适合于成像条形码符号的半导体器件制造技术

一种用于成像光代码符号的半导体器件或小型化成像仪包含不超过１０２４的像素，其中，每个像素的长宽比大于２∶１，短尺寸不大于４μｍ也不小于２μｍ，其中较佳地以单行设置像素。优化小型化成像仪的光系统和电系统以减少成像仪的一个或多个尺寸或体积。半导体具有可构成不少于２５６也不多于１０２４个像素的采集表面。另外提供的是条形码阅读器，它包括用于对包含上述单个半导体器件的阅读器的视野成像的传感器。提供了设备和技术，可减少和／或去除对成像仪目标照明的需要，从而减少了由成像仪所消耗的总功率和／或其总尺寸。提供了工作范围扩大的成像仪，以及产生减小线宽的光的发光二极管。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的涉及适合于成像光代码符号，特别是条形码符号的半导体器件，也涉及包括诸如半导体器件之类的条形码阅读器。本专利技术特别涉及用于检测多个图像单元的使用固态传感器的成像系统，包括光代码成像仪和摄像机。本专利技术的情况特别适用于基于线性传感器和基于两维传感器的手提式阅读器。更加特别地，本专利技术涉及简化型元素成像仪。
技术介绍
光代码是由具有不同光反射或光发射特性的图像区域组成的图案，它通常根据现有规则集合而成。术语“条形码”有时用于描述某种光代码。所选择光代码的光学特性和图案要在外形上与它们所使用的背景环境进行区别。用于从光代码识别或提取数据的器件有时被称为“光代码阅读器”，条形码扫描仪是一种类型。光代码阅读器可采用固定方式和便携方式安装在许多不同的场合中，诸如检验服务的存储器中、用于工作流程和存货控制的生产场所内以及用于跟踪包装处理的运输车辆中。光代码可用作迅速而通用的数据输入装置，比如，通过从许多条形码的印刷阵列读取目标条形码。在一些使用中，光代码阅读器连接于可携式数据处理器件或数据收集和传送器件。通常，光代码阅读器包括手工指向目标码的手提式传感器。多数传统的代码阅读器被设计成可阅读一维的条形码符号。条形码是由固定或变化的宽度间隔分离的不同宽度的矩形条的图案。条形和间隔具有不同的光反射特性。一维条形码的一个例子是用于识别的UPC/EAN代码，比如产品存货的代码。条形码可采用固态成像器件来阅读。比如，可应用图像传感器，它具有对应器件视野中的图像元素或像素的两维阵列单元或光学传感器。这样的图像传感器可以是两维或面阵列电荷耦合器件(CCD)以及用于产生对应于视野两维阵列的像素信息的电信号的相关电路。一维的线性光电二极管阵列用于检测条形码反射图像的方法也是众所周知的，比如，Danielson等人的美国专利第6,138,915号，这里也将其作为参考。众所周知，在技术中，光代码阅读器使用了CCD图像传感器和物镜组件。在过去，采用复杂物镜组件的这类系统最初的设计是用于比较昂贵的视频成像系统。这样的系统可具有单独的锐聚焦和有限的最深范围，这些与传统的瞄准、照明和信号处理以及解码算法一起限制系统的多功能性和工作范围。另一种已知成像系统的设计主要用于阅读光代码。这样的阅读系统包括几个小部件的组合与排列。这些部件可包括透镜、孔径和诸如CCD芯片之类的2D图像传感器阵列。这样的结构在比如WO99/64980中描述过，本文结合参考该专利。在Patel等人在2000年10月10日提交的美国专利申请第09/648,514号中披露了适用于安装在手上的代码阅读器的小型成像仪，本文也将其结合参考。成像系统的设计与要生产的成像系统的包装的大小无关。利用现成元件的传统成像系统由于对现成元件选择的局限性而难以小型化。另外，由于在小型化成像仪设计中的不同光学现象，在元件尺寸和扫描图像质量之间的交换必须在对元件的选择中进行衡量。此外，适用于成像仪的某些元件的选择可由于光学现象而限制对用于小型化成像仪的其他元件的选择。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于成像光代码符号的半导体器件，小型化成像仪以及包括这种半导体器件的条形码阅读器。本专利技术的另一个目的是提供一种能提供适当扫描图像的半导体器件或小型化成像仪，同时将器件的物理尺寸和形状，即形状因数小型化。用于对光代码符号成像的半导体器件或小型化成像仪通常用于半导体器件能结合到手提式设备中的便携式应用中。这些手提式器件设备具有有限的电池容量。本专利技术的一个目的是提供一种适用于成像条形码的半导体器件或小型成像仪，它们在图像的采集和处理中使用少量的功率。本专利技术的一个目的是拓宽成像系统的工作范围。应用固态成像仪的传统成像系统受到距离的限制，该距离是目标图像与目标成像仪能够正确解码的成像仪的透镜所分开的距离。特别是，在传统的成像系统中，将固态成像仪像素阵列的平面设置成垂直于聚焦透镜的光轴。因此，固态成像仪的像素都聚焦在目标图像的相同空间平面上。所有聚焦在相同空间平面上的像素严重地限制了成像系统的工作范围，比如成像系统和目标图像之间的距离。如果传统的成像系统只具有单个固定聚焦透镜，则必须在成像系统和目标图像之间进行调节以便正常地接收并解码目标图像。为了提供照明并便于瞄准，成像系统可应用激光器或发光二极管(LED)。由于LED光源的非相干性不会产生由激光产生的斑点噪声影响，所以LED可优于激光。另外，由于生产和包装LED的便利性，LED可比激光器更加有效地利用成本。不仅如此，LED可以比激光器更加紧密地制造以及更加容易进行表面安装。然而，与激光比较，LED并不是理想的点光源。特别是，由LED产生的光聚焦得较少，由此产生投影光线线宽的增加。为了减少由LED产生的光线的线宽，许多设计者在LED的前方设置机械切口。但是，机械切口减少了LED向目标投射的光线量。因此，本专利技术的一个目的是提供一种LED，它在不严重减少LED投射的光线量的前提下具有减少的投射光线线宽。在可与本专利技术连接使用的小型化成像仪中，成像阵列的像素宽度或间距与较大尺寸的成像仪相比减少了，同时与较大尺寸的成像仪相比保持了每个像素的瞬间视野和孔径的面积。根据本实施例，4μm像素宽度或间距的成像仪可由小于或等于2mm的检测器阵列长度产生。根据本实施例的一个方面，通过以相对于彼此的半个像素来交错替换像素行，可用大约为3μm的像素宽度或间距和大约为0.75mm的检测器阵列长度来生产一维的成像仪。在另一个实施例中，提供一种成像仪，它具有非常小的形状因数并可用很少或不用由成像仪提供的人工照明来操作，从而提供非常低的功率操作。根据本实施例，在成像仪外壳内的成像板上安装成像仪芯片。成像仪外壳在成像仪芯片的周围形成暗室，从而使成像仪在没有外部密封的条件下操作。根据本实施例的一个方面，可增加孔径的尺寸从而能够减小和/或除去对提供人工照明的成像引擎的需要。根据本实施例的另一个方面，提供带增益的低噪声成像仪从而减少和/或除去提供人工照明的成像引擎的需要。根据本实施例的还有一个方面，可配置能够提供非线性响应的成像仪，比如对数成像仪，从而减少和/或除去提供人工照明的成像引擎的需要。根据另一个实施例，成像仪包括图像传感器和聚焦透镜。成像仪传感器在第一平面内具有像素阵列，聚焦透镜在第二平面内具有光轴。设置第一和第二平面使不是彼此垂直，从而增加成像仪的工作范围。根据另一个实施例，器件包括具有方形部分和矩形部分的发光二极管，其中，矩形部分的高度和宽度不等于方形部分的高度。器件还包括键合片，其中，键合片位于方形部分上。根据本实施例的一个方面，发光二极管还包括第二方形部分，其中，矩形部分具有高度尺寸的第一和第二边，其中，方形部分位于矩形部分的第一边，而第二方形部分位于矩形部分的第二边。第二键合片位于第二方形部分上。根据另一个实施例，发光二极管模具包括围绕着发光二极管的键合片的矩形形状的发光二极管。上述的主题可进一步定义如下成像仪包含用于产生对应于目标图像的电信号的固态图像传感器，其中，图像传感器包括像素数目少于或等于1024个像素并且每个像素具有的宽度或间距少于或等于4μm的像素阵列；以及用于接收从目标反射的光并将反射光传递到图像传感器的孔径，其中较佳地，图像传感器是一维的图像传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对光代码符号成像的半导体器件，包含：不超过１０２４像素的芯片，其中，每个像素具有一个长尺寸、一个短尺寸和大于２∶１的长宽比，每个像素的短尺寸不大于４μｍ也不小于２μｍ。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：B卡尔森，DF何，J卡茨，M克里切夫，M帕特尔，DT施，TD比安库利，E约瑟夫，
申请(专利权)人：讯宝科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]