一种小型条码图像采集单元的制作方法

本实用新型涉及一种条码识读的图像采集设备，具体涉及一种小型条码图像采集单元。

背景技术：

随着云闪付、微信支付、支付宝支付的移动支付场景井喷式铺展开，以及条码在物流、政务管理中的大规模使用，使得传统的卡使用增加为码使用。越来越多的设备如闸机、收银终端需要增加条码识读解码功能。还有一些穿戴式设备也有扫条形码的需求。在终端小型化轻薄化的趋势下，条码设备开始往轻薄化，低功耗化的方向发展。作为扫描条码的主要配件，条码图像采集单元的尺寸和功耗容忍度也在发生本质的变化。

现有的条形码识读模组，体积相对较大，硬件电路设计上元器件较多，导致功耗也偏高。照明和瞄准设计通常追求高亮度和个性化瞄准指示，导致这类光源器件功耗较大，并不适合轻薄型智能设备，而且随着穿戴式设备的快速发展，图像采集部分可以和解码部分分离设置在不同的区域，通过接口有线或无线的建立通信连接。现有的分离式条码解码设备主要核心是将解码核心(分为基于mips、arm架构的处理器需要存储在存储模块的条码解码程序来配合实现条码解码功能；以及具有可编程逻辑器件具有硬件解码条码能力的解码芯片两种)设置于主电路板上，然后通过柔性电缆，连接图像采集头(设备)，目前图像采集头，通常就是背部的解码板进行简单的剥离，照明和瞄准等光学器件依旧沿用传统的条码识读头的设计思路，由于宽度较厚，通常把照明和瞄准光源分离的设置在壳体的中前部，否则光路太远，影响照明补光效果，空间尺寸浪费较多，并不能满足小型化的使用需求。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种适于与轻薄型的终端设备机身兼容的条码设备，照明、瞄准等主要功耗设计单元的功耗较低。

本实用新型的技术方案如下：

一种小型条码图像采集单元，包括：

壳体，水平方向与竖直方向尺寸比大于2:1，所述壳体的在前端在水平方向上依次开设有贯通所述壳体前后端的照明开口、镜头开口、瞄准开口；所述照明开口靠近所述镜头开口的侧边从所述壳体后端向前端朝所述镜头开口方向水平偏转延伸，使得所述照明开口前端开口面积大于后端开口面积；所述镜头开口在所述壳体的前端处设置有向内半径逐渐缩小的阶梯状圆形内凹；

电路板，至少包括一片pcb板，所述电路板安装在所述壳体的后端，在所述电路板的正面，依次设置有照明光源组件、成像组件插口、瞄准光源组件；所述成像组件插口处可插拔的连接有呈凸形的成像组件；所述照明光源组件置于所述照明开口内，所述瞄准光源组件置于所述瞄准开口内；所述电路板设置有一通信接口，用于传输成像组件产生的图像数据以及接收对照明光源组件、瞄准光源组件以及所述成像组件的配置指令；

成像组件，进一步包括：图像传感器，后端至少包覆图像传感器感光面的不透光呈凸形的中空壳体，所述中空壳体靠近图像传感器后端为方形，并向前缩小为圆柱形，所述中空壳体的前端设置有成像透镜，所述图像传传感器后端面还设置有成像组件插件与所述成像组件插口配合使用；

所述壳体设置有凹形镂空区域以贴合安装所述成像组件，使得所述成像组件的成像透镜能够贴合地设置在所述镜头开口内，所述壳体与所述成像组件的高度差小于2mm。

优选地，所述电路板的总长度小于22mm；在所述电路板表面所述照明光源组件中心与所述成像组件中心的水平距离小于10mm，所述瞄准光源组件中心与所述成像组件中心的水平距离小于10mm，所述照明光源组件与所述壳体的侧边沿的距离小于1.5mm。

优选地，在所述壳体的下端还设置有两个安装孔位，第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔设置在介于所述照明开口和所述镜头开口之间的区域，且不干涉照明和成像，所述第二安装孔设置在介于所述瞄准开口和所述镜头开口之间的区域，且不干涉瞄准和成像。

优选地，所述照明光源组件为方形贴片灯珠；所述瞄准光源组件进一步包含：焊接在所述电路板正面的供瞄准使用的圆形灯珠、套设在圆形灯珠外的透镜座以及设置在所述透镜座前端的聚光瞄准透镜，所述聚光瞄准透镜为球面聚光透镜。

本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型所述的一种小型条码图像采集单元，壳体设置成扁平状，降低了厚度。在所述壳体上设置有一向镜头开口方向偏转的照明窗口，可以将照明光源引导到成像组件的正前方，利于条码图像中条码的成像，而且无需设置单独的照明透镜即可满足条码图像采集的照明需求，从而减少照明区域的尺寸。镜头开口还设置有阶梯状圆形内凹，能够抵御更多杂光的漫反射，使得镜头采集条码图像时候，成像更纯净。壳体后端设置有电路板，照明光源组件、和瞄准光源组件设置在电路板上，成像组件以插接的形式安装在电路板上，只需要一组电路板的设计，降低安装尺寸需求和装配难度。成像组件接插的设计可以灵活替换不同规格的成像组件。壳体上成像组件的安装区域镂空，壳体的厚度接近于成像组件安装完毕的高度。

2、本实用新型所述的一种小型条码图像采集单元，照明光源组件紧贴于所述成像组件设计，同时壳体边框留白区域较小，既能节约空间，又可以使照明光源尽可能的往成像中心靠拢。

3、本实用新型所述的一种小型条码图像采集单元，安装孔设置在壳体的镜头开口底部的两侧，在满足最小体积需求的情况下，不会干涉瞄准和成像以及照明。

4、本实用新型所述的一种小型条码图像采集单元，采用方形贴片灯珠使得初始光斑形状就能够贴合照明开口的形状，通过球面形的瞄准聚光透镜将瞄准光斑限缩为一个圆点，不会对成像组件拍取被指示条码的造成过多的成像光污染。

附图说明

图1为本实用新型一种小型条码图像采集单元整体示意图；

图2为本实用新型一种小型条码图像采集单元平面示意图；

图3为本实用新型一种小型条码图像采集单元的安装孔的示意图；

图4为本实用新型一种小型条码图像采集单元的结构分解示意图；

图5为本实用新型一种小型条码图像采集单元的示意图。

附图标记为：1-壳体；2-电路板；3-成像组件；11-照明开口；12-镜头开口；13-瞄准开口；21-照明光源组件；23-瞄准光源组件；231-圆形灯珠；232-透镜座；233-聚光瞄准透镜；31-中空壳体；32-成像透镜。

具体实施方式

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。

一种小型条码图像采集单元，如图1-5所示，包括：

壳体1，所述壳体的材质可以是非透光的金属、合金、pc、abs等。水平方向与竖直方向尺寸比大于2:1，所述壳体1的在前端在水平方向上依次开设有贯通所述壳体1前后端的照明开口11、镜头开口12、瞄准开口13。所述照明开口11靠近所述镜头开口12的侧边从所述壳体1后端向前端朝所述镜头开口12方向水平偏转延伸，偏转角度在3-20度之间。使得所述照明开口12前端开口面积大于后端开口面积；所述镜头开口12在所述壳体1的前端处设置有半径向内逐渐缩小的阶梯状圆形内凹。

电路板2，至少包括一片pcb板，所述电路板安装在所述壳体1的后端，在所述电路板2的正面，依次设置有照明光源组件21、成像组件插口、瞄准光源组件23；所述成像组件插口处可插拔的连接有呈凸形的成像组件3；所述照明光源组件21置于所述照明开口11内，所述瞄准光源组件23置于所述瞄准开口13内；所述电路板2设置有一通信接口，通过一柔性数据线可以用于传输成像组件3产生的图像数据以及接收对照明光源组件21、瞄准光源组件23以及所述成像组件3的配置指令。为了防止图像传感器受到外部信号干扰，在所述电路板2后面设置一金属屏蔽层，既可以实现无关信号的屏蔽也有助于瞄准光源组件23、成像组件3、瞄准光源组件23的散热。

成像组件3，进一步包括：图像传感器，后端至少包覆图像传感器感光面的不透光呈凸形的中空壳体31，所述中空壳体31靠近图像传感器后端为方形以贴合图像传感器的形状，并向前缩小为圆柱形，以贴合成像透镜的形状。所述中空壳体的前端设置有成像透镜32，所述图像传传感器后端面还设置有成像组件插件与所述成像组件插口配合使用。

所述壳体1在后端，且沿向前端延伸的方向上设置有凹形镂空区域以贴合安装所述成像组件3，使得所述成像组件3的成像透镜32能够贴合地设置在所述镜头开口12内，所述壳体1与所述成像组件的高度差小于2mm。

所述电路板2的总长度小于22mm；在所述电路板2表面所述照明光源组件21中心与所述成像组件3中心的水平距离小于10mm，所述瞄准光源组件23中心与所述成像组件3中心的水平距离小于10mm，所述照明光源组件21与所述壳体1的侧边沿的距离小于1.5mm。

在所述壳体1的下端还设置有两个与其他设备配合使用的安装孔位，第一安装孔71和第二安装孔72，所述第一安装孔71设置在介于所述照明开口11和所述镜头开口12之间的区域，在所述壳体1中照明开口11和镜头开口12之间的空白区(所述空白区指的是壳体上不具有任何涉及照明、瞄准、成像功能的区域)上设置一用于螺丝旋入的安装孔，且不干涉照明和成像。所述第二安装孔72设置在介于所述瞄准开口13和所述镜头开口12之间的壳体1的空白区域，且不干涉瞄准和成像。

所述照明光源组件21为方形贴片灯珠。因为照明的光斑采用方形，效果更好，所以优选地采用方形贴片灯珠。所述瞄准光源组件23进一步包含：焊接在所述电路板2正面的供瞄准使用的圆形灯珠231、套设在圆形灯珠231外的透镜座232以及设置在所述中间呈中空的透镜座232前端的聚光瞄准透镜233，所述聚光瞄准透镜233为球面聚光透镜，瞄准光斑图案作为一个圆点，在照明光斑的中间，因此采用圆形灯珠231效果更好。

所述壳体1的后端设置至少两个有定位凸起与所述电路板2的上设置有定位孔对应使用，所述电路板2通过定位凸起安装在所述壳体1的后端，并通过点胶的方式固定于所述壳体1的后端。

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。