积更小，从而也降低了成本，并捕获更更真实的影像。
在上述的描述中，已充分公开了本发明的新的特性和优点。然而，这个公开在许多方面仅仅是说明性的，而不是限制性的。在此公开的基础上，本领域的技术人员完全可以在不超出本发明范围的情况下，在细节上或布置方面进行变化，包括对本发明的各种特征和优点的组合或分开使用。

Claims (8)

1.一种可同时用于瞄准及照明的摄像装置，包括：
发光单元，用于将光瞄准和照射被拍摄物，并形成明确轮廓的光照区；
摄像单元，获取所述光在被拍摄物的反射光像；
所述摄像单元的摄像区覆盖所述光照区。
2.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述发光单元包括激光光源、准直镜和复眼透镜，所述复眼透镜、所述准直镜和所述激光光源自被拍摄物往摄像装置方向依次排列。
3.如权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于，所述发光单元在所述摄像单元一侧，所述发光单元的中轴线与所述摄像单元的中轴线相交，形成夹角。
4.如权利要求3所述的摄像装置，其特征在于，所述夹角大小约为1至10度。
5.一种可同时用于瞄准及照明的摄像装置，包括：
激光发光单元，用于将光瞄准和照射被拍摄物，并形成明确轮廓的光照区；
激光驱动器，驱动并使所述激光发光单元发光；
摄像单元，获取所述光在被拍摄物的反射光像；
数字信号处理器，向所述激光驱动器发出照明信号和向摄像单元发出摄像信号；
所述摄像单元的摄像区覆盖所述光照区，所述激光驱动器接收来自所述数字信号处理器的照明信号后，驱动所述激光发光单元发光。
6.如权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，所述发光单元包 括激光光源、准直镜和复眼透镜，所述复眼透镜、所述准直镜和所述激光光源自被拍摄物往摄像装置方向依次排列。
7.如权利要求5或6所述的摄像装置，其特征在于，所述发光单元在所述摄像单元一侧，所述发光单元的中轴线与所述摄像单元的中轴线相交，形成夹角。
8.如权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，所述夹角大小约为1至10度。 
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