具有全局电子快门控制的条形码摄像装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于从条形码符号采集图像数据的条形码摄像装置，条形码摄像装置包括一个二维像素阵列，用于接收所述条形码符号反射的光辐射，一全局电子快门，与所述二维像素阵列关联，一条形码处理模块，所述条形码处理模块与所述二维像素阵列电连接；以及一镜头组，包括镜头主体及至少两片镜片，用于将由一目标反射的光引导到图像传感器阵列上；一基座，用于安装镜头组，起支撑、固定和保护作用；一载板，用于搭载集成电路并与集成电路电连接；一板对板连接器，固定在载板的下方，用于与外部通信。本发明专利技术能在大大减小条码摄像装置体积的基础上，提高条码的成像质量和成像精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种条形码摄像装置，特别是涉及一种具有全局电子快门控制的条形码摄像装置。
技术介绍
许多传统条形码摄像装置(例如手持和嵌入安装的条形码和机器码摄像装置)使用基于电荷耦合器件(CCD)的图像传感器。基于CCD的图像传感器包括电耦合的光敏性的光电二极管阵列，光敏二极管将入射光能转换为电荷包。在操作中，电荷包被转移出CCD图像传感器以用于下一步处理。一些条形码摄像装置使用基于具有全局电子快门控制的互补金属氧化物半导体(CMOS)的图像传感器作为可选的成像技术。与CCD一样，基于具有全局电子快门控制的CMOS的图像传感器包括光敏性的光电二极管阵列，光敏二极管将入射光能转换为电荷。然而，与CCD不同的是，基于具有全局电子快门控制的CMOS的图像传感器允许二维阵列中的每个像素被直接寻址。这样的好处之一为，整帧图像数据的子区域能够被单独访问。基于具有全局电子快门控制的CMOS的图像传感器的另一个好处为通常来讲他们的每个像素的成本更低。这主要是由于CMOS图像传感器由生产例如微处理器等的普通集成电路的大量晶圆生产设备的标准CMOS工艺制造。除了降低成本外，普通制造工艺意味着能够将CMOS像素阵列与诸如时钟驱动器、数字逻辑电路、模/数转换器等其它标准电子装置集成在一个单芯片上。而这样的进一步好处是，减小了空间需求，并且降低了功率消耗。另外，传统的条形码摄像装置一般由包括镜头、镜座及图像传感器等部件组成。目前现有的条码摄像装置中镜头、镜座及图形读取器等部件均为独立部件，镜头固定于镜座上，金属材料的镜头和镜座在生产加工螺纹时误差大，安装时容易使得镜头的光轴偏离镜座的主轴，严重影响成像质量，图像传感器通过焊接等方式固定于载板上，载板经过切割、组装后，插入镜座上预留的槽进行固定，载板尺寸的裁剪精度以及镜座上的槽的尺寸在精度上都不高，二者配合容易松动、偏离，引入的误差大，容易使得图像传感器的中心偏离镜头的光轴，影响成像质量，镜头与图像传感器的间距需要通过镜头上的螺纹的调焦固定，另外这种独立的部件方式，镜头中的镜片的加工、组装调试均由人工完成，生产方式和加工精度受限，为了适应生产要求，很难减小体积，造成条码摄像装置体积较大，一般体积为28*18*12MM3，造成维护成本及难度的增加。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有全局电子快门控制的条形码摄像装置，能在大大减小条码摄像装置体积的基础上，提高条码的成像质量和成像精度。为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种用于从条形码符号采集和处理条形码数据的条形码摄像装置，所述条形码摄像装置包括：一个二维像素阵列，用于接收所述条形码符号反射的光辐射，所述二维像素阵列包括第一多个像素和第二多个像素，所述条形码读取装置被构造用以使得所述条形码读取装置能够被控制为选择性寻址并且从所述二维阵列读出所述阵列的第一多个像素的图像数据，而与所述阵列的第二多个像素无关，每个所述像素包括一光敏区和一绝光屏蔽数据存储区；一全局电子快门，与所述二维像素阵列关联，所述全局电子快门能够同时曝光所述二维像素阵列的所有或大致上所有的像素；以及一条形码处理模块，所述条形码处理模块与所述二维像素阵列电连接，所述条形码处理模块用于识别采集的图像数据中的条形码符号的表示；一镜头组，包括镜头主体及至少两片镜片，用于将所述条形码符号的反射的光辐射引导到所述二维像素阵列；一基座，用于安装所述镜头组，起支撑、固定和保护作用；一载板，用于搭载所述集成电路并与所述集成电路电连接；一板对板连接器，固定在所述载板的下方，用于与外部通信。优选的，所述二维图像传感器阵列为一互补金属氧化物半导体图像传感器。优选的，所述镜头组的视场角为35-65°。优选的，所述二维图像阵列传感器的动态区域为65-120分贝。优选的，所述镜片的表面附有镀膜，所述镀膜为增透膜或带通膜。优选的，所述至少2片镜片的组合方式为正透镜+负透镜、双胶合镜、正透镜+双胶合透镜、双胶合镜+正透镜、正透镜+正透镜+负透镜、正透镜+负透镜+正透镜或双胶合镜+双胶合镜。优选的，所述镜头组的光栏位置放置于第一片透镜前、第一片透镜与第二片透镜之间或第二片透镜与第三片透镜之间。优选的，所述基座的设置有防呆特征结构。优选的，所述基座的平面尺寸为3*3mm2-9*9mm2。优选的，所述镜片为光学塑料或光学玻璃。本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有全局电子快门控制的条形码摄像装置，能在大大减小条码摄像装置体积的基础上，提高条码的成像质量和成像精度。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1是本专利技术具有全局电子快门控制的条形码摄像装置结构示意图；图2是本专利技术具有全局电子快门控制的条形码摄像装置结构分解图；图3是本专利技术具有全局电子快门控制的条形码摄像装置主视图；图4是本专利技术具有全局电子快门控制的条形码摄像装置A-A剖面图；图5是本专利技术具有全局电子快门控制的条形码摄像装置图像传感器一个具体实施例相应的电路框图；图6A是本专利技术具有全局电子快门控制的条形码摄像装置中图像传感器内部图像传感器阵列一个实施例的部分示意图；图6B-6C是本专利技术具有全局电子快门控制的条形码摄像装置中图像传感器像素结构细节的剖视图；图7是现有技术全局式快门结构的时序图；图8是根据本专利技术的原理构造的图像传感器的一个实施例的框图；图9是本专利技术图像传感器像素阵列示意图；图10是根据本专利技术原理用于采集图像数据的过程的一个实施例的流程图；图11A、11B是图10所示过程的各种实施例的时序图；图12是根据本专利技术原理构造的条形码摄像装置一个实施例的原理性框图。具体实施方式为对本专利技术的目的、特征及功效更进一步的说明，以下配合附图详述如后。如图1-2所示，本专利技术集成式条码摄像装置，包括镜头组1、基座2、载板3及图像传感器4，所述镜头组1通过螺纹安装在所述基座2上方，所述图像传感器4胶合在所述载板3的表面中部，所述基座2胶合在所述载板3的上方。如图1-4所示，所述镜头组1选用的光圈F#为2-6，对角视场范围为35-65度；物距设定为6-15cm，其中选择光圈F#数值小可以提高光通量，减少对背景光或者辅助照明的要求，即可以降低辅助照明的功耗，更节能、环保。所述镜头组1包括镜头主体11及至少两片镜片12，所述镜片12胶合固定在所述镜头主体11内。所述镜头主体11下方带有螺纹13，用于进行光学调焦并通过螺纹安装在所述基座2上；经过光学调焦之后，使用点胶方式将所述镜头主体11固定于基座2上，提高镜头的机械性能；所述镜头主体11顶板设置有通光孔14，所述通光孔14处在所述图像传感器4感光区域的正上方。所述镜片12为球面或非球面镜片，所述镜片12的材质为光学塑料或光学玻璃，所述镜片12的表面附有镀膜，所述镀膜为增透膜或带通膜，以提高光的透过率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从条形码符号采集和处理条形码数据的条形码摄像装置，所述条形码摄像装置包括：一个二维像素阵列，用于接收所述条形码符号反射的光辐射，所述二维像素阵列包括第一多个像素和第二多个像素，所述条形码读取装置被构造用以使得所述条形码读取装置能够被控制为选择性寻址并且从所述二维阵列读出所述阵列的第一多个像素的图像数据，而与所述阵列的第二多个像素无关，每个所述像素包括一光敏区和一绝光屏蔽数据存储区；一全局电子快门，与所述二维像素阵列关联，所述全局电子快门能够同时曝光所述二维像素阵列的所有或大致上所有的像素；以及一条形码处理模块，所述条形码处理模块与所述二维像素阵列电连接，所述条形码处理模块用于识别采集的图像数据中的条形码符号的表示；一镜头组，包括镜头主体及至少两片镜片，用于将所述条形码符号的反射的光辐射引导到所述二维像素阵列；一基座，用于安装所述镜头组，起支撑、固定和保护作用；一载板，用于搭载所述集成电路并与所述集成电路电连接；一板对板连接器，固定在所述载板的下方，用于与外部通信。

【技术特征摘要】
1.一种用于从条形码符号采集和处理条形码数据的条形码摄像
装置，所述条形码摄像装置包括：
一个二维像素阵列，用于接收所述条形码符号反射的光辐射，所
述二维像素阵列包括第一多个像素和第二多个像素，所述条形码读取
装置被构造用以使得所述条形码读取装置能够被控制为选择性寻址
并且从所述二维阵列读出所述阵列的第一多个像素的图像数据，而与
所述阵列的第二多个像素无关，每个所述像素包括一光敏区和一绝光
屏蔽数据存储区；
一全局电子快门，与所述二维像素阵列关联，所述全局电子快门
能够同时曝光所述二维像素阵列的所有或大致上所有的像素；以及
一条形码处理模块，所述条形码处理模块与所述二维像素阵列电
连接，所述条形码处理模块用于识别采集的图像数据中的条形码符号
的表示；
一镜头组，包括镜头主体及至少两片镜片，用于将所述条形码符
号的反射的光辐射引导到所述二维像素阵列；
一基座，用于安装所述镜头组，起支撑、固定和保护作用；
一载板，用于搭载所述集成电路并与所述集成电路电连接；
一板对板连接器，固定在所述载板的下方，用于与外部通信。
2.如权利要求1所述的条形码摄像装置，其特征在于，所述二
维图像传感器阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑艺丹，张俊一，吴志宇，
申请(专利权)人：福建新大陆电脑股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35