双向闭环多焦点位置透镜装置和方法与流程

本公开的实施方案整体涉及用于成像装置的聚焦透镜组件，该成像装置诸如但不限于条形码和/或其他符号扫描仪。

背景技术：

1、申请人已经认识到与聚焦透镜组件相关联的许多技术挑战和困难。例如，许多聚焦透镜组件使用机械限动器来确定或设置透镜的焦点位置。然而，由于这种机械限动器的定位所需的严格公差，在制造过程中难以确保将机械限动器安装在所需位置中。此外，由于这种聚焦透镜组件可能遇到的苛刻操作条件，难以确保机械限动器保持在所需位置。

2、通过所施加的努力、智慧和创新，申请人已通过开发体现在本公开中的解决方案解决了许多这些认识到的问题，下文将详细描述这些解决方案。

技术实现思路

1、本文描述的各种实施方案涉及示例双向闭环多焦点位置透镜装置，以及用于聚焦示例双向闭环多焦点位置透镜装置的示例方法。

2、根据本公开的一些实施方案，提供了一种示例双向闭环多焦点位置透镜装置。根据本公开的一些实施方案，提供了一种示例双向闭环多焦点位置透镜装置。在一些实施方案中，示例双向闭环多焦点位置透镜装置包括镜筒透镜组件、至少部分地定位在镜筒透镜组件上方的顶部线圈元件、至少部分地定位在镜筒透镜组件下方的底部线圈元件、定位在顶部线圈元件的中心中的顶部铁芯体、定位在底部线圈元件的中心中的底部铁芯体，该镜筒透镜组件能够沿着镜筒透镜组件的纵向轴线移动并且包括固定在镜筒透镜组件的顶部部分上的顶部磁性元件和固定在镜筒透镜组件的底部部分上的底部磁性元件；至少一个处理器和包括程序代码的至少一个非暂时性存储器。在一些实施方案中，至少一个非暂时性存储器和程序代码被配置为利用至少一个处理器使得透镜装置至少向顶部线圈元件施加顶部线圈电流并且向底部线圈元件施加底部线圈电流，以使得镜筒透镜组件朝向预定的期望焦点位置移动。在一些实施方案中，预定的期望焦点位置在中立位置和机械限定的超程位置之间。在一些实施方案中，中立位置是当没有顶部线圈电流施加到顶部线圈元件并且没有底部线圈电流施加到底部线圈元件时镜筒透镜组件将获得的位置，使得顶部磁性元件与顶部铁芯体之间以及底部磁性元件与底部铁芯体之间的磁性吸引力导致镜筒透镜组件移动到中立位置和/或保持在中立位置处。

3、在一些实施方案中，多焦点位置透镜装置还包括用于检测透镜装置内的磁场的磁场传感器和用于检测透镜装置内的温度的温度传感器。在一些实施方案中，至少一个非暂时性存储器存储包括多个对应的磁场值、温度和位置的预定校准数据。在一些实施方案中，至少一个非暂时性存储器和程序代码还被配置为利用至少一个处理器使得透镜装置至少：从磁场传感器捕获透镜装置内的磁场；从温度传感器捕获透镜装置内的温度；将捕获的磁场和捕获的温度与预定校准数据进行比较，以确定镜筒透镜组件的当前位置；确定当前位置是否是预定的期望焦点位置；如果当前位置不是预定的期望焦点位置，则调整顶部线圈电流和底部线圈电流以使得镜筒透镜组件从当前位置朝向预定的期望焦点位置移动，并且重复第一捕获步骤、第二捕获步骤、比较步骤、确定步骤和调整步骤，直到当前位置是预定的期望焦点位置为止；并且如果当前位置是预定的期望焦点位置，则捕获镜筒透镜组件的视场中的目标的图像。

4、在一些实施方案中，确定当前位置是否是期望焦点位置包括确定当前位置是否在期望焦点位置的预定距离内。

5、在一些实施方案中，至少一个非暂时性存储器和程序代码被配置为利用至少一个处理器进一步使得透镜装置确定镜筒透镜组件的初始位置是否是所需焦点位置。

6、在一些实施方案中，至少一个非暂时性存储器和程序代码被配置为利用至少一个处理器进一步使得透镜装置使用比例-积分-微分反馈回路来调整顶部线圈电流和底部线圈电流以使得镜筒透镜组件从当前位置朝向期望焦点位置移动。

7、在一些实施方案中，多焦点位置透镜装置还包括定位在顶部线圈元件的中心中的顶部铁芯体和定位在底部线圈元件的中心中的底部铁芯体。

8、在一些实施方案中，镜筒透镜组件具有至少三个可能的期望焦点位置。在一些实施方案中，至少三个可能的期望焦点位置中的第一个期望焦点位置是当没有顶部线圈电流被施加到顶部线圈元件并且没有底部线圈电流被施加到底部线圈元件时镜筒透镜组件将获得的中立位置，使得顶部磁性元件与顶部铁芯体之间以及底部磁性元件与底部铁芯体之间的磁性吸引力导致镜筒透镜组件移动到中立位置和/或保持在中立位置处。在一些实施方案中，至少三个可能的期望焦点位置中的第二个期望焦点位置是在沿着镜筒透镜组件的纵向轴线的第一方向上远离中立位置的向前位置。在一些实施方案中，至少三个可能的期望焦点位置中的第三个期望焦点位置是在沿着镜筒透镜组件的纵向轴线的第二方向上远离中立位置的向后位置，第二方向与第一方向相反。

9、在一些实施方案中，多焦点位置透镜装置还包括被定位成防止在第一方向上的超程的前机械限动器和被定位成防止在第二方向上的超程的后机械限动器。在一些实施方案中，至少三个可能的期望焦点位置中的第二个期望焦点位置在前机械限动器的后面，使得镜筒透镜组件在至少三个可能的期望焦点位置中的第二个期望焦点位置中不接触前机械限动器。在一些实施方案中，至少三个可能的期望焦点位置中的第三个期望焦点位置在后机械限动器的前方，使得镜筒透镜组件在至少三个可能的期望焦点位置中的第三个期望焦点位置中不接触后机械限动器。

10、一些实施方案中，至少三个可能的期望焦点位置中的第四个期望焦点位置位于向前位置与中立位置之间，并且至少三个可能的期望焦点位置中的第五个期望焦点位置位于向后位置与中立位置之间。

11、在一些实施方案中，孔被限定在顶部铁芯体或底部铁芯体中，并且磁场传感器和温度传感器被定位在限定在顶部铁芯体或底部铁芯体中的该孔内。

12、在一些实施方案中，多焦点位置透镜装置还包括电子联接到顶部线圈元件以向顶部线圈元件提供顶部线圈电流的顶部线圈可变功率电路和电子联接到底部线圈元件以向底部线圈元件提供底部线圈电流的底部线圈可变功率电路。

13、根据本公开的各种实施方案，提供了一种用于聚焦多焦点位置透镜装置的方法。根据本公开的各种实施方案，提供了一种用于聚焦多焦点位置透镜装置的方法。在一些实施方案中，该方法包括将顶部线圈电流施加到透镜装置的顶部线圈元件并且将底部线圈电流施加到透镜装置的底部线圈元件以使得透镜装置的镜筒透镜组件朝向期望的焦点位置移动。在一些实施方案中，镜筒透镜组件包括固定在镜筒透镜组件的顶部部分上的顶部磁性元件和固定在镜筒透镜组件的底部部分上的底部磁性元件。在一些实施方案中，镜筒透镜组件可沿着镜筒透镜组件的纵向轴线移动。在一些实施方案中，顶部线圈元件至少部分地定位在镜筒透镜组件上方。在一些实施方案中，底部线圈元件至少部分地定位在镜筒透镜组件下方。在一些实施方案中，顶部铁芯体定位在顶部线圈元件的中心中，并且底部铁芯体定位在底部线圈元件的中心中。在一些实施方案中，预定的期望焦点位置在中立位置和机械限定的超程位置之间。在一些实施方案中，中立位置是当没有顶部线圈电流施加到顶部线圈元件并且没有底部线圈电流施加到底部线圈元件时镜筒透镜组件将获得的位置，使得顶部磁性元件与顶部铁芯体之间以及底部磁性元件与底部铁芯体之间的磁性吸引力导致镜筒透镜组件移动到中立位置和/或保持在中立位置处。

14、在一些实施方案中，该方法还包括从透镜装置的磁场传感器捕获透镜装置内的磁场；从透镜装置的温度传感器捕获透镜装置内的温度；将捕获的磁场和捕获的温度与预定校准数据进行比较，以确定镜筒透镜组件的当前位置；确定当前位置是否是期望焦点位置；如果当前位置不是期望焦点位置，则调整顶部线圈电流和底部线圈电流以使得镜筒透镜组件从当前位置朝向期望焦点位置移动，并且重复第一捕获步骤、第二捕获步骤、比较步骤、确定步骤和调整步骤，直到当前位置是期望焦点位置为止；并且如果当前位置是期望焦点位置，则捕获镜筒透镜组件的视场中的目标的图像。在一些实施方案中，预定校准数据包括多个对应的磁场值、温度和位置。

15、在一些实施方案中，确定当前位置是否是期望焦点位置包括确定当前位置是否在期望焦点位置的预定距离内。

16、在一些实施方案中，该方法还包括确定镜筒透镜组件的初始位置是否是期望焦点位置。

17、在一些实施方案中，调整顶部线圈电流和底部线圈电流以使得镜筒透镜组件从当前位置朝向期望焦点位置移动包括使用比例-积分-微分反馈回路来调整顶部线圈电流和底部线圈电流，以使得镜筒透镜组件从当前位置朝向期望焦点位置移动。

18、在一些实施方案中，透镜装置还包括定位在顶部线圈元件的中心中的顶部铁芯体和定位在底部线圈元件的中心中的底部铁芯体。

19、在一些实施方案中，镜筒透镜组件具有至少三个可能的期望焦点位置。在一些实施方案中，至少三个可能的期望焦点位置中的第一个期望焦点位置是当没有顶部线圈电流被施加到顶部线圈元件并且没有底部线圈电流被施加到底部线圈元件时镜筒透镜组件将获得的中立位置，使得顶部磁性元件与顶部铁芯体之间以及底部磁性元件与底部铁芯体之间的磁性吸引力导致镜筒透镜组件移动到中立位置和/或保持在中立位置处。在一些实施方案中，至少三个可能的期望焦点位置中的第二个期望焦点位置是在沿着镜筒透镜组件的纵向轴线的第一方向上远离中立位置的向前位置。在一些实施方案中，至少三个可能的期望焦点位置中的第三个期望焦点位置是在沿着镜筒透镜组件的纵向轴线的第二方向上远离中立位置的向后位置，第二方向与第一方向相反。

20、在一些实施方案中，透镜装置还包括被定位成防止在第一方向上的超程的前机械限动器和被定位成防止在第二方向上的超程的后机械限动器。在一些实施方案中，至少三个可能的期望焦点位置中的第二个期望焦点位置在前机械限动器的后面，使得镜筒透镜组件在至少三个可能的期望焦点位置中的第二个期望焦点位置中不接触前机械限动器。在一些实施方案中，至少三个可能的期望焦点位置中的第三个期望焦点位置在后机械限动器的前方，使得镜筒透镜组件在至少三个可能的期望焦点位置中的第三个期望焦点位置中不接触后机械限动器。

21、一些实施方案中，至少三个可能的期望焦点位置中的第四个期望焦点位置位于向前位置与中立位置之间，并且至少三个可能的期望焦点位置中的第五个期望焦点位置位于向后位置与中立位置之间。

22、在一些实施方案中，孔被限定在顶部铁芯体或底部铁芯体中，并且磁场传感器和温度传感器被定位在限定在顶部铁芯体或底部铁芯体中的该孔内。

23、在一些实施方案中，透镜装置还包括电子联接到顶部线圈元件以向顶部线圈元件提供顶部线圈电流的顶部线圈可变功率电路和电子联接到底部线圈元件以向底部线圈元件提供底部线圈电流的底部线圈可变功率电路。

24、上述例示性技术实现要素：以及本公开的其他示例性目的和/或优点以及实现这些目的和/或优点的方式在以下具体实施方式及其附图中进一步解释。