一种条码识读设备的制作方法

本发明涉及一种条码识读设备，属于条码识别领域。

背景技术：

公开号为cn107111737a的发明专利《双摄像头扫描枪及其扫描方法》，其公开了扫描枪内设置了近焦摄像头和远焦摄像头，扩展扫描枪的景深范围，但其必须通过人工手持扫描枪进行扫码，在扫码过程中人工调整扫描枪的角度使摄像头捕获到清晰的条码图像，其采用的是一种主动扫码方式，无法满足无人扫码需求。现有的被动扫码的条码识读设备（条码识别设备固定不动）大都是单摄像头的，且由用户手持移动终端，将移动终端上的识别码近距离贴近或以较近的距离靠近条码识读设备的镜头，多角度调整条码，才能识读条码。现有的被动扫码式的条码识读设备只能够实现近距离扫码，在远距离扫码时，入射镜头的光线中包含了很多外部环境杂光，例如，用于显示识别码的移动终端上的镜面反射光，自然光中多角度的散光，外部其他高亮度的照明光源等，这些杂光对图像传感器捕获条码图像造成了严重的干扰，使得捕获的图像中图像噪声过高，条码识读设备无法正常识读解码，如图1所示，现有的单镜头的条码识读设备扫描60cm处的条码时捕获的条码图像示意图，图中条码受到强光干扰，无法识读解码。现有应用于被动扫码的识读设备不仅无法实现远距离扫码解码，且无法同时实现近距离和远距离均能扫码解码。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种条码识读设备，其可以设置多个摄像模块，满足多种方式的扫码需求及在各种环境中均能获取清晰条码图像，同时通过设置取景窗，限制外部环境杂光的入射角，大大降低了外部环境杂光对图像传感器的干扰，提高条码图像的清晰度。

本发明的技术方案如下：

一种条码识读设备，包括壳体、槽型取景窗以及设于壳体内的摄像单元和电路板，所述壳体的正面设置有一孔，所述槽型取景窗套设在该孔内，所述槽型取景窗的深度值d1≥10mm，所述摄像单元包括至少两个摄像模块，各所述摄像模块均包含镜头和图像传感器，各所述镜头均固定在所述取景窗的底部，各所述镜头通过槽型取景窗的窗口采集条码图像，各所述图像传感器接收由镜头入射的光信号，并将光信号转换为电信号后发送至所述电路板上的处理器进行解码，得到条码信息。

更优地，所述摄像单元包括至少一近焦摄像模块和至少一远焦摄像模块。

更优地，近焦摄像模块和远焦摄像模块不在同一水平面上，且远焦摄像模块设于所述近焦摄像模块的后方。

更优地，所述摄像单元为至少两个远焦摄像模块，通过处理器对各远焦摄像模块设置不同的曝光时间，使摄像单元在不同亮度环境下都能获取清晰条码图像。

更优地，各所述摄像模块的接口为mipi接口和/或并口，通过该接口将捕获的条码图像传输至所述处理器。

更优地，所述槽型取景窗的侧壁设置多级起伏。

更优地，所述起伏为多级阶梯、螺旋阶梯或倾斜设置的多级波浪。

更优地，所述槽型取景窗的窗口为矩形、椭圆形或圆形。

更优地，所述电路板上设置有灯，所述壳体的正面为透光面板，所述灯的灯光通过透光面板向外部透射，所述透光面板可拆卸地固定在所述壳体上，或所述透光面板与所述壳体一体成型。

更优地，所述远焦摄像模块的图像传感器的感光面与槽型取景窗的窗口之间的距离d2≥20mm且/或所述远焦摄像模块的图像传感器的感光面与镜头中最外侧镜片之间的距离d3≥5.5mm。

更优地，所述摄像单元由两个摄像模块组成，所述槽型取景窗的窗口面积s≤350mm²

更优地，所述摄像单元由两个摄像模块组成，所述取景窗的窗口为矩形，其长宽比例范围是1~2.5，或所述取景窗为椭圆形，其长轴与短轴的比例范围是1~2.5。

更优地，所述槽型取景窗通过支架与壳体的内侧壁固定连接，所述槽型取景窗的窗口与该孔平齐；或所述槽型取景窗与所述壳体的正面连接，所述槽型取景窗的窗口与该孔平齐；或所述槽型取景窗与所述壳体的正面连接，且槽型取景窗的窗口凸出设置于所述壳体正面上方。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明一种条码识读设备，通过设置多个摄像模块，满足多种扫码需求，且设置有深度的取景窗，限制了外部环境杂光进入摄像模块的入射角，大大减少外界多角度光线对捕获条码图像的干扰，且各摄像模块均包含图像传感器，实现多个摄像模块同时扫码，获取多个条码图像，提高解码成功率；

2、本发明一种条码识读设备，设置了远焦摄像模块和近焦摄像模块，实现远近距离均能快速解码，并通过调整远焦摄像模块和近焦摄像模块的位置，使取景窗的窗口能够满足摄像模块的视场角要求；

3、本发明一种条码识读设备，还可以在处理器上设置各摄像模块的曝光时间，从而实现不同亮度条件下均能捕获清晰条码图像；

4、本发明一种条码识读设备，多个摄像模块连接同一个图像算法和解码算法的处理器，摄像模块的接口可以是mipi接口，也可以是并口，应用更灵活；

5、本发明一种条码识读设备，通过在取景窗的侧壁设置起伏，有效防止整体发射对扫描的干扰，且能够将光线进行多角度反射，防止形成整面反射，降低杂光对条码图像的干扰，提高条码图像清晰度；

6、本发明一种条码识读设备，将面板采用光扩散板，并在电路板上设置发光元件，实现提醒功能；

7、本发明一种条码识读设备，限定远焦摄像模块中图像传感器的感光面与上开口之间的距离，以减少外部环境杂光对图像传感器感光的影响，取得较好的条码图像；.

8、本发明一种条码识读设备，限定远焦摄像模块中镜头的最外侧镜片与图像传感器感光面之间的距离，较好地消除像散和像差，改善成像质量；

9、本发明一种条码识读设备，通过设定槽型取景窗的窗口面积，增强阻挡杂光效果；

10、本发明一种条码识读设备，采用两个摄像模块时将窗口设置为矩形或椭圆形且长宽比为1~2.5，条码成像效果最佳，既取得完整的图像，又可以最大限度的避免杂光射入镜头，提高读码成功率。

附图说明

图1为现有技术中条码识读设备在太阳光照射下捕获到的条码图像示意图；

图2本发明一种条码识读设备的立体图；

图3为本发明一种条码识读设备的正视图；

图4为本发明一种条码识读设备的爆炸图；

图5为本发明一种条码识读设备的沿槽型取景框长度方向的纵剖图；

图6和图7为本发明一种条码识读设备的沿槽型取景框宽度方向的纵剖图；

图8为本发明一种条码识读设备的阶梯状多级起伏的示意图；

图9为本发明一种条码识读设备的螺旋状多级起伏的示意图；

图10为本发明一种条码识读设备的起伏反射杂光示意图；

图11为本发明一种条码识读设备的壳体正面为透光面板的示意图；

图12为本发明一种条码识读设备的槽型取景窗与壳体正面一体成型图；

图13本发明一种条码识读设备的槽型取景窗凸出壳体正面的示意图；

图14为本发明一种条码识读设备的远焦摄像模块捕获的条码图像示意图。

图中附图标记表示为：

1、壳体；2、摄像模块；3、电路板；4、槽型取景窗；5、支架；6、散热件；11、正面；12、孔；111、第一软垫；112、第二软垫；21、镜头；23、图像传感器；24、滤光片；31、处理器；32、灯；33、数据传输接口；41、起伏；42、窗口；201、近焦摄像模块；202、远焦摄像头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

请参阅图2至图4，一种条码识读设备，包括一壳体1、槽型取景窗4以及设于壳体1内的摄像单元和电路板3，所述壳体1的正面11设置有一孔12，所述槽型取景窗4套设在该孔12内，所述槽型取景窗4的深度值d1≥10mm，所述摄像单元包括至少两个摄像模块2，各所述摄像模块2均包含镜头21和图像传感器23，各所述镜头21均固定在所述取景窗4的底部，各所述镜头21通过槽型取景窗4的窗口42（所述窗口42为槽型取景窗4最外侧的开口）采集条码图像，各所述图像传感器23接收由镜头21入射的光信号，并将光信号转换为电信号后发送至所述电路板3上的处理器31进行解码，得到条码信息。所述条码信息可以通过电路板3上的数据传输接口33对外传输，也可以通过无线通信模块对外无线传输。有深度的槽型取景窗4限制了外部环境杂光的入射角度，避免外部环境杂光对摄像单元捕获条码图像造成干扰，因此，当条码处于较远位置，摄像单元仍能捕获到清晰的条码图像。同时，本发明通过设置至少两个摄像模块2，可以满足不同条件下的扫码需求，使条码识别设备的扫码功能更强大。

请参阅图7，较优地，所述槽型取景窗4的深度值d1越大，阻挡的外部环境杂光的能力越强，越有利于摄像单元2捕获清晰条码图像。

在本实施例中，摄像单元中各摄像模块2可以相同，也可以根据实际需求不同的摄像模块2组合应用。当需要实现远近距离均能捕获清晰条码图像时，所述摄像单元为：包括至少一近焦摄像模块201和至少一远焦摄像模块202，例如包括一个近焦摄像模块201，一个远焦摄像模块202，或者还可以设置一个焦距介于近焦摄像模块201和远焦摄像模块202之间的摄像模块。当需要在夜间也能远距离较好成像时，所述摄像单元包括至少两个远焦摄像模块202，通过处理器31对各远焦摄像模块202设置不同的曝光时间，使摄像单元在不同亮度环境下都能获取清晰条码图像，例如，将其中一个远焦摄像模块202的曝光时间设置为0x02~0x15（大约为53.34us-560.07us，曝光时间根据图像传感器的特性来设定），使图像传感器23在能够在白天捕获较优的条码图像，另一远焦摄像模块202的曝光时间设置在0x15~0x35（大约为560.07us-1413.51us），使图像传感器23在能够在夜晚捕获较优的条码图像；除此之外，若还需要同时具备近距离扫码功能，可以在此基础上结合近焦摄像模块201组合应用。本发明条码识读设备通过对摄像模块2的多种组合配置不仅可以快速识读不同远近距离的条码，还可以在不同亮度环境下捕获清晰条码图像。

由于近焦摄像模块201的视场角和远焦摄像模块202的视场角不相同，为了尽可能地使取景窗4的窗口42与各摄像模块2的视场角相匹配，以达到最大程度阻挡杂光的目的，请参阅图5，近焦摄像模块201和远焦摄像模块202设置在不同水平面上，且由于近焦摄像模块201的视场角大于远焦摄像模块22的视场角，因此，远焦摄像模块202位于所述近焦摄像模块201的后方。

各所述摄像模块2在槽型取景窗4底部的排布方式有多种，但较优地，使槽型取景窗4的窗口42面积s在满足各摄像模块2的视场角的同时尽可能缩小窗口42面积，以达到最优的挡光效果。例如，槽型取景窗4底部的各摄像模块2并排设置，请参阅图6，各所述摄像模块2的镜头21与槽型取景窗4的窗口42在竖直方向上形成的视场角a≤30°，当各摄像模块2焦距不同时，可以通过前后错位排布镜头21位置，使得a≤30°。

请参阅图6，所述远焦摄像模块202的图像传感器23的感光面与槽型取景窗4的窗口42之间的距离d2≥20mm，其可以有效的阻挡杂光，以减少外部环境杂光对图像传感器23感光的影响，以取得较好的条码图像，最终取较好的读码效果。所述远焦摄像模块202的图像传感器23的感光面与镜头21中最外侧镜片之间的距离d3≥5.5mm，其可以较好地消除像散和像差，改善成像质量。所述远焦摄像模块202的镜头21选用三片~六片光学镜片，可以较好的消除像差，改善成像质量。所述镜头21内还可以设置一滤光片24，所述滤光片24固定在最内侧镜片上。所述滤光片24的带通波长为400~700nm，次范围波长通过率大于90%，带通滤光片24滤除大部分小于400nm和大于700nm的光线或者所述滤光片24可以选用大于650nm截止的常用滤光片，可以较好的消除像散和色差，改善成像质量。所述镜头21中最外侧镜片上可以镀增透膜，使可见光即400~700nm光线的透光率大于90%。将所述镜头21的前端部设于所述槽型取景窗4内，可以有效避免杂光射入镜头21，影响成像和读码效果。

各所述摄像模块2的接口为mipi接口和/或并口，该接口可以通过连接件与电路板3可拆卸连接，所述连接件包括fpc、扣接件等。各摄像模块2捕获的条码图像传输至所述处理器31。所述处理器31可以采用同一个图像算法和解码算法对各条码图像进行处理，同时还可以通过设置条件，择优选择其中一个条码图像的解码结果作为条码信息对外输出。例如，简单地，多个条码图像中，只要有一个条码图像解码成功，则发送取消解码命令给其他条码图像，将最先解码成功的条码图像作为条码信息对外输出。处理器31解码多个条码图像的方式不仅限于此，现有技术中公开的用于解决多个条码图像解码问题的技术方案均能应用于本发明中。所述图像传感器23可以是卷帘曝光cmos图像传感器，也可以是全局曝光cmos图像传感器，还可以选用ccd图像传感器23。由于图像传感器23在工作过程中，会发热，因此，还可以在壳体1内设置散热件6，提高处理过程的稳定性。例如，请参阅图6，所述图像传感器23的非感光面与所述壳体1的内底面之间设置散热件6，较佳地，所述散热件6为石墨烯贴片或硅脂贴片。

所述槽型取景窗4的侧壁设置多级起伏41。所述起伏41为多级阶梯（如图8所示）、螺旋阶梯（如图9所示）或倾斜设置的多级波浪。利用槽型取景窗4的深度以及侧壁上的多级起伏41，在限制外部环境杂光入射角的同时，对于进入槽型取景窗4的光线，入射在侧壁上的光经过起伏41的多级多角度反射，进一步减弱入射的强光，且能够避免在入射光在侧壁上形成整面反射，进一步降低外部环境杂光对摄像模块2的干扰，提高远距离扫码时条码图像的清晰度。图中所示的多级起伏41为全侧壁设置，在实际使用过程中，多级起伏41还可以仅设置在部分侧壁上如图3所示，但其抗杂光干扰能力不如全侧壁设置强。本实施中所列这几种方式降低外部环境杂光干扰能力较优，但能够起到相同作用的起伏41的形状以及分布方式不局限于此。请参阅图10，来自外部环境的光线a、光线b、光线c以及光线d入射在槽型取景窗4的侧壁上，其为无用的杂光，在起伏41上得到有效反射，减弱杂光对摄像模块2捕获条码图像造成的干扰。

所述槽型取景窗4的窗口42可以是矩形、椭圆形或圆形。现有图像传感器23生成的图像的分辨率一般为16:9或16:10或4:3，因此，将窗口42的长宽比例设置为与图像传感器23成像的长宽比例相同或相接近，条码成像效果最佳，此时既取得完整的图像，又可以最大限度的避免杂光射入镜头21，最大限度地避免杂光对成像和解码效果造成影响。当摄像单元由两个摄像模块2组成时，较优地，所述槽型取景窗4的窗口42为矩形，其长宽比例范围是1~2.5，或所述槽型取景窗4为椭圆形，其长轴与短轴的比例范围是1~2.5。

窗口42的面积s越大，其阻挡外部环境杂光的效果越差，因此，窗口42的面积s越小越有利于提升条码图像的清晰度，较优地，当所述摄像单元包含两个摄像模块2时，窗口42面积s≤350mm²，较优地，窗口42面积s≤300mm²。

当需要提醒用户扫码状态及结果，或为了能够让用户更易于观察到条码识读设备，较为常用的是灯光提示。在本实施例中，请参阅图11，所述壳体1的正面11可以选用透光面板，所述电路板3上设置有灯32，所述灯32的灯光通过透光面板向外部透射，所述透光面板可拆卸地固定在所述壳体1上，或所述透光面板与所述壳体1一体成型。例如通过螺丝锁附在壳体1上或通过带黏胶的第一软垫111将透光面板固定在壳体1上。所述透光面板一般可选用光扩散板或透明玻璃板等。如图9所示，为增强灯光效果，所述壳体1的正面11还可以选用设置有多个led灯的led灯板，将led灯板锁附在壳体1上，通过连接件电连接所述电路板3，所述连接件包括fpc、扣接件等。

所述槽型取景窗4与壳体1的连接方式由多种，但无论采用哪一种，有深度的槽型取景窗4均能够起到阻挡外部环境杂光的作用。请参阅图3和图4，所述槽型取景窗4通过支架5与壳体1的内侧壁固定连接，所述槽型取景窗4的窗口42与该孔12平齐；如图12所示，或所述槽型取景窗4与所述壳体1的正面11连接（可拆卸连接或一体成型均为可实施方案），所述槽型取景窗4的窗口42与该孔12平齐；如图13所示，或所述槽型取景窗4与所述壳体1的正面11连接（可拆卸连接或一体成型均为可实施方案），且槽型取景窗4的窗口42凸出设置于所述壳体1正面11上方。如图4所示，若窗口42与孔12之间存在间隙时，可在窗口42与孔12之间设置第二软垫112，起到防尘，防漏光，防杂光作用。

如图14所示，其为本发明条码识读设备在条码距离为70cm左右时远焦摄像模块202拍摄到的图像，将其与现有的固定式条码识读设备在相同的外部环境和距离条件下拍摄到的图像（如图1所示）相比，本发明条码识读设备远距离扫码时，捕获到的条码图像清晰度远高于现有条码识读设备捕获的条码图像。

本发明一种条码识读设备，通过一有深度的槽型取景窗4，有效阻挡外部环境杂光，减少杂光给图像传感器23捕获条码图像造成的干扰，大幅改善成像效果，提高扫码解码成功率，同时结合两个以上的摄像模块2，实现不同距离、不同亮度环境下均能捕获清晰条码图像，使条码识别设备的扫码功能更强大。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。