专利名称：微型一体化图像及条码识读模组及其应用装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图像及条码识读模组及其应用装置，特别是涉及一种微型一体化 的图像及条码识读模组及其应用装置。
背景技术：
条码扫描装置现已普遍使用于各超市货卖场，以用来有效率地处理将料号或价格 以条码方式来编码的商品。有关条码扫描装置的操作原理已可见于许多现有技术中，例如 公告号码179959号台湾专利、美国专利US5，932，860号。在条码扫描装置中，条码识读模组是非常重要的部件。目前，条码识读模组包括设 置在一个以上的电路板上的照明组件、电信号处理电路、图像传感器及解码电路。例如，美 国专利5，780’ 834号揭示的光学阅读器具有多个电路板，包括用于设置照明LED的LED板、 用于设置图像传感器和处理图像传感器所产生信号的电路的“成像板”及用于设置摄像和 解码电路的“模板”。美国专利5，521，366号揭示了具有后印刷电路板、前印刷电路板和安 装有LED的LED电路板的组件壳体。上述具有一个以上电路板的光学阅读器的装配要求将分离的电路板安装到阅读 器的分离的内部结构上并提供多个电路板之间的电性连接。除了装配要求高、难度大之外， 多个电路板的设计要求增大集成有电子器件的光学阅读器壳体的尺寸。对于日益发展的小 型化、集成化技术趋势来说，这种结构显然不符合当前的发展，因此需要提供一种制作更容 易、成本更低、结构更简单的光学阅读器。其中，条码识读模组是光学阅读器中的重要组成 部件，其集中了照明LED、瞄准LED、图像传感器及解码电路等。针对条码识读模组进行改 进，即可以很大程度上减小光学阅读器的尺寸。中国专利第ZL200620077313. 8号专利揭示 了通过在镜头和图像传感器的感光面之间设置一块反射镜片，在保证入射光线在模组内的 行程总长不变的前提下，使模组在水平方向上的长度缩短，从而缩小模组体积的一种技术 方案。然而，该技术方案仍有可改善空间，以进一步缩小模组体积。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种具有更小体积、结构简 单的微型一体化图像及条码识读模组。本发明还提供一种具有上述图像及条码识读模组的应用装置，其具有更小体积及 结构简单。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的一种图像及条码识读模组其包括可采集图像及条码的镜头、接收镜头采集的图像 及条码并处理转化为信号的图像传感器及具有对图像传感器处理后的信号进行解码以完 成识读的解码电路的解码电路板。所述图像传感器设置在解码电路板上。进一步地，所述图像传感器具有感光面，其中镜头的垂直轴心线与图像传感器的 感光面的垂直轴心线位于同一直线上。
所述图像传感器具有感光面，其中镜头的垂直轴心线与图像传感器的感光面的垂 直轴心线具有大于零度的夹角。一反射镜片设置在镜片与图像传感器之间，入射光线经过镜头、反射镜片到达图 像传感器的感光面。所述反射镜片与镜头的垂直轴心线呈范围为40° 50°的夹角，所述感光面的 垂直轴心线与镜头的轴心线呈范围为80° 100°的夹角。该图像及条码识读模组还包含安装支架，具有解码电路及图像传感器的解码电路 板组装于安装支架的后部或者上、下两侧位置之一。本发明的技术方案还可以这样实现一种具有上述图像及条码识读模组的应用装置，其包括一用于采集图像及条码的 识读窗口、设于所述图像及条码识读模组的应用装置内的核心控制单元、为所述核心控制 单元提供电力的电源模组，以及用于进行图像和条码识读的图像及条码识读模组。该图像 及条码识读模组包括可采集图像及条码的镜头、接收镜头采集的图像或条码并处理为信号 的图像传感器及具有对图像传感器处理后的信号进行解码以完成识读的解码电路的解码 电路板。所述图像传感器设置在解码电路板上。进一步地，所述图像传感器具有感光面，其中镜头的垂直轴心线与图像传感器的 感光面的垂直轴心线位于同一直线上。所述图像及条码识读模组还包括一反射镜片，其设置在镜片与图像传感器之间， 入射光线经过镜头、反射镜片到达图像传感器的感光面。该应用装置还包括液晶模块，其提供用户操作提示及图像或条码查询结果显示。与现有技术相比，本发明的有益效果是一体化设计的图像传感器与解码电路有 效减小了图像及条码识读模组的体积。
图1是表示本发明第一实施方式的图像及条码识读模组的部分立体分解图；图2是表示本发明第一实施方式的图像及条码识读模组的光路示意图；图3是表示根据本发明第二实施方式的图像及条码识读模组的光路示意图；图4是表示根据本发明最佳实施方式的图像及条码识读模组的应用装置的立体 组合图；图5是表示根据本发明最佳实施方式的图像及条码识别模组的应用装置的系统 原理图。
具体实施例方式现在，将参考附图来详细地描述本发明的具体实施方式
。在这些图中，用相同的标 记表示相同或相似的元件，即使在不同图中描述它们。参考图1及图2所示，为本发明第一实施方式的图像及条码识读模组100的部分 立体视图及光路示意图。该图像及条码识读模组100包括安装支架1、与安装支架1 一体设 置或者呈组装关系的镜头支架14及瞄准光源支架15、收纳于镜头支架14内的镜头2、包含 收纳于瞄准光源支架15内的瞄准光源(未图示)及若干照明光源51的光源组件、组设有照明光源51的光源板5、装设有图像传感器41的解码电路板4及位于镜头2与图像传感器 41之间用来减小入射光线水平方向行程的反射镜片3。光源板5呈平板状并装设有六个照明光源51 (通常为LED灯)、开设有一大一小两 个开孔，分别作为镜头开孔52及照明光源开孔53。光源板5四个边角均开设有安装孔54， 用来与安装支架1通过螺钉组装为一体。安装支架1呈长方体构型并具有由左、右侧壁11、12及底壁13围设形成的U形框 体10及组装至框体10后部的背板17。本案的特别之处在于图像传感器41与解码电路共同组设在同一电路板上，也就 是解码电路板4，二者不用再分开设置在不同电路板上，大大减小了图像及条码识读模组 100的体积同时使生产制造过程简单化。反射镜片3设置在镜头2与图像传感器41的感光面410之间并呈一定角度摆放。 镜头2内设有光学透镜6，感光面410的垂直轴心线与镜头2的轴心线形成夹角θ，该夹角 θ范围为80° 100°，反射镜片3与镜头2的轴心线之间形成一个夹角α，该夹角α范 围为40° 50°。外部条码7通过光学透镜6经反射镜片3反射，成像在图像传感器41 的感光面410上，感光面410接收到外部条码7的成像后，将它转化为数字信号，并将数字 信号传输至解码电路板4上的解码电路(未图示)进行解码处理。当夹角θ等于90°或 者夹角α等于45°时，反射镜片3传送外部条码7的成像效果最佳。如此光学镜头6到反 射镜片3的距离为Li，反射镜片3到感光面410的距离为L2，L1+L2 = L，本发明L2利用成 像及条码识读模组100的纵向空间，从而实现成像及条码识读模组100水平方向的长度缩 短了 L2的距离。请参阅图3，其为本发明图像及条码识读模组100的又一实施方式。本实施方式中 的图像及条码识读模组100并未采用反射镜片3结合一体化图像传感器41及解码电路板 4的设计，而是单纯利用图像传感器41及解码电路板4 一体化的设计来减小本发明图像及 条码识读模组100的体积，实现小型化、紧凑化的设计。在本实施方式中，外部条码7通过 光学透镜6直接成像在图像传感器41的感光面410上，感光面410接收到外部条码7的成 像后，将它转换为数字信号并传输至与图像传感器41 一体设计的解码电路板4上的解码电 路进行解码处理。图4及图5揭示了本发明图像及条码识读模组100所应用的应用装置200的立体 视图及系统原理图。该应用装置200包括由盖体8及座体9组成的外壳及容纳于外壳内部 的电子器件。进一步地，应用装置200的电子器件包括一进行核心控制的CPU核心板101、与所 述CPU核心板101电性连接并可接收该CPU核心板101输出的产品信息的液晶模块105、与 所述CPU核心板101可拆装地电性连接并可为该CPU核心板101提供电力的POE模块106， 以及另一电性连接所述CPU核心板101并可为CPU核心板101供电的电源模块107和电源 接口 1071。所述CPU核心板101还可拆装地电性连接RFID模块103、GPRS无线模块104， 和GPIO模块102等功能模块，并可与这些功能模块交互通信，同时，这些功能模块均可由该 CPU核心板101提供驱动电力并控制其执行命令。所述应用装置200还包括一与所述CPU 核心板101电性连接的调试接口 109，用户可通过所述调试接口 109调试配置所述CPU核心 板101以及电性连接所述CPU核心板101的其他功能模块。
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其中，所述液晶模块105用于指导客户操作和显示查询结果；所述POE模块106可 以通过物理网络线给所述CPU核心板101供电；所述电源接口 1071可连接外部的电源适配 器，优选的，该电源适配器可向该电源接口 1071输入12V电压的电力，所述电源模块107可 将该12V电压的电力转换为所述应用装置200所需要的5V和3. 3V电压；所述该CPU核心 板101还电性连接有一扩展集线器，所述扩展集线器用于进一步扩展该CPU核心板101功 能，在本发明最佳实施方式中，所述扩展集线器为一 USB集线器108，其可以进一步可拆卸 地电性连接可与外部设备通讯的蓝牙模块1081、网络模块1083，并为所述蓝牙模块1081、 网络模块1083提供驱动电力，所述网络模块1083可为具有RJ45端口的有线网络模块，也 可为具有WIFI功能的无线网络模块，在本发明最佳实施方式中，所述网络模块1083是具有 WIFI功能的无线网络模块。另外，所述USB集线器108还可拆装地电性连接有本发明用于 识读图像及条码信息的图像及条码识读模组100，并为该图像及条码识读模组100提供驱 动电力，所述图像及条码识读模组100可自由拆装于所述USB集线器108，在本发明中的图 像及条码识读模组100与解码电路板4集成为一体设置，以其使得所述应用装置200更为 精简、体积更为小巧。所述GPIO模块102具有两路输入和两路输出的交互信号，用于门禁、 指示灯、蜂鸣器等装置；所述RFID模块103应用于13. 56MHz非接触式高集成度IC卡读写 应用；所述GPRS无线模块104可以通过GPRS方式与外界进行通讯。值得一提的是上述 RFID模块103、GPRS无线模块104、网络模块1083、蓝牙模块1081可以统称为本发明应用 装置200的通讯模组。在本发明最佳实施方式中，当使用应用装置200扫描到一维条码或二维图像时， 客户根据液晶模块105的提示，将待查询的条码或图像通过应用装置200的识读窗口读入， 通过内部设置的图像及条码识读模组100的处理后传送至解码电路板4解码后还原成可 提供给主机的需要条码或图像信息。主机接收到该条码或图像信息后，通过应用程序查询 数据库与该图像和条码相匹配的产品信息，如产品的价格、图像等信息，并反馈至应用装置 200，该应用装置200即可在液晶模块105上显示查询结果。亦即，本发明的应用装置200具有将图像传感器41与解码电路板4集成为一体设 置的图像及条码识读模组100，其结构更为精简、体积更为小巧。当然，以上只是本发明应用装置200的一种应用方式，其还可以应用在手持式光 学阅读器、座体式光学阅读器等。尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人 员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改 进、增加以及取代是可能的。
权利要求
一种图像及条码识读模组，其包括可采集图像或者条码的镜头、接收镜头采集的图像或者条码并处理转化为信号的图像传感器及具有对图像传感器处理后的信号进行解码以完成识读的解码电路的解码电路板；其特征在于所述图像传感器设置在解码电路板上。
2.根据权利要求1中所述的图像及条码识读模组，其特征在于，所述图像传感器具有 感光面，其中镜头的垂直轴心线与图像传感器的感光面的垂直轴心线位于同一直线上。
3.如权利要求1中所述的图像及条码识读模组，其特征在于，所述图像传感器具有感 光面，其中镜头的垂直轴心线与图像传感器的感光面的垂直轴心线具有大于零度的夹角。
4.如权利要求3中所述的图像及条码识读模组，其特征在于，图像及条码识读模组还 包括设置在镜片与图像传感器之间的反射镜片，入射光线经过镜头、反射镜片到达图像传 感器的感光面。
5.如权利要求4中所述的图像及条码识读模组，其特征在于，所述反射镜片与镜头的 垂直轴心线呈范围为40° 50°的夹角，所述感光面的垂直轴心线与镜头的垂直轴心线 呈范围为80° 100°的夹角。
6.如权利要求1中所述的图像及条码识读模组，其特征在于，图像及条码识读模组还 包含安装支架，具有解码电路及图像传感器的解码电路板组装于安装支架的后部或者上、 下两侧位置之一。
7.一种具有上述图像及条码识读模组的应用装置，其包括用于采集图像及条码的识读 窗口、设于所述应用装置内的核心控制单元、为所述核心控制单元提供电力的电源模组、以 及用于进行图像和条码识读的图像及条码识读模组；该图像及条码识读模组包括可采集图 像或者条码的镜头、接收镜头采集的图像或者条码并处理转化为信号的图像传感器及具有 对图像传感器处理后的信号进行解码以完成识读的解码电路的解码电路板；其特征在于 所述图像传感器设置在解码电路板上。
8.如权利要求7中所述的图像及条码识读模组的应用装置，其特征在于，所述图像传 感器具有感光面，其中镜头的垂直轴心线与图像传感器的感光面的垂直轴心线位于同一直 线上。
9.如权利要求7中所述的图像及条码识读模组的应用装置，其特征在于，所述图像及 条码识读模组还包括一反射镜片，其设置在镜片与图像传感器之间，入射光线经过镜头、反 射镜片到达图像传感器的感光面。
10.如权利要求7中所述的图像及条码识读模组的应用装置，其特征在于，所述应用装 置还包括液晶模块，其提供用户操作提示及图像或条码查询结果显示。
全文摘要
本发明提供了一种微型一体化图像及条码识读模组，其包括可采集图像或者条码的镜头、接收镜头采集的图像或者条码并处理转化为信号的图像传感器及具有对图像传感器处理后的信号进行解码以完成识读的解码电路的解码电路板。所述图像传感器设置在解码电路板上。本发明还提供具有上述图像及条码识读模组的应用装置，其具有图像传感器与解码电路共同设置在解码电路板上的图像及条码识读模组。与现有技术相比，本发明的有益效果是图像及条码识读模组及其应用装置结构更简洁，体积更小巧。
文档编号G06K7/10GK101887505SQ20091026199
公开日2010年11月17日 申请日期2009年12月16日 优先权日2009年12月16日
发明者陈文传, 陈瑞琳, 陈立峰 申请人:福建新大陆自动识别技术有限公司