一種微型雷射掃描裝置及其可攜式終端的製作方法

2023-04-22 23:38:31

專利名稱：一種微型雷射掃描裝置及其可攜式終端的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及雷射掃描裝置，尤其一種微型雷射掃描裝置及其可攜式終端。
背景技術：
目前的雷射掃描裝置採用了「回向接收」的光學結構，即掃描光線和接收光線的光路基本重疊。在這種光學結構中，因為用於出射光線掃描的擺動鏡，同時也用於反射回收光線的。為了保證回收光信號具有足夠的光通量，擺動鏡的面積不能做的太小，通常在
左右，而較大面積擺動鏡，除了增加雷射掃描裝置的體積外，還限制了掃描頻率的提高，同時掃描機構的耗電也較大。通常採用上述結構的掃描器，其掃描頻率只有20Hz左右。同時由於發射光和接收光的光路相同，因此接收回光的系統的安裝位置也是固定不變的，這不利於系統的靈活布局。因此，現有技術有待改進和提聞。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述缺陷，提供一種掃描速度快、布局靈活的微型雷射掃描裝置及其可攜式終端，用於採用雷射掃描的方式獲取被測物體(掃描目標)上的圖案信息，具體技術方案如下。一種微型雷射掃描裝置，包括光發射組件、光接收組件和數據處理模塊，數據處理模塊主要用於處理光接收組件傳送來的電信號後獲得相應的圖案信息；所述光發射組件包括雷射發射模塊、線聚光鏡和能在設定頻率及角度下來回擺動的擺動鏡，所述線聚光鏡用於將雷射發射模塊發射的雷射形成一束雷射束，所述擺動鏡用於反射所述雷射束，以形成掃描光束；所述光接收組件包括光電轉換模塊和點聚光鏡，所述點聚光鏡用於直接將掃描目標被所述掃描光束照射後反射回來的光(也稱回收光)匯聚到光電轉換模塊的受光面上，所述光電轉換模塊用於將光信號轉換為電信號。由於採用上述結構，使得本實用新型所述雷射發射模塊發射的光線由所述線聚光鏡聚光後，可直接經擺動鏡反射發出形成掃描光束，即可不經轉向鏡轉向。當然，本領域技術人員也可以在所述線聚光鏡與擺動鏡之間設置若干反射鏡，使得所述雷射發射模塊發射 的光線由所述線聚光鏡聚光後，經若干次反射再經擺動鏡反射發出形成掃描光束。上述的一種微型雷射掃描裝置中，所述光發射組件、光接收組件可位於數據處理模塊的同側或者異側。上述的一種微型雷射掃描裝置中，所述光接收組件和光發射組件的位置關係滿足光接收組件能夠收集到掃描目標的反射光線、且不遮擋擺動鏡反射出的雷射束。所述光接收組件可位於光發射組件的上方、下方、左方或右方。作為上述的一種微型雷射掃描裝置優選的技術方案，所述擺動鏡的擺動頻率可達50Hz以上。作為上述的一種微型雷射掃描裝置優選的技術方案，所述點聚光鏡是由高透光率的玻璃或塑膠材料製成的凸透鏡。作為上述的一種微型雷射掃描裝置優選的技術方案，所述光電轉換模塊的受光面覆蓋點聚光鏡匯聚的反射光焦點的移動範圍。本實用新型還提供一種含有上述微型雷射掃描裝置的可攜式終端，包括顯示模塊、控制模塊和所述微型雷射掃描裝置，所述微型雷射掃描裝置掃描獲得的圖案信息通過所述顯示模塊顯示；所述微型雷射掃描裝置的工作由所述控制模塊控制。上述的可攜式終端中，所述顯示模塊和控制模塊可為現有的可攜式終端自身的顯示模塊和控制模塊。所述現有的可攜式終端可為可攜式嵌入式設備，如手機、採集器等。本實用新型所述的微型雷射掃描裝置中，所述光發射組件與光接收組件各自獨立，所述擺動鏡用於反射發射光而不參與回收光的接收。本實用新型所述的微型雷射掃描裝置中，由於掃描過程中回收光線的聚焦的位置會隨發射光掃描到不同的位置而發生少量的移動(移動的範圍與掃描範圍，以及點聚光鏡的焦距有關)，因此所述光電轉換模塊的敏感面(受光面)覆蓋回收光焦點的移動範圍。與現有技術相比，本實用新型具有如下優點和技術效果本實用新型通過將光接收組件與光發射組件獨立出來，使得運動部件(擺動鏡)的尺寸可大大縮小、擺動頻率可提高，從而使雷射掃描裝置的掃描頻率更高、功耗更小，同時縮小了雷射掃描裝置的整體體積，實現了具有較小的外形尺寸的雷射掃描；光接收組件與光發射組件可位於數據處理模塊的同側或者異側，同時光接收組件可位於光發射組件的上方、下方、左方、右方等各個方向，布局相當靈活，從而能輕易實現不同的便攜終端對空間布局的要求，如條碼數據採集器、條碼掃描器、可攜式個人數字終端等。

圖I為本實施例微型雷射掃描裝置的立體結構圖。圖2為本實施例微型雷射掃描裝置工作狀態下雷射出射光路示意圖。圖3為本實施例微型雷射掃描裝置工作狀態下雷射返射光路示意圖。圖4為本實施例的具有微型雷射掃描裝置的可攜式終端及其工作狀態示意圖。
具體實施方式
以上內容對本領域技術人員而言已經對相關技術方案作了詳細充分的公開。本實用新型的技術方案在空間布局上有多種實施方式(光接收組件與光發射組件可位於數據處理模塊的同側或者異側，同時光接收組件可位於光發射組件的上方、下方、左方、右方等各個方向)，在此僅以其中一種為例作詳細介紹，對本領域技術人員來說，本實用新型的實施不限於此。本實用新型中提到的圖案包括黑條和白空組成的條碼圖案，或者是其它因不同顏色或不同灰度會對雷射形成不同反射率的圖案。本實用新型實施例的微型雷射掃描模塊結構如圖I所示，其主要包括固定於基座110上的雷射發射模塊120 (可採用雷射發射器)、線聚光鏡130、可以以預定頻率來回擺動的擺動鏡140、光電轉換模塊160、點聚光鏡150和數據處理模塊170。其中，雷射發射器固定在基座110上的一個殼體內。[0025]本實施例中，雷射發射模塊120、線聚光鏡130、擺動鏡140組成雷射掃描模塊的光發射組件；光電轉換模塊160、點聚光鏡150組成雷射掃描模塊的光接收組件。光接收組件獨立於光發射組件，光接收組件與光發射組件可位於數據處理模塊的同側或者異側，同時光接收組件可位於光發射組件的上方、下方、左方、右方等任何能夠收集到反射光線、且不遮擋到發射光線的位置。雷射發射器發出的雷射經過線聚光鏡130後，形成一束細雷射束；該雷射束髮射到擺動鏡140的鏡面上。擺動鏡140在驅動器的驅動下以預定頻率和幅度擺動，從而使發射到擺動鏡140鏡面上的點狀雷射形成線狀雷射；該線狀雷射束射到被測物體(掃描目標)上會形成漫反射，部分漫反射雷射會射到點聚光鏡150的鏡面；點聚光鏡150會將這部分入射光線匯聚到光電轉換模塊160敏感面(受光面)上，光電轉換模塊160把接收到的光信號轉換為電信號；經光電轉換模塊160轉換後的電信號由數據處理模塊170(包含有處理器)進行信號放大和分析等，獲得相應的圖案信息，如條碼數據。·[0027]本實施例中的數據處理模塊170設置在一電子線路板上。本領域技術人員可通過適當增大/減小擺動鏡的尺寸，並增加/降低其重量，以及相應改變其驅動電路，可使擺動鏡140的擺動頻率降低/提高。本實施例中，通過將光接收組件從光發射組件獨立出來，擺動鏡140尺寸大大縮小(面積可小至3mm*4. 5mm)，重量大大降低，有效減少了運動部件的能耗，使掃描裝置整體更節能；同時能最大限度的降低整體結構佔用的面積；亦可使擺動鏡140的擺動頻率大大提高(可達50Hz，甚至更高)，這樣可減少光線在圖案上的掃描時間，提高掃描效率。本實施例中，光接收組件與光發射組件可位於數據處理模塊的同側或者異側，同時光接收組件可位於光發射組件的上方、下方、左方、右方等任何能夠收集到反射光線、且不遮擋到發射光線的位置。在此僅以「光接收組件與光發射組件位於數據處理模塊的異側，同時光接收組件位於光發射組件下方」為例作說明。本實施例中，點聚光鏡150為由高透率的玻璃或塑膠材料製成的凸透鏡。本實施例的微型雷射掃描裝置的出射光路如圖2所示，從雷射發射模塊120出發，經過線聚光鏡130，到達擺動鏡140的鏡面，經鏡面反射產生出射雷射，照射到被測物體200上(見圖3)。當擺動鏡按預定的頻率和角度擺動時，經過擺動鏡反射的雷射，便形成按一定角度來回擺動的掃描光束。本實施例的微型雷射掃描裝置的回收光光路如圖3所示，從物體表面的漫反射雷射出發，到達並透射過點聚光鏡150，然後匯聚到光電轉換模塊160受光面上。經光電轉換成電信號後，發送到數據處理模塊170，將轉換後的電信號進行放大、分析等，得到需要的圖
案信息。以上實施例中的微型雷射掃描裝置，可以應用於各類造型件，如數據採集器、可攜式個人數字終端等。本實施例還提供了一種可攜式終端，包括用於獲取啟動雷射掃描功能控制信息的輸入模塊和顯示圖案的顯示模塊，如圖4所示，其還包括以上實施例中所描述的微型雷射掃描裝置，該微型雷射掃描裝置具體結構如圖I所示，該微型雷射掃描裝置在接收到啟動雷射掃描功能控制信息後，採用雷射掃描方式獲取圖案信息，並可發送到顯示模塊進行顯
/Jn ο[0035]本實施例中所提到的可攜式終端可以是手機、數位相機等數字終端。可通過該終端本身的輸入模塊控制微型雷射掃描裝置的啟動，再接收該微型雷射掃描裝置得到的圖案信息，如條碼圖案信息，進行存儲、顯示等處理，實現各種不同需要，如圖4所示。本實用新型通過將光接收組件從光發射組件獨立出來，使得所述運動部件(擺動鏡)大大縮小從而使雷射掃描裝置更節能、掃描頻率更高，同時縮小了雷射掃描裝置的整體體積，實現了具有極小的外形尺寸的雷射掃描；光接收組件與光發射組件可位於電路板的同側或者異側，同時光接收組件可位於光發射組件的上方、下方、左方、右方等各個方向。，從而能輕易實現不同的便攜終端對空間布局的要求，如條碼數據採集器、條碼掃描器、可攜式個人數字終端等。應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應屬於本實用新型所附權利要求的保護範圍。
權利要求1.一種微型雷射掃描裝置，包括光發射組件、光接收組件和數據處理模塊(170)，數據處理模塊(170)主要用於處理光接收組件傳送來的電信號以獲得圖案信息；其特徵在於所述光發射組件包括雷射發射模塊(120)、線聚光鏡(130)和能在設定頻率及角度下來回擺動的擺動鏡(140)，所述線聚光鏡(130)用於將雷射發射模塊(120)發射的雷射形成一束雷射束；所述擺動鏡(140)用於反射所述雷射束，以形成掃描光束；所述光接收組件包括光電轉換模塊(160)和點聚光鏡(150),所述點聚光鏡(150)用於直接將掃描目標被所述掃描光束照射後反射回來的光匯聚到光電轉換模塊(160)的受光面上；所述光電轉換模塊(160)用於將光信號轉換為電信號。
2.根據權利要求I所述的微型雷射掃描裝置，其特徵在於，所述光電轉換模塊的受光面覆蓋點聚光鏡(150)匯聚的反射光焦點的移動範圍。
3.根據權利要求I所述一種微型雷射掃描裝置，其特徵在於所述光發射組件、光接收組件位於數據處理模塊的同側或者異側。
4.根據權利要求I所述一種微型雷射掃描裝置，其特徵在於所述光接收組件位於光發射組件的上方、下方、左方或右方。
5.根據權利要求I所述的微型雷射掃描裝置，其特徵在於，所述點聚光鏡(150)是由高透光率的玻璃或塑膠材料製成的凸透鏡。
6.一種含有權利要求I 5任一項所述微型雷射掃描裝置的可攜式終端,其特徵在於包括顯示模塊、控制模塊和所述微型雷射掃描裝置，所述微型雷射掃描裝置掃描獲得的圖案信息通過所述顯示模塊顯示；所述微型雷射掃描裝置的工作由所述控制模塊控制。
7.根據權利要求6所述的可攜式終端，其特徵在於所述顯示模塊和控制模塊為現有的可攜式終端自身的顯示模塊和控制模塊。
8.根據權利要求7所述的可攜式終端，其特徵在於，所述現有的可攜式終端為可攜式嵌入式設備。
專利摘要本實用新型公開了一種微型雷射掃描裝置及其可攜式終端，微型雷射掃描裝置包括光發射組件、光接收組件和數據處理模塊，所述光發射組件包括雷射發射模塊、線聚光鏡和擺動鏡，所述擺動鏡用於將線聚光鏡發射的雷射束反射至被測物體上；所述光接收組件包括光電轉換模塊和點聚光鏡，所述點聚光鏡用於直接接收被測物體反射的光並匯聚到光電轉換模塊的受光面上，光電轉換模塊將光信號轉換為電信號，數據處理模塊接收到的電信號進行處理獲得相應的圖案信息。所述可攜式終端包括微型雷射掃描裝置，所述微型雷射掃描裝置掃描獲得的相應圖案信息通過該可攜式終端的顯示模塊顯示。本實用新型具有掃描速度快、布局靈活和功耗小的優點。
文檔編號G06K7/10GK202677417SQ201220165578
公開日2013年1月16日 申請日期2012年4月11日 優先權日2012年4月11日
發明者鄭錫俊, 鄭錫海 申請人:廣州市鈦碼電子科技有限公司