CN109522763A - 一种条码读取器的瞄准方法及其瞄准装置 - Google Patents

一种条码读取器的瞄准方法及其瞄准装置 Download PDF

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魏江涛
张颂来
刘惠
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Abstract

本发明实施例公开了一种条码读取器的瞄准方法及其瞄准装置，该瞄准装置包括衍射光学元件(DOE)、双凸镜片、准直套筒以及激光光源；衍射光学元件(DOE)、双凸镜片和激光光源沿准直套筒的轴线方向依次组装；其中：激光光源产生的激光依次透过双凸镜片和衍射光学元件(DOE)产生预设图案的限位光斑，限位光斑形成一限位框指引用户精确框选待读取条码。本发明实施例大大提高一次扫码成功率，节省时间，提高效率，优化用户体验；且限位框可框选多种码制的条码，同时适用于一维码和二维码的识读场景，扩大了条码读取器的适用范围。

Description

一种条码读取器的瞄准方法及其瞄准装置
技术领域
本发明涉及一种条码读取器的瞄准方法及其瞄准装置，尤指一种用于框选条码的条码读取器的瞄准方法及其瞄准装置。
背景技术
为便于扫码，业内通常采用条码识读引擎投射定位图案于条码上，以引导用户瞄准条码。
常用的定位图案有一字型和十字型。一字型的定位图案只适用于一字型的一维码的识读定位；十字型的定位图案更适用于二维码的识读定位，人们基于光的衍射(或折射)原理制造异型透镜来产生十字型的定位图案，此种异型透镜体积较大，不利于元件的小型化，而且异型透镜的装配重复性很差，需要人工反复调试，降低了生产效率。更为重要的是，现有的定位图案如一字型和十字型在扫码时均只是粗略定位，而不能明确指示扫码识读范围，可能导致用户扫码失败，需要反复调整才能扫码，影响效率；如果要形成更大的定位图案来明确指示扫码识读范围，传统的LED光源形成的定位图案不清晰，而改用能量集中的激光光源后，激光通过传统的异型透镜形成的定位图案很小，根本无法明确指示扫码范围。
本发明针对以上问题，提供一种条码读取器的瞄准方法及其瞄准装置，采用新的方法和技术手段以解决这些问题。
发明内容
针对背景技术所面临的问题，本发明创作的目的在于提供一种条码读取器的瞄准方法及其瞄准装置，其通过清晰的限位框框选条码，明确指示扫码识读范围，提高一次扫码成功率，节省时间，且扩大了条码读取器的适用范围。
本发明提供一种条码读取器的瞄准方法，其特征在于，包括：步骤一：预设具有限位框的一限位光斑，根据预设的限位光斑制备相应的衍射光学元件(DOE)；步骤二：提供一双凸镜片、一准直套筒和一激光光源，将衍射光学元件(DOE)、双凸镜片、准直套筒以及激光光源依次沿准直套筒的轴线方向组装；步骤三：激光光源产生的激光经由准直套筒并透过双凸镜片和衍射光学元件(DOE)产生限位光斑，并通过限位光斑形成的限位框框选待读取的条码。
可选地，步骤一或步骤三中限位框限定出矩形的四个角。
可选地，步骤三中待读取的条码完全落入限位框之中。
可选地，步骤二中准直套筒的前端设有一光阑，衍射光学元件(DOE)设于一壳体中位于光阑的前方且与光阑之间存在间隙。
可选地，光阑一体成型于准直套筒的前端。
可选地，步骤二中，双凸镜片由后往前组装入准直套筒至准直套筒的前端。
可选地，准直套筒的筒壁上靠近前端处设有一通孔与双凸镜片对应。
可选地，通孔为点胶孔，用以点胶固定双凸镜片。
本发明提供一种条码读取器的瞄准装置，用以瞄准条码，其特征在于，包括：衍射光学元件(DOE)、双凸镜片、准直套筒以及激光光源；衍射光学元件(DOE)、双凸镜片和激光光源沿准直套筒的轴线方向依次设置；其中：激光光源产生的激光依次透过双凸镜片和衍射光学元件(DOE)产生预设图案的限位光斑，限位光斑形成一限位框以框选待读取的条码。
可选地，限位框限定出矩形的四个角。
可选地，待读取的条码完全落入限位框之中。
可选地，限位光斑包括一十字光斑位于限位框的中心位置。
可选地，一光阑设于准直套筒的前端，衍射光学元件(DOE)设于一壳体中位于光阑的前方且与光阑之间存在间隙。
可选地，光阑一体成型于准直套筒。
可选地，双凸镜片由后往前组装于准直套筒且抵接于光阑。
可选地，准直套筒的筒壁上靠近前端处设有一通孔与双凸镜片对应。
可选地，通孔为点胶孔，用以点胶固定双凸镜片。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
激光光源产生的激光依次透过双凸镜片和衍射光学元件(DOE)产生预设图案的限位光斑，限位光斑形成的限位框指引用户精确框选待读取条码，大大提高一次扫码成功率，节省时间，提高效率，优化用户体验；且限位框可框选多种码制的条码，同时适用于一维码和二维码的识读场景，扩大了条码读取器的适用范围。
附图说明
图1为本发明条码读取器的瞄准装置的立体图；
图2为本发明条码读取器的瞄准装置的部分分解示意图；
图3为图2中的组合图；
图4为图3中沿A-A方向的剖视图，显示激光的传播路径；
图5为图4中的激光产生的限位光斑框选条码的示意图；
图6为图4中的激光产生的限位光斑框选另一条码的示意图。
具体实施方式的附图标号说明：
瞄准装置100 衍射光学元件(DOE)1 PET薄膜11 亚克力基片12 双凸镜片2 准直套筒3 光阑31 通孔32 激光光源4 壳体5 激光L 限位光斑P 限位框P1 十字光斑P2 条码B
具体实施方式
为便于更好的理解本发明的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1至图5所示，本发明条码读取器(附图中仅展示了条码读取器的瞄准装置100，下同)的瞄准方法包括以下步骤：
步骤一：预设一个呈矩形的限位光斑P(为了便于展示限位光斑P的形状，附图5和附图6中的限位光斑P呈黑色，实际使用时，可正常识读条码；也可通过激光消隐技术，进一步降低限位光斑P对条码B识读的影响)，限位光斑P包括一个限位框P1和位于限位框P1正中心的一个十字光斑P2。限位框P1限定出一个矩形的四个直角，使得限位框P1的形状与目前主流的条码B形状近似。接着根据该预设的限位光斑P由计算机软件模拟衍射图，再通过光刻技术制备出所需的衍射光学元件(DOE，Diffractive Optical Elements的缩写)1。
本实施例中的衍射光学元件(DOE)1由亚克力基片12和贴附于亚克力基片12上的PET薄膜11组成，其具体制作方法如下：先通过光刻技术在PET薄膜11上制作特定的亚微米三维结构(未图示，下同)用作光栅，再将制作好的PET薄膜11贴附于亚克力基片12上制成，工艺简单且衍射效果好；其它实施例中(未图示)，可直接在亚克力基片12、玻璃基片或其它合适的基片上制作特定的亚微米三维结构。
接着进行步骤二：提供一个塑胶壳体5，将衍射光学元件(DOE)1组装入壳体中。
提供一个双凸镜片2、一个准直套筒3和一个激光光源4；准直套筒3由铜材制成，其沿轴线方向的前端一体成型有一个孔径光阑31，光阑31的孔径小于准直套筒3的内径，准直套筒3的筒壁上靠近光阑31处设有一个通孔32，该通孔32为点胶孔；将双凸镜片2由准直套筒3的后方组装入准直套筒3中，直至双凸镜片2抵接于光阑31，经由通孔32点胶固定双凸镜片2；然后将激光光源4由后往前装入准直套筒3之中；接着将准直套筒3组装于壳体5之中；即得到一个条码读取器的瞄准装置100。
此时，衍射光学元件(DOE)1沿准直套筒3的轴线方向位于光阑31的前方，根据设计，衍射光学元件(DOE)1正好位于双凸镜片2的焦点上，且衍射光学元件(DOE)1与光阑31之间存在一定的间隙，避免组装过程中质地较坚硬的光阑31刮伤衍射光学元件(DOE)1，破坏PET薄膜11上的亚微米三维结构，影响衍射光学元件(DOE)1的光学性能。
接着进行步骤三：将瞄准装置100连接电路，由激光光源4发出的激光L经由准直套筒3和双凸镜片2的初步整形后，进入衍射光学元件(DOE)1，并通过衍射光学元件(DOE)1的再次整形投射形成预设的限位光斑P，用户可由限位光斑P的限位框P1框选待读取的条码B，使得待读取的条码B完全落入限位框P1之中，精准方便；同时，用户还可由位于限位框P1正中心的十字光斑P2进行条码B扫描的辅助定位。
如图1至图3所示，本发明条码读取器的瞄准装置100的主要元件包括：一个准直套筒3、一个双凸镜片2、一个激光光源4和一个衍射光学元件(DOE)1。
如图2、图3和图4所示，准直套筒3由铜制成，其沿轴线方向的前端一体成型一个孔径光阑31，光阑31的孔径小于准直套筒3的内径，准直套筒3的筒壁上靠近光阑31处设有一个通孔32与双凸镜片2对应，该通孔32为点胶孔；双凸镜片2由后往前组设于准直套筒3之中抵接于光阑31并经由通孔32点胶固定；激光光源4设于准直套筒3之中位于准直套筒3的后端。准直套筒3装设于瞄准装置100的一个塑胶壳体5中。
如图1、图3和图4所示，衍射光学元件(DOE)1通过预设的限位光斑P由电脑模拟衍射图、再经由光刻技术制备而成，包括一个亚克力基片12和贴附于亚克力基片12上的PET薄膜11，PET薄膜11上经光刻形成亚微米三维结构以用作衍射光栅。衍射光学元件(DOE)1装设于塑胶壳体5上位于准直套筒3轴线方向的前方，且正好位于双凸镜片2的焦点上，衍射光学元件(DOE)1与光阑31之间存在一定的间隙，避免组装过程中质地较坚硬的光阑31刮伤衍射光学元件(DOE)1，破坏PET薄膜11上的亚微米三维结构，影响衍射光学元件(DOE)1的光学性能。
激光光源4发出的激光L经由准直套筒3和双凸镜片2的初步整形后，进入衍射光学元件(DOE)1，并通过衍射光学元件(DOE)1的再次整形投射形成预设的限位光斑P，该预设的限位光斑P包括一个限位框P1和位于限位框P1正中心的一个十字光斑P2，限位框P1限定出一个矩形的四个直角，使得限位框P1的形状与目前主流的条码B形状近似，用户由限位框P1框选待读取的条码B，使得待读取的条码B完全落入限位框P1之中，精准方便；同时用户还可根据十字光斑P2的位置进行条码B扫描的辅助定位。
本实施例中的衍射光学元件(DOE)1，先通过光刻技术在PET薄膜11上制作特定的亚微米三维结构用作光栅，再将制作好的PET薄膜11贴附于亚克力基片12上制成，工艺简单且衍射效果好；其它实施例中(未图示)，可直接在亚克力基片12、玻璃基片或其它合适的基片上制作特定的亚微米三维结构。
本实施例中，限位光斑P形成了矩形的限位框P1以便于框选目前主流的矩形条码B；其它实施例中(未图示)，限位光斑可根据需要预设形成三角形或圆形等形状的限位框，以用来框选其它形状的条码。
本发明的条码读取器的瞄准方法及其瞄准装置具有以下有益效果：
1、激光光源4产生的激光L依次透过双凸镜片2和衍射光学元件(DOE)1产生预设图案的限位光斑P，限位光斑P形成的限位框P1指引用户精确框选待读取条码B，大大提高一次扫码成功率，节省时间，提高效率，优化用户体验；且限位框P1可框选多种码制的条码B，同时适用于一维码和二维码的识读场景，扩大了条码读取器的适用范围。
2、限位框P1限定出矩形的四个角，限位框P1的形状与呈矩形的条码B的形状近似，用于标定识读区域，便于用户框选条码B；限位光斑P包括一十字光斑P2位于限位框P1的中心位置，可进一步引导用户瞄准条码B。
3、光阑31一体成型于准直套筒3，避免了传统的光阑31与准直套筒3组装式结构中，光阑31与准直套筒3组装过程中产生偏斜，进而导致激光L的准直性较差；衍射光学元件(DOE)1设于光阑31的前方且与光阑31之间存在间隙，避免组装过程中光阑31刮伤衍射光学元件(DOE)1，破坏衍射光学元件(DOE)1上的微结构，影响衍射光学元件(DOE)1的光学性能，且有利于调整衍射光学元件(DOE)1的位置，使衍射光学元件(DOE)1位于双凸镜片2的焦点上。
以上详细说明仅为本发明之较佳实施例的说明，非因此局限本发明之专利范围，所以，凡运用本创作说明书及图示内容所为之等效技术变化，均包含于本创作之专利范围内。

Claims (10)

1.一种条码读取器的瞄准方法，其特征在于，包括：
步骤一：预设具有限位框的一限位光斑，根据预设的限位光斑制备相应的衍射光学元件(DOE)；
步骤二：提供一双凸镜片、一准直套筒和一激光光源，将衍射光学元件(DOE)、双凸镜片、准直套筒以及激光光源依次沿准直套筒的轴线方向组装；
步骤三：激光光源产生的激光经由准直套筒并透过双凸镜片和衍射光学元件(DOE)产生限位光斑，并通过限位光斑形成的限位框框选待读取的条码。
2.如权利要求1所述的条码读取器的瞄准方法，其特征在于：步骤一或步骤三中限位框限定出矩形的四个角；
步骤三中待读取的条码完全落入限位框之中。
3.如权利要求1所述的条码读取器的瞄准方法，其特征在于：步骤二中准直套筒的前端设有一光阑，衍射光学元件(DOE)设于一壳体中位于光阑的前方且与光阑之间存在间隙；
光阑一体成型于准直套筒的前端。
4.如权利要求1所述的条码读取器的瞄准方法，其特征在于：步骤二中，双凸镜片由后往前组装入准直套筒至准直套筒的前端；
准直套筒的筒壁上靠近前端处设有一通孔与双凸镜片对应；
通孔为点胶孔，用以点胶固定双凸镜片。
5.一种条码读取器的瞄准装置，用以瞄准条码，其特征在于，包括：衍射光学元件(DOE)、双凸镜片、准直套筒以及激光光源；衍射光学元件(DOE)、双凸镜片和激光光源沿准直套筒的轴线方向依次设置；其中：
激光光源产生的激光依次透过双凸镜片和衍射光学元件(DOE)产生预设图案的限位光斑，限位光斑形成一限位框以框选待读取的条码。
6.如权利要求5所述的条码读取器的瞄准装置，其特征在于：限位框限定出矩形的四个角。
7.如权利要求6所述的条码读取器的瞄准装置，其特征在于：待读取的条码完全落入限位框之中。
8.如权利要求6所述的条码读取器的瞄准装置，其特征在于：限位光斑包括一十字光斑位于限位框的中心位置。
9.如权利要求5所述的条码读取器的瞄准装置，其特征在于：一光阑设于准直套筒的前端，衍射光学元件(DOE)设于一壳体中位于光阑的前方且与光阑之间存在间隙；
光阑一体成型于准直套筒；
双凸镜片由后往前组装于准直套筒且抵接于光阑。
10.如权利要求5所述的条码读取器的瞄准装置，其特征在于：准直套筒的筒壁上靠近前端处设有一通孔与双凸镜片对应；
通孔为点胶孔，用以点胶固定双凸镜片。
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