CN217902429U - 一种自动同步补光装置及条码读取设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种自动同步补光装置及条码读取设备，该自动同步补光装置包括补光板和反光杯；所述补光板上具有一容许相机镜头通过的第一通孔，在所述第一通孔的周围分布有多个补光灯；所述反光杯上具有一容许相机镜头通过的第二通孔，在所述第二通孔的周围分布有多个呈喇叭状的第三通孔；当反光杯与补光板贴合时，所述第三通孔中具有较小孔径的一端靠近补光板，使每个补光灯置于反光杯上对应的一个第三通孔中；本实用新型提供的反光杯上具有专业设计的反射器形状，可有效抑制光源的亮度损耗，提高灯珠光源的有效利用率；并且可基于相机的曝光时间控制光源的明灭，实现自动同步补光。

Description

一种自动同步补光装置及条码读取设备

技术领域

本申请涉及工业制造自动化技术领域，更具体地，涉及一种用于条码读取的自动同步补光装置及应用该自动同步补光装置的条码读取设备。

背景技术

条码或二维码作为一种信息载体，在各个领域迅速得到应用和推广，因此，市场上出现了品种繁多的适合于各个应用场合的条码自动识别设备。目前，条码自动识别设备正向着多功能、远距离、小型化、安全可靠、经济适用等方向发展。按照条码识别设备能够识别码制的能力和识读原理，可将其分为光笔与卡槽式、激光式、CCD图像式三类条码扫描器。

对于CCD图像式扫描器，其在读取条码或二维码时，若环境光照强度不足，会影响CCD相机的成像效果和读码率，严重的会导致读码失败。因此，在条码读取的场景中通常需要配置补光光源。

传统的补光光源通常采用简单的多光源组合照明，需要保持光源常亮状态。然而，这种照明光源功耗较高，甚至还需要外置的专用电源适配器，增加了条码读取设备的使用复杂度。

实用新型内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种用于条码读取的自动同步补光装置及条码读取设备，其目的在于降低功耗，简化条码读取设备的使用方式。

为实现上述目的，按照本实用新型的第一个方面，提供了一种自动同步补光装置，其包括补光板和反光杯；

所述补光板上具有一容许相机镜头通过的第一通孔，在所述第一通孔的周围分布有多个补光灯；

所述反光杯上具有一容许相机镜头通过的第二通孔，在所述第二通孔的周围分布有多个呈喇叭状的第三通孔；当反光杯与补光板贴合时，所述第三通孔中具有较小孔径的一端靠近补光板，使每个补光灯置于反光杯上对应的一个第三通孔中。

进一步地，上述自动同步补光装置，所述补光板上还具有驱动电路和外部接口；

所述驱动电路的输入端连接外部接口，通过所述外部接口获得外部输入的控制信号；其输出端连接补光灯，输出驱动电流以点亮补光灯。

进一步地，上述自动同步补光装置，其特征在于，所述反光杯上的第三通孔的内壁表面镀有反光膜。

进一步地，上述自动同步补光装置，其特征在于，所述补光板上的第一通孔的周围还设置有多个起定位作用的激光灯；

所述反光杯上的第二通孔的周围具有多个呈喇叭状的第四通孔，且所述第四通孔中具有较大孔径的一端靠近补光板，使所述激光灯置于反光杯上对应的一个第四通孔中。

进一步地，上述自动同步补光装置，其特征在于，所述补光灯的数量为四个。

进一步地，上述自动同步补光装置，其特征在于，所述激光灯的数量为两个。

按照本实用新型的第二个方面，还提供了一种条码读取设备，其包括相机镜头、主控电路板，以及上述任意一项所述的自动同步补光装置；所述主控电路板分别与相机镜头、自动同步补光装置中的补光板电连接。

进一步地，上述条码读取设备，所述主控电路板与补光板之间通过多个支柱固定连接，所述相机镜头置于主控电路板与补光板的围合空间内。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本实用新型提供的自动同步补光装置及条码读取设备，在反光杯的作用下，补光光斑可以集中汇聚在相机的指定视野区域，相比于普通的补光光源，有助于降低补光光源功耗，提高补光能量利用率。

(2)采用本实用新型提供的自动同步补光装置的条码读取设备，在拍摄条码或二维码时，主控电路板控制驱动电路的有效电流输出时间，使其与相机的曝光时间同步，从而实现自动同步补光。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的补光板的组成结构示意图；

图2为本申请实施例提供的反光杯的结构示意图；

图3为本申请实施例提供驱动电路的电路结构示意图；

图4为本申请实施例提供的应用自动同步补光装置的条码读取设备的三维结构示意图；

图5为本申请实施例提供的自动同步补光装置在光照区域中心范围500mm内的光照强度仿真示意图；其中，图5(a)为仿真光照强度效果图，图5(b)是相对标准差(std/mean)分布曲线图，图5(c)为仿真光照强度效果放大图，图5(d)是光照区域范围均匀度(mean/max)分布图；

在所有的附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、补光板，2、反光杯，3、第一通孔，4、补光灯，5、第二通孔，6、第三通孔，7、外部接口，8、第四通孔，9、相机镜头，10、主控电路板，11、支柱。

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，以下结合附图及实施例，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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

此外，为了避免使技术人员对本实用新型的理解模糊，可能不详细地描述或示出公知的或广泛使用的技术、元件、结构和处理。尽管附图表示本实用新型的示例性实施例，但是附图不必按照比例绘制，并且特定的特征可被放大或省略，以便更好地示出和解释本实用新型。

本实施例提供的一种自动同步补光装置，包括配合使用的补光板1和反光杯2；图1是本实施例提供的补光板的组成结构示意图，图2是本实施例提供的反光杯的结构示意图；请参阅图1，补光板1的中间开设有一容许相机镜头穿过的第一通孔3，该第一通孔3的内径不小于相机镜头的直径即可，在第一通孔3的周围均匀分布有多个补光灯4。

请参阅图2，反光杯2的中间同样开设有一容许相机镜头穿过的第二通孔5，使用时，将反光杯2与补光板1贴合，则该第二通孔5与第一通孔3的位置相对应；在第二通孔5的周围分布有多个呈喇叭状的第三通孔6，当反光杯2与补光板1贴合时，第三通孔6中具有较小孔径的一端靠近补光板1，使每个补光灯4置于反光杯上2对应的一个第三通孔6中。

工作时，补光板1上的补光灯4发光产生补光光斑，该补光光斑通过反光杯2后在相机的目标成像距离处的相机视野中的指定视野区域汇聚，其中，相机的指定视野区域可以落入在反光杯2所形成的光斑范围内，并且补光光斑可以集中汇聚在指定视野区域。

本实施例中，补光灯4的数量及其具体的分布位置不作具体限制，在一个较优的示例中，补光板1上设置有四个补光灯4，能够在提供所需亮度的光照的情况下，提高汇聚光斑的均匀度。

请参阅图1，补光板1上还具有驱动电路(图1中未示出)和外部接口7；其中，驱动电路的输入端连接外部接口7，通过所述外部接口7获得外部输入的控制信号；驱动电路的输出端连接补光灯4，输出驱动电流以点亮补光灯4。多颗补光灯4互相串联与驱动电路的输出端相连接，通过驱动电路产生的电流导通，发出照光。

在一个可选的示例中，外部接口7可以与相机镜头的主控电路电连接，该主控电路一方面用来控制相机的曝光时间，另一方面控制驱动电路的有效电流输出时间，使其与相机的曝光时间同步，从而实现自动同步补光。

图3是本实施例提供的驱动电路的电路结构示意图，如图3所示，外部接口7输入的电源信号VSYS用来对补光灯4供电，主控电路通过外部接口7输入的LED_FLASH和LED_PWM信号，在相机将要曝光时LED_FLASH和LED_PWM输出高电平，从而控制驱动芯片U7输出电流，点亮补光灯4；在曝光终止后，LED_FLASH和LED_PWM输出低电平，控制驱动芯片U7停止输出电流，熄灭补光灯4。相机镜头的主控电路通过控制LED_FLASH和LED_PWM的输出高低电平的时间长度来达到精确同步相机的曝光。

在一个优选的实施例中，反光杯2上的每个第三通孔4的内壁表面镀有反光膜，最大限度地提高光纤反射率，从而大幅度提升补光光斑的亮度。

此外，补光板1上的第一通孔3的周围还设置有多个起定位作用的激光灯(图1中未示出)；对应的，反光杯2上的第二通孔5的周围具有多个呈喇叭状的第四通孔8，且第四通孔8中具有较大孔径的一端靠近补光板1，使激光灯置于反光杯2上对应的一个第四通孔8中。

在一个可选的示例中，激光灯的数量为两个，对应的，反光杯2上的第四通孔8的数量也为两个。

本实施例还提供了一种应用上述自动同步补光装置的条码读取设备，请参阅图4，该条码读取设备包括相机镜头9、主控电路板10，以及上述的自动同步补光装置；主控电路板10分别与相机镜头9、自动同步补光装置中的补光板1的外部接口7电连接，用来控制补光板的驱动电路的有效输出时间与相机的曝光时间同步，从而控制补光灯的亮灭。主控电路板10与补光板1之间通过多个支柱11固定连接，相机镜头9置于主控电路板10与补光板1的围合空间内，其其端部依次穿过补光板1上的第一通孔3、反光杯2上的第二通孔5，在拍摄条码或二维码时，补光板1上的多个补光灯4点亮，随着相机曝光自动同步补光；在反光杯2的作用下，补光光斑可以集中汇聚在相机的指定视野区域，相比于普通的补光光源，有助于降低补光光源功耗，提高补光能量利用率。

图5为本实施例提供的自动同步补光装置在光照区域中心范围500mm内的光照强度仿真示意图；其中，图5(a)为仿真光照强度效果图，图5(b)是相对标准差(std/mean)分布曲线图，图5(c)为仿真光照强度效果放大图，图5(d)是光照区域范围均匀度(mean/max)分布图。通过上述仿真数据计算得出：自动同步补光装置在光照区域中心范围500mm内的光照均匀度(mean/max)为0.9250，光照范围内相对标准差(std/mean)为0.0583，光照范围能量利用效率(测试区域接收到能量/LED输出能量)为15.71％。仿真结果表明，本实施例提供的自动同步补光装置能够有效抑制高亮度补光灯的光亮损耗，提高灯珠光源的有效利用率，且光照均匀度较高，从而在相机取像距离较远时，仍可提供明亮均匀的照光，实现读取。

以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自动同步补光装置，其特征在于，包括补光板和反光杯；

所述补光板上具有一容许相机镜头通过的第一通孔，在所述第一通孔的周围分布有多个补光灯；

所述反光杯上具有一容许相机镜头通过的第二通孔，在所述第二通孔的周围分布有多个呈喇叭状的第三通孔；当反光杯与补光板贴合时，所述第三通孔中具有较小孔径的一端靠近补光板，使每个补光灯置于反光杯上对应的一个第三通孔中。

2.如权利要求1所述的自动同步补光装置，其特征在于，所述补光板上还具有驱动电路和外部接口；

所述驱动电路的输入端连接外部接口，通过所述外部接口获得外部输入的控制信号；其输出端连接补光灯，输出驱动电流以点亮补光灯。

3.如权利要求1所述的自动同步补光装置，其特征在于，所述反光杯上的第三通孔的内壁表面镀有反光膜。

4.如权利要求1所述的自动同步补光装置，其特征在于，所述补光板上的第一通孔的周围还设置有多个起定位作用的激光灯；

所述反光杯上的第二通孔的周围具有多个呈喇叭状的第四通孔，且所述第四通孔中具有较大孔径的一端靠近补光板，使所述激光灯置于反光杯上对应的一个第四通孔中。

5.如权利要求1所述的自动同步补光装置，其特征在于，所述补光灯的数量为四个。

6.如权利要求4所述的自动同步补光装置，其特征在于，所述激光灯的数量为两个。

7.一种条码读取设备，其特征在于，包括相机镜头、主控电路板，以及权利要求1-6任意一项所述的自动同步补光装置；所述主控电路板分别与相机镜头、自动同步补光装置中的补光板电连接。

8.如权利要求7所述的条码读取设备，其特征在于，所述主控电路板与补光板之间通过多个支柱固定连接，所述相机镜头置于主控电路板与补光板的围合空间内。

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