一种基于多方位光源补偿的条码识读设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种基于多方位光源补偿的条码识读设备，属于条码识读设备领域。


背景技术：

2.条码识读设备是一种用于读取条码所包含信息的阅读设备，在扫码过程中，是使用条码扫描器扫描得到光信号，经主板光电转换后得到与条码符号对应的电子信号，经解码后再还原为源信息，然后通过数据线或者无线通讯方式将源信息传输到电脑或者其它处理设备。目前，条码识读设备已广泛应用于各类商业收银、快递物流、仓储运输及智能制造等领域，成为物联网生态系统的重要一环。
3.目前的条码识读设备一般都配置有用于光源补偿辅助照明装置，但在下列应用场合中，仍然会出现读码失败的情况：1)识读手机屏幕上、电脑显示器上或者光滑材质表面的条码，辅助照明装置发出的光常常在手机屏幕、显示器以及光滑材质表面形成反光或耀斑等原因，造成读码失败；2)由于不同介质或不同表面上的条码具有不同的对比度或反射率，因此，在环境光线过暗或过亮的应用场合中，采用单一光源的条码识读设备无法适应不同对比度或反射率的条码，因此无法快速获得清晰的条码图像,导致解码失败，严重影响了扫码效率；3)为了保护条码识读设备的镜头，通常采用透明材质的透屏来遮覆条码识读设备的扫描窗以达到一定的防水防尘等作用，然而，透明材质的透屏容易将辅助照明装置发出的光直接反射到镜头上，形成噪声，对条码的扫码造成不良影响。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于多方位光源补偿的条码识读设备，能够对条码进行多角度补光且在补光时不会在条码表面形成光斑，极大地提高了条码识读设备的读码效率和应用场景的灵活性。
5.本实用新型的技术方案如下：
6.一种基于多方位光源补偿的条码识读设备，包括壳体以及设置于所述壳体内的主控电路板、成像组件模块、内罩以及设于壳体内的第一电路板，所述主控电路板上焊接有解码芯片，所述壳体正面开设一扫描窗，所述内罩的开口正对所述扫描窗，所述内罩的底部固定所述成像组件模块，所述成像组件模块与所述解码芯片通信连接，所述第一电路板通过接插件与所述主控电路板上的解码芯片通信连接，所述第一电路板位于所述内罩的上沿，所述第一电路板上朝向壳体正面的一面焊接有第一补光灯，所述第一补光灯为侧发光灯，其发光面朝向所述壳体的内侧面。
7.更优地，所述壳体的内侧面上固定有反光部件，所述第一补光灯发出的光经过反光部件反射后向外出射。
8.更优地，所述条码识读设备还包括第一光扩散板和第二光扩散板，所述第一光扩散板设于所述扫描窗所在平面且位于所述第一电路板的前方，所述第二光扩散板与所述第
一光扩散板相互垂直且所述第二光扩散板设置于所述第一光扩散板和第一电路板之间，所述第一补光灯发出的光经过第一光扩散板和/或第二光扩散板后向外出射。
9.更优地，所述条码识读设备还包括设于壳体内且与壳体固定连接的两支架，所述第一光扩散板和第二光扩散板的两端通过所述两支架固定。
10.更优地，所述第一电路板上朝向内罩的一面焊接有第二补光灯，所述第二补光灯为侧发光灯。
11.更优地，所述条码识读设备还包括设于壳体内的第二电路板，所述第二电路板通过接插件与所述主控电路板上的解码芯片通信连接，所述第二电路板位于所述内罩的上沿且与所述第一电路板相对设置，所述第二电路板上朝向内罩的一面焊接有第三补光灯，所述第三补光灯为侧发光灯。
12.更优地，所述条码识读设备还包括红外触发模块，其焊接于所述第二电路板上朝向壳体正面的一面，或其焊接于所述第一电路板上朝向壳体正面的一面；所述红外触发模块检测到所述扫描窗的前方存在目标物时，发送信号至所述解码芯片，所述解码芯片启动成像组件模块扫描条码。
13.更优地，所述条码识读设备还包括一设于所述壳体的射频识读电路板，所述射频识读电路板通过接插件与所述主控电路板上的解码芯片通信连接，所述射频识读电路板与所述主控电路板相互垂直。
14.更优地，所述条码识读设备还包括一透屏，所述透屏固定于所述壳体的正面。
15.更优地，所述内罩的内表面为粗糙表面。
16.本实用新型具有如下有益效果：
17.1、一种基于多方位光源补偿的条码识读设备，侧发光的第一补光灯以反射的方式形成面光源，对条码进行补光，不仅提升条码识读设备的识读距离，从整体上改善条码识读设备的扫码环境亮度，还可避免在条码上形成光斑，提高扫描到的条码图像的清晰度，从而提高解码成功率和扫码效率。
18.2、一种基于多方位光源补偿的条码识读设备，通过反光部件增强第一补光灯的补光效果，同时，还通过第一光扩散板和第二光扩散板，使光线均匀出射，进一步避免在条码上形成光斑。
19.3、一种基于多方位光源补偿的条码识读设备，通过第二补光灯以及第三补光灯对内罩的内部空间进行补光，其不仅可以有效防止第二补光灯以及第三补光灯发出的光线直接照射在成像组件模块的镜头上以及直接照射在条码上形成噪声干扰和光斑，还可以结合第一补光灯，生成多种补光模式，提升条码识读设备对应用环境的适应性以及对不同材质表面条码的扫码成功率。
20.4、一种基于多方位光源补偿的条码识读设备，还包括红外触发模块，通过红外触发模块触发扫码，简化扫码操作步骤，降低设备功耗。
21.5、一种基于多方位光源补偿的条码识读设备，还包括射频识读电路板，所述射频识读电路板能够读取电子标签，增强条码识读设备的功能，使条码识读设备的应用范围更广泛。
附图说明
22.图1为一种基于多方位光源补偿的条码识读设备的结构示意图；
23.图2为一种基于多方位光源补偿的条码识读设备的爆炸图；
24.图3和图4为一种基于多方位光源补偿的条码识读设备的补光灯光路图；
25.图5为图3中d处的放大图；
26.图6为一种基于多方位光源补偿的条码识读设备的补光灯控制流程图。
27.图中附图标记表示为：
28.1、壳体；2、主控电路板；3、成像组件模块；4、内罩；11、扫描窗；5、第一电路板；51、第一补光灯；52、第二补光灯；6、反光部件；7、第一光扩散板；8、第二光扩散板；9、支架；10、第二电路板；101、第三补光灯；20、红外触发模块；30、射频识读电路板；301、射频天线；40、透屏；50、底座；60、电池；70、数据传输接口。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施例来对本实用新型进行详细的说明。
30.请参阅图1、图2以及图5，一种基于多方位光源补偿的条码识读设备，包括壳体1以及设置于所述壳体1内的主控电路板2、成像组件模块3、内罩4以及设于壳体1内的第一电路板5，所述主控电路板2上焊接有解码芯片。所述成像组件模块3包括镜头和图像传感器。所述壳体1正面开设一扫描窗11，所述内罩4的开口正对所述扫描窗11，所述内罩4的底部固定所述成像组件模块3，所述成像组件模块3与所述解码芯片通信连接，所述第一电路板5通过接插件与所述主控电路板2上的解码芯片通信连接，所述第一电路板5位于所述内罩4的上沿，所述第一电路板5上朝向壳体1正面的一面焊接有第一补光灯51，朝向内罩4的一面焊接有第二补光灯52，所述第一补光灯51为侧发光灯，其发光面朝向所述壳体1的内侧面。采用侧发光灯可以防止光源直射在条码表面，防止在条码表面形成光斑。较优地，所述壳体1的内侧面上固定有反光部件6，所述第一补光灯51发出的光经过反光部件6反射后向外出射。所述反光部件6可采用反光纸等。反光部件6能够增强反射光的光强度。如图3和图4所示，图中线条a为第一补光灯51的光路示意，线条b为第二补光灯52的光路示意。所述第一补光灯51发出光，经过反射后朝扫描窗11所在平面或扫描窗11的前方出射，因此，条码识读设备能够对远距离的条码进行补光，提高远距离条码扫描的图像清晰度，同时，反射后的光出射后是一种面光源，而非直射光源形成的点光源，因此，本实用新型可以有效防止第一补光灯51发出的光线直接照射在成像组件模块3的镜头上以及直接在条码上形成噪声干扰和光斑。所述第二补光灯52发出的光线经过内罩4的内表面的漫反射后再由扫描窗11射出。所述第二补光灯52能够减少反光并提高内罩4内的亮度，能够对条码进行补光。第二补光灯52选用侧发光灯，其出射的光线不是直射镜头，不会造成图像不清晰。较优地，所述内罩4的内表面为粗糙表面，可以增强漫反射效果。
31.本实用新型的条码识读设备还包括第一光扩散板7和第二光扩散板8，所述第一光扩散板7设于所述扫描窗11所在平面且位于所述第一电路板5的前方，所述第二光扩散板8与所述第一光扩散板7相互垂直且所述第二光扩散板8设置于所述第一光扩散板7和第一电路板5之间，所述第一补光灯51发出的光经过第一光扩散板7和/或第二光扩散板8后向外出射。所述第一光扩散板7和第二光扩散板8的两端通过两支架9固定。所述支架9设于壳体1内
且与壳体1固定。所述第一光扩散板7和第二光扩散板8能够使光线分布更加均匀。所述第一光扩散板7能够防止第一补光灯51发出的光直射在条码上，所述第二光扩散板8能够防止第一补光灯51发出的光直射在成像组件模块3上。
32.本实用新型的条码识读设备还包括设于壳体1内的第二电路板10，所述第二电路板10通过接插件与所述主控电路板2上的解码芯片通信连接，所述第二电路板10位于所述内罩4的上沿且与所述第一电路板5相对设置，所述第二电路板10上朝向内罩4的一面焊接有第三补光灯101，所述第三补光灯101为侧发光灯。如图3所示，线条c为第三补光灯101的光路示意。所述第三补光灯101能够进一步加强对内罩4和条码的补光效果。
33.本实用新型的条码识读设备还包括一透屏40，所述透屏40固定于所述壳体1的正面。该透屏40能够起到防尘和一定防水作用。
34.本实用新型的条码识读设备还包括红外触发模块20，其焊接于所述第二电路板10上朝向壳体1正面的一面，或其焊接于所述第一电路板5上朝向壳体1正面的一面；所述红外触发模块20检测到所述扫描窗11的前方存在目标物时，发送信号至所述解码芯片，所述解码芯片启动成像组件模块3扫描条码。通过红外触发模块20触发扫码，扫码更方便且设备功耗更低。
35.本实用新型的条码识读设备还包括一设于所述壳体1的射频识读电路板30，所述射频识读电路板30通过接插件与所述主控电路板2上的解码芯片通信连接，所述射频识读电路板30与所述主控电路板2相互垂直。通过射频识读电路板30识读电子标签，使条码识读设备具备射频识别功能，能够对会员卡、设有电子标签的物品进行识读。
36.如图1所示，一般地，所述条码识别设备一般还通过底座50支撑后放置于台面上。为提高条码识读设备的场地适应能力，如图2所示，可采用电池60供电的方式为条码识读设备提供工作电源。所述条码识读设备还包括数据传输接口70，所述数据传输接口70与所述解码芯片通信连接。所述射频识读电路板30中还包含射频天线301。
37.本实用新型的工作原理：
38.成像组件模块3会根据当前环境的亮度值自动计算出曝光值，然后以该曝光值采集条码，若当前曝光值下采集的图像质量不佳，多次采集均解码失败，则调整补光灯的补光模式，再次采集图像。
39.一般地，所述第一补光灯51、第二补光灯52以及第三补光灯101可以均选用白灯，但也可以根据实际应用场合的需求，选择其他颜色的灯以及红外灯与白灯进行组合，例如第三补光灯101选用红外灯，第二补光灯52选用白灯，第一补光灯51选用白灯，或者第一补光灯51选用白灯和红外灯。如表1所示，补光模式的组合有多种，以均采用白灯为例，第一补光灯51有不亮、微亮和高亮三种选择方式，第二补光灯52和第三补光灯101有亮和不亮两种选择方式，一般地，可以将高亮的亮度设置为大于或者等于微亮亮度的1.5
‑
2倍。
40.表1：
[0041][0042]
由于补光模式的选择是根据当前环境亮度决定的，因此，可以根据成像组件模块3采集到的图像的亮度值建立补光模式与图像亮度值之间的映射关系。当当前的补光模式多次出现解码失败时，再对补光模式进行调整，直至解码成功。
[0043]
请参阅图6，具体可采用如下流程：
[0044]
s1：成像组件模块3采集包含条码的图像；
[0045]
s2：条码解码芯片计算出当前图像的亮度值，根据当前图像的亮度值，选取并设置对应的补光模式；
[0046]
s3：用当前的补光模式采集条码，得到包含条码的图像，条码解码芯片对图像数据进行解码尝试，若解码成功则进入s5；不成功则进入s4；
[0047]
s4：计算步骤s3中获取到的图像的亮度值l，并将其上一次获取到的图像的亮度值l1做比较；如果亮度值l2＞亮度值l1，那就选择亮度值减小的下一级补光模式；如果亮度值l2＜亮度值l1，那么就选择亮度值增大的上一级补光模式，然后s3；如表1所示，用a表示第一补光灯51，b表示第二补光灯52，c表示第三补光灯101，用1表示灯亮，用0表示灯灭，用2表示微亮，用3表示高亮，如果当前补光模式为a2c1b1，则亮度值增大的的上一级补光模式为a3c1b1，亮度值减小的下一级补光模式为a0c1b1；
[0048]
s5：把当前的补光模式做为当前条码识读设备的常用补光模式，直到多次解码失败才重新开始选择补光模式；
[0049]
上述步骤为本实用新型条码识读设备中各补光灯亮、暗控制的一种可实施方式，本领域技术人员可以根据场景需求对亮暗控制做适应性改变，例如，可以设置集中通用的模式供客户选择：通用模式、屏幕码模式、商品码模式等等，每种模式下对应多个可供调整的补光模式。
[0050]
本实用新型一种基于多方位光源补偿的条码识读设备，通过对条码进行多方位多角度的补光，强化条码的表面特征，增强对比度并减少反光或耀斑，可以支持无背光屏幕条码读取以及读取纸张、手机、电脑显示屏上的任何条码。
[0051]
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型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，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。