用于成像的系统和方法技术方案

数据读取器优选包括在滚动复位基础上进行操作以获取移动目标（５４０）的图像的成像器件。优选分析移动目标（５４０）的图像以确定环境光强度，并且数据读取器中的处理器（４７０）基于该环境光强度优选调整成像器和光源（４６０）的操作。其它数据读取器可使用具有为迅速、频繁操作设计的机械快门（１２００）的成像器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域涉及使用成像器的数据获取和解码系统与器件。
技术介绍
在数据读取器中使用的固态成像器，例如手持和固定安放的光学代码读取器(例如条码读取器)，可用来获得移动目标的图像，即，其中该目标相对于成像器移动或成像器相对于该目标移动。典型的固态成像器含有称为像素的电耦合光敏光电二极管的阵列，该阵列通常为二维网格，该像素将入射光能量转变为电荷包。用来获取移动目标图像的当前固态成像器通常基于下面技术中的一种(1)电荷耦合器件(CCD)，(2)具有全局快门的互补金属氧化物半导体(CM0Q成像器，或C3)具有机械快门和全局复位的CMOS成像器。前述技术普遍用于通过固态成像器从移动目标收集信息，因为每种技术都使成像器的所有像素能够在相同时段期间曝光，从而收集光能并将光能转变为电荷。前述技术也允许所有像素曝光相对短时间，该相对短时间的曝光足以产生移动目标的停止移动图像，即具有清晰特征的图像。因为CXD的专用构造比CMOS成像器的构造更复杂，并且因为可在用于相关技术例如微处理器和芯片组的高产量晶圆制造设施中建造CMOS成像器，所以CMOS成像器比CXD 便宜。除较低成本之外，用来创建CMOS成像器的普通制造工艺允许CMOS像素阵列与其它电子器件例如时钟驱动器、数字逻辑、模/数转换器和其它合适电子器件一起集成在单独电路上。CMOS成像器可能的紧凑结构也可减小空间需求并降低功耗。基于CMOS的成像器通常使用滚动快门来使传感器阵列中的像素曝光。通过滚动快门，多行像素被顺次清除、曝光并读出。在积分期间，一行像素曝露于光能，并且每个像素积累对应于照射该像素的光照量和光波长的电荷。因为这些行被顺次激活并读出，所以在第一行积分时和最后一行积分时之间具有流逝时间。由于在第一行开始积分时和最后一行开始积分时之间的流逝时间，具有滚动快门的CMOS成像器可能获取到如图IA所示倾斜的移动目标图像。本专利技术人认识到，为了使用当前CMOS成像器获取高速移动的图像而避免移动模糊，需要短曝光时间。此外，本专利技术人认识到，当使用短时曝光时，需要非常高强度的光源来在像素上提供充足的照明强度。因此，本专利技术人认识到，具有短时曝光和高强度光源的 CMOS不适合靠近人工操作员的应用或电池供电的应用。用于在相对低的光照条件下获取移动目标图像的具有滚动快门的当前CMOS成像器可能需要相对长的积分时间。相对长的积分时间可能导致模糊的图像，如图2所示。使用CMOS成像器的当前数据读取器可能需要全局快门或具有全局复位的机械快门来获取移动目标的不倾斜、不模糊、高对比度图像。全局快门成像器具有与滚动快门成像器不同的像素结构。在全局快门成像器中，全部像素都在曝光时间期间同时曝光。在曝光时间结束时，由每个像素获取的信号被传递到位于像素区内的存储区(电容器)。在读出期间，所存储的信号被转移。由于全部像素同时曝光，因此可获取移动目标的“快照”。光源仅需要在该短曝光时间期间启用(非常像数字照相机的闪光)，使需要的光强度大大低于常规滚动快门系统需要的光强度。机械快门具有与全局快门基本相同的效果，但机械快门是周期性允许光入射滚动快门CMOS成像器的机械系统，而不是固态器件的一部分。因此，具有机械快门的滚动快门 CMOS成像器可在快门关闭即阻止光入射CMOS的情况下开始使第一行积分。每行的积分时间足够长，从而允许所有的行都在相同时段期间积分。在所有行都积分后，机械快门被短时间打开以使像素曝露于光能。然后机械快门关闭。全局复位可用于同时开始成像器中所有行的曝光的一些滚动快门CMOS成像器。然后机械快门打开和闭合，并且这些行被顺次读出。图像的其它行继续曝光直到它们被读出，但由于机械快门关闭，没有额外的光在这些行上积分。本专利技术人认识到全局快门和具有全局复位的机械快门都增加了 CMOS成像器的复杂性和成本，因此使CMOS成像器的成本更接近CXD成像器。本专利技术人也认识到机械快门通常与静物照相机一起使用，仅可偶尔操作，而且该复杂动件易于磨损并且不适合高速成像， 例如关于数据读取器的成像，该数据读取器例如为需要在较长时段连续激活机械快门的光学代码读取器。本专利技术人因此认识到需要一种使用滚动快门CMOS成像器来获取移动目标图像的改进的数据读取器。
技术实现思路
本专利技术涉及使用图像获取器件进行数据读取的系统和方法。在优选配置中，数据读取器包括渐进曝光从而基于滚动获取图像的图像传感器，例如具有滚动快门的CMOS成像器。图像传感器与处理器一起使用，从而检测和量化环境光强度。基于环境光强度，处理器控制CMOS的多行光电二极管的积分时间。处理器也在光源基于环境光强度和光电二极管行的积分时间而发生脉冲时进行协作。另外的方面和优点将通过参考附图进行的以下优选实施例详细描述而变得明显。 附图说明图1是在相对高的环境光下用具有滚动快门的CMOS拍摄的静止目标的图像。图IA是在图IA的目标移动时在相对高的环境光下用具有滚动快门成像器的CMOS 拍摄的该目标的图像。图2是在图IA的目标移动并且存在低于图IA的环境光时用具有滚动快门成像器的CMOS拍摄的该目标的图像。图2A是在图2的目标移动时用具有滚动快门成像器的CMOS拍摄的该目标的图像，此时存在覆盖环境光并作为获取图像的主要照明源的光脉冲。图3是在图IA的目标移动时用具有滚动快门成像器的CMOS和具有相对低的环境光的脉冲LED照明拍摄的该目标的图像。图3A是在图3的目标移动时用具有滚动快门成像器的CMOS拍摄的该目标图像， 此时存在覆盖环境光并作为获取图像的主要照明源的光脉冲。图4是数据读取器的示意图。图5是创建光级直方图的流程图。图5A是假想光级直方图的图表。图6是获取移动目标的多个图像的示意时序。图7是示例性目标。图8是获取移动目标的多个图像的示意时序。图9是获取移动目标的多个图像的示意时序。图10是获取移动目标的多个图像的示意时序，其中该移动目标保持与视场中线等距，并且该视场针对每个图像被划分为相同区域。图11是获取移动目标的多个图像的示意时序，其中该移动目标保持与视场中线等距，并且该视场针对每个图像被划分为不同区域。图IlA是二维码的偏移图像的图示。图IlB是图IlA的二维码的第二偏移图像的图示。图IlC是图IlA的二维码的不偏移图像的图示。图12是具有两个CMOS成像器的数据读取器的示意图。图13是机械快门的示意图。图14是可使用来自图像的灰度值切换脉冲控制模式的假想图。 具体实施例方式现在参考附图描述优选实施例。在包括固态成像器并被配置为固定、展示、手持或其它合适数据读取器的数据读取器方面描述优选实施例。优选实施例可克服上面提及的与使用具有电子滚动快门的CMOS成像器件获取移动目标的图像相关的问题，或可具有其它优点。图4针对优选实施例示意性图解说明具有CMOS成像器410和电子滚动复位电路的固态数据读取器400。集成电路415可包括具有多行像素420和多列像素421的CMOS成像器410。集成电路415也可包括与CMOS成像器410 —起操作的电路，例如用于生成表示入射到每个像素上的光的多位信号的增益435、模/数转换器440以及充当缓冲器并为集成电路415提供驱动功率的线驱动器450。可替换地，相关电路可从集成电路415分立。电子滚动快门电路可包括电本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种数据读取器，其包括：图像传感器，其包括互补金属氧化物半导体ＣＭＯＳ，其中所述ＣＭＯＳ包括总数Ｍ行传感器像素；电子滚动快门ＥＲＳ，其用于使每行传感器像素顺次积分并为每行传感器像素复位电荷和读取电荷以获取目标的可解码图像；生成光脉冲的光源；以及处理器，其可操作地连接到并控制所述ＣＭＯＳ、所述ＥＲＳ和所述光源，从而（１）获取所述目标的第一图像，（２）从所述目标的所述第一图像创建光级直方图，（３）基于所述光级直方图确定环境光强度，以及（４）基于所述环境光强度，使每行传感器像素的积分时间与所述光脉冲协调，以获取所述目标的第二图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·L·奥姆斯特德，
申请(专利权)人：数据逻辑扫描公司，
类型：发明
国别省市：US