CN106054493A - 光学系统和扫描枪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光学系统和扫描枪，该系统包括一个成像镜头和至少两个设置在成像镜头周围的照准激光器；一个照准激光器所发射激光的中心线与成像镜头的中心轴线平行；每一个照准激光器均具有预设的最大激光出射角，以使各个照准激光器所发射的激光在预设位置处交汇；预设位置与成像镜头之间的距离为待扫描件与成像镜头之间的最佳成像距离。当将本发明提供的光学系统应用于扫描枪等设备时，可以通过改变扫描枪与待扫描件之间的距离，寻找使边界界定图像最清晰的位置，此时成像镜头与扫描件之间的距离为最佳成像距离，在这个位置上进行扫描等工作，从而解决现有技术中成像不清、光线暗淡的缺陷。

Description

光学系统和扫描枪
技术领域
本发明涉及光学技术领域，尤其是涉及一种光学系统和扫描枪。
背景技术
目前，采用扫描枪等设备扫描条形码或二维码已经非常普遍。这些设备内的光学系统一般采用成像镜头成像，由于在扫描条形码或二维码时，不能准确地确定扫描枪与扫描件之间的最佳成像距离，因此往往存在成像不清、光线暗淡的缺陷，不利于扫描工作。
发明内容
针对以上缺陷，本发明提供一种光学系统和扫描枪，可以解决现有技术中成像不清、光线暗淡的缺陷。
第一方面，本发明提供的光学系统包括一个成像镜头和至少两个设置在所述成像镜头周围的照准激光器，其中：
每一个照准激光器所发射激光的中心线与所述成像镜头的中心轴线平行；每一个照准激光器均具有预设的最大激光出射角，以使各个照准激光器所发射的激光在预设位置处交汇；所述预设位置与所述成像镜头之间的距离为待扫描件与所述成像镜头之间的最佳成像距离。
可选的，该系统还包括至少一个补光灯，用于向所述成像镜头的成像区域内提供白光。
可选的，所述最佳成像距离为10cm。
可选的，所述照准激光器包括激光组件和透镜组件；所述激光组件包括腔体及设置在所述腔体内部的激光二极管；所述透镜组件包括盖体及设置在所述盖体内部的第一凹透镜；所述腔体和所述盖体螺纹连接，所述第一凹透镜的中心轴线与所述激光二极管所发射光线的中心线重合。
可选的，所述透镜组件还包括设置在所述盖体内部的定位件，所述定位件用于对所述盖体内部的第一凹透镜进行定位。
可选的，所述激光组件还包括设置在所述腔体内的第二凹透镜，所述第二凹透镜的中心轴线与所述激光二极管所发射光线的中心线重合。
可选的，所述激光组件还包括电路板，所述电路板上设置有与所述激光二极管连接的供电模块。
可选的，所述腔体包括导柱及与所述导柱连接的连接部，所述导柱围设在所述激光二极管周围，所述连接部上设置有与所述盖体螺纹连接的内螺纹。
当将本发明提供的光学系统应用于扫描枪等设备时，由于扫描枪上的显示屏上一般会具备由几个边界界定图形，实际上这几个边界界定图形所界定的区域就是照准区域，因此可以通过改变扫描枪与待扫描件之间的距离，寻找使这几个边界界定图像最清晰的位置，此时成像镜头与扫描件之间的距离为最佳成像距离，在这个位置上进行扫描等工作，从而解决现有技术中成像不清、光线暗淡的缺陷。
第二方面，本发明提供的扫描枪，包括上述的光学系统和扫描显示屏，其中：所述扫描显示屏用于显示由四个预设形状的边界界定图形所界定的照准区域，并在所述成像镜头与待扫描件之间的距离为所述最佳成像距离时各个边界界定图形的清晰度高于在所述成像镜头与待扫描件之间的距离为其他任意距离时各个边界界定图形的清晰度。
可选的，所述预设形状为L形。
本发明提供的扫描枪中，显示屏上显示几个边界界定图形，实际上这几个边界界定图形所界定的区域就是照准区域，因此可以通过改变扫描枪与待扫描件之间的距离，寻找使这几个边界界定图像最清晰的位置，此时成像镜头与扫描件之间的距离为最佳成像距离，在这个位置上进行扫描等工作，从而解决现有技术中成像不清、光线暗淡的缺陷。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征信息和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了根据本发明一实施例中光学系统的结构示意图；
图2示出了图1中光学系统的光路图；
图3示出了根据本发明一实施例中扫描枪所形成各个区域的示意图；
图4示出了图1中照准激光器的结构示意图。
附图标记说明：
1-成像镜头；2-照准激光器；3-补光灯；11-成像镜头的中心轴线；21-照准激光器所发射激光的中心线；4-待扫描件；5-补光区域；6-照准区域；7-照准中心点；22-导柱；23-连接部；24-激光二极管；25-盖体；26-第一凹透镜；27-定位件；28-电路板。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明提供一种光学系统，如图1、2所示，该光学系统包括一个成像镜头1和至少两个设置在所述成像镜头1周围的照准激光器2，其中：
每一个照准激光器2所发射激光的中心线21与所述成像镜头1的中心轴线11平行；每一个照准激光器2均具有预设的最大激光出射角度，以使各个照准激光器2所发射的激光在预设位置处交汇；所述预设位置与所述成像镜头1之间的距离为待扫描件4与所述成像镜头1之间的最佳成像距离。
可理解的是，每一个照准激光器2所发射激光的中心线21是指每一个照准激光器2的激光出射范围内的中心点与激光发射头的中心点之间的连线。
可理解的是，所述成像镜头1的中心轴线11是指成像镜头1的中心点与成像镜头1的成像范围的中心点之间的连线。
可理解的是，照准激光器2的最大出射角度越大，待扫描件4与所述成像镜头1之间的最佳成像距离越小；照准激光器2的最大出射角度越小，待扫描件4与所述成像镜头1之间的最佳成像距离越大。可见，照准激光器2的最大出射角度越大是影响最佳成像距离的一个关键因素，当然并不是唯一的因素。在实际应用时，可以通过实验的方式确定一个预设值，当照准激光器2的最大出射角度为预设值时，使得各个照准激光器2所发射的激光刚好在预设位置处交汇。
可理解的是，当待扫描件4相对于所述预设位置更靠近所述成像镜头1时，即待扫描件4与所述成像镜头1之间的成像距离小于最佳成像距离时，由于各个照准激光器2所发射的激光未交汇，此时还未形成一个封闭或完整的照准区域。当待扫描件4相对于所述预设位置更远离所述成像镜头1时，即待扫描件4与所述成像镜头1之间的成像距离大于最佳成像距离时，由于各个照准激光器2所发射的激光交汇后又发散，使得成像镜头1成的像比较模糊。只有当待扫描件4位于预设位置时，成像镜头1所成的图像是最清晰的。
当将本发明提供的光学系统应用于扫描枪等设备时，如图3所示，由于扫描枪上的显示屏上一般会具备由几个边界界定图形，实际上这几个边界界定图形所界定的区域就是照准区域6，其中标记7为照准中心点，因此可以通过改变扫描枪与待扫描件4之间的距离，寻找使这几个边界界定图像最清晰的位置，此时成像镜头1与扫描件之间的距离为最佳成像距离，在这个位置上进行扫描等工作，从而解决现有技术中成像不清、光线暗淡的缺陷。
在具体实施时，为提高成像亮度，还可以在光学系统中设置一个补光灯3，利用该补光灯3箱成像镜头1的成像区域内提供白光。在实际应用时，被提供白光的区域为补光区域5，该区域应当大于照准区域6。其中，补光灯3可以采用任意形式的灯，例如LED灯。
在具体实施时，最佳成像距离可以根据实际情况进行设置，例如10cm，对此本发明不做限定。
在具体实施时，所述成像镜头1可采用凹透镜。
在具体实施时，如图4所示，照准激光器包括激光组件和透镜组件；激光组件包括腔体及设置在腔体内部的激光二极管24；透镜组件包括盖体25及设置在盖体25内部的第一凹透镜26；腔体和盖体25螺纹连接，第一凹透镜26的中心轴线与激光二极管24所发射光线的中心线重合。
由于盖体25和腔体之间为螺纹连接，因此可以通过将盖体25旋进或旋出腔体的方式调节第一凹透镜26与激光二极管24之间的距离，实现第一凹透镜26和激光二极管24之间距离的可调，由于距离的可调使得照准激光器所发射激光的最大出射角度可调。
在具体实施时，如图4所示，为保证第一凹透镜26在盖体25内部保持位置固定，还可以在盖体25内部设置定位件27，对盖体25内部的第一凹透镜26进行定位，防止第一凹透镜26从盖体25内滑出。
在具体实施时，还可以在激光组件内部设置第二凹透镜(图中未示出)，第二凹透镜的中心轴线与激光二极管24所发射光线的中心线重合。可见，第二凹透镜和第一凹透镜26为平行设置。由于采用两个凹透镜，因此在扫描时可以在旋进或旋出盖体25时增加最佳成像距离的调节量。
在具体实施时，如图4所示，还可以设置一电路板28，电路板28上设置有供电模块，该供电模块与激光二极管24连接，为激光二极管24供电。
在具体实施时，如图4所示，腔体可以包括导柱22及与导柱22连接的连接部23，导柱22围设在激光二极管24周围，连接部23上设置有与盖体25螺纹连接的内螺纹。
其中，连接部23可以是每一激光器中单独的连接部23，还可以是当该激光器与其他设备集成时共同的连接部23，例如，集成有LED灯等的电路板28的板支架。
基于以上光学系统，本发明还提供一种扫描枪，该扫描枪包括以上任一的光学系统和扫描显示屏，其中：
所述扫描显示屏用于显示由四个预设形状的边界界定图形所界定的照准区域6，并在所述成像镜头1与待扫描件4之间的距离为所述最佳成像距离时各个边界界定图形的清晰度高于在所述成像镜头1与待扫描件4之间的距离为其他任意距离时各个边界界定图形的清晰度。
可理解的是，在所述成像镜头1与待扫描件4之间的距离为所述最佳成像距离时各个边界界定图形的清晰度高于在所述成像镜头1与待扫描件4之间的距离为其他任意距离时各个边界界定图形的清晰度，是指当所述成像镜头1与待扫描件4之间的距离为所述最佳成像距离时，边界界定图形最清晰，以此判断所述成像镜头1与待扫描件4之间的距离是否为最佳成像距离。
本发明提供的扫描枪中，如图3所示，显示屏上显示几个边界界定图形，实际上这几个边界界定图形所界定的区域就是照准区域6，因此可以通过改变扫描枪与待扫描件4之间的距离，寻找使这几个边界界定图像最清晰的位置，此时成像镜头1与扫描件之间的距离为最佳成像距离，在这个位置上进行扫描等工作，从而解决现有技术中成像不清、光线暗淡的缺陷。
在具体实施时，预设形状可以根据具体情况进行设置，例如L形，对此本发明不做限定。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种光学系统，其特征在于，包括一个成像镜头和至少两个设置在所述成像镜头周围的照准激光器，其中：
每一个照准激光器所发射激光的中心线与所述成像镜头的中心轴线平行；每一个照准激光器均具有预设的最大激光出射角，以使各个照准激光器所发射的激光在预设位置处交汇；所述预设位置与所述成像镜头之间的距离为待扫描件与所述成像镜头之间的最佳成像距离。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括至少一个补光灯，用于向所述成像镜头的成像区域内提供白光。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述最佳成像距离为10cm。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述照准激光器包括激光组件和透镜组件；所述激光组件包括腔体及设置在所述腔体内部的激光二极管；所述透镜组件包括盖体及设置在所述盖体内部的第一凹透镜；所述腔体和所述盖体螺纹连接，所述第一凹透镜的中心轴线与所述激光二极管所发射光线的中心线重合。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述透镜组件还包括设置在所述盖体内部的定位件，所述定位件用于对所述盖体内部的第一凹透镜进行定位。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述激光组件还包括设置在所述腔体内的第二凹透镜，所述第二凹透镜的中心轴线与所述激光二极管所发射光线的中心线重合。
7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述激光组件还包括电路板，所述电路板上设置有与所述激光二极管连接的供电模块。
8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述腔体包括导柱及与所述导柱连接的连接部，所述导柱围设在所述激光二极管周围，所述连接部上设置有与所述盖体螺纹连接的内螺纹。
9.一种扫描枪，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的光学系统和扫描显示屏，其中：
所述扫描显示屏用于显示由四个预设形状的边界界定图形所界定的照准区域，并在所述成像镜头与待扫描件之间的距离为所述最佳成像距离时各个边界界定图形的清晰度高于在所述成像镜头与待扫描件之间的距离为其他任意距离时各个边界界定图形的清晰度。
10.根据权利要求9所述的扫描枪，其特征在于，所述预设形状为L形。
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