CN112668354A - 扫描器及具有该扫描器的穿戴式智能设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扫描器，包括光源发射器、与所述光源发射器对应设置的反射镜、带动反射镜摆动的摆动组件及光源接收器，所述光源发射器发射的光经反射镜反射形成具有时差性的扫描光束以扫描条码，所述光源接收器接收所述条码上反射回的光束以读码，所述反射镜与光源接收器均设置在摆动组件上，并随摆动组件同步摆动。相较于现有技术，本发明通过将反射镜与光源接收器均设置在摆动组件上，使反射镜与光源接收器随摆动组件同步摆动，从而使反射镜的位置与光源接收器的位置始终相对固定，减少反射次数、提高条码识别率、结构紧凑。

Description

扫描器及具有该扫描器的穿戴式智能设备

技术领域

本发明涉及扫描器技术领域，尤其涉及一种扫描器及具有该扫描器的穿戴式智能设备。

背景技术

随着科技的发展，在生活中越来越多的涉及条码支付扫描、应用扫描等。扫描器是用于读取条码所包含信息的阅读设备，利用光学原理，把条码的内容解码后通过数据线或者无线的方式传输到电脑或者其它识别设备。条码扫描器广泛应用于商业POS收银系统、快递仓储物流、图书服装医药、银行保险通讯等多个领域。

现有技术中申请号为：201210278779.4的技术方案中，光源发射器与光源接收器在水平方向上分开且互成角度设置，为了避免反射回的扫描光束经原光路错误返回至光源发射器而非光源接收器，将反射镜一直接设置在反射镜二表面，且二者互成一定的夹角，从而保证反射回光源接收器的光路方向与光源发射器发出的光路方向有夹角，达到使反射回的光束正确到达光源接收器的目的。此结构体积大，不便于制造小巧的穿戴式智能设备，而且光信号的发射和接收都必须经过两处反射镜和摆动组件，多次反射后光能量损失，造成激光信号的利用率不高，识别率降低；并且由于每个反射面都不是绝对平面，多次反射还会引起光学畸变。

有鉴于此，确有必要提供一种扫描器及具有该扫描器的穿戴式智能设备，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少反射次数、提高条码识别率、结构紧凑的扫描器及具有该扫描器的穿戴式智能设备。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种扫描器，包括光源发射器、与所述光源发射器对应设置的反射镜、带动反射镜摆动的摆动组件及光源接收器，所述光源发射器发射的光经反射镜反射形成具有时差性的扫描光束以扫描条码，所述光源接收器接收所述条码上反射回的光束以读码，所述反射镜与光源接收器均设置在摆动组件上，并随摆动组件同步摆动。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述摆动组件包括摆臂、设置在摆臂摆动端一侧面的线圈及与线圈对应设置的磁铁，所述反射镜与光源接收器均设置在摆臂摆动端远离线圈的另一侧面，所述摆臂在线圈与磁铁的作用下带动反射镜与光源接收器左右摆动。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述摆动组件包括摆臂、设置在摆臂摆动端的线圈及与线圈对应设置的磁铁，所述反射镜与光源接收器均设置在线圈远离磁铁的一侧面，所述摆臂在线圈与磁铁的作用下带动反射镜与光源接收器左右摆动。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述反射镜与光源接收器沿摆臂的长度方向并排设置，所述反射镜位于摆臂摆动端与光源接收器之间。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述反射镜与光源接收器沿摆臂的高度方向并列设置，所述反射镜与光源接收器均紧靠摆臂的摆动端。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述反射镜与光源接收器之间设有第一屏蔽结构，所述第一屏蔽结构具有一定高度。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述光源接收器的四周及光源接收器的底部设有第二屏蔽结构，所述第二屏蔽结构采用银浆材料，并采用镀膜工艺成型。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述光源发射器发射的外表面设有散热结构，所述散热结构为多条散热筋。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述光源接收器的收光面罩设有半球形的透镜，所述透镜靠近反射镜的外表面上涂覆有遮光材料，所述透镜靠近光源接收器侧面的内表面上涂覆有电磁屏蔽材料。

一种穿戴式智能设备，包括光学支架及安装在所述光学支架上的如上任一项所述的扫描器，所述光源发射器、反射镜、摆动组件及光源接收器均集成在所述光学支架上；所述磁铁为永磁铁并固定设置在光学支架上；所述反射镜的长度根据摆动组件摆动的幅度设置；所述摆臂为柔性线路板；所述光源接收器的收光面设置有透镜。

本发明的有益效果是：通过将反射镜与光源接收器均设置在摆动组件上，使反射镜与光源接收器随摆动组件同步摆动，从而使反射镜的位置与光源接收器的位置始终相对固定，减少反射次数、提高条码识别率、结构紧凑。

附图说明

图1为本发明扫描器的扫描示意图1。

图2为本发明扫描器的扫描示意图2。

图3为本发明另一实施例中扫描器的扫描示意图。

图4为本发明另一实施例中反射镜与光源接收器的剖面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

结合图1及图2所示，本发明的扫描器包括光源发射器1、摆动组件2、反射镜3及光源接收器4，该扫描器减少了反射次数、提高了条码5识别率，且结构紧凑、重量轻，可适用于穿戴式智能设备。

光源发射器1可为激光二极管，用于发射点状的光。光源发射器1发射的光为波长不小于650nm的可见光，但是，当扫描器长时间使用后容易产生发热现象，从而直接影响发射光的波长，导致光源接收器4接收光的波长与光源发射器1发射光的波长不一致，部分扫描光无法被光源接收器4接收；因此，可在光源发射器1的外表面设置散热结构(未图示)，散热结构为多条导热筋，与光源发射器表面紧密接触，其主要用于扩大光源发射器1外表面的接触面积，从而达到散热的效果。

摆动组件2包括摆臂21、线圈(未图示)及磁铁(未图示)，摆臂21在线圈与磁铁的作用下可带动反射镜3与光源接收器4左右摆动。摆臂21的一端为摆动端21A，线圈设置在摆臂摆动端21A的一侧面，并与磁铁对应设置；摆臂21的另一端为支撑端21B，主要用于作为摆臂21摆动的支撑点。摆臂21可以为柔性线路板，便于在摆动的同时为线圈供电。此线圈摆动、磁铁固定的结构相较于传统的线圈固定、磁铁摆动的结构，由于线圈重量较轻，更有利于降低功耗、提升摆动幅度。

反射镜3与光源发射器1对应设置，从而使光源发射器1发射的点状光能够直射到反射镜3上。同时，将反射镜3设置在摆动组件2上，且设置在摆臂21远离线圈的另一侧面，从而使反射镜3在摆动组件2的带动下左右摆动，使直射到反射镜3上的点状光形成具有时差性的扫描光束以扫描条码5。此外，反射镜3为平面镜，其结构简单，可达到无损反射的效果；反射镜3的长度可根据摆动组件2摆动的幅度设置，从而使反射镜3形成的较大的扫描角，扩大扫描范围。

光源接收器4可为光电二极管，主要用于接收条码5上反射回的光束以读码。光源接收器4同样设置在摆动组件2上，且与反射镜3位于摆动组件2的同一侧面，光源接收器4在摆动组件2的带动下与反射镜3同步左右摆动。一方面，其有利于使反射镜3的位置与光源接收器4的位置始终相对固定，即反射镜3形成的扫描角与光源接收器4形成的视场角可进行同步移动，使视场角始终被扫描角覆盖，而无需再人为地调节扫描器扫描条码5时的扫描角度，提高了收光率、减少了视场角以外其它光源的输入、提高了信噪比；另一方面，相对于将光源接收器4单独设置，此结构可有效减少空间的占用，可降低成本，非常适用于穿戴式智能设备。

优选地，具体如图1所示，反射镜3与光源接收器4沿摆臂21的长度方向并排设置，使反射镜3与光源接收器4设置为左右相邻的结构，从而进一步有利于使光源接收器4形成的视场角与反射镜3形成的扫描角最大程度地重合，减少光的损耗。同时，将反射镜3设置于摆臂摆动端21A与光源接收器4之间，从而使反射镜3更靠近摆臂21的摆动端21A，有利于扩大扫描光束的扫描角，以支持大条码5的扫描。

优选地，具体如图2所示，反射镜3与光源接收器4沿摆臂21的高度方向并列设置，使反射镜3与光源接收器4设置为上下相邻的结构，消除了二者之间的夹角，从而使光源接收器4形成的视场角与反射镜3形成的扫描角上下重合，使反射镜3反射出去的扫描光束以相同的走向返回至光源接收器4，减少光损耗、提升光利用率。同时，反射镜3与光源接收器4均紧靠摆臂21的摆动端21A设置，有利于同时扩大反射镜3形成的扫描角和光源接收器4形成的视场角。

进一步地，光源接收器4与反射镜3之间设有第一屏蔽结构41，第一屏蔽结构41具有一定高度，其主要用于隔离反射镜3上反射时形成的光晕，从而使光源接收器4不受光晕的影响，提高解码成功率。此外，第一屏蔽结构41采用黑色绝缘材料，具有较优的遮光性。

进一步地，光源接收器4的四周及光源接收器4的底部设有第二屏蔽结构42，第二屏蔽结构42采用银浆材料，一方面，银浆材料具有良好的电磁隔离性，可使光源接收器4免受周围电磁波的干扰；另一方面，银浆材料在隔离电磁波的同时可作为光源接收器4的导电组件使用，无需额外布置导线。第二屏蔽结构42采用镀膜工艺成型，成型精细，可有效减轻第二屏蔽结构42的体积和重量。

在本发明的另一实施例中：

如图3所示，其不同之处在于：摆动组件2’包括摆臂21’、设置在摆臂摆动端21’A的线圈22’及与线圈22’对应设置的磁铁(未图示)，本实施例中的摆动端21’A为线圈22’，而反射镜3’与光源接收器4’直接设置在线圈22’远离磁铁的一侧面。如此设置，可减轻整个摆动组件2’的重量，且光源接收器4’无需额外布置导线，其可将线圈22’与光源接收器4’直接电性连接。

在本发明的另一实施例中：

如图4所示，其不同之处在于：光源接收器4”与反射镜3”之间设有透镜43”；具体地，光源接收器4”的收光面罩设有半球形的透镜43”，可有效扩大光源接收器4”形成的视场角，扩大收光范围。

进一步地，透镜43”靠近反射镜3”的外表面上涂覆有遮光材料431”，其主要用于隔离反射镜3”上反射时形成的光晕，从而使光源接收器4”不受光晕的影响，提高解码成功率。此外，遮光材料431”采用黑色材料，具有较优的遮光性。

进一步地，透镜43”靠近光源接收器4”侧面的内表面上涂覆有电磁屏蔽材料432”，其主要可使光源接收器4”免受周围电磁波的干扰，进一步提高解码成功率。此外，电磁屏蔽材料432”采用银浆材料，具有良好的电磁隔离性。

本发明还提供了一种穿戴式智能设备(未图示)，其包括光学支架(未图示)及安装在光学支架上的扫描器。光源发射器1、摆动组件2、反射镜3及光源接收器4均集成在光学支架上，从而实现光源发射器1、摆动组件2、反射镜3及光源接收器4的一体式设计，重量轻、体积小。此外，光学支架可采用铝合金材质，可以进一步减轻扫描器的重量。摆动组件2中的磁铁为永磁铁并固定设置在光学支架上。通过使用该扫描器，可在保证穿戴式智能设备具备较小的重量与体积的同时使其减少反射次数、提高条码5识别率、增强电池续航能力、提高扫码识别准确度。该穿戴式智能设备可以是使用该扫描器的指环、手表、眼镜等穿戴式智能设备，此处不作限制。

本发明扫描器的扫描系统：

首先，光源发射器1发射点状的光，光直射至反射镜3上。

其次，摆动组件2带动反射镜3摆动，从而使照射到反射镜3上的点状光形成具有时差性的扫描光束；同时，摆动组件2带动光源接收器4摆动，从而使光源接收器4与反射镜3同步摆动。

然后，将反射镜3形成的扫描光束扫描到条码5上，光源接收器4实时接收条码5上漫反射的光。

最后，光源接收器4根据接收到的光生成光电转化后的扫码信号，从而完成读码作业。

综上所述，本发明提供光源发射器1、与光源发射器1对应设置的反射镜3、带动反射镜3摆动的摆动组件2及光源接收器4，光源发射器1发射的光经反射镜3反射形成具有时差性的扫描光束以扫描条码5，光源接收器4接收条码5上反射回的光束以读码，反射镜3与光源接收器4均设置在摆动组件2上，并随摆动组件2同步摆动。该扫描器通过将反射镜3与光源接收器4均设置在摆动组件2上，使反射镜3与光源接收器4随摆动组件2同步摆动，从而使反射镜3的位置与光源接收器4的位置始终相对固定，减少反射次数、提高条码识别率、结构紧凑。

以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种扫描器，其特征在于：包括光源发射器、与所述光源发射器对应设置的反射镜、带动反射镜摆动的摆动组件及光源接收器，所述光源发射器发射的光经反射镜反射形成具有时差性的扫描光束以扫描条码，所述光源接收器接收所述条码上反射回的光束以读码，所述反射镜与光源接收器均设置在摆动组件上，并随摆动组件同步摆动。

2.根据权利要求1所述的扫描器，其特征在于：所述摆动组件包括摆臂、设置在摆臂摆动端一侧面的线圈及与线圈对应设置的磁铁，所述反射镜与光源接收器均设置在摆臂摆动端远离线圈的另一侧面，所述摆臂在线圈与磁铁的作用下带动反射镜与光源接收器左右摆动。

3.根据权利要求1所述的扫描器，其特征在于：所述摆动组件包括摆臂、设置在摆臂摆动端的线圈及与线圈对应设置的磁铁，所述反射镜与光源接收器均设置在线圈远离磁铁的一侧面，所述摆臂在线圈与磁铁的作用下带动反射镜与光源接收器左右摆动。

4.根据权利要求2或3所述的扫描器，其特征在于：所述反射镜与光源接收器沿摆臂的长度方向并排设置，所述反射镜位于摆臂摆动端与光源接收器之间。

5.根据权利要求2或3所述的扫描器，其特征在于：所述反射镜与光源接收器沿摆臂的高度方向并列设置，所述反射镜与光源接收器均紧靠摆臂的摆动端。

6.根据权利要求1所述的扫描器，其特征在于：所述反射镜与光源接收器之间设有第一屏蔽结构，所述第一屏蔽结构具有一定高度。

7.根据权利要求1所述的扫描器，其特征在于：所述光源接收器的四周及光源接收器的底部设有第二屏蔽结构，所述第二屏蔽结构采用银浆材料，并采用镀膜工艺成型。

8.根据权利要求1所述的扫描器，其特征在于：所述光源发射器发射的外表面设有散热结构，所述散热结构为多条散热筋。

9.根据权利要求1所述的扫描器，其特征在于：所述光源接收器的收光面罩设有半球形的透镜，所述透镜靠近反射镜的外表面上涂覆有遮光材料，所述透镜靠近光源接收器侧面的内表面上涂覆有电磁屏蔽材料。

10.一种穿戴式智能设备，其特征在于：包括光学支架及安装在所述光学支架上的如权利要求1～9任一项所述的扫描器，所述光源发射器、反射镜、摆动组件及光源接收器均集成在所述光学支架上；所述磁铁为永磁铁并固定设置在光学支架上；所述反射镜的长度根据摆动组件摆动的幅度设置；所述摆臂为柔性线路板；所述光源接收器的收光面设置有透镜。

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