[發明專利]帶有為全內反射而定位的至少一個表面所給出的孔徑的集成透鏡模塊

有效

• 申請號: 200680028772.X
• 申請日: 2006-07-27
• 公開（公告）號: CN101238396A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: I·維諾格德夫;M·德茲瑪拉
• 申請（專利權）人: 訊寶科技公司
• 主分類號: G02B5/00
• 分類號: G02B5/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陳煒

技術領域

本發明涉及光學部件，尤其涉及包括用于數據捕獲器件的集成部件的透鏡模塊。

背景技術

有大量的標準用于對數字和其它可視形式的信息進行編碼，比如通用產品代碼(UPC)和/或歐洲物件號碼(EAN)。這些數字代碼允許各行業在相似的系統下標識各種產品和制造，維持大量的庫存，管理種類很廣的物品。產品的UPC和/或EAN作為一種數據表單被印到、貼到、蝕刻到產品上或以其它方式附加到產品上。

數據表單是對數字和其它可視形式的信息進行編碼的任何標記。例如，數據表單可以是條形碼、二維代碼、物體上的標記、標簽、簽名、符號等。條形碼由一連串寬度不同的亮的和暗的矩形區域構成。這些亮的和暗的矩形區域可以排列成代表UPC數字。另外，數據表單并不限于產品。它們可以被用于標識重要的物品、地點等。數據表單也可以是其它對象，比如商標圖像、人臉等。

諸如基于激光的條形碼掃描儀等器件可以被用于解碼這些數據表單，并從它們中自動地獲得關于產品的信息。已知的激光掃描儀包括光束成形光學器件以形成其激光束。為了提高掃描儀性能，例如，對于低對比度和印刷較差的條形碼而言，橢圓成形的激光光斑是較佳的。通過使激光光斑的垂直高度拉長，比如通過向光束成形光學器件添加帶像散的光學部件，便可以形成橢圓成形的激光光斑。例如，帶像散的光學部件可以是圓柱形透鏡或鏡子。圓柱部件在掃描儀中的準確定向對于一致的掃描儀性能而言是關鍵的。例如，如果透鏡偏移90度，則激光光斑在水平方向上被拉長并且并不提供性能增強。

圖2示出了典型的光束成形組件200，它包括激光器205、聚焦透鏡215、圓柱透鏡220、透鏡夾具210以及孔徑225。激光被聚焦透鏡215聚焦，被圓柱透鏡220拉長，并且被孔徑225進一步定形。孔徑225可以是非旋轉對稱形狀，比如矩形、橢圓形等。產生孔徑的典型方法是在不透明材料(比如透鏡夾具)中壓鑄一個孔。通常，在批量生產環境中，可能很難控制孔徑尺寸和邊緣的質量。這導致孔徑缺陷，比如孔徑邊緣處成形后的余料以及規格之外的尺寸。

盡管未示出，透鏡夾具210包括對準特征，用于幫助使透鏡模塊在掃描儀中恰當地定向。當組件200被構造出時，使圓柱透鏡220與孔徑225和/或透鏡夾具的對準特征恰當地定向是非常重要的，否則當透鏡模塊被放入掃描儀中時激光束將被不恰當地定形。

相應地，期望簡化掃描儀的光束成形組件的構造。另外，期望提高批量生產出的孔徑的質量。

發明內容

本發明滿足這個和其它需要，這從本文的描述中可明顯地看到。

根據本發明而實現的透鏡模塊包括聚焦透鏡以及作為聚焦透鏡一部分的孔徑。由以大于全內反射臨界角的角度定位于該透鏡上的至少一個表面形成了該孔徑。通過使多個表面以臨界角定位于聚焦透鏡上，便可以形成該孔徑的形狀。聚焦透鏡表面上被上述成一定角度的表面覆蓋的區域將光線反射掉，而聚焦透鏡表面上沒有被上述成一定角度的表面覆蓋的區域則形成一個孔徑從而允許光線穿過。

該孔徑可以具有半橢圓形狀、橢圓形狀、矩形形狀、圓形形狀、自由形狀等，并且該孔徑可以限定激光束的水平寬度或垂直高度。

該聚焦透鏡包括讓光線進入該聚焦透鏡的表面以及讓光線從該聚焦透鏡中出射的表面。可以形成任一表面以便聚焦進入該透鏡的光線。在一些實施方式中，相反的表面可以具有非旋轉對稱的形狀(比如圓柱形表面)，以拉長光束光斑的垂直高度并提高掃描儀性能。用于構成該孔徑的成一定角度的表面都形成于該透鏡的出射表面。

在包括非旋轉對稱表面的本發明的實施方式中，該表面相對于掃描設備的定向/對準是重要的，因為透鏡安裝不當可能導致光束光斑被不恰當地拉長或掃描儀性能有所下降。由此，本發明的一些實施方式包括位于透鏡模塊上的對準特征。這些對準特征可以是突出的構件、凹陷的部分等。

在本發明的一些實施方式中，透鏡模塊還包括圓柱形透鏡夾具。單片聚焦透鏡/圓柱形表面/孔徑都可以被插入該圓柱形透鏡夾具中，從而無須擔心定向問題。

在本發明的備選實施方式中，透鏡夾具可以具有其自身的旋轉對稱孔徑。由此，透鏡孔徑限定激光束的寬度或激光束的高度，而透鏡夾具孔徑則限定激光束的其它維度。一些透鏡夾具孔徑可能是非旋轉對稱的，但透鏡和孔徑在這些透鏡夾具中的定向將是很重要的。

根據本發明一實施方式實現的一種備選的透鏡模塊包括聚焦透鏡、孔徑和透鏡夾具。該孔徑就是聚焦透鏡的一部分，由至少一個以大于全內反射臨界角的角度定位于該聚焦透鏡上的表面形成了該孔徑。