一种具有异形透镜的条码阅读模组制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有异形透镜的条码阅读模组，包括：透镜、外壳、电路板和镜头；所述镜头包括镜头套筒以及安装于镜头套筒内部的光阑、第一非球面镜和第二非球面镜，所述光阑设置于第一非球面镜和第二非球面镜之间；所述透镜的入射面与出射面均为自由曲面；所述外壳的一端面开设有镜头窗口与透镜窗口，所述电路板设置于外壳相对于镜头窗口的另一端面，所述电路板朝向外壳内部的一面设置有图像传感器芯片和LED发光芯片，所述电路板另一面设置有主控芯片和接插件；所述镜头嵌入镜头窗口且镜头的中心点与所述电路板上的图像传感器芯片的中心点位置相同，所述透镜嵌入透镜窗口。所述透镜嵌入透镜窗口。所述透镜嵌入透镜窗口。

【技术实现步骤摘要】
一种具有异形透镜的条码阅读模组


[0001]本技术涉及一种具有异形透镜的条码阅读模组，属于条码阅读模组


技术介绍

[0002]一维线性条码阅读模组是用来解析条码的专用设备，广泛应用于各种场合，其基本组成结构包括镜头、定位灯、透镜、主板等。
[0003]常见的一维线性条码阅读模组的镜头一般采用玻璃球面镜片，而使用球面镜片会带来球面像差问题和边缘畸变问题。由于存在球面像差的缘故，会在通过镜头中心部分的近轴光线所结成的影像周围形成由通过镜头边缘部分的光线所产生的光晕，使画面整体像是蒙上一层纱，形成模糊不清、缺少鲜锐度的灰蒙影像。而边缘畸变是因垂直轴放大率在整个视场范围内部保持常数而引起的成像缺陷，具体表现为图像边缘的直线变弯曲，而这对于采用直线表示数据信息的一维线性码而言，无疑将会平添解码难度。
[0004]对于用来指示镜头成像区域的定位光斑，由于其光源和镜头非同心的缘故，使得定位光斑与成像中心存在偏离角度，随着识读距离的加大，这种偏离角度带来的指示误差会越来越大，严重影响对条码的定位指示精度。此外，由于定位光斑在不同使用环境中还会充当补光灯的功能，而一般的定位透镜同样存在边缘畸变，导致定位光斑呈现出诸如中间窄、两边宽的非规则图案，对条码图像数据造成干扰，容易出现条码数据解析错误的情况。定位透镜的边缘畸变还带来一个问题就是边缘照度低，而这个问题将会影响到生成图像的明暗分布，进而影响设备解码率。

技术实现思路

[0005]为了解决上述现有技术中存在的问题，本技术提供一种具有异形透镜的条码阅读模组。
[0006]本技术的技术方案如下：
[0007]一种具有异形透镜的条码阅读模组，包括：透镜、外壳、电路板和镜头；所述镜头包括镜头套筒以及安装于镜头套筒内部的光阑、第一非球面镜和第二非球面镜，所述光阑设置于第一非球面镜和第二非球面镜之间；所述透镜的入射面与出射面均为自由曲面；
[0008]所述外壳的一端面开设有镜头窗口与透镜窗口，所述电路板设置于外壳相对于镜头窗口的另一端面，所述电路板朝向外壳内部的一面设置有图像传感器芯片和LED发光芯片，所述电路板另一面设置有主控芯片和接插件；
[0009]所述镜头嵌入镜头窗口且镜头的中心点与所述电路板上的图像传感器芯片的中心点位置相同，所述透镜嵌入透镜窗口。
[0010]优选地，所述第一非球面镜和第二非球面镜的一面均为凹面，另一面均为凸面。
[0011]优选地，所述第一非球面镜和第二非球面镜的凹面均朝向所述光阑。
[0012]优选地，所述镜头套筒的表面镀设有氧化膜。
[0013]优选地，所述透镜与第一非球面镜和第二非球面镜的镜片上镀设有增透膜。
[0014]优选地，还包括一个垫圈组，所述垫圈组包括若干片垫圈；所述镜头套筒穿过垫圈组后嵌入所述镜头窗口。
[0015]优选地，还包括一挡光片，所述挡光片设置于所述外壳内部且位于所述LED发光芯片和所述透镜之间。
[0016]优选地，所述图像传感器芯片为贴片式CCD传感器芯片。
[0017]本技术具有如下有益效果：
[0018]1、在透镜的设计中，通过引入非轴对称、不规则、复杂的自由曲面设计，让不同角度光束在穿过主轴时，可以保持近似的放大率，对透镜边缘进行光学纠正，极大程度上摆脱了传统透镜视场窄、周围变形、模糊的弊端，在物理层面最大限度实现消除畸变，显著增强定位照明光斑的均匀性，使原先的不规则光斑变为规则的矩形光斑，提升了模组的稳定性和用户的使用感受。
[0019]2、通过引入自由曲面，原先需要多片透镜配合实现的光学效果只需要一片透镜即可达成，光学元件数量更少，使整个光学系统的结构变得更紧凑、重量更轻，在近似的体积下，自由曲面的应用可以让模组的空间利用率更高。
[0020]3、本技术中由于透镜的入射面与出射面均为自由曲面，使得LED发光芯片发出的光经过透镜折射后在视场中形成的定位光斑中心偏向成像中心，当定位光斑中心与成像中心重合度越高时，越能够准确指示出视场中心位置，提升对条码的定位精度。
[0021]4、在成像镜头的设计中，采用非球面镜片代替原先玻璃球面镜片，避免球面像差问题，改善边缘畸变问题，减少图像失真程度，提升图像对条码边缘数据的还原程度，提升识读景深、解码成功率和准确率。
[0022]5、利用挡光片对LED发光芯片发出的光进行初步整形，生成美观醒目、指示性强的定位光斑。
[0023]6、镜头中采用光阑控制通光量，降低杂散光干扰，平衡图像中心照度和边缘照度的差值，同时还能辅助改善边缘畸变。
[0024]7、镜头套筒采用铜制材质，散热性优良，发黑工艺能够降低套筒反射的杂光进入镜头内部，进一步提升图像质量。
[0025]8、采用镀膜工艺对镜片进行处理，增加光线通过镜片的通光量，减少光线在镜片之间多次反射，有效降低光斑的发生，提升成像的清晰度。
[0026]9、对于追求精巧的小型嵌入式模组而言，越小的体积意味着越灵活的适配能力，在相同景深和视场等条件下，使用非球面镜片可以比球面镜片减少约一半的光学路径，借此可以设计出更加小巧的模组。
[0027]10、本技术中存在一个垫圈组，可以通过增减镜头垫圈组中的垫圈数量来调节镜头焦距，镜头和结构件固定限位的方式确保镜头遭撞击仍能保证焦距精准。
[0028]11、贴片式CCD传感器芯片更替原先的芯片键合工艺，对工厂组装设备要求低，降低产品生产成本。
附图说明
[0029]图1为本技术的模组示意图；
[0030]图2为本技术的模组装配效果图；
[0031]图3为镜头和透镜的装配示意图；
[0032]图4为镜头和透镜的装配效果图；
[0033]图5为挡光片装配示意图；
[0034]图6为挡光片装配效果图；
[0035]图7为电路板装配示意图；
[0036]图8为电路板装配效果图；
[0037]图中附图标记表示为：
[0038]1、透镜；2、外壳；21、镜头窗口；22、透镜窗口；3、电路板；4、镜头套筒；5、第一非球面镜；6、垫圈组；7、第二非球面镜；8光阑；9、LED发光芯片；10、主控芯片；11、接插件；12、挡光片；13、图像传感器芯片。
具体实施方式
[0039]下面结合附图和具体实施例来对本技术进行详细的说明。
[0040]实施例一：
[0041]参见图1，一种具有异形透镜的条码阅读模组，包括：透镜1、外壳2、电路板3和镜头；镜头包括镜头套筒4以及安装于镜头套筒4内部的光阑8、第一非球面镜5和第二非球面镜7，光阑8设置于第一非球面镜5和第二非球面镜7之间；透镜1的入射面与出射面均为自由曲面；
[0042]具体实施时，由于透镜1的入射面和出射面均采用的自由曲面，使LED发光芯片发出的光经过透镜折射后形成的光斑偏向镜头视场角，能够更精准指示出最佳的解码区域，最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有异形透镜的条码阅读模组，其特征在于，包括：透镜(1)、外壳(2)、电路板(3)和镜头；所述镜头包括镜头套筒(4)以及安装于镜头套筒(4)内部的光阑(8)、第一非球面镜(5)和第二非球面镜(7)，所述光阑(8)设置于第一非球面镜(5)和第二非球面镜(7)之间；所述透镜(1)的入射面与出射面均为自由曲面；所述外壳(2)的一端面开设有镜头窗口(21)与透镜窗口(22)，所述电路板(3)设置于外壳(2)相对于镜头窗口(21)的另一端面，所述电路板(3)朝向外壳(2)内部的一面设置有图像传感器芯片(13)和LED发光芯片(9)，所述电路板(3)另一面设置有主控芯片(10)和接插件(11)；所述镜头嵌入镜头窗口(21)且镜头的中心点与所述电路板(3)上的图像传感器芯片(13)的中心点位置相同，所述透镜(1)嵌入透镜窗口(22)。2.根据权利要求1所述的一种具有异形透镜的条码阅读模组，其特征在于，所述第一非球面镜(5)和第二非球面镜(7)的一面均为凹面，另一面均为凸面。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文彬，
申请(专利权)人：福州符号信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：