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CN111047798B - 线型光斑透镜、线型光学装置及pos机光学扫描系统 - Google Patents

线型光斑透镜、线型光学装置及pos机光学扫描系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了线型光斑透镜、线型光学装置及pos机光学扫描系统。上述的线型光斑透镜，包括透镜本体，所述透镜本体具有相对设置的入射面和出射面，所述入射面呈平面状；所述出射面的两端凸出、中间凹进，以使所述出射面形成相对的两个凸出端及相对的两个凹进端，所述凸出端的曲率半径与所述凹进端的曲率半径之比为3‑5：9‑11；线型光学装置包括依次设置的灯珠、挡光窗及上述的线型光斑透镜；pos机光学扫描系统，包括上述的线型光学装置。本发明的线型光斑透镜，结构简单、成本较低。

Description

线型光斑透镜、线型光学装置及pos机光学扫描系统
技术领域
本发明涉及光学系统技术领域，具体涉及线型光斑透镜、线型光学装置及pos机光学扫描系统。
背景技术
电子支付现已成为主流的消费付款方式,pos作为一种主要的电子支付方式，应用也越来越广泛。pos机在使用时，需要有定位光斑对准二维码才能快速对准扫描。采用线型光斑对准也是一个常用的方案，但目前的线型光斑一般都需要采用透镜组合才能形成，这就造成光学系统的光路复杂、成本较高。
发明内容
基于此，本发明有必要提供一种结构简单、成本较低的线型光斑透镜。
本发明还提供一种线型光学装置。
本发明还提供一种pos机光学扫描系统。
为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：
一种线型光斑透镜，包括透镜本体，所述透镜本体具有相对设置的入射面和出射面，所述入射面呈平面状；所述出射面的两端凸出、中间凹进，以使所述出射面形成相对的两个凸出端及相对的两个凹进端，所述凸出端的曲率半径与所述凹进端的曲率半径之比为3-5：9-11。
上述的线型光斑透镜，光线经入射面入射后，经出射面的凸出的两端聚光成一条窄线型，由凹进端将窄线拉长，凸出端的曲率半径与凹进端的曲率半径设置在特定的比例，使得光线能够以较优的配比进行拉长，而且能够减少光线损失，由此得到狭长的亮度较高的线型光斑，该线型光斑透镜结构简单，可以以较低的成本获得线型光斑。
其中一些实施例中，所述凸出端形成所述透镜本体的底面与顶面，所述凹进端形成所述透镜本体的侧面，所述透镜本体的高度大于所述透镜本体的宽度。
其中一些实施例中，所述凸出端的曲率半径为4.5mm。
其中一些实施例中，所述凸出端的曲率半径为10mm。
本发明还提供一种线型光学装置，包括依次设置的灯珠、挡光部件及线型光斑透镜，挡光部件开设有对应所述灯珠的透光窗，所述线型光斑透镜包括透镜本体，所述透镜本体具有相对设置的入射面和出射面，所述入射面呈平面状；所述出射面的两端凸出、中间凹进，以使所述出射面形成相对的两个凸出端及相对的两个凹进端，所述凸出端的曲率半径与所述凹进端的曲率半径之比为3-5：9-11。
其中一些实施例中，所述凸出端形成所述透镜本体的底面与顶面，所述凹进端形成所述透镜本体的侧面，所述透镜本体的高度大于所述透镜本体的宽度。
其中一些实施例中，所述凸出端的曲率半径为4.5mm。
其中一些实施例中，所述凸出端的曲率半径为10mm。
本发明还提供一种pos机光学扫描系统，包括所述的线型光学装置。
其中一些实施例中，所述的pos机光学扫描系统还包括外壳，所述外壳设有安装口，所述线型光斑透镜安装于所述安装口。
附图说明
图1是本发明实施例一所述的线型光斑透镜的结构示意图；
图2是图1所述的线型光斑透镜的另一视角的结构示意图；
图3是图1所述的线型光斑透镜出射的挡光后的矩形光斑的结构示意图；
图4是图1所述的线型光斑透镜出射的光斑的结构示意图；
图5是本发明实施例二所述的线型光学装置的结构示意图；
图6是本发明实施例二所述的pos机光学扫描系统的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例一
请参照图1与图2，本发明提供一种线型光斑透镜100，用于形成线型光斑，可应用于需要线型光斑的光学系统。该线型光斑透镜100包括透镜本体10，该透镜本体10具有相对设置的入射面20和出射面30，入射面20呈平面状，出射面30为变形非球面，出射面30为的两端凸出、中间凹进，以使出射面30形成相对的两个凸出端31及相对的两个凹进端32，凸出端31的曲率半径小于凹进端32的曲率半径，具体地，凸出端31的曲率半径与凹进端32的曲率半径之比为3-5：9-11。
该线型光斑透镜100工作时，请参照图3，所示的光线经入射面入射后，经出射面的凸出的两端聚光成一条窄线型，由凹进端将窄线拉长，凸出端的曲率半径与凹进端的曲率半径设置在特定的比例，使得光线能够以较优的配比进行拉长，而且能够减少光线损失，由此得到狭长的亮度较高的线型光斑，请参照图4，该线型光斑透镜结构简单，可以以较低的成本获得线型光斑。
该透镜本体10为一柱面透镜，经加工后形成上述的线型光斑透镜100。
请参照图1，其中，出射面30的凸出端31的尺寸小于凹进端32的尺寸。从而形成高度大于长度和宽度的透镜本体10，更有利于形成较长的线型光斑。具体地，凸出端31形成透镜本体10的底面与顶面，凹进端32形成透镜本体10的侧面，透镜本体10的高度大于透镜本体10的宽度。例如，透镜本体10的高度h为7mm-10mm，透镜本体10的宽度a为1mm-5mm。该比例可以较好调节光线的形状，达到得到线型光线的目的。当然，透镜本体10的高度和宽度还可以是其他的配比，在此不作限制，能够满足上述条件即可。
采用的透镜本体10的高度h为8mm，透镜本体10的宽度a为3mm。
透镜本体10上，凸出端31形成透镜本体10的底面11与顶面，凹进端32形成透镜本体10的侧面12，透镜本体10的高度大于透镜本体10的宽度。这样得到的透镜本体10能够将光线拉的更长，能够得到较长的线型光线。
凸出端31的曲率半径与凹进端32的曲率半径之比为4-5：9.5-10.5。在此范围内调节凸出端31与凹进端32的曲率半径，可以更容易得到狭长的线型光线。例如，凸出端31的曲率半径与凹进端32的曲率半径之比为4.5：10。
上述的线型光斑透镜100，可以应用于任何需要线型光线的设备中，例如pos机光学系统、激光系统等等。
以下将通过试验来验证上述的线型光斑透镜100的效果，采用同一光源，保证光源与透镜保持相同的距离。表一是参与试验的线型光斑透镜的凸出端31的曲率半径R1与凹进端32的曲率半径R2之比以及其得到的光斑长度L和宽度D以及光斑的亮度。
表一
R1：R2 L(mm) D(mm) 亮度
试验一 4.5：10 180 9 较亮
试验二 3：9 185 10 较亮
试验三 5:9.5 176 9.5 较亮
试验四 3:10.5 180 8.5 较亮
试验五 5:11 180 10 较亮
试验六 1：10 160 12 较亮
试验七 1:1 150 12.5 边缘有阴暗
试验八 2:15 166 11 亮度一般
通过表一的试验可以看出，实施例一至实施例五的透镜的曲率半径之比保持在3-5：9-11的范围内，其最终射出的光斑较狭长，且亮度较好，而实施例六至实施例八的透镜的曲率半径之比不在上述的范围内，其线型度不高好，长度相比实施例一至实施例五较短，宽度则较大，其线性转化度不够好。证明本发明所述的透镜出射的光线线性度较高。
实施例二
请参照图5，本实施例提供一种线型光学装置200，包括依次设置的灯珠40、挡光部件50及实施例一所述的线型光斑透镜100，挡光部件50开设有对应灯珠40的透光窗51，线型光斑透镜100包括透镜本体10，该透镜本体10具有相对设置的入射面20和出射面30，入射面20呈平面状，出射面30为变形非球面，出射面30为的两端凸出、中间凹进，以使出射面30形成相对的两个凸出端31及相对的两个凹进端32，凸出端31的曲率半径小于凹进端32的曲率半径，具体地，凸出端31的曲率半径与凹进端32的曲率半径之比为3-5：9-11。
该线型光学装置200工作时，灯珠40发出的光线经透光窗51修整成基本的矩形光束，矩形光束经过线型光斑透镜100配光，最终发出线型光斑。
其中，灯珠40到线型光斑透镜100的距离会影响最终发出的光斑的长度以及形状，但得到的光线依然是形状较好的线型光斑。本实施例中，灯珠40到线型光斑透镜100的距离设置为10mm-30mm。优选为灯珠40到线型光斑透镜100的距离设置为10mm。
实施例三
请参照图6，本实施例提供一种pos机光学扫描系统，包括实施例二所述的线型光学装置200。即实施例二所述的线型光学装置200应用于pos机，作为pos机的光学装置，将光线聚光成线型光斑对准二维码，从而快速对准二维码扫描，提高支付扫描的效率。
进一步地，该pos机光学扫描系统还包括外壳60，该外壳60设有安装口61，线型光斑透镜100安装于该安装口61。通过外壳60来固定线型光斑透镜100，使得线型光斑透镜100能够稳定地发挥作用。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种线型光斑透镜，其特征在于，包括透镜本体，所述透镜本体具有相对设置的入射面和出射面，所述入射面呈平面状；所述出射面的两端凸出、中间凹进，以使所述出射面形成相对的两个凸出端及相对的两个凹进端，所述出射面为变形非球面，所述凸出端的曲率半径与所述凹进端的曲率半径之比为3-5：9-11，所述透镜本体用于将矩形光束转化为线型光斑。
2.根据权利要求1所述的线型光斑透镜，其特征在于，所述凸出端形成所述透镜本体的底面与顶面，所述凹进端形成所述透镜本体的侧面，所述透镜本体的高度大于所述透镜本体的宽度。
3.根据权利要求1所述的线型光斑透镜，其特征在于，所述凸出端的曲率半径为4.5mm。
4.根据权利要求1或3所述的线型光斑透镜，其特征在于，所述凸出端的曲率半径为10mm。
5.一种线型光学装置，其特征在于，包括依次设置的灯珠、挡光部件及线型光斑透镜，挡光部件开设有对应所述灯珠的透光窗，所述透光窗用于获得矩形光线；所述线型光斑透镜包括透镜本体，所述透镜本体具有相对设置的入射面和出射面，所述入射面呈平面状；所述出射面的两端凸出、中间凹进，以使所述出射面形成相对的两个凸出端及相对的两个凹进端，所述出射面为变形非球面，所述凸出端的曲率半径与所述凹进端的曲率半径之比为3-5：9-11，所述透镜本体用于将矩形光束转化为线型光斑。
6.根据权利要求5所述的线型光学装置，其特征在于，所述凸出端形成所述透镜本体的底面与顶面，所述凹进端形成所述透镜本体的侧面，所述透镜本体的高度大于所述透镜本体的宽度。
7.根据权利要求5所述的线型光学装置，其特征在于，所述凸出端的曲率半径为4.5mm。
8.根据权利要求5或7所述的线型光学装置，其特征在于，所述凸出端的曲率半径为10mm。
9.一种pos机光学扫描系统，其特征在于，包括权利要求5-8任一项所述的线型光学装置。
10.根据权利要求9所述的pos机光学扫描系统，其特征在于，还包括外壳，所述外壳设有安装口，所述线型光斑透镜安装于所述安装口。
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