CN202033765U - 一种大景深条形码扫描器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大景深条形码扫描器，包括光源、光传感器和和光学器件组，所述光学器件组包括镜筒、镜头和压圈，镜头由压圈压紧在镜筒内，所述镜头的焦距恒定，所述镜头的光学系统的参数是通过选择位于镜头实际工作环境所要求的调焦物距处的物平面为基准物平面而进行设计的。本实用新型解决了现有技术中设备制造成本昂贵、调焦不准等问题，且可最大程度的接近调焦物距的理想景深值，提高在特定观察场景下的景深范围，增大了有效的观察范围，达到了较好的扫描效果。

Description

一种大景深条形码扫描器

技术领域

本实用新型涉及条形码扫描器，尤其涉及一种大景深条形码扫描器。 

背景技术

条形码扫描器是一种像平台扫描仪的电子装置，其可阅读印刷条形码，进而反馈给收银员商品信息。近些年来，国内各大商场、连锁店等商业企业逐渐认识到了条形码扫描器给商业管理带来的巨大效益，因此在产品销售过程中应用了大量条形码扫描器。 

但是，条形码扫描器却一直受到景深不足这个问题的困扰。景深是指在镜头或其他成像器前沿着成像器轴线所测定的能够取得清晰图像的物体距离范围。商场超市每天的销售工作量巨大，因此很难对条形码进行快速准确的对焦，传统条形码扫描器只能将对焦点设置在某一固定位置处，而不能同时实现对预定的扫描范围内的所有位置的覆盖，因此无法保证近景和远景同时清晰，一旦商品位置偏离对焦点较远，景深较小的传统条形码扫描仪无法准确对焦，这样无疑会降低收银人员的工作效率。 

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型的目的是提供一种大景深条形码扫描器，以解决传统条形码扫描器景深小，很难快速准确对焦的问题。 

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

一种大景深条形码扫描器，包括光源、光传感器和光学器件组，所述光学器件组包括镜筒、镜头和压圈，所述镜头由压圈压紧在镜筒内，所述镜头为焦距恒定且基准物平面为调焦物距处的物平面的镜头。 

进一步地，所述镜头包括多片透镜。 

进一步地，所述镜头包括三块光学透镜，按入光方向顺序排列依次为：第一透镜，其为凹凸片；第二透镜，其为凸凹片；第三透镜，其为双凹片。 

进一步地，所述大景深条形码扫描器还包括成像器件。 

进一步地，所述成像器件为CCD或CMOS感光元件。 

进一步地，所述镜头与成像器件之间无任何额外元件。 

本实用新型的大景深条形码扫描器，采用大景深、定焦的成像装置，镜头与成像器件之间无需插入额外的元件，不但解决了现有技术中设备制造成本昂贵、调焦不准等问题，且通过选择实际工作环境所要求的调焦物距处的物平面为基准物平面，对镜头的光学系统的参数进行设计，使该设计可最大程度的接近调焦物距的理想景深值，从而提高了在特定观察场景下的景深范围，增大了有效的观察范围，达到了较好的扫描效果。 

附图说明

图1为传统定焦镜头的光学系统的成像原理图； 

图2为本实用新型的定焦镜头的光学系统的成像原理图； 

图3为本实用新型的光学器件组的结构示意图； 

图4为本实用新型的大景深条形码扫描器的镜头的结构示意图。 

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

传统的定焦镜头，其光学系统参数往往采用无穷远处的物平面为基准物平面来设计(图1所示为传统的定焦镜头的光学系统成像原理图)，以无限远处为基准物平面设计出的光学参数与实际工作状态的成像条件不能很好的匹配，导致无法得到足够大的景深。 

本实用新型提供大景深条形码扫描器，包括光源、光传感器和光学器件组，所述光学器件组包括镜筒1、镜头3和压圈2，，所述镜头3由压圈2压紧在镜筒1内，镜头3的焦距恒定(如图3所示)，镜头3的光学系统的参数包括透镜的表面曲率半径、厚度、位置、折射率和色散系数，是通过选择位于镜头实际工作环境所要求的调焦物距处的物平面为基准物平面而进行设计的。 

申请人于2010年02月20日提交的申请号为201010117202.6的中国专利申请公开了一种摄像装置的设计方法，在此以引用的方式将其全部内容结合于此。 

本实用新型的条形码扫描器，其镜头的焦距恒定，镜头和成像器件之间无需插入额外的元件，不但解决了现有技术中设备笨重、设计和制造成本昂贵、调焦不准等问题，而且通过选择实际工作环境所要求的调焦物距处的物平面为基准物平面(如图2所示)，对镜头的光学系统的参数进行设计，使该设计可最大程度的接近调焦物距的理想景深值，从而提高了在特定观察场景下的景深范围，增大了有效的观察范围，达到了较好的扫描效果。 

本实用新型中，镜头包括多片透镜。 

镜头优选所述镜头包括三块光学透镜，按入光方向顺序排列依次为：第一透镜，其为凹凸片；第二透镜，其为凸凹片；第三透镜，其为双凹片。 

当然，本领域技术人员应当理解的是，本实用新型中的镜头不限于上述实施方式，例如，其光学透镜的数量及类型可以进行各种变形。另外，光学透镜的曲率半径、折射率、光学透镜之间的间隔等参数也可以根据实际需要进行选取。 

本实用新型条形码扫描器还包括成像元件，成像器件为优选为CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)感光元件。 

本实用新型的镜头与成像器件之间无需插入额外元件，即可实现同步对焦，并同时增大景深，其最终获得的景深能够最大程度的接近理想景深。 

传统的条形码扫描器通常将对焦点(即调焦点)设置在某一固定位置处，但由于扫描往往随着商品位置超出原先对好的对焦点，一旦扫描主体偏离对焦点较远，景深较小的传统镜头就无法对条形码准确对焦。本实用新型提供的条形码扫描器，通过选择实际扫描要求的调焦物距处的物平面为基准物平面，对镜头的光学系统的参数进行设计，使该设计可最大程度的接近调焦物距的理想景深值，从而提高了在特定扫描场景下的景深范围，增大了有效的扫描范围。因此，与现有技术相比，本实用新型降低了条形码扫描器的图像采集部分设备的投入，大大的节约了设计和制造成本。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；如果不脱离本实用新型的精神和范围，对本实用新型进行修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型权利要求的保护范围当中。 

Claims (6)

1.一种大景深条形码扫描器，其特征在于，包括光源、光传感器和光学器件组，所述光学器件组包括镜筒、镜头和压圈，所述镜头由压圈压紧在镜筒内，所述镜头为焦距恒定且基准物平面为调焦物距处的物平面的镜头。

2.根据权利要求1所述的大景深条形码扫描器，其特征在于，所述镜头包括多片透镜。

3.根据权利要求2所述的大景深条形码扫描器，其特征在于，所述镜头包括三块光学透镜，按入光方向顺序排列依次为：第一透镜，其为凹凸片；第二透镜，其为凸凹片；第三透镜，其为双凹片。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的大景深条形码扫描器，其特征在于，所述大景深条形码扫描器还包括成像器件。

5.根据权利要求4所述的大景深条形码扫描器，其特征在于，所述成像器件为CCD或CMOS感光元件。

6.根据权利要求5所述的大景深条形码扫描器，其特征在于，所述镜头与成像器件之间无任何额外元件。 

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