CN114239622A - 一种用于移动支付的桌面式条码识读设备 - Google Patents

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Abstract

本发明所述的一种用于移动支付的桌面式条码识读设备，通过具有向外均匀扩散照明补光光源的导光罩配合均匀设置的灯珠作为照明补光光源，使得照明补光光源产生的光照能均匀地抵到待拍摄的条码表面。设置有两种照明补光控制模式，在第一照明补光控制模式下，通过固定的曝光参数，可快速将图片亮度调整到合适范围，以适应不同屏幕亮度的手机支付码的识读，提高移动适应性和解码成功率。设定的固定时长的补光，使用户看起来照明补光是持续的，且照度较为柔和，利于屏幕显示条码的识读。在第二照明补光控制模式下，前两帧采用固定的曝光参数，以适应屏幕码的识读；其它帧采用图像传感器的自动调整曝光模式，适应纸质条码的识读。

Description

一种用于移动支付的桌面式条码识读设备
技术领域
本发明涉及一种条码识读的扫码设备，具体涉及一种用于移动支付的桌面式条码识读设备。
背景技术
随着移动网络的快速迭代发展，移动互联网用户数量的井喷，越来越多的基于移动终端实现的应用场景不断涌现。条码也从最早的物流盘点、商品零售衍生到移动支付载体上使用，移动支付已经成为国民所热衷的支付方式。一部手机即可实现各种消费场景的支付，无论是菜场买菜，车站购票还是便利店商超的购物消费。
随着移动支付的普及，对条码识读设备也提出了新的识读要求。传统的条流快递单号上的条形码等。由于是不发光材质，条码设备只要简单的照明光源就能使得印刷的条码信息基本上准确的通过反射光反射到条码识读设备的图像传感器中，并生成相应的电信号供后续的解码处理器进行解码处理。而显示在屏幕上的条形码，由于屏幕是自发光的，且屏幕的高反射特性，导致常规的条码设备由于屏幕表面高反光会将外部环境的杂光反射入条码识读设备中的图像传感器中，导致最终成像模糊，无法准确还原出条码图像。但是现有的条码识读设备需要同时承担识读屏幕条码识读任务和印刷条码的识读任务。如果仅以一种照明补光模式，无法满足这两类的识读补光场景需求，图像传感器无法获得足够的条码反光或者获得过度的反光。造成识读困难，识读效率降低。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供具有双补光模式的条码识读设备，其解决了一种单一补光模式下无法兼顾印刷条码与屏幕显示条码的照明补光需求。
本发明的技术方案如下：
一种用于移动支付的桌面式条码识读设备，包括：
中框壳体，上下两表面设置有开口。
识读透屏，可分离地设置在所述中框壳体的上表面，所述识读透屏面向条码的外表面叠加镀有抗指纹和抗反射增透的化学镀膜，面向镜头的内表面镀有抗反射增透的化学镀膜。
导光罩，套设在所述中框壳体内，呈喇叭状，开口较大的一端与所述识读透屏向接触，开口较小的一端用于容纳镜头座，所述导光罩改变由设置在所述导光罩下方的电路板上的照明补光光源点亮时发出的光的行进路线，将进入所述导光罩的入射光充分散色产生光学扩散透过所述识读透屏向外散射。
电路板，设置在所述导光罩的下方，所述电路板正面设置有一图像传感器插槽，所述图像传感器插槽上方连接有图像传感器与镜头一体的成像组件，所述成像组件外部还套设有镜头座，镜头座作为成像组件与所述导光罩之间的对接装置，在所述电路板表面围绕所述图像传感器插槽设置有多个灯珠作为照明补光光源，所述照明补光光源受设置在电路板上的处理器控制点亮与否；所述电路板上还设置有数据接口，通过线缆与外部进行通信和供电。
下壳体，所述电路板安装在所述下壳体上表面，所述下壳体通过连接装置安装在所述中框壳体的下端。
所述处理器被配置为具有两个照明补光控制模式，每连续三帧图像帧的帧周期之和作为一个完整的照明补光控制周期。
在第一照明补光控制模式触发时，所述处理器控赋予所述图像传感器以三组不同的曝光参数在连续三帧图像帧的帧周期内分别执行；所述处理器在每一帧周期内曝光信号执行完毕后的剩余帧周期内控制照明补光光源在设定的时间内点亮。
在第二照明补光控制模式触发时，所述图像传感器自动调整曝光参数，进行前面连续两帧图像帧的曝光，所述处理器控制所述照明补光光源在第二帧图像开始曝光时点亮，曝光结束时关闭，所述处理器控制控制图像传感器第三帧图像根据设置的曝光参数进行曝光，所述照明补光光源被所述处理控制为在第三帧图像开始曝光时点亮，曝光结束时关闭。
优选地，所述中框壳体内侧的四个侧面靠近上端的设置有卡扣，所述导光罩在开口较大的一端向外水平延伸一部分与所述卡扣配合，使得所述导光罩卡在所述中框壳体内。
优选地，所述成像组件与所述镜头座之间还设置有一可受挤压产生形变的缓冲定位垫圈，其中间呈圆形镂空，以贴合容纳所述镜头。
优选地，所述镜头座通过左右对称的两枚螺丝穿过所述电路板锁止在所述下壳体中对应的螺丝孔。
优选地，在所述电路板的正面还设置有至少一颜色区别于所述照明补光光源颜色的指示光源，所述指示光源与所述处理器通信联接，被控制为在条码识读解码成功后点亮，所述指示光源点亮的同时，所述处理器控制所述照明补光光源处于非点亮状态。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明所述的一种用于移动支付的桌面式条码识读设备，通过在识读透屏的外表面和内表面镀抗反射增透的化学镀膜，可以有效阻止照明补光光源的射出光通过识读透屏又反射至成像组件中，造成成像的光污染，也有效阻止外部条码图像的反射光在识读透屏的外表面就发生反射，无法透过识读透屏折射至成像组件中。在识读透屏的外表面还镀有防指纹化学镀膜，可以在日常手机贴近式扫描过程中防止因手指接触识读透屏将油脂和汗液留在识读透屏上，弄花识读透屏导致成像组件工作状态受影响。通过具有向外均匀扩散照明补光光源的导光罩配合均匀设置的灯珠作为照明补光光源，使得照明补光光源产生的光照能均匀地抵到待拍摄的条码表面。成像组件可拆卸的设计，满足不同规格的图像传感器与不同视场角镜头的配合使用，利于升降级，无需再重新制作电路板。设置有两种照明补光控制模式，在第一照明补光控制模式下，通过固定的曝光参数，可快速将图片亮度调整到合适范围，以适应不同屏幕亮度的手机支付码的识读，提高移动适应性和解码成功率。设定的固定时长的补光，使用户看起来照明补光是持续的，且照度较为柔和，利于屏幕显示条码的识读，不会在曝光生成数字化的图像过程中产生过多的照明干扰。在第二照明补光控制模式下，前两帧采用固定的曝光参数，以适应屏幕码的识读；其它帧采用图像传感器的自动调整曝光模式，适应纸质条码的识读。在第二帧图像帧开始照明补光，这种补光方式兼顾了在不同亮度环境下的纸质条码的快速调光，以及屏幕码的识读。
2、本发明所述的一种用于移动支付的桌面式条码识读设备，所述识读透屏通过卡扣安装在中框壳体内，安装与拆卸简便，无需使用额外的固定器件。
3、本发明所述的一种用于移动支付的桌面式条码识读设备，所述成像组件与镜头座之间还设置有缓冲垫圈，使得成像组件能够稳定的且无缝隙的安装在镜头座内，确保使用过程中不容易位移与落灰。
4、本发明所述的一种用于移动支付的桌面式条码识读设备，所述镜头座通过两枚螺丝稳定地安装在所述电路板上与成像组件贴合。
5、本发明所述的一种用于移动支付的桌面式条码识读设备还设置有指示光源，在识读成功后能给用户直观的指示。
附图说明
图1为本发明一种用于移动支付的桌面式条码识读设备整体示意图；
图2为本发明一种用于移动支付的桌面式条码识读设备分解示意图；
图3为本发明一种用于移动支付的桌面式条码识读设备的中框壳体和导光罩的示意图；
图4为本发明一种用于移动支付的桌面式条码识读设备电路板与镜头座之间连接关系的分解示意图；
图5为本发明一种用于移动支付的桌面式条码识读设备电路板的示意图；
图6为本发明一种用于移动支付的桌面式条码识读设备的第一照明补光控制模式信号时序示意图；
图7为本发明一种用于移动支付的桌面式条码识读设备的第二照明补光控制模式信号时序图。
附图标记为：1-中框壳体；2-识读透屏；3-导光罩；4-镜头座；5-电路板；6-下壳体；7-指示光源；11-卡扣；41-缓冲定位垫圈；51-图像传感器插槽；511-成像组件；512-数据接口；52-灯珠；53-线缆；61-线缆固定扣；62-声音提醒装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
一种用于移动支付的桌面式条码识读设备，如图1-5所示，包括：
中框壳体1，上下两表面设置有开口。
识读透屏2，可分离地设置在所述中框壳体1的上表面，所述识读透屏2面向条码的外表面叠加镀有抗指纹和抗反射增透的化学镀膜，面向镜头座4的内表面镀有抗反射增透的化学镀膜。所述识读透屏2优选的为玻璃材质，亚克力材质也可以。
导光罩3，材质为PMMA等光扩散材质，套设在所述中框壳体1内，呈喇叭状，也可以呈碗状。开口较大的一端与所述识读透屏2向接触，开口较小的一端用于容纳镜头座4，所述导光罩3改变由设置在所述导光罩3下方的电路板5上的照明补光光源点亮时发出的光的行进路线，将进入所述导光罩3的入射光充分散色产生光学扩散透过所述识读透屏2向外散射，即均匀的照射向条码表面。
电路板5，设置在所述导光罩3的下方，所述电路板5正面设置有一图像传感器插槽51，所述图像传感器插槽51上方可拆卸地连接有图像传感器与镜头一体的成像组件511，连接方式采用插槽插拔的方式，进行电信号的传输，也方便替换或升级。所述成像组件511，采用图像传感器与镜头一体化的设计，提高了镜头与镜头之间的适配度，无需人工二次装配，对于焦距、成像都有裨益。所述成像组件511外部套设有镜头座4，镜头座4作为成像组件511与所述导光罩3之间的对接装置，镜头座上还设置有非球面镜片，采用不是球面的镜片,可以减少镜片的数量,在降低重量和减小体积的同时,能提供更好的光学性能，可以解决眩光和边角变形问题。非球面镜片的作用就是通过修改镜片表面的曲率,让近轴光线与远轴光线所形成的焦点位置重合。当近轴光线与远轴光线都落在同一个焦平面上后,光斑将会消失,成像锐度将会提高。在所述电路板5表面围绕所述图像传感器插槽51设置有多个灯珠52作为照明补光光源，可以采用白色的LED。所述照明补光光源受设置在电路板5上的处理器控制点亮与否。处理器根据条码解码程序控制照明补光光源的点亮与关闭，以及控制工作持续时序。所述电路板5上还设置有数据接口512，通过线缆53与外部进行通信和供电，线缆可以是USB线缆，也可是TTL\RS232以及虚拟串口的一种。
下壳体6，所述电路板5安装在所述下壳体6上表面，所述下壳体6通过连接装置安装在所述中框壳体1的下端。在下壳体6上设置有收纳线缆53的凹槽，在接头处还设置有一线缆固定扣61，将线缆53头部固定，防止脱落，造成接触不良。
如图6-7所示，所述处理器被配置为具有两个照明补光控制模式，每连续三帧图像帧的帧周期之和(n,n+1，n+2帧)作为一个完整的照明补光控制周期。图6-7中S为帧周期，L为照明补光控制周期。
在第一照明补光控制模式触发时，所述处理器控赋予所述所述成像组件511中的图像传感器以三组不同的曝光参数在连续三帧图像帧的帧周期内分别执行；所述处理器在每一帧周期内曝光信号执行完毕后的剩余帧周期内控制照明补光光源在设定的时间内点亮，设定的时间优选地为1ms。曝光高电平信号为曝光信号，照明低电平信号为照明点亮信号。
在第二照明补光控制模式触发时，所述图像传感器自动调整曝光参数，进行前面连续两帧图像帧的曝光，所述处理器控制所述照明补光光源在第二帧图像开始曝光时点亮，曝光结束时关闭，所述处理器控制控制图像传感器第三帧图像根据设置的曝光参数进行曝光，所述照明补光光源被所述处理控制为在第三帧图像开始曝光时点亮，曝光结束时关闭。
处理器主要是调用电路板上的flsah存储中存储的条码解码程序，执行相关照明模块的逻辑步骤。较短的固定时长的补光，使用户看起来照明补光是持续的，且照度较为柔和，利于屏幕显示条码的识读，不会在曝光生成数字化的图像过程中产生过多的照明干扰，由于设备主要是接在收银终端、PC等上位机的USB口上，大多数USB口还是USB2.0，输出电流不大，只有500ma,通过这样的照明控制逻辑设计，有助于降低功耗，照明是设备最大的功耗消耗。
所述中框壳体1内侧的四个侧面靠近上端的设置有卡扣11，所述导光罩3在开口较大的一端向外水平延伸一部分与所述卡扣11配合，使得所述导光罩3卡在所述中框壳体1内。
所述成像组件511与所述镜头座5之间还设置有一可受挤压产生形变的缓冲定位垫圈41，其中间呈圆形镂空，以贴合容纳所述镜头4。
所述镜头座5通过左右对称的两枚螺丝穿过所述电路板5锁止在所述下壳体6中对应的螺丝孔。
在所述电路板5的正面还设置有至少一颜色区别于所述照明补光光源颜色的指示光源7，所述指示光源7与所述处理器通信联接，被控制为在条码识读解码成功后点亮，所述指示光源7点亮的同时，所述处理器控制所述照明补光光源处于非点亮状态。与所述指示光源7配合使用的可以是声音提醒装置62，声音提醒装置62可以是蜂鸣器。所述处理器的管脚在条码成功时，发送变化的电平信号至所述指示光源7和声音提醒装置62，在电平信号持续的时间内，二者的工作状态发生变化，用于向客户提供直观的声光指示。
以上所述仅为本发明的实施例，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 (5)

1.一种用于移动支付的桌面式条码识读设备，其特征在于，包括：
中框壳体(1)，上下两表面设置有开口；
识读透屏(2)，可分离地设置在所述中框壳体(1)的上表面，所述识读透屏(2)面向条码的外表面叠加镀有抗指纹和抗反射增透的化学镀膜，面向镜头座(4)的内表面镀有抗反射增透的化学镀膜；
导光罩(3)，套设在所述中框壳体(1)内，呈喇叭状，开口较大的一端与所述识读透屏(2)向接触，开口较小的一端用于容纳镜头座(4)，所述导光罩(3)改变由设置在所述导光罩(3)下方的电路板(5)上的照明补光光源点亮时发出的光的行进路线，将进入所述导光罩(3)的入射光充分散色产生光学扩散透过所述识读透屏(2)向外散射；
电路板(5)，设置在所述导光罩(3)的下方，所述电路板(5)正面设置有一图像传感器插槽(51)，所述图像传感器插槽(51)上方连接有图像传感器与镜头一体的成像组件(511)，所述成像组件(511)外部套设有镜头座(4)，镜头座(4)作为成像组件(511)与所述导光罩(3)之间的对接装置，在所述电路板(5)表面围绕所述图像传感器插槽(51)设置有多个灯珠(52)作为照明补光光源，所述照明补光光源受设置在电路板(5)上的处理器控制点亮与否；所述电路板(5)上还设置有数据接口(512)，通过线缆(53)与外部进行通信和供电；
下壳体(6)，所述电路板(5)安装在所述下壳体(6)上表面，所述下壳体(6)通过连接装置安装在所述中框壳体(1)的下端；
所述处理器被配置为具有两个照明补光控制模式，每连续三帧图像帧的帧周期之和作为一个完整的照明补光控制周期；
在第一照明补光控制模式触发时，所述处理器控赋予所述图像传感器以三组不同的曝光参数在连续三帧图像帧的帧周期内分别执行；所述处理器在每一帧周期内曝光信号执行完毕后的剩余帧周期内控制照明补光光源在设定的时间内点亮；
在第二照明补光控制模式触发时，所述图像传感器自动调整曝光参数，进行前面连续两帧图像帧的曝光，所述处理器控制所述照明补光光源在第二帧图像开始曝光时点亮，曝光结束时关闭，所述处理器控制控制图像传感器第三帧图像根据设置的曝光参数进行曝光，所述照明补光光源被所述处理控制为在第三帧图像开始曝光时点亮，曝光结束时关闭。
2.根据权利要求1所述的一种用于移动支付的桌面式条码识读设备，其特征在于：所述中框壳体(1)内侧的四个侧面靠近上端的设置有卡扣(11)，所述导光罩(3)在开口较大的一端向外水平延伸一部分与所述卡扣(11)配合，使得所述导光罩(3)卡在所述中框壳体(1)内。
3.根据权利要求2所述的一种用于移动支付的桌面式条码识读设备，其特征在于：所述成像组件(511)与所述镜头座(5)之间还设置有一可受挤压产生形变的缓冲定位垫圈(41)，其中间呈圆形镂空，以贴合容纳所述镜头(4)。
4.根据权利要求2或3所述的一种用于移动支付的桌面式条码识读设备，其特征在于：所述镜头座(5)通过左右对称的两枚螺丝穿过所述电路板(5)锁止在所述下壳体(6)中对应的螺丝孔。
5.根据权利要求2-4任一所述的一种用于移动支付的桌面式条码识读设备，其特征在于，在所述电路板(5)的正面还设置有至少一颜色区别于所述照明补光光源颜色的指示光源(7)，所述指示光源(7)与所述处理器通信联接，被控制为在条码识读解码成功后点亮，所述指示光源(7)点亮的同时，所述处理器控制所述照明补光光源处于非点亮状态。
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