一种光学读取头制造技术

一种光学读取头，用于读取物体的影像。该光学读取头包含壳体、漫射构造、光源模块及感光模块。漫射构造连接至壳体。光源模块具有基板及安装至基板的正面的第一光源。基板的正面固定至漫射构造的外表面。第一光源提供初始光线射入至漫射构造中。漫射构造进而将初始光线处理成一均匀光线后输出。感光模块固定于壳体内，用于感测均匀光线被物体反射所产生的反射光线。使用本发明专利技术能够消除强反射光所造成的辨识死角，提升照明效率以减少光源的数量及耗电量，并提升照明的均匀性以提高倾斜角度容许范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学读取头。
技术介绍
图1为一种传统的光学读取头的应用示意图。如图l所示，光学读取头101用于读取物体102,其中光学读取头101包含中空壳体110、光源模块 120及感光模块140。光源模块120固定于中空壳体110内并提供光线。光 线在中空壳体110内反射后照射到物体102。感光模块140固定于中空壳体 110内，用于感测被物体102反射的光线。光线的反射可分为三种形式，也就是镜面反射、扩散反射和漫射反射。 镜面反射是指光线的入射角度等于反射角度。扩散反射发生在不平坦的表面 且反射的光线超过一个角度，所有的反射光的反射角或多或少会与入射角相 同。漫反射型的反射发生在粗糙或不光滑的表面，其反射光会有许多不同的 角度。由于中空壳体110的内壁面并不属于镜面，所以会有杂光L10进入到感 光模块140。目前所使用的感光模块140包含有CMOS感测器，其解析度一 般为100 x 100。感光模块140的透镜搭配CMOS感测器的可视角度(Field of View, FOV)约为ArcTan (图案对角/2/EFL) x 2,其中EFL为透镜的等效 焦距。光源模块120通常是发光二极管(LED),其发光波长大约为 800nm 950nm的红外线。感光模块140的透镜固定结构可以调整透镜到物 体102上的图像的取像距离。通过调整感光模块140的透镜固定结构、设计 中空壳体110的内壁面的反射特性以及调整光源模块120的位置，即可控制 光学读取头101对于物体102的照明效果。在一例子中，镜头的解像约为50至80 lp/mm,折射率Rl>80%,且相 对通光口径(f-number， F/N )不宜太高以免增加照明负担。读取头读取物 体的容许倾斜角度要达到30至40度，镜头的景深(Deep of focus )大于±0.7 mm。物体102可以是一本电子书，上面印有二维条码图案。由于电子书的 纸面材质容易反光，加上使用者手握读取头来读取电子书时，读取头跟纸面 的倾斜角度A可能会达到0至30度，或甚至是0至40度。因此，必须避 免纸面反光所造成的强光进到感光模块140中而造成无法辨识物体的问题。在图1中，让譬如是发光二极管的光源模块120发出的光线打在譬如是 锥状笔头的中空壳体110的内壁面上，以增加入射光的强度。但是，本案发 明人发现在入射角等于24度时，仍会有反射强光进入到感光模块140,而 且，具有反射效果的内壁面(通常称为反射罩)也会使杂光射回感光模块 140而进一步降低了对比。图2为另一种传统的光学读取头的应用示意图。图2的光学读取头类似 于图1,不同之处在于直接以作为光源模块的LED 120的光线打在物体102 上，这种情况非常容易造成反射的强光进到感光模块140内而进一步降低对 比。因此，现有技术中光学读取头的缺点在于无法避免反射强光所造成的辨 识死角、无法有效提升照明效率以减少LED的使用量及耗电量、以及无法 有效提高倾斜角度的容许范围。此外，现有技术的光学读取头的组装也相当 复杂。
技术实现思路
因此，本专利技术一个目的在于提供一种光学读取头，同时能消除强反射光 所造成的辨识死角，提升照明效率以减少光源的数量及耗电量，并提升照明 的均匀性以提高倾斜角度容许范围。为达上述目的，本专利技术提供一种光学读取头，用于读取物体的影像。光 学读取头包含壳体、漫射构造、光源模块及感光模块。漫射构造连接至壳体。光源模块具有基板及安装至基板正面的第 一光源。基板的正面固定到漫射构 造的外表面。第一光源提供初始光线射入漫射构造中。漫射构造将初始光线 处理成均匀光线后输出。感光模块固定于壳体内，用于感测均匀光线被物体 反射所产生的反射光线。作为本专利技术进一步的优选方案，所述感光模块的光轴平行于所述漫射构造 的轴向方向。作为本专利技术进一步的优选方案，所述基板为软性电路板，所述第一光源电 连接至所述软性电路板。作为本专利技术进一步的优选方案，所述光源模块进一步包括第二光源，所述 第二光源安装于所述软性电路板上，且电连接至所述软性电路板。作为本专利技术进一步的优选方案，所述第一光源和Z或所述第二光源直接焊4妻在软性电路板上。作为本专利技术进一步的优选方案，所述基板环绕所述漫射构造超过360度。 作为本专利技术进一步的优选方案，所述第一光源容纳于所述漫射构造的凹槽中，使得所述第一光源发出的光线垂直入射至所述漫射构造中。作为本专利技术进一步的优选方案，所述漫射构造为中空管体或实心柱体。 作为本专利技术进一步的优选方案，所述漫射构造可相对于所述壳体移动。 作为本专利技术进一步的优选方案，所述基板的正面通过粘胶固定至所述漫射构造的外表面。作为本专利技术进一步的优选方案，所述基板的正面用于将未直接射入至所述 漫射构造中的第一光源所发出的次要光线反射到所述漫射构造中。作为本专利技术进一步的优选方案，所述漫射构造进一步包含杂散光消除区段， 用于避免杂散光进入所述感光模块。作为本专利技术进一步的优选方案，所述透镜的等效焦距小于或等于3毫米。 因此，采用本专利技术的结构，可以大幅缩小光学读取头的体积，以方便使 用者携带使用。此外，由于采用了漫射结构使得光源发出来的光线在较小的 空间内即可实现均匀化，使得光源可以装设得非常靠近受测物体，同时通过提升照明的均匀性以消除强反射光所造成的辨识死角，提升照明效率从而减少光源的数量及耗电量；而且，光线经过漫射消除了方向性，使得读取装置倾斜角度容许范围变大。且光源所发出来的大部分光线可以接近垂直地入射 至漫射构造中，因此可以进一步有效提升照明效率及辨识能力。采用本专利技术 的结构，组装也相当方便。在本专利技术的进一步技术方案中，由于发光二极管直接焊接在软性电路板上，形成所谓的表面安装式发光二极管(Surface Mount LED )，使得光源模 块的固定方式更加简化，而不需复杂的固定方式，只要将软性电路板环绕漫 射构造一圈即可，因此，光学读取头的组装可以变得更加简便。在本专利技术的进一步技术方案中，本专利技术还可加入用于消除杂散光的杂散 光消除区段，即使缩短漫射构造的长度，也可以达到消除杂散光的效果。光 学读取头的漫射构造被缩短，使得物距能够变得更短，此时需要加大CMOS 感测器的可视角度(Field of View, FOV)才能感测到同样大小的物体，故 能够选用等效焦距较小的透镜，并获得较短的像距，因此，光学读取头的整 体长度被有效的缩短。为让本专利技术之上述内容能更明显易懂，下面举较佳实施例，并配合附图， 作详细说明如下。附图说明图1为一种传统的光学读取头的应用示意图。图2为另一种传统的光学读取头的应用示意图。图3为本专利技术第一实施例中光学读取头的应用示意图。图4为本专利技术第二实施例中光学读取头的应用示意图。主要元件符号说明LI:初始光线L2:均匀光线L3:反射光线L4:次要光线1:光学读取头2:物体10:壳体11:壳体的外壁20:漫射构造20A:漫射构造的轴向方向21:漫射构造的外表面22:杂散光消除区段23:漫射构造的内壁24、 25:漫射构造的凹槽30:光源模块31:基板31A:基板的正面32:第一光源33:第二光源35:粘胶40:感光模块40A:感光模块的光轴41:透镜42:影像感测器43:红外线滤波器44:镜筒50:主机板60:导线具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学读取头（１），用于读取物体（２）的影像，其特征在于，该光学读取头（１）包含：壳体（１０）；漫射构造（２０），连接至所述壳体（１０）；光源模块（３０），具有基板（３１）及安装至所述基板（３１）的正面（３１Ａ）的第一光源（３２），所 述基板（３１）的正面（３１Ａ）固定至所述漫射构造（２０）的外表面（２１），所述第一光源（３２）提供初始光线（Ｌ１）射入至所述漫射构造（２０）中，所述漫射构造（２０）将所述初始光线（Ｌ１）处理成均匀光线（Ｌ２）后输出；及　感光模块（４０），固定于所述壳体（１０）内，用于感测所述均匀光线（Ｌ２）被所述物体（２）反射所产生的反射光线（Ｌ３）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴智孟，
申请(专利权)人：凌阳多媒体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]