專利名稱：條碼掃描儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光源及光傳感器皆設(shè)置于單一電路板上的條碼掃描儀。
背景技術(shù)：
條碼掃描裝置現(xiàn)已普遍使用于各超市或賣場，以用來有效率地處理將料號或價格以條碼方式來編碼的商品，有關(guān)條碼掃描裝置的操作原理已可見于許多先前技術(shù)中，如公告號碼179959號臺灣專利，或美國專利USP5,932,860號，然而這些先前技術(shù)條碼掃描裝置內(nèi)部的設(shè)計相對而言卻是非常復(fù)雜。
參照圖1，圖1為公知筆型條碼掃描裝置10的分解圖。公知條碼掃描裝置10包含有一殼體12與一電路板14設(shè)置于殼體12內(nèi)，電路板上包含有一光傳感器28以及一控制電路(未顯示)。于殼體12內(nèi)尚含有一限光器(pupil)16、一透鏡18、一光源22、一定位組件20。條碼掃描裝置10尚包括一掃描讀取頭24，其尖端并設(shè)有一讀取透鏡26。
一定位組件20有兩個主要功能，一是保護(hù)條碼掃描裝置10內(nèi)部各光學(xué)元件不受其他光源的光線干擾，另一是將條碼掃描裝置10內(nèi)部各光學(xué)元件作適當(dāng)固定。光源22包含有四個小型LED設(shè)置于靠近掃描讀取頭24之處，由四個LED所發(fā)出的光線經(jīng)由讀取透鏡26的聚光而集中到欲掃描的條碼上(未顯示)。自條碼反射回的光線經(jīng)由透鏡18及限光器16而傳送至光傳感器28。限光器16可用來限制入射于光傳感器28的光束的范圍大小，最后，電路板14上的控制電路會將來自光傳感器產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的條碼信號。
雖然條碼掃描裝置10的設(shè)計看來很直接，但是實際在制造此等裝置時其產(chǎn)量上的流程卻很復(fù)雜，因而使得其價格也居高不下，尤其四個LED光源22由于必須裝在靠近掃描讀取頭24及讀取透鏡26之處，其體積必須很小，因此使其規(guī)格特殊而價格也偏高，同時由于四個LED光源22靠近前端掃描讀取頭24，其電源必須由后端電路板14上另外接電源線21供應(yīng)，在組裝時還必須將電源線21焊接上。透鏡18和26由于體積小必須以人工的方式組裝，更使在其組裝流程變得復(fù)雜。此外，該條碼掃描裝置仍然無法實現(xiàn)高識別能力的快速，遠(yuǎn)距離讀碼、解碼。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是在克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種讀碼速度快，識別性能高，分辨率強(qiáng)，精度高，可快速遠(yuǎn)距離讀碼的條碼掃描儀。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達(dá)到這種條碼掃描儀，用來掃描一物品上的條碼以產(chǎn)生一條碼信號，其特殊之在于該條碼掃描儀包含有一印刷電路板，設(shè)置于機(jī)殼內(nèi)，該印刷電路板包含有一光傳感器，設(shè)置于印刷電路板的后中端，用來接收一經(jīng)過調(diào)變的返彈光信號，并轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的電子信號；一擺動器，設(shè)置于印刷電路板的中端，其后面設(shè)有擺動線圈，其前面的擺動反射鏡片與側(cè)面的球面集光反射鏡片構(gòu)成集光反射鏡，用以(補(bǔ)充其作用)；一放大電路，設(shè)置于印刷電路板背面，包括由型號TLC2272的IC構(gòu)成的一二級放大電路與由型號TLC2274的IC構(gòu)成的三四級放大電路，用于對光傳感器接收的電子信號進(jìn)行兩級放大；一信號數(shù)碼轉(zhuǎn)換電路，設(shè)置于印刷電路板背面放大電路與解碼器之間，用以對放大的電子信號進(jìn)行數(shù)位轉(zhuǎn)換；
一解碼器，設(shè)置于印刷電路板背面，用以對經(jīng)數(shù)位轉(zhuǎn)換的信號進(jìn)行解碼，并后續(xù)解調(diào)為相對應(yīng)的條碼信號；一金屬壓鑄體，設(shè)置于印刷電路板的右下角且與光傳感器及球面集光反射鏡相鄰，該金屬壓鑄件包含有一激光發(fā)射體，分別與功率控制電路、擺動控制電路相連接，用來發(fā)出一精細(xì)光點(diǎn)，經(jīng)過兩次反射后以沿一水平方向進(jìn)行的掃描；一光導(dǎo)引裝置，設(shè)置于該金屬壓鑄體內(nèi)，用以將來自激光二極管的光源經(jīng)過集光鏡上導(dǎo)引的小鏡反射后導(dǎo)向擺動反射鏡形成有時差的水平的所描光束在印刷電路板的前端對物體條碼進(jìn)行掃描后會形成光返彈信號，而此光返彈信號經(jīng)擺動鏡、集光鏡上的球面鏡將光返彈的信號集中到光傳感器上；其中，在系統(tǒng)啟動后，該激光發(fā)射體經(jīng)功率控制電路和擺動控制電路后發(fā)出光束信號，經(jīng)由向掃描物品上條碼的掃描后，會有返彈光經(jīng)由前端開口回到光導(dǎo)引裝置，而該光導(dǎo)引裝置會將經(jīng)過返彈的光信號引導(dǎo)并且集中至該光傳感器，以便轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的電子信號，掃描后的條碼返彈信號經(jīng)一二級放大電路及三四級放大電路的四次放大后，再經(jīng)信號數(shù)碼轉(zhuǎn)換后得到與條碼圖形相對應(yīng)的電子波形信號，并后續(xù)解調(diào)為相對應(yīng)的條碼信號。
本實用新型的目的還可以通過以下措施來達(dá)到所述激光發(fā)射體包含有一壓鑄頭，系在一長方形底板的三個角部位分別設(shè)有向上凸起的對角壁層，對應(yīng)無凸起壁層一角的一凸起對應(yīng)壁層是具有一定厚度的貫通通孔，該貫通通孔與壓鑄件成一整體，大孔端對應(yīng)無凸起對角壁層的一角，其內(nèi)孔上端有一條凸起的直線，以對應(yīng)透鏡套壁層上端的凹槽，以便精確定位；一發(fā)光二極管，設(shè)置于壓鑄頭貫通通孔的小孔端；
一系列套件，包含有彈簧、梅花銅片、透鏡及透鏡套，其中，透鏡裝在透鏡套內(nèi)，用梅花銅片將其固定，彈簧、透鏡套依次套裝于壓鑄頭內(nèi)，并用緊固件頂住透鏡套后將全部零件安放于壓鑄頭內(nèi)。
所述擺動器包含有一固定座，設(shè)有一鉸軸，用以鉸接、固定擺動器元器件；一反射鏡片，裝于擺動器的前端且與擺動圈相連接；一擺動圈，分別連接于前端的反射鏡片及后端的磁鐵；一塑料支撐薄片，由固定栓定位后鉸裝于固定座的鉸軸內(nèi)；其中，該擺動器將集光反射鏡傳送過來的光點(diǎn)經(jīng)由擺動反射造成時間差的掃描光束，再將投射于條形碼上的光返彈回信號導(dǎo)引回集光鏡的球面鏡上。
所述透鏡套由一杯形套、其封閉端圓心部位設(shè)置的透鏡開口、位于該透鏡開口上、下的半通槽、位于該透鏡開口上端半通槽的杯形套壁殼上設(shè)置的凹槽、該杯形套內(nèi)壁設(shè)置的階梯遞減狀環(huán)形開口組成。
所述信號數(shù)碼轉(zhuǎn)換電路由型號為TLC274的IC組成。
本實有新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1.可有效地實現(xiàn)遠(yuǎn)距離讀碼，亦增強(qiáng)了掃描儀的識別能力。
2.由于整個電路設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，元件的布局優(yōu)良，因而合電路的反應(yīng)快捷，讀碼速度快，其精度亦較高，分辨率強(qiáng)。
3.高品質(zhì)、低成本。


圖1是公知筆型條碼掃描裝置的分解圖。
圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實用新型的電路方框圖。
圖4為本實用新型的具體電路圖。
圖5為本實用新型金屬壓鑄體的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本實用新型擺動器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為圖6的C向視圖。
圖8為本實用新型擺動器塑料支撐薄片的示意圖。
圖9為本實用新型擺動器固定栓的示意圖。
圖10是本實用新型透鏡套的正向立體圖。
圖11是本實用新型透鏡套的反向立體圖。
具體實施方式
本實用新型下面將結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳述該條碼掃描儀包含有設(shè)置于機(jī)殼內(nèi)的印刷電路板1，其包含有設(shè)置于該印刷電路板1后中端的光傳感器2，用來接收一經(jīng)過調(diào)變的返彈光信號，并轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的電子信號；設(shè)置于印刷電路板中端的擺動器3，包括固定座31、固定座31上設(shè)置用于鉸接、固定擺動器元器件的鉸軸311，裝于該擺動器3前端的反射鏡片32與擺動圈33相連接，擺動圈33的后端裝有磁鐵34，塑料支撐薄片35由固定栓36定位后鉸裝于固定座的鉸軸311內(nèi)。擺動器3的后面擺設(shè)有擺動線圈4，擺動器3的前面的擺動反射鏡片32與側(cè)面的球面集光反射鏡片51構(gòu)成集光反射鏡5。印刷電路板1的背面分別設(shè)有由信號數(shù)碼轉(zhuǎn)換電路60分別連接的一二級放大電路40、三四級放大電路50及解碼器70，設(shè)置于印刷電路板1右下角的金屬壓鑄體(圖中未示)與光傳感器2及球面集光反射鏡5相鄰，包括分別與功率控制電路30、擺動控制電路20相連接的激光發(fā)射體7、設(shè)置于該金屬壓鑄體(圖中未示)內(nèi)的光導(dǎo)引裝置8。其中，激光發(fā)射體7包括一壓鑄頭71，它由一長方形底板711的三個角部位分別設(shè)有向上凸起的對角壁層712、對應(yīng)無凸起壁層一角的一凸起對角壁層是具有一定厚度之貫通通孔且與該金屬壓鑄體(圖中未示)成一整體，大孔端713對應(yīng)無凸起對角壁層的一角，其內(nèi)孔上端設(shè)有一條凸起的直線(圖中未示)，以對應(yīng)透鏡套734一壁層上端的凹槽7344，以便精確定位。設(shè)置于貫通通孔小孔端(圖中未示)裝有一發(fā)光二極管72。一系列套件73，包含有彈簧731、梅花銅片732、透鏡733、透鏡套734，其中，透鏡733裝在透鏡套734內(nèi)，用梅花銅片732將其固定，彈簧731，透鏡套734依次套裝于金屬壓鑄頭(圖中未示)內(nèi)，并用螺絲735頂住透鏡套734后將全部零件安放于金屬壓鑄頭(圖中未示)內(nèi)。所述透鏡套734由一杯形套7341、其封閉端圓心部位設(shè)置的透鏡開口7342、位于該透鏡開口7342上、下的半通槽7343，位于該透鏡開口上端半通槽7343的杯形套壁殼上設(shè)置有凹槽7344，該杯形套內(nèi)壁設(shè)置的階梯遞減狀環(huán)形開口7345組成。
工作原理如下系統(tǒng)啟動后，該激光發(fā)射體7經(jīng)功率控制電路30和擺動控制電路20后發(fā)出光束信號，此時，擺動器3將集光反射鏡32傳送過來的光點(diǎn)經(jīng)由擺動反射造成時間差的掃描光束，經(jīng)由向掃描物品上條碼的掃描后，會有返彈光經(jīng)由前端開口回到光導(dǎo)引裝置8，而該光導(dǎo)引裝置8會將經(jīng)過返彈的光信號引導(dǎo)并且集中在該光傳感器2，以便轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的電子信號，掃描后的條碼反彈信號經(jīng)一二級放大電路40及三四級放大電路50的四次放大后，再經(jīng)信號數(shù)碼轉(zhuǎn)換電路60后得到與條碼圖形相對應(yīng)的電子波形信號，并后續(xù)解調(diào)為相對應(yīng)的條碼信號。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實用新型權(quán)利要求的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.一種條碼掃描儀，用來掃描一物品上的條碼以產(chǎn)生一條碼信號，其特征在于該條碼掃描儀包含有一印刷電路板，設(shè)置于機(jī)殼內(nèi)，該印刷電路板包含有一光傳感器，設(shè)置于印刷電路板的后中端，用來接收一經(jīng)過調(diào)變的返彈光信號，并轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的電子信號；一擺動器，設(shè)置于印刷電路板的中端，其后面設(shè)有擺動線圈，其前面的擺動反射鏡片與側(cè)面的球面集光反射鏡片構(gòu)成集光反射鏡，用以(補(bǔ)充其作用)；一放大電路，設(shè)置于印刷電路板背面，包括由型號TLC2272的IC構(gòu)成的一二級放大電路與由型號TLC2274的IC構(gòu)成的三四級放大電路，用于對光傳感器接收的電子信號進(jìn)行兩級放大；一信號數(shù)碼轉(zhuǎn)換電路，設(shè)置于印刷電路板背面放大電路與解碼器之間，用以對放大的電子信號進(jìn)行數(shù)位轉(zhuǎn)換；一解碼器，設(shè)置于印刷電路板背面，用以對經(jīng)數(shù)位轉(zhuǎn)換的信號進(jìn)行解碼，并后續(xù)解調(diào)為相對應(yīng)的條碼信號；一金屬壓鑄體，設(shè)置于印刷電路板的右下角且與光傳感器及球面集光反射鏡相鄰，該金屬壓鑄件包含有一激光發(fā)射體，分別與功率控制電路、擺動控制電路相連接，用來發(fā)出一精細(xì)光點(diǎn)，經(jīng)過兩次反射后以沿一水平方向進(jìn)行的掃描；一光導(dǎo)引裝置，設(shè)置于該金屬壓鑄體內(nèi)，用以將來自激光二極管的光源經(jīng)過集光鏡上導(dǎo)引的小鏡反射后導(dǎo)向擺動反射鏡形成有時差的水平的所描光束在印刷電路板的前端對物體條碼進(jìn)行掃描后會形成光返彈信號，而此光返彈信號經(jīng)擺動鏡、集光鏡上的球面鏡將光返彈的信號集中到光傳感器上；其中，在系統(tǒng)啟動后，該激光發(fā)射體經(jīng)功率控制電路和擺動控制電路后發(fā)出光束信號，經(jīng)由向掃描物品上條碼的掃描后，會有返彈光經(jīng)由前端開口回到光導(dǎo)引裝置，而該光導(dǎo)引裝置會將經(jīng)過返彈的光信號引收并且集中至該光傳感器，以便轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的電子信號，掃描后的條碼返彈信號經(jīng)一二級放大電路及三四級放大電路的四次放大后，再經(jīng)信號數(shù)碼轉(zhuǎn)換后得到與條碼圖形相對應(yīng)的電子波形信號，并后續(xù)解調(diào)為相對應(yīng)的條碼信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的條碼掃描儀，其特征在于所述激光發(fā)射體包含有一壓鑄頭，系在一長方形底板的三個角部位分別設(shè)有向上凸起的對角壁層，對應(yīng)無凸起壁層一角的一凸起對應(yīng)壁層是具有一定厚度的貫通通孔，該貫通通孔與壓鑄件成一整體，大孔端對應(yīng)無凸起對角壁層的一角，其內(nèi)孔上端有一條凸起的直線，以對應(yīng)透鏡套壁層上端的凹槽，以便精確定位；一發(fā)光二極管，設(shè)置于壓鑄頭貫通通孔的小孔端；一系列套件，包含有彈簧、梅花銅片、透鏡及透鏡套，其中，透鏡裝在透鏡套內(nèi)，用梅花銅片將其固定，彈簧、透鏡套依次套裝于壓鑄頭內(nèi)，并用緊固件頂住透鏡套后將全部零件安放于壓鑄頭內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的條碼掃描儀，其特征在于所述擺動器包含有一固定座，設(shè)有一鉸軸，用以鉸接、固定擺動器元器件；一反射鏡片，裝于擺動器的前端且與擺動圈相連接；一擺動圈，分別連接于前端的反射鏡片及后端的磁鐵；一塑料支撐薄片，由固定栓定位后鉸裝于固定座的鉸軸內(nèi)；其中，該擺動器將集光反射鏡傳送過來的光點(diǎn)經(jīng)由擺動反射造成時間差的掃描光束，再將投射于條形碼上的光返彈回信號導(dǎo)引回集光鏡的球面鏡上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的條碼掃描儀，其特征在于所述透鏡套由一杯形套、其封閉端圓心部位設(shè)置的透鏡開口、位于該透鏡開口上、下的半通槽、位于該透鏡開口上端半通槽的杯形套壁殼上設(shè)置的凹槽、該杯形套內(nèi)壁設(shè)置的階梯遞減狀環(huán)形開口組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的條碼掃描儀，其特征在于所述信號數(shù)碼轉(zhuǎn)換電路由型號為TLC274的IC組成。
專利摘要本實用新型涉及一種光源及光傳感器皆設(shè)置于單一電路板且讀碼速度快，識別性能高，分辨率強(qiáng)，精度高，可快速遠(yuǎn)距離讀碼的條碼掃描儀。該條碼掃描儀在系統(tǒng)啟動后，其激光發(fā)射體經(jīng)功率控制電路和擺動控制電路后發(fā)出光束信號，經(jīng)由向掃描物品上條碼的掃描后，會有返彈光經(jīng)由前端開口回到光導(dǎo)引裝置，而該光導(dǎo)引裝置會將經(jīng)過返彈的光信號引導(dǎo)并且集中至該光傳感器，以便轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的電子信號，掃描后的條碼返彈信號經(jīng)一二級放大電路及三四級放大電路的四次放大后，再經(jīng)信號數(shù)碼轉(zhuǎn)換后得到與條碼圖形相對應(yīng)的電子波形信號，并后續(xù)解調(diào)為相對應(yīng)的條碼信號。
文檔編號G06K7/00GK2726022SQ20042008304
公開日2005年9月14日 申請日期2004年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月19日
發(fā)明者杜瑞 申請人:杜瑞