基于板上芯片的高度集成的成像器的制造方法

基于板上芯片的高度集成的成像器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明為基于板上芯片的高度集成的成像器。一種用于對(duì)條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼的裝置可以包括一個(gè)圖像傳感器集成電路，該圖像傳感器集成電路具有：多個(gè)像素，用于控制一個(gè)圖像傳感器的定時(shí)控制電路，用于控制增益的增益電路，以及用于模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。該裝置還可以包括用于安裝圖像傳感器集成電路和光源庫(kù)的一個(gè)PCB。在該圖像傳感器集成電路和/或光源庫(kù)與PCB之間的連接的特征為多條導(dǎo)線，這些導(dǎo)線連接了多個(gè)結(jié)合墊和多個(gè)接觸墊，其中這些導(dǎo)線、結(jié)合墊和接觸墊提供了電氣輸入/輸出以及在該圖像傳感器集成電路與印刷電路板之間的多種機(jī)械連接。該裝置可以運(yùn)行以便處理由圖像傳感器集成電路產(chǎn)生的圖像信號(hào)從而嘗試將該條形碼符號(hào)解碼。
【專利說明】基于板上芯片的高度集成的成像器
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明大體上涉及條形碼符號(hào)的解碼，并且尤其涉及一種具有直接安裝在印刷電路板上的多個(gè)元件的用于對(duì)條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼的裝置。
發(fā)明背景
[0002]用于讀取可解碼標(biāo)記的標(biāo)記讀取終端具有多種形式。例如，沒有鍵盤和顯示器的特征最小化的標(biāo)記讀取終端在銷售應(yīng)用中是很常見的。沒有鍵盤和顯示器的標(biāo)記讀取終端具有可識(shí)別的槍狀形狀因數(shù)，其具有可以由食指啟動(dòng)的手柄和觸發(fā)按鈕(觸發(fā)器)。同樣存在具備鍵盤和顯示器的標(biāo)記讀取終端。配備有鍵盤和顯示器的標(biāo)記讀取終端被普遍地使用在運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)應(yīng)用中，并且可以具有結(jié)合了顯示器和鍵盤的形狀因數(shù)。在一個(gè)配備有鍵盤和顯示器的標(biāo)記讀取終端中，通常將啟動(dòng)輸出解碼消息的觸發(fā)按鈕放置在能夠由操作者的大拇指啟動(dòng)的位置。沒有鍵盤和顯示器形式或者配備有鍵盤和顯示器形式的的標(biāo)記讀取終端普遍使用在各種數(shù)據(jù)收集應(yīng)用中，包括:銷售點(diǎn)應(yīng)用、運(yùn)輸應(yīng)用、倉(cāng)儲(chǔ)應(yīng)用、安檢點(diǎn)應(yīng)用、病人護(hù)理應(yīng)用以及個(gè)人應(yīng)用，這常見于配備有鍵盤和顯示器的標(biāo)記讀取終端是由具有標(biāo)記讀取功能的個(gè)人移動(dòng)手機(jī)提供的情況中。一些標(biāo)記讀取終端被適配為讀取條形碼符號(hào)，這些條形碼符號(hào)包括一維(ID)的條形碼、層疊式的ID條形碼、以及二維(2D)條形碼中的一個(gè)或多個(gè)。其他的標(biāo)記讀取終端被適配為讀取OCR字符，而還有另外的標(biāo)記讀取終端被配備為讀取條形碼符號(hào)和OCR字符二者。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)一個(gè)方面，在此提供了一種用于對(duì)條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼的發(fā)明。該裝置可以包括:一個(gè)具有多個(gè)像素的圖像傳感器集成電路，這些像素被安排為多個(gè)像素行和像素列；用于控制圖像傳感器的定時(shí)控制電路；用于控制一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)的增益的增益電路；將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；以及在圖像傳感器集成電路的一個(gè)表面上的多個(gè)電極墊。此裝置也可以包括一個(gè)光源庫(kù)。進(jìn)一步地，該裝置可以包括一個(gè)單一印刷電路板，該印刷電路板用于接收?qǐng)D像傳感器集成電路和光源庫(kù)并且包括安置在印刷電路板的一個(gè)表面上的多個(gè)接觸墊。該圖像傳感器集成電路可以直接安裝在一個(gè)單一印刷電路板上，并且然后通過導(dǎo)線直接結(jié)合到印刷電路板上從而提供電氣輸入/輸出以及圖像傳感器集成電路和印刷電路板之間的多種機(jī)械連接。光源庫(kù)可以直接安裝到一個(gè)單一印刷電路板上，并且然后通過導(dǎo)線直接結(jié)合到印刷電路板上從而提供電氣輸入/輸出以及圖像傳感器集成電路和印刷電路板之間的多種機(jī)械連接。該裝置可以運(yùn)行從而處理由圖像傳感器集成電路產(chǎn)生的圖像信號(hào)，從而嘗試對(duì)條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼。
[0004]根據(jù)多個(gè)替代方面，該裝置還可以進(jìn)一步包括一個(gè)手持式殼體，該殼體對(duì)圖像傳感器集成電路和光源庫(kù)進(jìn)行封裝。一方面，光源庫(kù)可以是一個(gè)LED管芯。在另一方面中，光源庫(kù)電路可以直接安裝到該單一印刷電路板上，并且通過導(dǎo)線直接結(jié)合到印刷電路板上。在另一方面，可以將一個(gè)處理器電路直接安裝到該單一印刷電路板上，并且通過導(dǎo)線直接結(jié)合到印刷電路板上。在另一方面，該裝置可以包括一個(gè)放置在印刷電路板上的瞄準(zhǔn)器光源庫(kù)。該瞄準(zhǔn)器光源庫(kù)可以是一個(gè)LED管芯。該裝置可以包括一個(gè)電氣連接到印刷電路板上的瞄準(zhǔn)器子系統(tǒng)。在另一方面，對(duì)由圖像傳感器集成電路產(chǎn)生的圖像信號(hào)進(jìn)行處理從而嘗試對(duì)條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼可以在該殼體內(nèi)執(zhí)行。在另一方面，對(duì)由圖像傳感器集成電路產(chǎn)生的圖像信號(hào)進(jìn)行處理從而嘗試對(duì)條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼可以在該殼體內(nèi)執(zhí)行。在另一方面，對(duì)由圖像傳感器集成電路產(chǎn)生的圖像信號(hào)進(jìn)行處理從而嘗試對(duì)條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼可以由安置在印刷電路板上的電路執(zhí)行。在另一替代方面，對(duì)由圖像傳感器集成電路產(chǎn)生的圖像信號(hào)進(jìn)行處理從而嘗試對(duì)條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼可以由殼體外部的一個(gè)計(jì)算機(jī)執(zhí)行。
[0005]附圖簡(jiǎn)要說明
[0006]可以參見下述附圖更好地理解在此描述的特征。這些附圖不一定是成比例的，而重點(diǎn)主要在于闡述本發(fā)明的原理。在附圖中，貫穿這些視圖，相同的數(shù)字用于表示相同的零部件。
[0007]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的一種用于對(duì)條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼的裝置的框圖，該裝置具有一個(gè)圖像傳感器和直接安裝在一個(gè)單一印刷電路板上的LED管芯；
[0008]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的一種用于對(duì)條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼的裝置的框圖，該裝置有一個(gè)圖像傳感器、LED管芯和直接安裝在一個(gè)單一印刷電路板的LED驅(qū)動(dòng)電路；
[0009]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的一種用于對(duì)條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼的裝置的框圖，該裝置有一個(gè)圖像傳感器、LED管芯、LED驅(qū)動(dòng)電路和和直接安裝在一個(gè)單一印刷電路板上的處理器電路；
[0010]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的一種用于對(duì)條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼的裝置的分解透視圖；
[0011]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的一種用于對(duì)條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼的裝置的框圖，該裝置具有直接安裝在一個(gè)單一印刷電路板上的多個(gè)元件；以及
[0012]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的一種用于對(duì)條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼的裝置的分解透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]在傳統(tǒng)的應(yīng)用中，條形碼引擎和其他掃描設(shè)備通常直接安置在復(fù)印刷電路板(PCB)上。需要復(fù)PCB是因?yàn)榛趫D像的條形碼掃描器需要大量的組成部件，包括但不限于圖像傳感器、透鏡組件、照明光源、瞄準(zhǔn)器光源、微控制器、處理器、RAM、和/或閃速存儲(chǔ)器，其中這些部件中的一些很大和/或很笨重。凡是用到額外PCB的地方，由于潛在的PCB之間的連接問題而造成的花費(fèi)和產(chǎn)品故障會(huì)增加。此外，傳統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)PCB的大小有約束或限制。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，基于成像的條形碼掃描器的不止一個(gè)部件可以安裝到共同的PCB上。將組成部件放置在共同的PCB上減少了基于成像的條形碼掃描器的總費(fèi)用和出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)。在各種實(shí)施方案中，可以將包括例如相機(jī)模塊、照明光源、和/或瞄準(zhǔn)器光源的一個(gè)圖像傳感器集成電路安裝到一個(gè)具有光源庫(kù)的單一印刷電路板上。如果需要的話，可以將額外的元件直接安裝到共同的PCB上。
[0015]現(xiàn)在參見圖1，示出并描述了一種對(duì)條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼的裝置1000。裝置1000包括一個(gè)圖像傳感器1040和一個(gè)直接安裝在共同的印刷電路板910上的光源庫(kù)500。以下更詳細(xì)地描述了圖像傳感器1040和光源庫(kù)500?？梢詫⑵渌姆庋b部件如光源庫(kù)驅(qū)動(dòng)電路920、處理器電路930以及附加電路940安裝到一個(gè)與共同的印刷電路板910相連接的第二電路板950上。正如圖2所示，光源庫(kù)驅(qū)動(dòng)電路920也可以與圖像傳感器1040和光源庫(kù)500 一起直接安裝到共同的印刷電路板910上。在此實(shí)施方案中，處理器電路930和附加電路940可以安置到一個(gè)與共同的印刷電路板910連接的第二電路板950上。圖3描述了一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施方案，其中處理器電路930也與圖像傳感器1040、光源庫(kù)500和光源驅(qū)動(dòng)電路920 —起直接安裝到的共同的印刷電路板910上。在本實(shí)施方案中，附加電路940也可以安裝到一個(gè)連接到共同的印刷電路板910的第二電路板950上。
[0016]在圖4中描繪了包括圖像傳感器1040的印刷電路板910和直接安裝到印刷電路板910上的光源庫(kù)500。正如所展示的，圖像傳感器1040和光源庫(kù)500與附加部件一起直接安裝到印刷電路板910上。殼體1200可以固定到印刷電路板910上并且該殼體包括一個(gè)第一開口 1202、一個(gè)第二開口 1204、一個(gè)第三開口 1206、和一個(gè)第四開口 1208。當(dāng)殼體1200安裝到印刷電路板910上時(shí)，第一開口 1202與光源庫(kù)500對(duì)齊，并且第二開口 1204與圖像傳感器1040對(duì)齊。進(jìn)一步地，第三和第四開口 1206和1208與在開口 1206和1208正下面的部件對(duì)齊?？梢詫⒁粋€(gè)光導(dǎo)管1210固定在開口 1202內(nèi)，該開口可以如裝置1000所需而使得光源庫(kù)500發(fā)出的光射入或者射出殼體1200。可以將一個(gè)照明透鏡組件300固定在開口 1204中，該開口使得透鏡組件300在目標(biāo)和圖像傳感器1040之間傳輸數(shù)據(jù)?？梢詫⒁粋€(gè)透鏡組件200固定在開口 1206中從而與圖像傳感器1040進(jìn)行交互，并且使得圖像傳感器1040能夠?qū)D像進(jìn)行聚焦?？梢詫⒁粋€(gè)第二光導(dǎo)管1212固定在開口 1208中，該開口使得光可以射入和射出殼體1200，正如裝置1000的印刷電路板910上直接安裝的部件所需要的。
[0017]參見圖5，示出并描述了一個(gè)示例性的硬件平臺(tái)，該硬件平臺(tái)用來支持在此所描述的有關(guān)對(duì)條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼的裝置1000的操作。
[0018]條形碼解碼裝置1000可以包括一個(gè)殼體1014。裝置1000可以包括:一個(gè)圖像傳感器1032，該圖像傳感器包括具有以多個(gè)像素行和像素列排列的多個(gè)像素的多像素圖像傳感器陣列1033 ;相關(guān)聯(lián)的列電路1034和行電路1035。與圖像傳感器1032相關(guān)聯(lián)的可以是放大器或者增益電路1036 (放大器)以及一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器1037，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以將從圖像傳感器陣列1033讀出的模擬信號(hào)形式的圖像信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)形式的圖像信息。圖像傳感器1032還可以有一個(gè)相關(guān)聯(lián)的定時(shí)控制電路1038，用于控制例如圖像傳感器1032的曝光時(shí)間、施加到放大器1036上的增益。所述電路元件1032、1036、1037和1038可以被封裝到一個(gè)共同的圖像傳感器集成電路1040中。圖像傳感器集成電路1040可以結(jié)合少于上面所述的元件的數(shù)量。在一個(gè)例子中，圖像傳感器陣列1033可以是一個(gè)混合單色和彩色圖像傳感器陣列，該混合單色和彩色圖像傳感器陣列具有沒有濾色元件的第一單色像素子集和具有敏感濾色元件的第二顏色像素子集。在一個(gè)例子中，圖像傳感器集成電路1040可以結(jié)合一個(gè)拜耳圖案過濾器，從而使得在圖像傳感器陣列1033中定義的是在紅色像素位置的紅色像素、在綠色像素位置的綠色像素、以及在藍(lán)色像素位置的藍(lán)色像素。通過只使用結(jié)合了拜耳圖案的圖像傳感器陣列所提供的幀可以包括在紅色像素位置的紅色像素值、在綠色像素位置的綠色像素值、以及在藍(lán)色像素位置的藍(lán)色像素值。在一個(gè)結(jié)合了拜耳圖案圖像傳感器的實(shí)施方案中，CPU1060在將進(jìn)一步處理一個(gè)幀之前可以使用綠色像素值在綠色像素位置中間處的幀像素位置插入像素值，從而形成單色圖像數(shù)據(jù)幀。作為替代方案，CPU1600在將進(jìn)一步處理一個(gè)幀之前可以使用紅色像素值在紅色像素位置中間插入像素值，從而形成單色圖像數(shù)據(jù)幀?？商娲?，CPU1600進(jìn)一步處理一個(gè)幀之前可以使用藍(lán)色像素值在藍(lán)色像素位置中間插入像素值。裝置1000的成像子系統(tǒng)可以包括一個(gè)圖像傳感器1032和一個(gè)透鏡組件200，該透鏡組件用于將一個(gè)圖像聚焦到圖像傳感器1032的圖像傳感器陣列1033上。
[0019]在裝置1000的運(yùn)行過程中，可以從圖像傳感器1032中將圖像信號(hào)讀出、轉(zhuǎn)換、并且存儲(chǔ)到系統(tǒng)存儲(chǔ)器如RAM1080中。裝置1000的存儲(chǔ)器1085可以包括RAM1080、如EPR0M1082的非易失存儲(chǔ)器和諸如可由閃速存儲(chǔ)器或者硬驅(qū)存儲(chǔ)器提供的存儲(chǔ)器內(nèi)存裝置1084。在一個(gè)實(shí)施方案中，裝置1000可以包括CPU1600，該CPU可以被適配為讀取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器1080中的圖像數(shù)據(jù)并且對(duì)這種圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行各種圖像處理算法處理。裝置1000可以包括一個(gè)直接存儲(chǔ)器存取單元(DMA) 1070，該直接存儲(chǔ)器存取單元用于發(fā)送從圖像傳感器1032上讀出的并且已經(jīng)被轉(zhuǎn)換至RAM1080中的圖像信息。在另一個(gè)實(shí)施方案中，裝置1000可以使用一個(gè)為總線仲裁機(jī)制(例如，PCI總線)所提供的系統(tǒng)總線，從而消除中央DMA控制器的需要。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到系統(tǒng)總線體系結(jié)構(gòu)和/或用來提供在圖像傳感器1032和RAM1080之間的高效數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹苯哟鎯?chǔ)器存取部件的其他實(shí)施方案都在本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)。
[0020]參見裝置1000的其他方面，成像透鏡組件200可以被適配為將位于基底T上的視場(chǎng)1240內(nèi)的一個(gè)可解碼標(biāo)記15的圖像聚焦到圖像傳感器陣列1033上。裝置1000的視場(chǎng)1240的目標(biāo)空間的尺寸可以具有很多不同的替代方式。視場(chǎng)1240的目標(biāo)空間的尺寸可以變化，例如，通過將一個(gè)終端改變到目標(biāo)距離、改變成像透鏡組件設(shè)置、改變所讀出的圖像傳感器陣列1033的多個(gè)像素。成像光線可以圍繞成像軸線25傳播。透鏡組件200可以被被適配為能夠具有最佳焦點(diǎn)的多個(gè)焦距和多個(gè)平面(最佳焦點(diǎn)距離)。
[0021 ] 裝置1000可以包括一個(gè)照明子系統(tǒng)800，用于對(duì)目標(biāo)T進(jìn)行照明并且還用來對(duì)照明圖案1260進(jìn)行投射。在本實(shí)施方案中的照明圖案1260可以被投射成接近但是比視場(chǎng)1240大的區(qū)域，但是還可以被投射到比視場(chǎng)1240限定的區(qū)域更小的一個(gè)區(qū)域。照明子系統(tǒng)800可包括一個(gè)光源庫(kù)500，該光源庫(kù)含有一個(gè)或多個(gè)光源。該裝置100可以被配置為使得來自光源庫(kù)500的光被定向到視場(chǎng)1240上。因此在各種實(shí)施方案中，光源庫(kù)500可以被配置為使得附接到裝置1000上，而在其他實(shí)施方案中，光源庫(kù)500可以是指向裝置1000或者視場(chǎng)1240的遠(yuǎn)程或者直射光。
[0022]成像模塊900可以有一個(gè)承載圖像傳感器1032的電路板以及一個(gè)放置在電路板的支架上的透鏡組件200。照明子系統(tǒng)800可以有一個(gè)由一個(gè)單一光源提供的光源庫(kù)500。該單一光源可以是例如LED管芯。在另一個(gè)實(shí)施方案中，光源庫(kù)500可以由一個(gè)以上光源提供，例如，一個(gè)以上的LED管芯。裝置1000可以被適配為使得光源庫(kù)500中的一個(gè)或者多個(gè)光源各自被導(dǎo)向視場(chǎng)1240，并且被用來對(duì)照明圖案1240進(jìn)行投射。再次參見圖5，裝置1000還可以包括一個(gè)瞄準(zhǔn)子系統(tǒng)600用來投射瞄準(zhǔn)圖案1242?？梢园ㄒ粋€(gè)光源庫(kù)的瞄準(zhǔn)子系統(tǒng)600可以連接到瞄準(zhǔn)光源庫(kù)功率輸入單元1208上從而為瞄準(zhǔn)子系統(tǒng)600的光源庫(kù)供電。該瞄準(zhǔn)光源庫(kù)可以是例如一個(gè)或者多個(gè)光源。裝置1000可以被適配為使得來自瞄準(zhǔn)器光源600的一個(gè)或者多個(gè)光源被定向到視場(chǎng)1240并用于對(duì)瞄準(zhǔn)圖案1242進(jìn)行投射。功率輸入單元1208可以通過接口 1108連接到系統(tǒng)線路1500上從而與CPU1060通信。
[0023]在一個(gè)實(shí)施方案中，照明子系統(tǒng)800除了光源庫(kù)500之外還可以包括一個(gè)照明透鏡組件300，如圖5的實(shí)施方案中所示。除了或者取代照明透鏡組件300，照明子系統(tǒng)800可以包括替代的光整形光學(xué)器件，如一個(gè)或者多個(gè)漫射器、反射鏡和棱鏡。在使用時(shí)，裝置1000可以由操作者相對(duì)于承載有可解碼標(biāo)記15的目標(biāo)T來定向(如，一張紙、一個(gè)包裹、另一種類型的基底)，其方式為使得照明圖案1260可以投射到可解碼標(biāo)記15上。在圖5的例子中，可解碼標(biāo)記15通過一個(gè)一維的條形碼符號(hào)提供?？山獯a標(biāo)記15還可以通過一個(gè)二維的條形碼符號(hào)或者一個(gè)光學(xué)字符識(shí)別(OCR)字符提供。參見裝置1000的其他方面，透鏡組件200可以由電功率輸入單元1202控制，該電功率輸入單元可以提供用來改變透鏡組件200的最佳焦距平面的能量。在一個(gè)實(shí)施方案中，電功率輸入單元1202可以作為一個(gè)受控電壓源而運(yùn)行，并且在另一個(gè)實(shí)施方案中，作為一個(gè)受控電流源而運(yùn)行。電功率輸入單元1202可以施加信號(hào)從而改變透鏡組件200的光學(xué)特性，例如改變透鏡組件的焦距和/或最佳焦點(diǎn)距離(最佳焦距平面)。光源庫(kù)電功率輸入單元1206可以為光源庫(kù)500提供能量。在一個(gè)實(shí)施方案中，電功率輸入單兀1206可以作為一個(gè)受控電壓源而運(yùn)行。在另一個(gè)實(shí)施方案中，電功率輸入單元1206可以作為一個(gè)受控電流源而運(yùn)行。在另一個(gè)實(shí)施方案中電功率輸入單元1206可以作為一個(gè)組合式受控電壓和受控電流源而運(yùn)行。電功率輸入單元1206可以改變提供給光源庫(kù)500 (的通電水平)的電力水平，例如改變由照明子系統(tǒng)800的光源庫(kù)500輸出的照明水平從而產(chǎn)生照明圖案1260。
[0024]在另一方面，裝置1000可以包括電源1402，該電源為電網(wǎng)1404供電，而裝置1000的電氣部件可以連接到該電網(wǎng)上。電源1402可以連接到各種電源上，例如電池1406、串行接口 1408 (如，USB、RS232)、和 / 或 AC/DC 變壓器 1410。
[0025]進(jìn)一步關(guān)于功率輸入單元1206，功率輸入單元1206可以包括一個(gè)由電源1402持續(xù)充電的充電電容器。功率輸入單元1206可以被配置為在一定范圍的通電水平上來輸出電能。在曝光期間，當(dāng)?shù)谝淮握彰骱推毓饪刂婆渲眉せ顣r(shí)，照明子系統(tǒng)800的平均通電水平可以比照明和曝光控制配置激活時(shí)的平均通電水平更高。
[0026]裝置1000還可以包括多個(gè)外圍設(shè)備，這些外圍設(shè)備包括一個(gè)觸發(fā)器1220，該觸發(fā)器可以激活一個(gè)觸發(fā)信號(hào)從而激活幀讀出和/或某些解碼過程。裝置1000可以被適配為使得觸發(fā)器1220的激活會(huì)激活一個(gè)觸發(fā)信號(hào)并且發(fā)起一次解碼嘗試。特別地，裝置1000可以運(yùn)行從而使得響應(yīng)于觸發(fā)器信號(hào)的激活而可以通過從圖像傳感器陣列1033讀出圖像信息(通常是以模擬信號(hào)的形式)并且在轉(zhuǎn)換到存儲(chǔ)器1080 (該存儲(chǔ)器可以在給定的時(shí)間緩沖連續(xù)的幀中的一個(gè)或者多個(gè))中后存儲(chǔ)圖像信息而捕獲這些連續(xù)的幀。CPU1600可以運(yùn)行從而使得這些連續(xù)的幀中的一個(gè)或多個(gè)經(jīng)歷一次解碼嘗試。
[0027]為了嘗試對(duì)條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼，例如，一個(gè)一維的條形碼符號(hào)，CPU1600可以對(duì)與一列像素位置(例如，一排像素位置、一列像素位置、或者像素位置的一個(gè)對(duì)角集合)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)幀的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理從而確定暗區(qū)和明區(qū)的一個(gè)空間圖案，并且可以將每個(gè)所確定的明區(qū)和暗區(qū)圖案通過查表轉(zhuǎn)化成一個(gè)字符或者一個(gè)字符串。當(dāng)一個(gè)可解碼標(biāo)記表示是一個(gè)二維的條形碼象征物的時(shí)候，一次解碼嘗試可以包括以下步驟:用特征檢測(cè)算法對(duì)探尋器圖案進(jìn)行定位，根據(jù)與探尋器圖案的一個(gè)預(yù)定關(guān)系對(duì)與探尋器圖案相交的矩陣線進(jìn)行定位，決定沿著矩陣線的暗區(qū)和明區(qū)的圖案，并通過查表把每個(gè)光圖案轉(zhuǎn)換成一個(gè)字符或者一個(gè)字符串。正如前面所提到的，可以運(yùn)行從而執(zhí)行對(duì)解碼可解碼符號(hào)的嘗試的處理的CPU1600可以結(jié)合到安置在電路板上的集成電路中。
[0028]裝置1000可以包括各種接口電路用于連接外圍設(shè)備到系統(tǒng)地址/數(shù)據(jù)總線(系統(tǒng)總線)1500上，從而與同樣連接到系統(tǒng)總線1500上的CPU1600通信。裝置1000可以包括用于連接圖像傳感器定時(shí)控制電路1038到系統(tǒng)總線1500上的接口電路1028，用于連接功率輸入單元1202到系統(tǒng)總線1500上的接口電路1102，用于連接照明光源庫(kù)功率輸入單元1206到系統(tǒng)總線1500上的接口電路1106，以及用于連接觸發(fā)器1220到系統(tǒng)總線1500上的接口電路1120。裝置1000還可以包括一個(gè)通過接口 1122連接到系統(tǒng)總線1500并且與CPU1600進(jìn)行通信的顯示器1222，以及通過接口 1124連接到系統(tǒng)總線1500并且與CPU1600進(jìn)行通信的指針機(jī)構(gòu)1224。裝置1000還可以包括通過接口 1110連接到系統(tǒng)總線1500的范圍檢測(cè)器單元1210。在一個(gè)實(shí)施方案中，范圍檢測(cè)器單元1210可以是一個(gè)聲學(xué)范圍檢測(cè)器單元。裝置1000還可以包括通過接口 1126連接到系統(tǒng)總線1500的一個(gè)鍵盤1226。裝置1000的各種接口可以共用電路部件。例如，可以提供一個(gè)公共的微控制器從而提供控制輸入給圖像傳感器定時(shí)控制電路1038以及功率輸入單元1206?？梢蕴峁┮粋€(gè)用于提供控制輸入給電路1038和功率輸入單元1206的公共微控制器從而協(xié)調(diào)圖像傳感器陣列控制和照明子系統(tǒng)控制之間的定時(shí)。裝置1000可以包括一個(gè)通過接口 1152連接到系統(tǒng)總線1500上并且與CPU1600通信的網(wǎng)絡(luò)通信接口 1252。網(wǎng)絡(luò)通信接口 1252可以被配置為通過網(wǎng)絡(luò)與一個(gè)外部計(jì)算機(jī)通信。
[0029]可以被捕獲并經(jīng)歷所述處理的圖像數(shù)據(jù)的連續(xù)的幀可以是全幀(包括與每個(gè)圖像傳感器陣列1033的像素相對(duì)應(yīng)的像素值或者在裝置1000的運(yùn)行期間從圖像傳感器陣列1033上讀出的最多數(shù)目的像素。)可以被捕獲并經(jīng)歷所述處理的圖像數(shù)據(jù)的連續(xù)的幀還可以是“窗巾貞(windowed frame)”,該窗巾貞包括與少于圖像傳感器陣列1033的像素的一個(gè)全幀相對(duì)應(yīng)的像素值?？梢员徊东@并經(jīng)歷所述處理的圖像數(shù)據(jù)的連續(xù)的幀還可以包括全幀和窗幀的組合?？梢酝ㄟ^有選擇性地尋址圖像傳感器1032的像素而讀出一個(gè)全幀用于捕獲，該圖像傳感器具有與該全幀相對(duì)應(yīng)的圖像傳感器陣列1033?？梢酝ㄟ^有選擇性地尋址圖像傳感器1032而讀出一個(gè)窗幀用于捕獲，該圖像傳感器具有與窗幀相對(duì)應(yīng)的圖像傳感器陣列1033。在一個(gè)實(shí)施方案中，被尋址并讀出的多個(gè)像素決定了一個(gè)幀的畫面尺寸。相應(yīng)地，全幀也可以被視為具有一個(gè)首先相對(duì)大的畫面尺寸，并且窗幀可以被視為具有一個(gè)相對(duì)于全幀的畫面尺寸而言較小的畫面尺寸。窗幀的畫面尺寸可以根據(jù)將被尋址并讀出從而用來捕獲一個(gè)窗幀的像素的數(shù)目而變化。
[0030]裝置1000能夠以一定的速率捕獲圖像數(shù)據(jù)幀，該速率被稱為幀速率。一個(gè)典型的幀速率是每秒60幀(FPS)，該速率轉(zhuǎn)換到16.6毫秒的幀時(shí)(幀周期)。另一個(gè)典型的幀速率是30幀每秒，該速率轉(zhuǎn)換到33.3毫秒每幀的幀時(shí)(幀周期)?？梢酝ㄟ^減小幀畫面尺寸來增加裝置1000的幀速率(并且縮短幀時(shí))。
[0031]現(xiàn)在參見圖6，示出了一個(gè)示例裝置1000。特別地，裝置1000可以具有一個(gè)殼體1014，如圖6所示，該殼體可以是一個(gè)手持式殼體。殼體1014被配置為封裝圖像傳感器集成電路1040 (如圖4所示)?？梢詫⒁粋€(gè)具有用于嘗試對(duì)可解碼標(biāo)記進(jìn)行解碼的CPU的微處理器集成電路安置在電路板上。這樣的一個(gè)微處理器集成電路可以放置在電路板外面，例如，在一個(gè)位于殼體1014中的電路板的外部的電路板上。在另一個(gè)實(shí)施方案中，裝置1000可以包括CPU1600、存儲(chǔ)器1085、以及網(wǎng)絡(luò)通信接口 1252，該接口包括一個(gè)位于殼體1014內(nèi)部的一個(gè)第一計(jì)算機(jī)(見圖5)、位于殼體外部的一個(gè)第二計(jì)算機(jī)6000，具有CPU6010、存儲(chǔ)器6020以及一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信接口 6030。可以將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)降诙?jì)算機(jī)6000從而由CPU6010處理進(jìn)而嘗試對(duì)可解碼標(biāo)記進(jìn)行解碼。
[0032]在在此所描述的系統(tǒng)、方法以及裝置的一個(gè)小樣本如下:A1.—種基于板上芯片的高度集成的成像器，包括:
[0033]圖像傳感器集成電路，該圖像傳感器集成電路具有:在多個(gè)像素的排和列中安排的多個(gè)像素，用于控制一個(gè)圖像傳感器的定時(shí)和控制電路，用于控制一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)的增益的增益電路，用于將一個(gè)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，以及在該圖像傳感集成電路的一個(gè)表面上的多個(gè)電極墊；
[0034]光源庫(kù)；
[0035]接收該圖像傳感器集成電路以及該光源塊的一個(gè)單一印刷電路板，該印刷電路板具有置于該印刷電路板的一個(gè)表面上的有多個(gè)接觸墊；
[0036]其中在所述圖像傳感器集成電路與所述印刷電路板之間的一種連接的特征為多條導(dǎo)線，這些導(dǎo)線將該圖像傳感器上的多個(gè)結(jié)合墊連接到該印刷電路板上的該多個(gè)接觸墊上，這些導(dǎo)線、結(jié)合墊以及接觸墊提供了電氣輸入/輸出以及在所述圖像傳感器集成電路與所述印刷電路板之間的多種機(jī)械連接；并且
[0037]其中在所述光源庫(kù)與所述印刷電路板之間的一種連接的特征為多條導(dǎo)線，這些導(dǎo)線將該光源庫(kù)上的多個(gè)結(jié)合墊連接到該印刷電路板上的多個(gè)結(jié)合墊上，這些導(dǎo)線和結(jié)合墊提供了電氣輸入/輸出以及在所述光源庫(kù)與所述印刷電路板之間的多種機(jī)械連接。A2.如Al所述的成像器，其中該裝置運(yùn)行以便用于處理由該圖像傳感器集成電路產(chǎn)生的圖像信號(hào)從而嘗試對(duì)該條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼。A3.如Al所述的成像器，進(jìn)一步包括:
[0038]手持式殼體，該手持式殼體將該圖像傳感器集成電路以及該光源庫(kù)封裝。A4.如A3所述的成像器，其中這種對(duì)由該圖像傳感器集成電路產(chǎn)生的圖像信號(hào)進(jìn)行處理從而嘗試對(duì)該條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼是在該殼體內(nèi)執(zhí)行的。A5.如A3所述的成像器，其中這種對(duì)由該圖像傳感器集成電路產(chǎn)生的圖像信號(hào)進(jìn)行處理從而嘗試對(duì)該條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼是由該殼體外部的電路執(zhí)行的。A6.如Al所述的成像器，其中這種對(duì)由該圖像傳感器集成電路產(chǎn)生的圖像信號(hào)進(jìn)行處理從而嘗試對(duì)該條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼是由安置于所述印刷電路板上的一個(gè)電路執(zhí)行的。A7.如Al所述的成像器，其中這種對(duì)由該圖像傳感器集成電路產(chǎn)生的圖像信號(hào)進(jìn)行處理從而嘗試對(duì)該條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼是由該殼體外部的一個(gè)計(jì)算機(jī)執(zhí)行的。AS.如Al所述的成像器，其中該光源庫(kù)是LED管芯。A9.如Al所述的成像器，進(jìn)一步包括:
[0039]用于控制該光源庫(kù)運(yùn)行的光源庫(kù)驅(qū)動(dòng)電路，該光源庫(kù)電氣連接到該光源庫(kù)電路上；并且
[0040]其中在該光源庫(kù)驅(qū)動(dòng)電路與所述印刷電路板之間的一種連接的特征為多條導(dǎo)線，這些導(dǎo)線將該光源庫(kù)驅(qū)動(dòng)電路上的多個(gè)結(jié)合墊連接到該印刷電路板上的多個(gè)接觸墊上，這些導(dǎo)線、結(jié)合墊以及接觸墊提供了電氣輸入/輸出以及在所述圖像傳感器集成電路與所述印刷電路板之間的多種機(jī)械連接。A10.如A9所述的成像器，進(jìn)一步包括:[0041]處理器電路；并且
[0042]其中在該處理器電路與所述印刷電路板之間的一種連接的特征為多條導(dǎo)線，這些導(dǎo)線將該處理器電路上的多個(gè)結(jié)合墊連接到該印刷電路板上的該多個(gè)接觸墊上，這些導(dǎo)線、結(jié)合墊和接觸墊提供了電氣輸入/輸出以及在所述圖像傳感器集成電路與所述印刷電路板之間的多種機(jī)械連接。All.如Al所述的成像器，進(jìn)一步包括:
[0043]放置在所述印刷電路板上的瞄準(zhǔn)器光源庫(kù)。A12.如裝置11所述的成像器中，其中該瞄準(zhǔn)器光源庫(kù)是LED管芯。A13.如Al所述的成像器，進(jìn)一步包括:
[0044]瞄準(zhǔn)器子系統(tǒng)和用于控制一個(gè)瞄準(zhǔn)器光源庫(kù)運(yùn)行的瞄準(zhǔn)器光電路，該瞄準(zhǔn)器光源庫(kù)電氣連接到該瞄準(zhǔn)器光電路上，并且該瞄準(zhǔn)器光電路電氣連接到所述印刷電路板上。
[0045]盡管已經(jīng)參見多個(gè)具體的實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明的真正精神和范圍應(yīng)該僅又本說明書所支持的權(quán)利要求書所決定。進(jìn)一步地，盡管在本文的很多情況中，將系統(tǒng)、裝置和方法描述為具有一定數(shù)量的元件，但應(yīng)當(dāng)理解的是可以多于或少于所提到的一定數(shù)量的元件來實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)、裝置和方法。另外，盡管已經(jīng)描述了很多具體實(shí)施方案，但應(yīng)當(dāng)理解的是已經(jīng)參考每個(gè)具體實(shí)施方案描述的這些特征和方面可以與每個(gè)余下的具體描述的實(shí)施方案結(jié)合使用。
【權(quán)利要求】
1.一種基于板上芯片的聞度集成的成像器，包括: 圖像傳感器集成電路，該圖像傳感器集成電路具有:以多個(gè)像素行和像素列安排的多個(gè)像素，用于控制一個(gè)圖像傳感器的定時(shí)控制電路，用于控制一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)的增益的增益電路，用于將一個(gè)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，以及在該圖像傳感器集成電路的一個(gè)表面上的多個(gè)電極墊； 光源庫(kù)； 接收該圖像傳感器集成電路以及該光源庫(kù)的一個(gè)單一印刷電路板，該印刷電路板具有置于該印刷電路板的一個(gè)表面上的多個(gè)接觸墊； 其中在所述圖像傳感器集成電路與所述印刷電路板之間的一種連接的特征為多條導(dǎo)線，這些導(dǎo)線將該圖像傳感器上的多個(gè)結(jié)合墊連接到該印刷電路板上的該多個(gè)接觸墊上，這些導(dǎo)線、結(jié)合墊以及接觸墊提供了電氣輸入/輸出以及在所述圖像傳感器集成電路與所述印刷電路板之間的多種機(jī)械連接；并且 其中在所述光源庫(kù)與所述印刷電路板之間的一種連接的特征為多條導(dǎo)線，這些導(dǎo)線將該光源庫(kù)上的多個(gè)結(jié)合墊連接到該印刷電路板上的多個(gè)結(jié)合墊上，這些導(dǎo)線和結(jié)合墊提供了電氣輸入/輸出以及在所述光源庫(kù)與所述印刷電路板之間的多種機(jī)械連接。
2.如權(quán)利要求1所述的成像器，其中該裝置運(yùn)行以便用于處理由該圖像傳感器集成電路產(chǎn)生的圖像信號(hào)從而嘗試對(duì)該條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼。
3.如權(quán)利要求1所述的成像器，進(jìn)一步包括: 手持式殼體，該手持式殼體將該圖像傳感器集成電路以及該光源庫(kù)封裝。
4.如權(quán)利要求3所述的成像器，其中這種對(duì)由該圖像傳感器集成電路產(chǎn)生的圖像信號(hào)進(jìn)行處理從而嘗試對(duì)該條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼是條形碼符號(hào)在該殼體內(nèi)執(zhí)行的。
5.如權(quán)利要求3所述的成像器，其中這種對(duì)由該圖像傳感器集成電路產(chǎn)生的圖像信號(hào)進(jìn)行處理從而嘗試對(duì)該條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼是條形碼符號(hào)由該殼體外部的電路執(zhí)行的。
6.如權(quán)利要求1所述的成像器，其中這種對(duì)由該圖像傳感器集成電路產(chǎn)生的圖像信號(hào)進(jìn)行處理從而嘗試對(duì)該條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼是條形碼符號(hào)由安置于所述印刷電路板上的一個(gè)電路執(zhí)行的。
7.如權(quán)利要求1所述的成像器，其中這種對(duì)由該圖像傳感器集成電路產(chǎn)生的圖像信號(hào)進(jìn)行處理從而嘗試對(duì)該條形碼符號(hào)進(jìn)行解碼是條形碼符號(hào)由該殼體外部的一個(gè)計(jì)算機(jī)執(zhí)行的。
8.如權(quán)利要求1所述的成像器，其中該光源庫(kù)是LED管芯。
9.如權(quán)利要求1所述的成像器，進(jìn)一步包括: 用于控制該光源庫(kù)運(yùn)行的光源庫(kù)驅(qū)動(dòng)電路，該光源庫(kù)被電氣連接到該光源庫(kù)電路上；并且 其中在該光源庫(kù)驅(qū)動(dòng)電路與所述印刷電路板之間的一種連接的特征為多條導(dǎo)線，這些導(dǎo)線將該光源庫(kù)驅(qū)動(dòng)電路上的多個(gè)結(jié)合墊連接到該印刷電路板上的多個(gè)接觸墊上，這些導(dǎo)線、結(jié)合墊以及接觸墊提供了電氣輸入/輸出以及在所述圖像傳感器集成電路與所述印刷電路板之間的多種機(jī)械連接。
10.如權(quán)利要求9所述的成像器，進(jìn)一步包括: 處理器電路；并且其中在該處理器電路與所述印刷電路板之間的一種連接的特征為多條導(dǎo)線，這些導(dǎo)線將該處理器電路上的多個(gè)結(jié)合墊連接到該印刷電路板上的該多個(gè)接觸墊上，這些導(dǎo)線、結(jié)合墊和接觸墊提供了電氣輸入/輸出以及在所述圖像傳感器集成電路與所述印刷電路板之間的多種機(jī)械連接。
11.如權(quán)利要求1所述的成像器，進(jìn)一步包括: 放置在所述印刷電路板上的瞄準(zhǔn)器光源庫(kù)。
12.如權(quán)利要求11所述的成像器，其中該瞄準(zhǔn)器光源庫(kù)是LED管芯。
13.如權(quán)利要求1所述的成像器，進(jìn)一步包括: 瞄準(zhǔn)器子系統(tǒng)和用于控制瞄準(zhǔn)器光源庫(kù)運(yùn)行的瞄準(zhǔn)器光電路，該瞄準(zhǔn)器光源庫(kù)電氣連接到該瞄準(zhǔn)器光 電路上，并且該瞄準(zhǔn)器光電路電氣性地連接到所述印刷電路板上。
【文檔編號(hào)】G06K7/10GK103780847SQ201210411590
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月24日
【發(fā)明者】陶曦, 劉勇, T.史密斯, Y.P.王 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司