应用公共成像阵列的捕像系统和方法技术方案

把工作距离相对捕像系统处于远场范围的目标图像聚焦在两维传感器公共阵列的第一组传感器上，并把工作距离相对系统处于近场范围的光学码图像聚焦在该阵列的第二组传感器上。同一阵列在便携设备中共用，所述设备能捕获目标图像和光学码图像而不必移动任何光学元件。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及捕像系统和方法，尤其涉及捕获目标的全色或单色图像和/或捕获光学码符的单色图像，光学码符用公共成像阵列尤其是用像素传感器成像阵列读取，各传感器工作时测量入射光在各像素传感器同一位置的三基色。光学码是由不同光反射或光发射特性的图像区组成的图案，一般按先验法则装配。有时用“条形码”描述某些类别的光学码。选择光学码的光学特性与图案来区分它们在外观上与其应用的背景环境的不同。有时把从光学码中识别或提取数据的系统称为“光学码阅读器”，其条形码扫描器是一种类型。光学码阅读器一般应用于多种不同环境的固定或便携设施，如商店的结帐服务、制造场所的加工流程与库存管理和运输车辆的跟踪包件处理。例如通过从打印列出的许多条形码中读出目标条形码，光学码可用作迅速综合的数据输入手段。在有些应用中，把光学码阅读器接至便携数据处理装置或数据收集与传输装置。光学码阅读器常常包括人工指向目标码的手持传感器。大多数普通光学扫描系统设计成读一维条形码符。条形码是一种变宽矩形条用固定或可变宽度空间分开的图案，条与空间的反光特性不一。例如，一例一维条形码就是用来识别产品库存的UPC/EAN码，一例二维或堆迭条形码是PDF417条形码。美国专利No.5,635,697揭示了PDF417条形码及其译码技术。另一种普通光学码是Maxicode，包括中央探测器图案或牛眼中心和包围中央探测器的天边形网格。应该指出，本专利申请揭示的专利技术诸方面一般适用于光学码阅读器，与适合读取的特定类型光学码无关。本专利技术还适用于某种相关的图像识别或分析。大多数普通扫描系统产生一条或多条从条形码符反射回系统的激光束，系统得到的连续模拟波形对应于该码沿一条或多条系统扫描线反射的光，然后系统译码该波形，从条形码提取信息。例如，美国专利No4,251,798揭示了这类系统，美国专利No.5,561,283揭示了检测并译码一维与二维条形码的光束扫描系统。当今应用的许多扫描系统，使用了扫描激光束，有些此类系统部署在人工瞄准目标的手持单元里，一个独立系统往往是一个很大的网络组成部分，而网络包括其它扫描器、计算机、电缆、数据终端等。条形码也可用成像装置来读，如应用的图像传感器装置具有对应于该装置视野中像元或像素的二维光电管或光传感器阵列。这种图像传感器装置包括二维或面积电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)器件和对视野产生对应于二维像素信息阵列的电信号的相关电路。例如，美国专利No.5,703,349揭示了用CCD捕获要读出的条形码符的单色图像，还知道，美国专利No.4,613,895揭示了用CCD配以多条埋置通道来捕获目标全色图像。由于制作这种CCD有难度且昂贵，因此美国专利No.3,971,065提出用滤色器拼合来选择不同光电管位置的不同波长带。数码相机流行的一种拼合法是Bayer滤色器阵列(CFA)图案，其50％绿色像素排列在方格盘中，25％红色像素和25％蓝色像素的交替线条填满图案其余部分。虽可一般满足原来的要求，但部分由于不同色的光电管位于不同位置，故Bayer CFA具有色混淆、分辨度与灵敏度问题。为减小这些问题，原有技术在美国专利No.5,965,875中提出了像素传感器成像阵列，各传感器有三只测量同一位置不同色的光传感器，即各像素传感器应用一种三阱集成电路结构。这样，条形码符阅读器或数码相机使用了一种二维成像传感器装置。数码照相应用捕像系统更好，该系统远离相机聚焦至无限远，用相对大的孔径采光。鉴于景深要求，条形码符可用聚焦成接近阅读器配备相对较小孔径的捕像系统更好地读出，以将阅读器工作距离范围保持在实际极限内。举例来说，阅读器工作距离一般是0.5″～12″，而相机工作距离通常为12″到无限远。这些矛盾的要求导致作出这样的安排，即在条形码阅读器与相机构成单个便携装置时，用活动的光学元件来改变捕像系统的焦点。已知可用相机里的基于声或光的自动聚焦机构来探测目标距离并相应地改变焦点，还知道移动条形码阅读器里的透镜或玻璃板可改变焦点。然而，这些设计都要求组装复杂的活动部件，常常呈现出差的可靠性与重现性。因此，本专利技术的总目的是将用于光学码光电读出的阅读器与用于捕获目标图像的相机组合成单个装置。尤其是本专利技术的一个目的是用单个装置捕获目标的全色或单色图像和/或光学码的单色图像。本专利技术的另一目的是处理来自单一成像阵列的全色与单色两种图像，不借助于移动任何光学元件来改变各图像的聚焦。与上述目的和后面说清楚的其它目的相一致，本专利技术在捕像系统与方法中简要说明的一个特征在于应用了一种传感器公共成像阵列，诸传感器在阵列中各位置间隔开，用于检测传感器上的入射光。公共阵列是一种二维固态CCD或CMOS器件，但在该较佳实施例中，各传感器有三只光传感器，工作时测量各传感器同一位置入射光的每个三基色，以得到测出的红蓝绿信号，如美国专利No.5,965,875揭示的那样，其较佳方法是检测硅中对各传感器入射光不同波长的吸收长度差。与已知的Bayer CFA相比，这种检测每一传感器中每种基色的全色成像阵列工作时，以目标成像操作模式捕获高分辨度、高灵敏度的三色目标图像。根据本专利技术，公共成像阵列系共用的，以彩色或单色捕获工作距离相对系统为远场范围内的目标图像，还以单色捕获工作距离相对系统为近扬范围的光学码图像。捕像方法是用目标透镜把目标图像聚焦到共用阵列里的第一组传感器上，并用光学码透镜把码像聚焦到共用阵列的第二组传感器上。以数字为例，捕获条形码符等光学码的近场范围为0.5″～12″，而捕获人、地点或目标的远场范围为12″到无限远。共用阵列中约97％的传感器用来捕获目标图像，约3％的传感器用于捕获一维条形码符。为防止一块透镜捕获的光到达公共阵列保留用于其它透镜捕获光的部分，在容纳该阵列的支架内部使用一块遮光板，该板可涂敷吸光涂层。读光学码不必区分像的彩色，因此本专利技术提议混合和组合多个被测信号，如红与蓝信号，以产生读该光学码的合成单色信号。可用阵列外部或内部的硬件或软件以模拟或数字域执行混合。合成信号的分辨度与灵敏度比已知的CFA成像阵列如光学码阅读器使用的CCD更高，因为合成信号至少由每个传感器的两个被测信号产生，并非由每个传感器的一个被测信号产生。在一较佳实施例中，系统装在成像器具或模块里，后者再装入某一装置，诸如便携式或固定安装的阅读器或其它形式。对于手持式或手指安装的阅读器，需要时尤其希望操作员用手动操作触发器切换目标成像模式与阅读模式。但由于传感器是分开派定的，故可同时实施目标成像与阅读模式。附图说明图1是本专利技术一较佳实施例的小型成像器具的拓展图；图2是配备图1成像器具的手持设备的透视图；图3是另一配备图1成像器具的手持设备的剖视图4是等效于原有技术全色成像阵列的已知像素传感器的电气线路；图5是指示捕像系统部分一实施例的电气线路；图6是指示捕像系统部分另一实施例的电气线路；图7是指示捕像系统部分又一实施例的电气线路；图8是指示捕像系统部分再一实施例的电气线路；和图9是本专利技术捕像系统另一部分的剖视图。现参照附图，图1示出本专利技术一较佳实施例的成像器具10。该图是示出成像器具某些光路与子系统的拓展图。如图所示，成像器具包括各种电路板、光学元件和底板元件。封装的图像传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种捕获系统，其特征在于，包括ａ）传感器在公共阵列中各位置隔开的公共成像阵列，用于检测入射在传感器上的光；和ｂ）捕像组件，用于把工作距离远场范围内的目标图像聚焦在公共阵列的第一组传感器上，并把工作距离近场范围内的光学码图像聚 焦在公共阵列的第二组传感器上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：TD比安库里，MM帕特尔，
申请(专利权)人：讯宝科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]