具有移動光束仿真的成像條形碼閱讀器的製作方法

2023-04-30 21:32:51

專利名稱：具有移動光束仿真的成像條形碼閱讀器的製作方法
技術領域：
本發明一般地涉及使用用於記錄目標圖象的固態傳感器的光電成像系統，包括光代碼閱讀器和數位相機。本發明的某些方面在基於線性傳感器和基於二維傳感器的手持條形碼閱讀器上是尤其有用的。更準確地說，本發明涉及在這種成像系統中仿真閃爍雷射束的出現。
光代碼是由具有不同光反射或光吸收特性的映象區組成的圖形，其典型地依照先驗的規則集合。術語「條形碼」有時候用於描述某一類光代碼。選擇光代碼的光學特性和圖形以便以外表從背景上辨別它們。用於識別或提取光代碼中數據的裝置有時候被稱作「光代碼閱讀器」，條形碼掃描器是其中的一種類型。光代碼閱讀器用在例如用於校驗服務的存儲器中，用於工作流程和編目控制的生產場所中，以及用於眼蹤包裹處理的運輸車輛之類的多種不同環境中的固定和可攜式裝置上。光代碼能作為快速、普遍的數據輸入手段，例如，通過從許多條形碼的列印列表中讀取目標條形碼。在一些用途中，光代碼閱讀器連接到可攜式數據處理設備或數據收集和傳輸設備。通常，光代碼閱讀器包括一個能手動對準目標代碼的手持傳感器。
大多數常規的代碼閱讀器設計成讀取一維條形碼符號。條形碼是一種通過固定或可變寬度的間隔所分割的可變寬度的矩形條紋圖形。所述條紋和間隔具有不同的光反射特性。一維條形碼的一個例子是UPC/EAN碼。
傳統上通過雷射束橫掃過代碼並通過檢測代碼所反射的光來讀條形碼。電處理被檢測的光以產生與代碼相關的數據。以每秒多次的掃描速率掃描雷射束，例如每秒20或40次。對於一個用戶來說，雷射束出現閃爍並且，因此，經過一定的時間，用戶希望在讀碼期間看到一個閃爍的雷射束。閃爍光束是作為一種系統在運行中的視覺提示。
通過使用固態成像設備也能讀取條形碼。例如，可以使用具有相應於此設備視圖區中的圖象元素或象素的單元或光傳感器的二維陣列的圖象傳感器。這種圖象傳感器可以是二維或區域電荷耦合設備(CCD)以及用於產生相應於視圖區象素信息的二維陣列的電信號的相關電路。光電二極體的一維線性陣列也可以用於檢測條形碼反射圖象(參見，例如，Danielson等人的美國專利No.6138915，其被結合於此作為參考)。
對於在光代碼閱讀器中使用CCD圖象傳感器和物鏡組件在本領域是公知的。過去，這種系統使用最初為相當昂貴的視頻成像系統而設計的複雜的物鏡組件。該系統具有單一的強聚焦和有限的視野深度，其與傳統的瞄準、照明和信號處理以及解碼算法一起，限制了系統的通用性和工作範圍。
然而，固態成像器不提供有關它們的操作的視覺提示。不存在任何閃爍的雷射束。由於固態成像器充當一部照相機並且僅接收來自目標的光線，因而一個期望閃爍光束的用戶，反而什麼也看不見。
為了提供照明和幫助瞄準，成像系統既可以使用雷射器也可以使用發光二極體(LEDs)。LEDs優於雷射器，因為LED光源的不連貫性不會產生由雷射器所產生的斑點噪聲衝擊。此外，由於LEDs的生產和包裝簡易而使得LEDs比雷射器有更高的成本效率。另外，LEDs與雷射器相比能更緊密地構造並且更容易表面安裝。
然而，與雷射器相比，LEDs不是理想的點光源。具體地，LED產生的光較少地聚焦，這會引起投影光的線寬增加。為了減少LED所產生的光的線寬，許多設計者在LED的前面放置一個機械狹縫。然而，機械狹縫減少了由LED投影到物體上的光量。不管怎樣，在使用期間，要不斷地激勵LED以使聚集的光達到最大限度並提高瞄準。
簡要且概括地說，本發明提供一種裝置，用於通過使由標記反射的光在兩個相互垂直的方向上成像，特別是通過例如電荷耦合設備(CCD)陣列或互補金屬氧化物半導體(CMOS)陣列的固態傳感器，來仿真一個用於光電讀取諸如條形碼符號之類的標記的系統中的掃描雷射束。
該裝置包括一個用於發射可見光的發光二極體(LED)部件，一個用於光學地改變可見光以形成通過標誌的可見線的光學部件，以及用於開啟和關閉可見線的裝置。其作用為仿真掃描雷射束，在使用中在所述標記上波動或閃爍。
已知移動雷射束掃描器的用戶希望在讀取時在所述標記上和穿過所述標記看到這樣一種不穩定的閃爍掃描線。在使用一個沒有利用這種雷射器的固態傳感器後，看不到任何閃爍動作的用戶不能夠確定該系統是工作的。因此，本發明向用戶提供了視覺反饋並且仿真用戶所希望的操作環境。


圖1示意性說明了用在根據一優選實施例的條形碼閱讀器中的光電模塊。
圖2A和2B分別示意性說明了根據一示範性實施例的微型成像器的頂視圖和側視圖。
圖3A和3B是依據一優選實施例的條形碼閱讀器的分解圖示。
圖4A-4D示意性說明了依據優選實施例的瞄準光束LEDs。
圖4E示意性說明了依據一示範選擇性實施例的方形瞄準光束LED並說明了圖4A-4D的優選實施例的優點。
圖5示意性說明了依據一優選實施例的條形碼閱讀器的優選的電部件。
圖6說明一個描述根據本發明的圖象捕獲過程的流程圖。
圖1示意性說明了用在根據一優選實施例的條形碼閱讀器1中的光電模塊1。該模塊1包括一個優選由塑料或其他模製聚合和/或合成材料構成的框架2。印刷電路(PC)板4與框架2耦合。雖然沒有在圖1中顯示(參見，例如，圖3A)，PC板4具有安裝於其上的一個半導體傳感器設備704和一個LED702(見圖4A-4E)。半導體傳感器設備優選包括一個具有象素線性陣列的單一CMOS晶片，每一個象素垂直於陣列的線性方向而延長，也就是與條形碼符號22的條紋平行。LED702也優選地延長以使它在透鏡18聚焦方向上更狹窄，其中透鏡18優選地是圓柱形/環形並且在一側面上是圓柱形另一側面上是環形，一般的，透鏡18在形成條形碼的條紋的方向上具有較大的光學放大率。PC板4優選地包括用於處理從傳感器設備接收的信號的其他半導體晶片6。例如，這些其他的晶片6可以包括用於存儲電子圖象的晶片和/或用於解碼信號的晶片。
如上所述，優選為圓柱形/環形，或至少在條形碼符號22的條紋的方向上具有高放大率的透鏡18被插入到框架2中，以聚焦從LED702發射的光作為條形碼閱讀器1的可見瞄準光束20。也就是說，如圖1所示，當瞄準光束與條形碼符號22對準時，條形碼閱讀器1適當調整以讀取條形碼符號22。透鏡18的模製塑料部分8用於幫助將透鏡18插入到框架2中。
如圖1所示，當瞄準光束20與條形碼符號22對準時，聚焦透鏡16將條形碼符號成像於PC板4的傳感器設備中。聚焦透鏡16優選地安裝在透鏡鏡筒中，其中透鏡鏡筒安裝到框架2的圓柱形套筒17中。例如，如圖1所示，一個或多個槽口14可以用於定位套筒17內的透鏡鏡筒。包括有聚焦透鏡16的透鏡鏡筒相對於傳感器設備對準，然後使用例如圖1所示的粘結孔10或通過本領域技術人員所熟知的其他方式例如螺栓或鉤狀緊固部件而固定到框架2上。在安裝處理期間，圖1所示的槽口12也可以優選地用於適當地固定模塊1。
聚焦透鏡16本身實際上最好是一個寬角度透鏡，例如35°-40°，用於讀取諸如圖1中示意性說明的條形碼符號22的一維條形碼符號。因此，可以捕獲實際上距離透鏡16兩英寸，而輸出實際上距離透鏡16六英寸的條形碼符號22。為了讀取一維條形碼符號22，透鏡16的光圈最好為橢圓形，並且可以選擇為圓形，正方形，矩形或其他形狀。系統優選地操作以捕獲沒有任何人工照明的條形碼圖象。透鏡16優選為球形以捕獲比選擇為柱面透鏡所捕獲更多的光。照明可選擇地同柱面透鏡16一起使用。
圖2A-2B以塊的形式分別示意性說明根據圖1所示優選實施例的條形碼閱讀器的橫截面頂視圖和側視圖。條形碼閱讀器插入到對應於圖1的框架2的模製光學組件110中。用於這樣做的結構和技術已披露於Mazz等人於2001年6月15日申請的美國專利申請序列號為NO.09/880,906，名稱為「模製成像器光學組件和基於線性檢測器的掃描機器」(「Molded Imager Optical Package and LinearDetector-Based Scan Engines」)中，該申請轉讓給與本申請相同的受讓人，將其結合於此作為參考。該模製光學組件包括一個成像/解碼器集成電路(IC)120和對應於圖1中透鏡16的成像/聚焦透鏡140，以及瞄準發光二極體(LED)130和對應於圖1中透鏡18的瞄準透鏡150(其最好不是用於條形碼符號的主要照明而配置的，而是可以選擇性地配置以照亮條形碼符號)。根據一個優選實施例，成像/解碼器IC(120)依據已知的互補金屬氧化物半導體(CMOS)技術而製作。作為選擇，成像/解碼器IC120包括一個帶有關聯解碼電路的CCD成像器。
在操作中，成像/解碼器IC120經由成像/聚焦透鏡140接收圖象。為幫助由透鏡140聚焦的目標圖象(例如，圖1中一維條形碼符號22)與IC120的傳感器陣列對準，經由瞄準透鏡150在目標圖象上聚焦LEDs130所發射的光而產生一個瞄準光束。通過使用瞄準LEDs130投影瞄準圖形於目標圖象之上來幫助在成像/解碼器IC的適當視野範圍內的目標圖象的定位。照明/瞄準LEDs通過照明/瞄準透鏡150聚焦於目標圖象上。
根據一個優選實施例，成像系統的體積通過度量成像/解碼器IC120的檢測器陣列的象素間距而度量。將認識到象素間距是指圖象元素，即圖象傳感器上的象素之間的間距。當象素間距減少時，焦距減少以便維持同等的視野範圍。如果光圈大小保持不變，那麼每一象素將聚集相同量的光並且在成像器靈敏度上不存在損失。如果光圈的大小沒有限制成像器的大小，那麼在二維成像系統中整個三維空間通過象素的標度因子來度量。在一維成像系統中，二維空間通過象素的標度因子度量。設計所述優選實施例的成像引擎以便為每一象素提供相似的景深和相似的光通量。這樣導致象素動態範圍和象素量子效率的平衡。
在優選實施例中，圖2A-2B的條形碼閱讀器具有一COMS檢測器陣列120，該CMOS檢測器陣列具有256-512個、每個約5-8微米寬的象素，大約1-4毫米長。這有利地產生小的檢測器長度結果。系統的焦距大約是5毫米。
在所述優選實施例的優選一維系統中，檢測器覆蓋區通過使兩個或更多的象素行偏移，例如，彼此相互交錯，而能被進一步的縮小。例如，具有3微米間距的500個象素的陣列具有1.5毫米長。通過將陣列安排成兩個相鄰行偏移半個象素，象素間距被維持在3毫米，但是檢測器陣列具有.75毫米的合成長度。由於陣列偏移半個象素，象素值能被組合以便獲得相當於1.5毫米傳感器的解析度。象素間距維持在合理的水平以吸收光子，但是檢測器覆蓋區，和系統的總體積顯著地減少。
根據典型實施例，成像檢測器陣列、讀出電子儀器、模數轉換器和解碼邏輯電路被集成到單一晶片上。成像/解碼晶片安裝在具有至少一個LED晶片或小型雷射器的載體上。該載體可以是FR4襯底，一工業公知的有機基底，並且可以包含用於附加到較大電路板的引線框或焊接凸起。所述載體用澆注光學表面於其上的模型塑料片覆蓋。模製塑料蓋具有光學性能並且能承受在自動電路板部件中遇到的溫度。該設備可以配置成完整的掃描器，包括光學儀器和電子儀器，其能像表面安裝集成電路一樣處理並且與回流(re-flow)焊接技術兼容。該設備僅可以通過焊接結點而機械地連接到一電路板。因此，螺絲釘或其他的機械支撐將不需要，所以減少了組成該成像機器的設備的尺寸和複雜性。
圖3A-3B是條形碼閱讀器1的分解圖示。參考圖3A，條形碼閱讀器1包括圖1中的框架2和PC板4。如以上參照圖1所示，框架2與包含將模型塑料部分8插入其中的圓柱形/環形透鏡18，帶有包含聚焦透鏡16插入其中的透鏡鏡筒的套筒17，以及槽口12和14和粘結孔10一起被示出。在圖3A的分解表示中，PC板4與框架2分離以使PC板4的LED702和傳感器設備704可以示意性地說明。應當注意，在圖3A中LED702和傳感器設備704不是成比例繪製(在此以後提供優選的尺寸)。還應注意關於條形碼符號22的條形碼閱讀器1的方向是，其延伸方向與條形碼條紋垂直，正如所示的，並且隨著透鏡16，18以及LED702和傳感器設備704的方向相應轉動可以旋轉適當的方向，例如，90°。
與晶片6鄰接示出的是用於發射由透鏡18聚焦的可見光以掃過條形碼符號22來作為瞄準光束20的LED702，晶片6可以是圖象存儲和解碼晶片6。LED702最好在透鏡18的聚焦方向上延長其狹窄的尺寸。在條形碼條紋的方向上優選的具有較高放大率的透鏡18，最好是圓柱形/環形，並且可選擇完全是柱面透鏡，或在垂直方向上具有一些能力，例如，擴展與條形碼條紋相垂直的瞄準光束和/或將瞄準光束稍微地指向圖3A的右側，以便補償條形碼閱讀器1的LED702/透鏡18部分對條形碼閱讀器1的傳感器設備/聚焦透鏡16部分的偏移，當捕獲圖像時其最好位於條形碼符號22的中心。如所示的，LED702優選地是單一，延長的LED設備，並且可選擇地包括任意形狀的單一LED或任意形狀和位置的多個LEDs，以此條件LED702/透鏡18的組合產生一個合適的瞄準光束。
傳感器設備704優選地包括單一半導體晶片704。如圖3A所示，該傳感器設備晶片704優選的包括以線性陣列形式排列的多個傳感器象素。在一個優選的實施例中，該設備包括不多於512個象素，並且最好在256與512個象素之間。可以在條形碼符號22的圖形可分辨的最小數目(例如，256)與取決於由於PC板4所選擇的尺寸和所選透鏡16的聚焦特性的尺寸限制的最大數目(例如，512)之間使用任意數目的象素。雖然優選單行，但也可以包括多於一行的象素。例如，以他們寬度的一半相交錯的兩行象素可以組成傳感器設備704以便提高其解析度。
如圖3A所示，象素本身優選地在條形碼條紋的方向上延長。象素的長寬比優選地大於2∶1並且尤其在4∶1和8∶1之間。這些象素最好具有不小於2微米且不大於8微米的小尺寸，並且特別是在7微米和8微米之間。所以，在圖3A中，繪製的象素陣列704不與框架2和PC板4成比例。也就是說，例如，對於512個象素、每一個是8微米寬並且例如是64微米高來說，傳感器設備704將具有一個大約4毫米×8微米的有效區域(與框架2和PC板4相比其實際上小於圖3所示的傳感器設備704的相關尺寸)。與例如一具有單行正方形象素的傳感器設備相比，在傳感器設備704中，優選象素的有利延長形狀提供了條形碼符號22高解析度的一種改進組合併提供了捕獲條形碼符號圖象的高角度概率。
現在參考圖3B，圖3A中框架2的元件也從他們的安裝位置上被分解以便於觀察。示出的PCB部件4a具有7.1毫米高19.5毫米寬的優選尺寸。示出的機架2a從它的支架移動到PCB部件4a。機架2a具有大約6.6毫米×11.45毫米的優選尺寸。示出的透鏡鏡管16a從機殼2a的槽中分解以便能示出透鏡系統的特徵。透鏡系統優選地包括最好由玻璃製成的第一透鏡16b，一個光圈16c和最好由塑料製成的第二透鏡16d。示出的光導管18a和光圈19從他們的支架移動到圖3B的分解圖中的裝置。
圖4A-4D說明根據優選實施例對應於圖3A所述LED702的被延長的LEDs的四個不同的實施例。一般的，圖4A-4D中優選的LEDs，和圖4E中可選的LED600，每一個都具有相同的總的晶片面積，即，具有類似的輸出功率並具有類似的輸入功率和總的不動產需求，儘管他們在形狀和/或功率輸入配置上不同。特別地，優選的LED晶片615，635，655，675在圖1透鏡18的聚焦方向上，即產生瞄準光束20的線寬的方向上變薄，並且晶片615，635，655，675在與條形碼符號22的掃描線相垂直的方向上延長。
現在參考圖4A，LED615具有正方形部分620和矩形部分625，該矩形部分是以上所提及的延長部分。正方形部分620具有一結合片630。而且，LED620具有Dx×Dy的尺寸，其中Dy是延長部分625的寬度。由於經由結合片來提供驅動LED的電壓，因此IED部分距離結合片越遠，從LED發射的光功率的數量就減少。因此，在圖4A中，對於結合片630右側更遠的部分來說，從延長部分625的部分所發射的光功率的數量減少。可是，當前的LED技術提供了穿過整個LED的足夠的發光強度輸出到在圖4中的右邊緣。
圖4B說明依據另一實施例的LED的頂視圖。具體地，LED635具有通過矩形部分642連接的兩個正方形部分640和647。正方形部分640具有位於其上的結合片645並且正方形部分647具有位於其上的結合片650。通過在矩形部分642的每一側上放置結合片645和650，與圖4A中所說明的LED615相比獲得矩形部分所發射的更均勻的光功率量。
圖4C說明根據本發明又一實施例LED的頂視圖。根據該實施例，結合片670相鄰於LED655的矩形部分660而放置。因此，結合片670並不阻擋延長部分所發射的任何光。此外，雖然圖4B中結合片的放置可能導致在矩形部分中心上光量的減少，但是圖4C中結合片670的放置確保了從LED晶片655的矩形部分660的中心所發射的光更加均勻的分布。
圖4D說明依據第四實施例LED的頂視圖。依據本發明的該實施例，LED晶片675的矩形部分680在所有面上被結合片685包圍。用結合片685包圍LED晶片675的矩形部分680，與圖4A-4C中所說明的LED晶片相比可以獲得從LED晶片675的整個矩形部分680所發射的光的均勻分布。
根據一個典型實施例，圖4A-4D中的Dy可以減少到小於或大約為50毫米。為保持足夠的發射功率，有利地選擇圖4A-4D中的Dx，最好為大約1毫米，以便以如此的總晶片面積可以產生足夠的發射功率。另外，選擇圖1的透鏡18以致於瞄準光束聚焦到一條又細又亮的線上以提供足夠亮的瞄準光束20，儘管，如果被擴展，所述光束也將具有足夠的功率以照亮整個條形碼符號22。
圖4E說明諸如可以用於產生一個組合的照明/瞄準光束，或甚至僅用於提供諸如參照圖1如上所述的瞄準光束的正方形LED600的頂視圖。然而，由於以下提供的原因，圖44A-4D的LEDs615，635，655，675優於圖4E的LED600。LED600包括一個經由其將電功率提供給LED600的結合片610。圖4E所示的LED600具有正方形形狀並且可以具有大約300毫米×300毫米的尺寸。如圖4E所示，結合片610典型地可以放置在LED600的中間。結合片610的這種布置阻斷了由LED600發射的大約30％的光功率。而且，如上所討論的，圖4E中的正方形IED與雷射器相比產生較少的聚焦光，其結果是在由透鏡18聚焦之前，具有長寬比為1∶1的光被投影。
以上分別參照圖4A-4D所描述的延長的LEDs615，635，655和675優於圖4E的正方形LED600。這是因為希望具有諸如圖1所說明的高線性瞄準光束20一樣的能夠聚焦到窄線的瞄準光束20，所述窄線可以瞄準以穿過整個條形碼符號22。而且，該瞄準光束20不需要另外照亮條形碼符號22以致於閱讀器1能夠以足夠的光亮度來捕獲它以分辨掃描線。瞄準光束最好僅用於對準閱讀器1，因而優選一條又亮又細的線來廣泛照明，儘管該瞄準光束有利地既可以用於瞄準又可以用於照明。以上分別參照圖4A-4D所述的有利的LEDs615，635，655和675結合在符號22的掃描線方向上最好具有高放大率的透鏡18(例如，如上參照圖1所述，優選的透鏡18是柱面/環形透鏡18)，提供了所需的又亮又細的瞄準光束20。
圖5說明依據優選實施例的條形碼閱讀器的電子設備。這些電子設備包括一個經由時鐘驅動器和電荷泵420控制的二維傳感器設備410。時鐘驅動器和電荷泵420依據從定時脈衝發生器430接收到的信號而被控制。將傳感器設備410捕獲的圖象提供給相關的複式採樣塊440。因為當它們被復位時，象素並不總是返回到同一值，因此相關的複式採樣用於消除由不能返回到正常復位值的象素所引入的偏移。從而，相關的複式採樣包括捕獲象素的兩個值，第一個值是所需圖像的象素值，例如一維條形碼，第二個值是復位之後的象素值。比較每一象素的兩個值以消除由不能返回到正常復位值的象素所引入的偏移。在完成相關的複式採樣之後，圖象通過弱交流耦合傳送到相關複式採樣圖象的阻滯(block)DC內容。在弱交流耦合之後，自動增益控制442將信號放大然後提供給模數轉換器444。依據本發明的優選實施例，模數轉換器是一個9位的模數轉換器。
由模數轉換器將數字數據提供到膠合邏輯現場可編程門陣列(FPGA)框450。膠合邏輯/FPGA450壓縮數字數據以便能夠通過微處理器460來讀取，並且與微處理器460相連以提供所有的設備控制。微處理器460包括嵌入在與微處理器相同的IC上的DRAM，其增加了系統的速度同時允許合成成像器有減少的尺寸和成本。微處理器460在存儲於快閃記憶體470中的程序的控制下經由外部數據和地址總線而操作。
目標圖象，諸如圖1中的條形碼符號22，由於圖1中優選條形碼閱讀器1的光電配置，最好由環境光來充分照明，以便可以分辨條形碼符號22而不需要額外的照明。可是，在一個可選的實施例中，可以通過光學照明模塊475的一個或多個650納米的紅IEDs來提供照明。布置LEDs以便均勻地照亮目標圖象。
為了幫助閱讀器1的用戶，優選的瞄準模塊480最好用於提供唯一的瞄準圖形。瞄準模塊480可以包括一個延長的LED(見圖3A，4A-4D)和圖1和3的透鏡18，或者選擇性地包括一個雷射二極體和一個衍射光學元件(DOE)以提供唯一的瞄準圖形。通過使用圖5中的主機接口490可以提供與包含圖1中優選的條形碼閱讀器1的主機設備之間的交互。由於描述於此的優選的條形碼閱讀器1是小型的，也就是小的形狀因數，主機設備可以是可攜式無線電話(可攜式電話)，個人數字助理(PDA)等等。使用與圖5有關的所述元件，能夠實現一微型條形碼閱讀器設備，對於成像設備製造商來說，其能夠以可以用於成像器行業的SE900或更小的形狀因數來製造。
根據到此所描述的，模塊1包括一個用於捕獲目標圖象的一維、固態圖象傳感器704或一個二維、固態圖象傳感器410。有利地，模塊1定位於具有一切換開關的手持設備中，當手動操縱時，該切換開關啟動圖象捕獲並且，因此，讀取作為目標的條形碼符號22。LED702和透鏡18一起在所述符號上形成瞄準線20以有利於傳感器相對於符號的合適定位。在一些情況下，並不希望單獨依靠環境光來照亮符號22，來自LED702的光也幫助照亮符號。為了瞄準和/或照明的目的，要經常地激勵LED以致於由LED發射的光保持恆定。
與固態傳感器一樣有利，其並不提供與由已知移動雷射束掃描器所提供的一樣視覺反饋。移動雷射束掃描器典型地以每秒多次掃描雷射點來掃過符號，每一次掃描定義一個掃描線。掃描線典型地以每秒20-40的速率掃描。因而，已知移動光束掃描器的用戶希望在讀取符號時看到閃爍掃描線在其上或掃過其中。以固態系統，並不存在任何這樣的閃爍掃描線，因此，固態系統的用戶不能體驗任何視覺反饋。這是不利的，因為用戶不能確定固態系統是在運行中。
為在固態系統中提供上述反饋，如圖6的流程圖所示，本發明提出使用LED702和透鏡18在所述符號上形成可見線，並且開啟和關閉可見線，從而使該可見線閃爍並仿真一個移動雷射束。
在開啟電源之後(塊502)，初始化所述模塊的不同參數，例如傳感器的曝光時間(塊504)。激勵LED702，並且開啟可見線20(塊506)。典型地，LED光本身覆蓋與一釐米寬相似的寬區域。為更好的仿真雷射，透鏡18縮小寬度，並且如果必要，可以使用孔徑光闌來縮小LED所發射的光的寬度。
一旦傳感器正好面對所述符號，則拉下切換開關(塊508)並且關閉可見線從而導致可見線閃爍(塊510)。傳感器捕獲目標圖象(塊512)，之後，再次開啟可見線(塊514)。測試象素品質(塊516)並且，如果發現是良好，則數位化(塊518)並試圖解碼由傳感器所產生的電信號(塊520)。如果不解碼，那麼用戶將迅速將切換開關再次拉下。如果解碼，那麼處理解碼信號，存儲結果(塊522)，並且報以蜂鳴聲(塊524)以表示成功解碼，系統自身準備讀取下一符號。
如果在塊516發現所測試的象素品質不良，那麼重新計算和調節傳感器的曝光時間，既可以更長也可以更短(塊526)。初始化的曝光時間典型地是10毫秒並且依據環境光可在大約60毫秒到30毫秒之間調節。在調節之後，在塊512捕獲圖象之前又一次關閉可見線(塊528)。
閃爍可見線模仿事先習慣了操作移動雷射束掃描器的用戶的經歷，並增加新近使用基於傳感器的系統的用戶的舒適度。
權利要求
1.在一種用於通過使標誌所反射的光在兩個相互垂直的方向上成像來光電讀取該具有不同光反射率部分的標誌的系統中，用於仿真掃描雷射束的裝置，其特徵在於，該裝置包括a)發光二極體(LED)部件，用於發射可見光；b)光學部件，用於光學地修改可見光以形成穿過標誌的可見線；以及c)用於開啟和關閉可見線以仿真掃描雷射束的裝置。
2.如權利要求1的裝置，其特徵在於，LED部件包括單一LED單元。
3.如權利要求1的裝置，其特徵在於，LED部件包括LED單元線性陣列。
4.如權利要求1的裝置，其特徵在於，光學部件是一具有柱面的透鏡。
5.如權利要求1的裝置，其特徵在於，旋轉裝置可操作用於激勵和交替地去激勵LED部件。
6.如權利要求1的裝置，其特徵在於，通過具有可調曝光時間的固態檢測器來完成成像，並且其中在調節曝光時間之後旋轉裝置關閉可見線。
7.如權利要求6的裝置，其特徵在於檢測器是電荷耦合設備陣列。
8.如權利要求6的裝置，其特徵在於檢測器是互補金屬氧化物半導體陣列。
9.如權利要求1的裝置，其特徵在於，在一塊印刷電路板(PCB)上安裝所述部件以形成一模塊。
10.如權利要求9的裝置，其特徵在於，所述模塊安裝在具有一切換開關的手持設備中，該切換開關在手動激活之後，啟動成像並且關閉可見線。
11.在一種通過使標誌所反射的光在兩個相互垂直的方向上成像來光電讀取具有不同光反射率部分的標誌的方法中，一種用於仿真掃描雷射束的方法，其特徵在於，該方法包括a)從發光二極體(LED)部件發射可見光；b)光學地修改所述可見光以形成穿過標誌的可見線；以及c)開啟和關閉所述可見線以仿真掃描雷射束。
12.如權利要求11的方法，其特徵在於，通過單一LED單元完成所述發射步驟。
13.如權利要求11的方法，其特徵在於，通過LED單元線性陣列完成所述發射步驟。
14.如權利要求11的方法，其特徵在於，通過具有柱面的透鏡來完成所述光學修改步驟。
15.如權利要求11的方法，其特徵在於，通過激勵和交替地去激勵所述LED部件來完成所述旋轉步驟。
16.如權利要求11的方法，其特徵在於，通過具有可調曝光時間的固態檢測器來完成所述成像，並且其中在調節所述曝光時間之後，通過關閉所述可見線來完成所述旋轉步驟。
17.如權利要求16的方法，其特徵在於，所述檢測器是電荷耦合設備陣列。
18.如權利要求16的方法，其特徵在於，所述檢測器是互補金屬氧化物半導體陣列。
19.如權利要求11的方法，還包括在印刷電路板(PCB)上安裝所述部件以形成一模塊的步驟。
20.如權利要求19的方法，還包括在具有一切換開關的手持設備中安裝所述模塊的步驟，所述切換開關在手動激活之後，啟動成像並且關閉可見線。
全文摘要
在一種固態、基於傳感器的成像閱讀器中，通過在捕獲目標的二維圖象之前開啟和關閉由發光二極體所產生的可見線來仿真光電閱讀器掃描射線中移動雷射束的操作環境。
文檔編號G06K7/10GK1497490SQ200310113890
公開日2004年5月19日 申請日期2003年10月14日 優先權日2002年10月15日
發明者M·帕特爾, W·普羅伊斯, P·德沃克斯, M 帕特爾, 摶了, 摯慫 申請人:訊寶科技公司