CN105737026A - 一种条码识读设备的照明模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种条码识读设备的照明模组，包括照明光源、聚光透镜、摄像模组、固定支架以及底板；所述固定支架将照明光源、聚光透镜以及摄像模组固定于底板上；所述聚光透镜，包括两个结构组装块以及有效镜面，所述结构组装块相隔一定距离并排设置，有效镜面架设于两个结构组装块的顶部，使结构组装块与有效镜面形成一容置空间；所述照明光源放置于容置空间内，照明光源的光线透过聚光透镜为摄像模组的图像识别区域补光。将聚光透镜、照明光源以及摄像模组通过所述固定支架组合形成一个整体，使照明光源、聚光透镜以及摄像模组能够牢固的固定，且不易错位、移位，方便安装、固定，节省安装、操作时间，大大提高工作效率。

Description

一种条码识读设备的照明模组

技术领域

本发明涉及属于自动识别行业，尤其涉及一种条码识读设备的照明模组。

背景技术

现有技术条码解码设备或图像识别设备其用于指示和补光照明装置的效果差。

在指示照明装置方面选用未经二次光学涉及的小发散角LED作为指示照明光源，其发散角一般选用10-15度；选用未经二次光学设计的小发散角LED作为指示照明光源，其发散角一般选用10-15度，LED一般带有球罩，光线在球罩的作用下汇聚线，但同时由于球罩材质以及设计等问题，光线经过折射反射后出射，其出射光斑的亮度不均匀，容易形成环状的亮带，且发散角对于条码识读应用仍然偏大，应用于远距离条码解码时随着光线传播距离的增加，其光斑急剧扩散，光斑直径往往大于条码的区域，甚至大于视场平面范围，指示作用微弱，无法引导使用者将待识读的条码放置在最佳解码位置，影响解码效率。

在补光照明方面选用未经二次光学设计的大功率发散角LED作为补光照明光源，发散角一般选用80-120度。为了实现均匀的补光照明，一般选用大发散角的LED作为补光照明光源，发散角一般选用80-120度，出射光斑随着传播距离的增加，急剧扩散，平均照度急剧降低。为此，一般会选用大功率的LED，通过增大电流的方式，来弥补光照明不足的问题，而大功率LED对于散热要求高，进而加大了对结构以及电路部分的设计难度，且增加功耗。补光照明区域一般采用设备的对外窗外壳作为出射光斑外形的光栏加以限制，这种简单的几何光学方式在一定程度上降低了光能的利用率。为了使设备可以更符合人体工学以及有更好的外观，其出射窗口在结构上的设计容易造成补光照明光斑形成只有上边线是清晰的，而下边线模糊。且照明光斑的形状并非和视场平面是一致的，往往照明区域的中心与视场中心偏离，且照明区域大于视场平面区域，浪费了部分的光能，且在一定程度上容易误导使用者将条码放置在不可解码的区域内，影响解码工作效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种组合成整体的照明模组，解决了现有条码识读设备的照明模组安装操作繁杂、固定不牢，照明效果不佳的问题。

本发明是这样实现的：一种条码识读设备的照明模组，用于识读头的补光照明，包括照明光源、聚光透镜、摄像模组、固定支架以及底面；所述固定支架将照明光源、聚光透镜以及摄像模组固定于地板上，所述固定支架包括承载片、围挡片以及支脚；所述承载片上设有摄像模组口、两个聚光透镜口，所述聚光透镜放置于聚光透镜口内，摄像模组放置于摄像模组口内，所述摄像模组口设于两个聚光透镜口中间；所述围挡片围绕所述承载片边缘，围挡片与承载片围合形成固定摄像模组、聚光透镜以及照明光源的凹槽；所述围挡片底部边缘设有多个固定所述固定支架用的支脚；所述聚光透镜将照明光源的光线进行汇聚，包括两个结构组装块以及有效镜面，所述结构组装块相隔一定距离并排设置，有效镜面架设于两个结构组装块的顶部，使结构组装块与有效镜面形成一容置空间；所述照明光源放置于容置空间内，照明光源的光线透过聚光透镜为摄像模组的图像识别区域补光。

其中，所述聚光透镜的光轴与照明光源的光轴成一定角度，摄像模组两侧聚光透镜的光轴分别向摄像模组两侧张开。

其中，所述照明光源为贴片式LED，发光角为80-120°。

其中，所述聚光透镜的有效镜面上表面为曲面。

其中，所述有效镜面的两端头分别连接在结构组装块的顶部，有效镜面与结构组装块连接后形成倒U型结构。

其中，所述结构组装块底面设有定位柱。

其中，所述聚光透镜的两个结构组装模块底部分别设有一个定位柱，结构组装模块底部定位柱粗细不同。

其中，所述结构组装块与有效镜面一体成型。

其中，所述固定支架的材料为金属材质，固定支架表面有一层氧化膜。

其中，所述摄像模组口边缘设有一防呆缺口。

本发明的优点在于：

其一、将聚光透镜、照明光源以及摄像模组通过所述固定支架组合形成一个整体，使照明光源、聚光透镜以及摄像模组能够牢固的固定，且不易错位、移位，方便安装、固定，节省安装、操作时间，大大提高工作效率。

其二、将两组照明光源加聚光透镜组合后对称的放置在摄像模组两侧，由于聚光透镜对照明光源的光线进行汇聚，在视场平面上形成上下两块补光照明区域，由于光线的叠加，在照明区域的中心位置形成长条状的明亮光斑，在一定程度上起到指示作用，引导使用者将待识读条码移动到最佳识读位置；

其三、通过聚光透镜的折射以及聚光作用，对照明光源发出的光线进行汇聚，以达到改变光线传播方向，提高光能利用率以及补光照明区域的照明度的目的。

附图说明

图1为本发明固定支架的正面视图；

图2为本发明固定支架的侧面视图；

图3为本发明固定支架的立体视图；

图4为本发明聚光透镜的正面视图；

图5为本发明聚光透镜的立体视图；

图6为本发明照明光源的立体视图；

图7为本发明聚光透镜与照明光源组合的立体视图；

图8为本发明聚光透镜与照明光源组合的侧面视图；

图9为本发明照明模组整体省略固定支架的结构示意图；

图10为本发明图9的剖面视图。

标号说明：

承载片-11围挡片-12支脚-13聚光透镜口-14摄像模组口-15

防呆缺口-16聚光透镜-2结构组装块-21上表面-221

下表面-222有效镜面-22定位柱-23容置空间-24照明光源-3

摄像模组-4

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

一种条码识读设备的照明模组，用于识读头的补光照明，包括照明光源3、聚光透镜2、摄像模组4、固定支架以及底板(底板未示出)；所述的照明模组整体通过固定支架固定于底板上，所述的底板可以为PCB板、柔性电路板等，所述底板上可刻蚀电路用于与其他控制模块进行通信，通过固定支架固定照明模组安装方便，且更加牢固。

参阅图1至图3所示，所述固定支架包括承载片11、围挡片12以及支脚13；所述承载片11上设有摄像模组口15、两个聚光透镜口14，所述聚光透镜2放置于聚光透镜口14内，摄像模组4放置于摄像模组口15内，所述摄像模组口15边缘设有一防呆缺口16，所述摄像模组4上设有与所述防呆缺口16形状相对应的凸起，通过防呆缺口16起到了很好的安装导向作用防止摄像模组4安装错位。所述摄像模组口15设于两个聚光透镜口14中间，使两个聚光透镜2相对于摄像模组4对称设置。所述围挡片12围绕所述承载片11边缘，围挡片12与承载片11围合形成固定摄像模组4、聚光透镜2以及照明光源3的凹槽；所述围挡片12底部边缘设有多个固定所述固定支架用的支脚13。所述固定支架的材料为金属材质，固定支架表面经过发黑处理，所述发黑处理的工艺是用化学方式在金属表面产生一层黑色的氧化膜，从而达到隔绝空气防锈的目的。同时黑色表面有利于吸收杂散光。固定支架起到固定聚光透镜2以及消除杂散光的作用，本实施方式中所述固定支架为长方形的结构，固定支架的承载片11上设有两个方形的聚光透镜口14用于放置聚光透镜2，两个方形孔的中间为摄像模组口15，承载片11四周围有围挡片12，所述围挡片12与承载片11相互垂直，围挡片12围挡承载片11四周形成凹槽，所述凹槽恰巧容纳聚光透镜2以及摄像模组4，所述围挡片12的底部设有4个凸起的支脚13，在固定所述固定支架时将支脚13穿过底板后折弯，使固定支架紧固在底板上。

参阅图4及图5所示，所述聚光透镜2将照明光源3的光线进行汇聚，包括两个结构组装块21以及有效镜面22，所述结构组装块21相隔一定距离并排设置，有效镜面22架设于两个结构组装块21的顶部，使结构组装块21与有效镜面22形成一容置空间24；所述照明光源3放置于容置空间24内，照明光源3的光线透过聚光透镜2为摄像模组4的图像识别区域补光。两组照明光源3与聚光透镜2组合后对称的放置于摄像模组4的两侧，通过聚光透镜2的折射以及聚光作用对照明光源3的光线进行汇聚，以达到改变光线传播方向，提高光能利用率以及补光照明区域的照度的目的。

参阅图7、图8、图9、图10所示，为了能够最大程度的提高光能利用率以及补光照明区域的照度，并且能够使照明区域起到一定的指示作用，所述聚光透镜2的光轴与照明光源3的光轴成一定角度，即设置所述聚光透镜2的下表面222为斜面，所述斜面的倾斜角度以及倾斜方向依据实际使用的情况设定，在本实施方式中，所述斜面整体呈现为靠摄像模组一侧高，远离摄像模组一侧低的倾斜状，，下表面222倾斜设置使摄像模组4两侧聚光透镜2的光轴分别向摄像模组4两侧张开。聚光透镜2光轴倾斜设置使得补光照明区域和视场平面大小接近，极大的提高了光能的利用率以及照明区域的有效性。由于光线的叠加中心区域将形成更宽的长条状的明亮光斑，在一定程度上起到指示作用，引导使用者将待识读条码移动到最佳识读位置。另外长条形补光增亮照明区域更加符合对一维条码的补光作用。所述聚光透镜2光轴倾斜的角度依据实际照明的需求设定，不同的倾斜角度能够使得中心区域长条状的明亮光斑宽度不同。

所述聚光透镜2采用光学塑料材质，采用PC材质或者PMMA材质制成，采用模压注塑方式生产，其包括两个结构组装块21以及有效镜面22，两个结构组装块21以及有效镜面22围合形成一容置照明光源3的空间。所述聚光透镜2的有效镜面22上表面221为曲面，有效镜面22的下表面222为平面，可以是球面结构或者非球面结构。有效镜面22架设于两个结构组装块21的顶部，使结构组装块21与有效镜面22形成一容置空间24，结构组装块21与聚光透镜2组装形成容置照明光源3的空间，该结构不影响聚光效果且使聚光透镜2方便组装。在一优选的实施方式中，所述有效镜面22的两端头分别连接在结构组装块21的顶部，有效镜面22与结构组装块21连接后形成倒U型容置空间，所述照明光源3放置于倒“U”型结构的凹槽内，该结构简单、安装方便，照明光源3放置于聚光透镜2的凹槽内，方便安装固定照明光源3，方便调整聚光透镜2光轴的角度。

所述的聚光透镜2利用固定支架固定于底板上。为了使聚光透镜2更加牢固的固定于底板上，所述聚光透镜2结构组装块21底面设有定位柱23，固定聚光透镜2时将定位柱23穿过底板后，用热熔的方式将定位柱23溶化后固定在底板上，该方式简化生产组装流程。为了防止聚光透镜2的位置装错而影响其正常使用，每一聚光透镜2的两个结构组装模块底部分别设有一个定位柱23，结构组装模块底部定位柱23直径不同，将结构组装块21底部的定位柱23设置成一根直径大、一根直径小，固定聚光透镜2的底板相对应的穿孔也设置成相应的大小，因此能够防止聚光透镜2安装反向。所述固定柱的形状可以为圆柱体、方柱体、三角柱体等，固定柱任何能够起到固定作用的形态均可以应用于本实施方式中。为了方便生产加工，所述结构组装块21与有效镜面22一体成型。

参阅图6所示，所述照明光源3为贴片式LED，其发光角选择80-120°，采用小功率发光角80-120°的贴片式LED，波长不受限制，可以是任意可见单色光或者白光，降低LED的散热对电路设计的要求，降低功耗。

上述实施方式中，将聚光透镜2、照明光源3以及摄像模组4通过所述固定支架组合形成一个整体，使照明光源3、聚光透镜2以及摄像模组4能够牢固的固定，且不易错位、移位，方便安装、固定，节省安装、操作时间，大大提高工作效率；将两组照明光源3加聚光透镜2组合后对称的放置在摄像模组4两侧，由于聚光透镜2对照明光源3的光线进行汇聚，在视场平面上形成上下两块补光照明区域。由于光线的叠加，在照明区域的中心位置形成长条状的明亮光斑，在一定程度上起到指示作用，引导使用者将待识读条码移动到最佳识读位置；通过聚光透镜2的折射以及聚光作用，对照明光源3发出的光线进行汇聚，以达到改变光线传播方向，提高光能利用率以及补光照明区域的照明度的目的。

以上所述仅为本发明条码识读设备的照明模组的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种条码识读设备的照明模组，其特征在于：包括照明光源、聚光透镜、摄像模组、固定支架以及底板；

所述固定支架将照明光源、聚光透镜以及摄像模组固定于底板上，所述固定支架包括承载片、围挡片以及支脚；所述承载片上设有摄像模组口、两个聚光透镜口，所述聚光透镜放置于聚光透镜口内，摄像模组放置于摄像模组口内，所述摄像模组口设于两个聚光透镜口中间；所述围挡片围绕所述承载片边缘，围挡片与承载片围合形成固定摄像模组、聚光透镜以及照明光源的凹槽；所述围挡片底部边缘设有多个固定所述固定支架用的支脚；

所述聚光透镜包括两个结构组装块以及有效镜面，所述结构组装块相隔一定距离并排设置，有效镜面架设于两个结构组装块的顶部，使结构组装块与有效镜面形成一容置空间；

所述照明光源放置于容置空间内，照明光源的光线透过聚光透镜为摄像模组的图像识别区域补光。

2.根据权利要求1所述的条码识读设备的照明模组，其特征在于：所述聚光透镜的光轴与照明光源的光轴成一定角度，摄像模组两侧聚光透镜的光轴分别向摄像模组两侧张开。

3.根据权利要求2所述的条码识读设备的照明模组，其特征在于：所述照明光源为贴片式LED，发光角为80-120°。

4.根据权利要求3所述的条码识读设备的照明模组，其特征在于：所述聚光透镜的有效镜面上表面为曲面。

5.根据权利要求4所述的条码识读设备的照明模组，其特征在于：所述有效镜面的两端头分别连接在两个结构组装块的顶部，有效镜面与结构组装块连接后形成倒U型的容置空间。

6.根据权利要求5所述的条码识读设备的照明模组，其特征在于：所述结构组装块底面设有定位柱。

7.根据权利要求6所述的条码识读设备的照明模组，其特征在于：所述聚光透镜的两个结构组装模块底部分别设有一个定位柱，结构组装模块底部定位柱的直径不同。

8.根据权利要求7所述的条码识读设备的照明模组，其特征在于：所述结构组装块与有效镜面一体成型。

9.根据权利要求1所述的条码识读设备的照明模组，其特征在于：所述固定支架的材料为金属材质，固定支架表面有一层氧化膜。

10.根据权利要求1所述的条码识读设备的照明模组，其特征在于：所述摄像模组口边缘设有一防呆缺口。