具有光学元件以重定向中心照明轴的手持符号读取器制造技术

一种用于使用提供小于1.5x的光学放大率的光学元件将照明组件的中心照明轴朝向成像组件的中心视场(FOV)轴重定向的装置和组件，其中该照明组件的点处的该中心照明轴与该中心FOV轴不平行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有光学元件以重定向中心照明轴的手持符号读取器
技术介绍
在一些条形码读取器中，由照明源发射的光的中心照明轴与成像组件的中心视场(FOV)轴不平行。结果，成像组件可能无法获取条形码或其他符号的合适图像，因为条形码没有被正确或均匀地照亮，或者条形码完全或部分地在成像组件的视场之外。过去的条形码读取器已经通过在照明源前面放置透镜来重定向中心照明轴解决了这个问题。然而，透镜放大了由光源发射的光。这产生了放大条形码上照明源的最亮点(即，热点)的影响，而这反过来又导致条码的全部或部分过饱和，从而降低条码的所捕获的图像的质量。因此，需要具有光学元件的条形码读取器以将中心照明轴朝向成像传感器的中心FOV轴重定向，而几乎没有放大。附图说明附图(其中类同的附图标记在全部单独的视图中表示相同的或功能类似的要素)连同下面的详细描述被纳入于此并形成说明书的一部分，并用来进一步阐述包括所要求保护的专利技术的构思的实施例，以及解释那些实施例的各种原理和优势。图1示出了根据本专利技术的实施例的条形码读取器的立体视图。图2示出了图1的条形码读取器的部件中的一些部件的示意性框图。图3示出了根据本专利技术的实施例的条形码读取器的侧透视剖视图。图4示出了图3的条形码读取器的部分后透视剖视图。图5A示出了图3的条形码读取器的成像组件的视场的横截面正面视图。图5B示出了图3的条形码读取器的成像组件的视场的横截面侧视图。图6示出了图3的条形码读取器的部件中的一些部件的分解立体视图。图7示出了图3的条形码读取器的部件中的一些部件的横截面侧视图。本领域技术人员将理解附图中的要素出于简化和清楚而示出，并且不一定按比例绘制。例如，附图中的要素中的一些要素的尺寸可相对于其他要素被放大以帮助提升对本专利技术实施例的理解。已在附图中通过常规符号在合适位置对装置和方法构成进行了表示，所述表示仅示出与理解本专利技术的实施例有关的那些特定细节，以免因得益于本文的描述对本领域技术人员显而易见的细节而混淆本公开。具体实施方式本公开的一个方面提供了一种包括外壳、成像组件、照明组件和光学元件的装置。该成像组件被定位在该外壳内并且包括具有形成基本上平坦的二维表面的多个光敏元件的图像传感器。该图像传感器具有视场(FOV)，该FOV具有中心FOV轴。该图像传感器被配置为捕获从目标反射的光或从该目标发射的光。该照明组件被定位在该外壳内并且被配置为发射具有中心照明轴的光。该照明组件的点处的该中心照明轴与该中心FOV轴不平行。该光学元件被定位在该外壳内并且适于将该中心照明轴朝向表面处的该中心FOV轴重定向。该光学元件提供小于1.5x的光学放大率。本公开的另一个方面提供了一种包括外壳、成像组件、照明组件和棱镜的组件。该外壳具有扫描头和手柄。该扫描头具有近端和远端，并且中心头部轴从该近端延伸到该远端。该成像组件被定位在该扫描头内，并且具有被引导朝向该近端的视场(FOV)。该FOV具有与该中心头部轴平行的中心FOV轴。该成像组件被配置为捕获从目标反射的光和从目标发射的光。该照明组件被定位在该扫描头内该成像组件的前面，并且相对于该中心头部轴成锐角面向该近端。该照明组件被配置为发射具有中心照明轴的光。该照明组件的点处的该中心照明轴与该中心FOV轴不平行。该棱镜被定位在该扫描头内该照明组件的前面，并且被配置为重定向该中心照明轴，使得当两个轴延伸远离该近端时该中心照明轴朝向该中心FOV轴收敛。现在参考附图，图1示出了具有外壳102的示例性条形码读取器100，该外壳102具有手柄部分104(也称为手柄104)和头部部分106(也称为扫描头106)。该头部部分106包括窗口108，并且被配置为定位在手柄部分104的顶部。该手柄部分104被配置为由读取器用户(未示出)抓握并且包括用于由用户激活的触发器110。在该实施例中还包括附接到与头部部分106相对的手柄部分104的底座112。底座112被配置为站立在表面上并且以通常竖直的位置支撑壳体102。当条形码读取器100被放置在工作台面上时，该条形码读取器100可以作为静止工作站在免提模式下使用。当条形码读取器100被从工作台上拾取且保持在操作者的手中时，该条形码读取器100也可以在手持模式下使用。在免提模式下，产品可以被滑过、刷过或呈现给窗口108。在手持模式下，条形码读取器100可以朝向产品上的条形码移动，并且可以手动地按下触发器110以发起对条形码的成像。在一些实现方式中，可省去底座112，并且外壳102也可以为其他手持形状。其他实现方式可以提供仅手持或仅免提配置。图2示出了根据一些实施例的条形码读取器100的一部分的示意性框图。应当理解，图2未按比例绘制。图2中的条形码读取器100包括：(1)第一电路板114；(2)第二电路板116；(3)成像组件118，其包括成像传感器120和成像透镜组件122；(4)瞄准组件124，其包括瞄准光源126；(5)照明组件128，其包括照明光源130；(6)控制器132；和(7)存储器134。成像传感器120可以是CCD或CMOS成像传感器，这些传感器通常包括以用于线性传感器的一维阵列排列的或以用于二维传感器的二维阵列排列的多个光敏像素元件。成像传感器120可操作以检测沿着光学路径或中心视场(FOV)轴136穿过窗口108的由成像透镜组件118捕获的光。通常，图像传感器120与成像透镜组件122对被设计为一起操作用于捕获从条形码散射、反射或发射的光，作为在近工作距离(NWD)和远工作距离(FWD)之间延伸的一维或二维FOV138上的像素数据。NWD与FWD表示在其之间成像组件118被设计为读取条形码的距离。在一些实施例中，NDW距离鼻部158在近似0到近似2厘米之间，FWD距离鼻部158在近似25英寸到近似150英寸之间。成像传感器120由与其通信地连接的控制器132(诸如微处理器)来操作。附加地，控制器132通信地连接到瞄准光源126、照明光源130和存储器134。尽管这些部件之间的链路被示为单个通信总线140，但这仅是说明性的，并且设备中的任何设备之间的任何通信链路可以是专用的或者可包括多于两个选定的设备。附加地，在电路板中的任何电路板的任一侧上的部件的放置同样是示例性的。在操作中，存储器134可以由控制器126访问以存储和检取数据。在一些实施例中，第一电路板114还包括解码器142以解码由成像传感器120捕获的一个或多个条形码。该解码器142可以在控制器132内实现或作为单独的模块142实现。如上文所指示的，照明光源130通信地连接到控制器132，并且响应于用户在手持模式下致动触发器110而被控制器132激活。在免提模式下，控制器132可以连续地激活照明光源130。照明光源130用于沿着光学路径或中心照明轴137穿过窗口108发射光。在实施例中，照明光源130与成像传感器120垂直地偏移。在另一个实施例中，为了避免将大量的光引导到条形码的中间并使该条形码过饱和，条形码读取器具有两个照明光源，每一个照明光源水平地偏移到成像传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：/n外壳；/n成像组件，所述成像组件被定位在所述外壳内并且包括具有形成基本上平坦的二维表面的多个光敏元件的图像传感器，所述图像传感器具有视场FOV，所述FOV具有中心FOV轴，其中所述图像传感器被配置为捕获以下中的至少一个：从目标反射的光和从所述目标发射的光；/n照明组件，所述照明组件被定位在所述外壳内并且被配置为发射具有中心照明轴的光，其中所述照明组件的点处的所述中心照明轴与所述中心FOV轴不平行；以及/n光学元件，所述光学元件被定位在所述外壳内并且适于将所述中心照明轴朝向表面处的所述中心FOV轴重定向，其中所述光学元件提供小于1.5x的光学放大率。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180413 US 15/952,7401.一种装置，包括：
外壳；
成像组件，所述成像组件被定位在所述外壳内并且包括具有形成基本上平坦的二维表面的多个光敏元件的图像传感器，所述图像传感器具有视场FOV，所述FOV具有中心FOV轴，其中所述图像传感器被配置为捕获以下中的至少一个：从目标反射的光和从所述目标发射的光；
照明组件，所述照明组件被定位在所述外壳内并且被配置为发射具有中心照明轴的光，其中所述照明组件的点处的所述中心照明轴与所述中心FOV轴不平行；以及
光学元件，所述光学元件被定位在所述外壳内并且适于将所述中心照明轴朝向表面处的所述中心FOV轴重定向，其中所述光学元件提供小于1.5x的光学放大率。


2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中心FOV轴沿着横向平面和矢状平面延伸，并且所述中心照明轴与所述表面处的所述横向平面相交。


3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述中心照明轴在距离所述外壳的鼻部2厘米到70厘米的范围内与所述横向平面相交。


4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光学元件是棱镜。


5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光学元件具有为零的光学放大率。


6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光学元件的材料具有至少40的阿贝数。


7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述光学元件的所述材料是以下低色散材料中的一种或多种：聚(甲基丙烯酸甲酯)、冕玻璃、冕塑料、环烯烃聚合物、丙烯酸和聚碳酸酯。


8.如权利要求1所述的装置，进一步包括窗口，其中所述FOV延伸穿过所述窗口，并且其中所述光学元件与所述窗口集成。


9.如权利要求1所述的装置，进一步包括窗口，其中所述FOV延伸穿过所述窗口，并且其中所述光学元件附着到所述窗口的表面。


10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述照明组件被安装在基板的表面上，所述基板的所述表面倾斜使得所述中心FOV轴相对于所述基板的所述表面不垂直。


11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述基板包括孔径，并且所述成像组件被安装在所述基板的后面，其中所述中心FOV轴延伸穿过所述孔径。


12.如权利要求1所述的装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·德兹玛拉，E·巴坎，I·维诺格拉多夫，
申请(专利权)人：斑马技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US