CN104735315B - 用于移动设备的包含底座和解码器的图像模块 - Google Patents

Abstract

本发明为手持设备提供了一种模块。所述模块包括具有光学和图像采集/处理的处理器的成像器，为所获取的图像数据，例如ID，提供高速采集和处理。设备的处理器使用位于所述设备中的模块应用程序对已获取的图像数据进行处理。所述模块包括可以指示ID读取成功的指示器和/或报警器。可拆卸的保持部件安装在模块的基部内并承载设备。可改变所述保持部件(顶盖和垫圈或副框架)来容纳不同的设备。所述基部包括适当的端口，例如，使光传输到照相机和照明器，以便如期望地使用所述设备的各种固有功能。所述基部还容纳有电池和充电组件，例如感应充电单元。可选地，为所述基部提供握持手柄/触发器。

Description

用于移动设备的包含底座和解码器的图像模块

相关申请

本申请是2013年12月20日提交的，题目为“用于移动设备的包含底座和解码器的图像模块”的共同未决的美国专利申请NO.14/137975的部分继续申请案，其全文通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及可在具有成像模块的移动设备上操作的机器视觉系统以及计算机可读应用程序，所述移动设备例如为数字音乐播放器或蜂窝电话。

背景技术

执行对象的测量、检查、对准和/或符号(例如，也被称为"ID"的一维和二维条形码)的解码的视觉系统在范围广泛的应用领域和工业中得以使用。这些系统基于四处使用的获取主题或对象的图像(通常是一维、二维或三维的灰度或颜色)的图像传感器(也称为“成像器”)，并利用板上或互连的视觉系统处理器对这些已获取的图像进行处理。所述处理器一般包括处理硬件和非临时性计算机可读程序指令，其执行一个或多个视觉系统程序，以产生基于所述图像的已处理信息的期望输出。通常地，在各自具有不同的颜色和/或强度的图像像素阵列内，提供此图像信息。在ID读取器(在此也被称为“照相机”)的示例中，所述用户或自动过程获取对象的图像，所述对象的图像被认为包含一个或多个条形码，二维码(例如DataMatrix，QR，DotCode等)，或者应用印刷、直接零件打码(DPM)或其他技术的其他符号类型。对所述图像进行处理以标识代码的特性，然后通过解码过程或处理器进行解码，以获得所述代码所代表的固有的字母数字(或其它)信息。

ID读取器的常见应用是在物流和库存/设备的跟踪操作中。这些操作可以由利用手持扫描设备传送工作场所的基底的工作人员来完成以及将所述扫描仪应用于位于感兴趣对象的包含ID的表面来完成。利用有线或无线通信链路，将由手持扫描仪所收集的数据一般同时或随后发送至数据处理器(例如，服务器或PC)，其中包括适当的数据存储和处理应用。

所谓智能手机的广泛应用(即包含交互式触摸屏、照相机、麦克风、无线网络和蓝牙收发器和强大的处理能力的移动电话)已经改变了个人和商业活动的许多方面。这种智能手机目前可用于各种商业供应商，包括但不限于，摩托罗拉苹果

和三星

型号。这种手持设备(和类似的媒体播放器，如苹果的

)的小尺寸和强大功能的使其在涉及成像，数据处理和数据通信的各种应用中非常有用。各种商业上可用的应用程序可用这些设备，包括ID读取器。这些应用允许用户获取和操作包含在各种印刷ID类型的信息。然而，设备正在由它们的(通常地更慢)的处理速度和更有限的成像能力所限制。此外，工业ID读取器通常地包括专门适用于读取各种表面ID的光学器件和照明，例如直接标记零件的ID(直接零件打码或DPM)；而且智能手机一般缺乏这种专门的硬件。因此，在工业/商业环境中，这种设备通常无法解决用户的需求。同样地，许多移动设备不是将符合人体工程学的扫描作为主要任务而设计，经过长时间，这可能会导致错误和用户疲劳。此外，不同制造商的设备具有不同的形状规格和按钮布置，可从型号到型号，甚至相同的设备的新版本间而变化。这使得标准化具有给定的扫描应用程序的用于多个用户的装置(或它的使用)具有挑战性。

发明内容

本发明通过提供在其中安装有手持设备的模块，例如安装具有图像处理和通信能力的智能手机或媒体播放器，克服了现有技术的缺点。所述模块是耐水/耐风雨的或防水/防风雨，并且包括到所述设备的互连/链接，以接收能量和数据。所述模块包括具有为所获取的图像数据，例如ID，提供高速采集和处理的光学和图像采集/处理的处理器的成像器。所获取的图像数据通过多个链路发送到所述设备，通过使用存在于所述设备内的适当的模块处理应用程序的一个实例的设备处理器来进行处理。所述模块包括各种用户界面元件，例如可指示(例如)ID的读取成功或读取失败的指示灯和/或警报器。所述模块可包括可拆卸地安装在所述模块的主体/框架内(也称为"基部")并携带所述设备的副框架。所述副框架的内周界在几何学方面是可变的，以容纳不同的型号和/或品牌的设备，而外周界和其它表面特性被标准化，以安装在单个(通用)主体/框架的几何结构内。所述主体/框架包括适当的端口，窗口和/或切口，使光传输到例如照相机和照明器上，以便如期望地使用所述设备的各种固有功能。所述主体/框架也可以容纳电池和充电组件，所述电池和充电组件为所述设备供电，并允许通过例如感应充电单元来充电。适当的传送线圈分别被安装在每个主体/框架和外部充电器中，以允许电磁(EM)能量在其间传输。

在一个示例性实施例中，手持视觉系统模块包括主体，所述主体被构造和设置为可由用户的手握持。副框架可拆卸地附加到形成在所述模块的表面上的接收区域。所述副框架包括适于接收和保持具有第一设备形状规格的手持移动设备的内边缘。示例性地，处理器电路位于所述主体内，并且电池可操作地与所述处理器电路相连接，并且也位于所述主体之内。所述处理器电路被设置为生成已处理的图像数据(例如，解码的ID图像数据)。成像器(组件)也位于所述主体上，并且可操作地与所述处理器电路相连接。所述成像器组件为所述处理器电路提供图像数据，所述已处理的图像数据由所述处理器电路生成。所述成像器组件包括设置为获取场景图像的图像传感器和光学器件。所述移动设备(和其相关的设备操作系统)上运行的模块应用程序允许接收和操作由所述电路提供的已处理的并且从所述成像器获取的图像数据。具体地，所述图像数据可以在成像器组件中进行预处理以产生解码(或其他)相关的信息，或者未解码的图像数据可以从电路被传递到例如用于解码的模块应用程序中。示例性地，所述电池是可再充电的，并且所述系统可包括从外部电源对电池进行再充电的充电电路。所述充电电路可操作地连接到安装在所述主体上的感应线圈，所述外部充电器可包括选择性地为安装在所述主体上的所述感应线圈发送能量的相应的感应线圈。可替代或附加地，连接器(例如插头和插座和/或接触点布置)可被安装在所述主体上。因此所述外部充电器可包括可拆卸地与主体上的连接器对接的连接器，以在其间发送功率。所述成像器组件还可包括具有ID解码过程的集成的板上成像器处理器。示例性地，可操作地与所述处理器电路连接的连接器，附加到用于接收功率和数据的设备上的连接中。此连接器可以限定多种商业可用的形状规格，如苹果的标准(例如闪电^TM)或USB型的连接器。在一般情况下，根据本实施例，在连接器的上下文中，术语"苹果形状规格"应指提供的任何电源/数据的连接器，其中合适尺寸的苹果产品可由所述模块容纳在内。示例性地，所述连接器被附加至位于接收区域的电缆，并且所述接收区域限定了具有内周界的凹槽。在各种实施例中，所述副框架的外周界通过摩擦配合与所述凹槽的内周界接合，从而密封了所述副框架和主体之间的接缝。所述典型设备可包括面向用户的触摸屏，并覆盖有透明材料的薄片，提供抗水分的密封层。密封的作用，所述薄片可以与所述副框架的边缘接合。所述副框架可包括有利于密封和上述摩擦配合两者的弹性表面。开关按钮可位于所述主体上，并且可操作地连接到所述处理器的电路这个开关按钮被构造和设置成可操作所述成像器和所述移动设备中的至少一个，例如，触发图像的采集，其中图像信息(例如，来自所述图像ID的解码数据)通过电缆链接被发送到所述移动设备上。在各种实施例中，一个或多个指示器(例如，LED灯，液晶屏等)被设置在主体上，并且可操作地连接到所述处理器电路，所述处理器电路被构造和设置为报告所述成像器和所述移动设备中的至少一个的状态。此状态可以包括在成像场景中，ID解码成功和ID解码不成功中的至少一种。所述典型场景可包括至少一个ID，在其中所述处理器电路和/或所述移动设备模块应用程序被构造和设置来解码所述ID和生成与其相关的信息。所述系统可以支持另一个不同的副框架。此附加的副框架可以包括适于接收和保持具有第二设备形状规格的手持移动设备的内边缘，和在所述移动设备上运行的另一个模块应用程序。所述模块应用程序可以被设置为通过无线网络链接使用位于所述移动设备中的收发器，来发送与所述图像数据相关的信息。所述信息可以包括已解码的ID信息。示例性地，所述成像器被安装在包括集成的光学器件和照明组件的成像器模块中。本照明组件可包括场景照明器和调准器组件中的至少一个。所述成像器和照明组件被安装在模块外壳中，其中所述外壳被构造和设置成围绕相对于所述主体的至少一个轴旋转。所述副框架(和/或可选地，在主框架/主体中的电路)包含验证电路和将所述移动设备和所述处理器电路互连的接口转换电路中的至少一个。所述移动设备通常在其与面向用户的一侧相反的一侧具有固有的照相机组件。因此,所述主体包括槽，被构造和设置为固有照相机组件提供光路。

在进一步示例性实施例中，所述图像模块包括由构造和设置成由用户的一只手握持的主体构成的手持视觉系统模块。保持部件可拆卸地附加到所述模块的基部，适于接收和保持具有第一设备形状规格的手持移动设备。处理器电路位于所述基部内。所述处理器被设置为生成已处理的图像数据。电池可操作地与所述处理器电路连接并电池位于所述基部内。成像器相对基部定位，并可操作地与所述处理器电路连接。成像器被设置为获取场景的图像并且发送图像数据到所述处理器的电路。在移动设备上运行的模块应用程序允许接收和操作已处理的图像数据。示例性地，所述处理器电路包括具有ID解码过程的成像器处理器，所述成像器处理器与图像传感器和光学器件一起被设置在舱内。用于所述移动设备的接收表面设被设置在所述基部上。所述接收表面可限定具有内周界的凹槽或者由环绕至少所述设备的一部分的口缘成形的垫圈。所述保持部件包括：(a)顶盖，覆盖在所述垫圈上且靠着所述垫圈可压缩地密封，并具有暴露所述设备的触摸屏的窗口，或(b)副框架，环绕所述设备并且位于所述基部的凹槽中。所述顶盖至少具有开关按钮和叠加的主页按钮之一，所述开关按钮通过铰链作用与所述设备上的开关按钮接合，所述主页按钮与所述设备上的主页按钮接合，通过弹性密封元件密封所述开关按钮和所述叠加的主页按钮中的每个按钮以防止水分到达所述设备。

示例性地，所述图像模块的处理器电路包括具有一个ID解码过程的成像器处理器，所述成像器处理器与图像传感器和光学器件组合一起被设置在所述基部内的舱内。与所述处理器电路可操作地连接的连接器附加到用于接收功率和数据的设备。所述连接器限定苹果或USB形状规格，并且可以附加到与基部的接收表面上的端口相互连接的电缆。所述接收表面可限定具有内周界的凹槽或者由环绕至少所述设备的一部分的口缘成形的垫圈。示例性地，所述保持部件包括：(a)顶盖，覆盖在所述垫圈上和靠着所述垫圈可压缩地密封，并具有暴露所述设备的触摸屏的窗口，或(b)副框架，环绕所述设备并且位于所述基部的凹槽中。所述保持部件包括具有密封和吸震特性的软质聚合物元件。至少一个功能按钮可以位于基部上并且可操作地连接到所述处理器电路，其被构造和设置成操作成像器和移动装置中的至少一个。所述功能按钮设置为通过成像器触发所述场景图像的采集。光学指示器可被安装在所述基部上并且可操作地连接到所述处理器电路。所述成像场景具有至少一个ID，以及所述处理器电路和所述移动设备模块应用程序中的至少一个构造和设置为解码所述ID并生成与其相关的信息。所述指示器可以被构造和设置来报告所述成像器和所述移动设备的至少一个的状态；并且这种状态限定为在成像的场景中成功解码ID和不成功解码ID中的至少一种。为多种品牌/型号的手持设备提供使用的模块，另一个保持部件可适于接收并保持(a)具有第二设备形状规格的手持移动装置，以及(b)运行在具有第二设备形状规格的手持移动装置的另一个模块应用程序，允许从所述成像器获取的由所述电路提供的图像数据的接收和操作。另一保持部件可以包括(a)另一顶盖和垫圈或(b)另一副框架。模块应用程序可以被设置为使用位于所述移动设备中的收发器通过无线链路，发送相关的图像数据信息。示例性地，所述成像器被安装在成像器舱中，所述成像器舱包括至少一个集成的光学器件和照明组件。所述照明组件可以具有场景照明器和调准器组件中的至少一个。成像器舱提供由与照明板进行光通信的光管所包围的传感器。成像器舱可以构造并设置成围绕相对于所述主体至少一个轴旋转，并且透镜所述光管具有在其上的光调节表面和用于透镜光学器件和所述调准器的中心观察窗口。

示例性地，安装在所述手持视觉系统内的移动设备可在其与面向用户的一侧相反的一侧包括固有的照相机组件，并且所述基部具有构造和设置来为所述固有照相机组件提供光程的槽。(a)验证电路和将所述移动设备和所述处理器电路互连的接口转换电路(b)中的至少一个，位于所述基部、所述保持部件和所述移动设备和所述基部之间的连接器中的至少之一中。所述握持手柄组件具有可拆卸地附加且可操作地连接到所述基部的触发器开关。所述握持部分可容纳在位于其中的与所述基部和所述移动装置中的至少一个可操作地连接的电池。可选地，所述基部具有电池舱口盖，所述电池舱口盖被构造和设置成可以与附件电池舱口盖进行交换以保持或安装所述设备。

附图说明

下面参照附图描述本发明，其中：

图1是具有安装在内的手持设备(例如，苹果的)的防水/防风雨图像模块的示例性实施例的透视图，其获取典型对象的代码图像，并将解码数据传送至处理设备(例如，服务器或PC)上的数据处理应用程序，其中副框架被用来相对于所述模块支撑所述设备；

图2是图1中图像模块和手持设备的底视图；

图3是图1中图像模块和手持设备的顶视图；

图4是所述图像模块的分解透视图，示出了主框架/主体，副框架，手持设备，互连电缆(链接)和电池；

图5是所述图像模块和手持设备沿着图3中线5-5的侧剖面图；

图6是示出了图1中图像模块和手持设备的功能部件、过程和处理器的框图；

图7是具有安装在内的手持设备(例如，苹果的

)的防水/防风雨图像模块的另一个示例性实施例的透视图，其中可替换物被用来相对于所述模块支撑所述设备；

图8是图7中图像模块的底视图；

图9是图7中模块的分解图，示出了容纳在底座组件和可替换的顶盖之间的手持设备、固定垫圈和互连电缆；

图10是图7中模块的透视图，其中去除了可替换的顶盖，显露出与手持设备接合的固定垫圈；

图11是图7中模块可替换的顶盖的底视图；

图12是去除了盖板的底座组件的透视图，以显露出模块内部的电子部件和电源部件；

图13是旋转成像器和照明组件沿着图7中线13-13的部分截面图；

图14是图13中旋转成像器和照明组件的底向透视图；

图15是图13中旋转成像器和照明组件的侧向透视图；

图16是图13中旋转成像器和照明组件的观察窗口和照明组件的底向透视图；

图17是图16中观察窗口和照明光管的顶向透视图；

图18是根据一个示例性实施例的图7模块的侧视图，包括与触发器和供电电源相关联的可选可拆卸的手持组件；

图19是图18中手持组件的顶视图，示出了其中容纳的电子部件；

图20是根据一个示例性实施例安装在感应充电单元上的具有图18手持组件的模块的透视图；

图21是图20中外露的感应充电单元的透视图，已去除了顶盖；

图22是示出了图7中图像模块和所述手持设备的功能部件，过程和处理器的框图，其中附加了图18-21中的握持手柄和充电单元；以及

图23是可拆卸地附加到图7中图像模块的电池舱盖，包括可选的手带附件。

具体实施方式

I.具有副框架的模块

图1描述了由多种耐用材料构成的图像模块组件100，通常由聚合物或复合物(下面会进一步描述)构成。示例性地，由于偶然接触和/或部分或完全浸没的液体侵入，所述模块组件防水和/或防风雨。所述模块由三个主要组件构成：主框架或主体110，可装卸地位于主框架110内的副框架120，以及商业上可用的手持移动设备130(术语概要为“设备”)，例如多种供应来源的智能手机或媒体播放器，包括但不局限于，摩托罗拉

苹果

三星

型号电话和/或iPod媒体播放器。通过非限制性示例的方式，所描述的设备130是所谓的Touch，第5代的媒体播放器，可由加州库珀蒂诺的苹果公司供应。可替代地，iPhone 5可用于所描述的实施例的一些修改(例如，副框架120)，以解释设备厚度的差异。副框架120被设置为具有可拆卸地容纳且保持设备130的外周界的内周界，并限定了密切符合该设备形状的特定几何形状。如下面进一步描述的，所述副框架特别地允许单个的主框架/主体(110)的形状，而同时可提供多种几何形状的副框架，每种适应于给定的设备形状规格。所有副框架以相似的方式安装在主框架/主体110内。即每个副框架的外部形状是相似或相同的，和/或更一般地将每个副框架标准化以安装在通用的主框架/主体110的安装位置内。以这种方式，不同的设备可通过使用适当的设备专用的副框架，容纳在相同的主框架/主体内。

如图所示，主框架/主体110的前端150包括成像器模块160，所述成像器模块160可转动地安装在前端150上(双弯曲箭头162)。这允许用户相对于对象表面调整模块光轴OA的相对攻角。如图所示，包含有相关ID 172(例如，DPM应用代码)的典型对象表面170通过模块160成像，其中所述ID位于所述模块的视场(FOV)174之内。在本实施例中，FOV174是矩形的，但在可替换的实施例中可限定为其他形状。

设备130包括各种众所周知的通信和/或网络无线收发器，包括但并不局限于Wi-Fi，蓝牙，蜂窝协议(例如CDMA)等等。这些收发器(例如WiFi收发器)发送以及接收数据180到远程数据处理设备，例如包含适当的处理器和数据处理过程192(例如，产品清单追踪应用程序)的服务器或PC 190。数据可以存储在适当的存储设备195中(例如磁盘，SAN等)。

进一步参考图2-5，其进一步详细说明所述模块主框架/主体110和副框架120的结构和相关功能。所述主框架/主体110包含电子元件、成像器组件和用于操作所述全部单元的电池电量。所述主框架/主体110的尺寸是极易可变的，但是通常被设置为适应一般用户手的单手抓握和操作。在一个实施例中，所述主框架/主体110的外部尺寸限定了大约670毫米的长度L(参照图2)，大约100毫米的宽度W和大约25毫米的高度H。这些尺寸足以容纳功能部件并且以下面进一步描述的方式完全容纳所述移动设备(设备)130。这些尺寸在可替换的实施例中极其有用，并且可视情况而减小以适合特定用户的手。在一个实施例中，所述主框架/主体110由适当的聚合物构成(例如模塑)，例如ABS，PET，丙烯酸树脂，聚碳酸酯，或由其他适当的材料构成。

如图4所示，主体/框架(也称为“基部”或“底座组件”)110包括由周界边缘412限定的顶部凹槽410，其设置为可拆卸地接收所述副框架120。所述凹槽包括可以与框架/主体110模制在一起或分开应用的基底430。示例性地，所述主框架/主体110由分离的顶部部分432和底部部分434组成，其在接缝线436接合-其中模制的基底430作为所述顶部部分432的一部分。所述基底430覆盖容纳在底部部分432内的多种电子部件，例如主电路板510(图5)。下面进一步描述电路板510的功能。一般来说，它控制所述模块110和所述设备130之间的电源和图像数据处理。所述基底430相对于所述主体/框架110的顶面440深度为D。所述副框架可由适当的材料构成，例如在其中所述副框架收缩以握牢所述设备的弹性聚合物(例如Poron)，或硬质塑料-例如PET、ABS聚碳酸酯等等。它限定了符合所述内部周界412的外部周界420和符合所述凹陷410的深度D的高度HS。以这种方式，所述副框架安装在具有最小的凸起或间隙的凹陷内。

通过使得所述设备的外部周界/边缘450符合具有相应的副框架内部周界452，所述副框架成型为可拆卸地固定所述设备130。所述内周界452示例性地包括曲线轮廓，以便与所述设备的外部周界/边缘450的形状规格紧密符合。所述内部周界452可包括一个或多个锁梢460和462。至少一侧的梢460可固定在适当位置，以及至少一个相对梢462可用整体的带电弹簧或其他机制来模制，允许其在(标准)保持和(偏置)释放方向可弹性地移动。以这种方式，设备130可选择性地分别固定到所述副框架120中或从所述副框架120去除。所述副框架120的下边缘可包括口缘520，522(图5)或保存在设备的底侧的其他向内凸起，以便只有装有弹簧的锁梢462的释放才允许将所述设备130从所述副框架120退回和去除。

如图4所示，所述主框架/主体110包括电缆470和将所述模块电路板510之间的数据和电源可拆卸地相互连接到所述设备130的相关插头472。在可替换的实施例中，可实现多种可替换的连接方式。例如，固定的连接器可以被安装在所述副框架120(当安装在其中时，所述设备130连接至该连接器)中。此固定的连接器可拆卸地并且电接合到所述主框架/壳体凹槽410和/或基底430上的接触点。在示例性实施例中，所述副框架120包括适当尺寸的切口或通槽474，通过所述切口或通槽474，连接器插头472穿过并接合到位于所述设备130的底座上的插座。所述典型的设备支持具有苹果闪电形状规格的连接器插头472。其他连接器(例如，流行的微型USB)可提供电缆，以应用适当的(众所周知的)通信协议，将其他典型设备互连到如下所述的验证电路。

注意一些类型的手持设备在所述副框架中需要多于一个的连接器和/或连接电缆和相关的切口和/或槽，以使能所述设备和所述模块之间的电源和数据连接。

副框架120通过使用多种机制和/或技术可拆卸地固定在所述主框架/主体110中。在一个实施例中，所述副框架120通过摩擦配合固定到所述主体/框架110上，其外部周界420限定了弹性表面，当被压入所述凹槽410的外部周界412时，所述弹性表面稍微压缩。这能在两个部件之间提供一般的防风雨密封。可替代地，或附加地，所述副框架通过使用多种锁紧结构，例如锁链、爪和凸起螺纹紧固件、按扣及其类似物，可拆卸地固定到所述主体/框架。此外，所述副框架120的顶侧可包括由例如塑料片(未示出)的常规材料形成的透明盖，其提供了进一步的密封，以抵制水分侵入到所述设备中。示例性地，所述片以类似于常规移动设备实例系统的方式，可位于所述设备的外部，或位于所述设备触摸屏194的表面上，例如那些可商购自加利福尼亚州圣地亚哥的保护套。在这种布置中，所述副框架120的顶缘适于对所述片的接合部分进行密封，相对于所述设备，形成完整的密封。[*}所述片允许用户以标准的方式操作所述触摸屏194。一般来说，密封所述主体/框架110的外表面的全部构造，以便抵制水分的侵入。更值得注意的是，所述副框架120的顶端开口476的尺寸适于允许基本上完全访问所述设备触摸屏194的功能区。正如下面进一步描述的，这允许将使用的所述设备的所有重要的功能，包括多种交互应用程序(例如图像处理，通信GPS定位，媒体播放等等)同时通过所述主体/框架110的成像器160和相关电路510的帮助，也支持增强的扫描和视觉系统功能。

电路510还支持用于成像器模块的功能部件的电源(电池)和相关的充电操作。常规或定制形状规格的可再充电电池480位于主体/框架110的底部部分434的基底430的阱482中。电池480基于多种技术，包括但并不局限于，锂离子/锂聚合物、镍金属氢化物或镍镉。它可拆卸地并且电互连到接触点530(图5)，所述接触点530可操作地连接至电路板510。电池480为成像器组件160和主体/框架110上任何相关的部件(例如下面进一步描述的报警和读取状态指示器)供电，并且还通过电缆470与装置130互连供电。以这种方式，设备130中(通常)容量较小的电池可由(通常)容量较大的模块电池480，持续升压并且再充电。模块电池480通过并入电路510的充电系统进行自充电，并且可以使用本领域技术人员的公知的部件。示例性地，所述充电系统是无线的，并包括位于邻近于主体/框架的底面的感应线圈组件540。在充电周期期间，此线圈组件540可拆卸地与具有相应的感应线圈的充电器连接。通常所述充电器由120或220V交流线路电流供电，并且包括通常以期望的低电压驱动所述充电器感应线圈的电路。适当的充电触点和/或护架(未示出)可以在充电周期中支持所述模块。在充电器中的感应线圈发送EM能量到模块100中的线圈540，其被转换成充电电流来为电池480提供能量。可替换地，所述模块可以包括限定了插头，插座和/或充电触点的插孔，其被暴露或选择性地隐藏在(例如，防风雨)门或舱口的后面。所述模块-安装的充电插孔可以限定任何可接受的形状规格，也可以包括将应用程序和/或所获取的数据传送所述模块以及从所述模块传送的数据连接。可替代地，数据可以通过可操作地连接到模块电路510的所述设备和/或一个或多个收发器来传送。这些通信布置中的每个可以是常规的，并且是根据本领域技术的。

主体/框架110通过朝向所述模块的外部向外逐渐变细的截头圆锥形的槽结构490，使所述设备的固有照相机和照明功能被使用。所述槽的开口被设置在所述基底中，并且覆盖在设备的背面侧位置上，其中其板上照相机和照明器494位于所述设备的背面侧。通过这种方式，通过触摸屏194控制，所述设备的标准照相功能对用户依然可用。

在模块100的主体/框架110的前边缘相对居中位置上，提供成像器模块160。所述成像器模块160包括半圆柱形外壳496和矩形凸起497，所述矩形凸起497具有保护成像器组件498免受水分和碎片侵袭的前面窗口220(图2)。所述成像器组件特别包括全部在单个电路封装内的图像传感器、光学器件，照明组件，瞄准器，图像处理器和解码处理器，如图所示所述单个电路封装被封装在可旋转的外壳内。所述电路板被设置为能够压缩的弯曲形状的柔性工艺部件。

成像器组件498包括板上光学器件(例如一个M-12透镜)，照相机和包括(示例性地)内置ID的解码器的图像处理器。在替代实施例中，解码可发生在所述模块和/或设备的另一部分之内的全部或部分中。在可替代的实施例中，可以使用多种图像结构和相关功能。外壳496的圆柱形形状使得其能够转动或旋转(双箭头162)，以改变光轴OA相对于纵轴(沿所述模块的长度(L)方向)的相对角度。这种特性允许用户更精确地将成像器指向在期望ID位置，同时保持模块100相对于扫描对象的选择握持和定位。外壳496包括使能旋转的接触或连接，同时保持电路板510的供电和和数据互连。

值得注意的是，使用独立的成像器组件496可实现高速采集以及到设备130的图像数据传送。一般来说，相比于使用所述设备的固有性能，可能通过使用更适当的光学器件，可更快速地获取场景的(例如)包含ID图像的区域。参照图6的框图，示例性图示出模块100的功能部件的布置。在主体/框架110中有移动设备130和相关的副框架120。移动设备130包含适当的通信接口610，所述通信接口能够通过连接器通信，例如上述的苹果闪电接口或USB接口。设备130还包括模块应用程序612，所述模块应用程序612与设备的操作系统交互，以处理通过通信接口传送的数据614。普通技术人员可实现所述应用程序612，并且所述应用程序612包括用于将由成像器模块160发送的包含ID的图像数据进行解码的过程。可替代地，ID解码可完全在容纳在成像器模块160内的板上成像器/照明处理器620内进行。当生成解码的ID码信息时，使用适当的通信协议，通过模块电路510将其传送到设备接口610，并进一步通过所述设备内的模块应用程序处理。这样的处理可包括数据的存储和操作，将解码信息与其他数据项，例如日期、时间、位置等相关联和/或分组(例如，TCP/IP包)解码信息，以及通过网络链接(如无线网络)将具有适当的标识符的所述数据发送到远程处理设备(例如图1中的服务器/PC机190)。正如所指出的，图像数据被发送到所述设备接口时，应用程序612可包括(或与之交互)解码应用程序(如商业可用的应用程序)，所述解码应用程序识别和/或解码ID，然后对所述解码数据执行上述的存储和操作步骤。

模块电路510还包括与充电单元640进行交互的充电电路630，如上所述，其为电路供给电磁能量642。电路630通过例如常规功率处理技术来控制和管理所述板上模块电池480的充放电。如上所述，在可替换的实施例中，可使用例如直接电接触系统的交流充电连接。示例性地，电路630也控制供给到设备130的能量649。值得注意的是，在替代实施例中，充电电路630和充电单元(充电器)640通过使用适当的电气连接器组件可拆卸地互连(对接)，所述电气连接器组件由链接644表示，在适当的电压和相位(交流或直流)上将电能量646传送到充电电路。连接器链接644还可以通过电路510来发送数据，充电单元640可作为与其他数据处理设备/处理器648互连(通过网络链接647)的有线或无线基站，其他数据处理设备/处理器648如上所述包括服务器/PC机190。

值得注意的是，主框架/主体包括指示器650，所述指示器650可设置在方便且可见的位置上(例如，沿所述模块的顶面)并且由所电路510控制。指示器650可根据所述模块的状态，以不同的颜色或模式闪烁，例如成功的ID读取可以闪烁绿色，而不成功读取可以闪烁红色。其他状态，例如电池电量低，系统故障等其他状态可以通过适当的颜色和闪烁模式(例如快闪烁，慢闪烁，单色等)来表示。而且模块状态可以通过使用适当的接口的命令在设备194上或作为应用程序的主屏幕的一部分来显示和/或访问。虽然未示出，还可以通过扬声器提供可听见的报警(例如嘟嘟声)，所述扬声器也由电路510控制，并且被安装在主体/框架110上。

主体/框架110还为用户提供了可用于控制图像采集和/或扫描功能的触发器按钮660。示例性地，按下按钮660使电路510触发图像采集和在图像模块160内的后续过程(如ID解码)。按钮660可设置在(如图3所示)使得操作方便的位置，同时相对于将被扫描的对象表面，用户抓握和保持所述模块100的位置，例如沿着接近前边缘的所述模块100的一侧，其中用户的拇指或食指能够到它。所述按钮660是密封的，通过密封等本领域常规手段防止水分侵入。

所述按钮也可以用于控制其他功能，例如设备的启动等。实例化在设备130上的模块应用程序612可适用于解释说明来自所述电路的由按钮生成的信号，以执行预定的设备功能。即在启动时，所述初始按钮信号造成所述设备“唤醒”，并且开始运行应用程序612。触摸屏194可被操作为将其他设备的功能直接映射到按钮660，例如所述按钮通过所述设备上的固有成像系统可用来获取图像，或用来放置/挂断蜂窝电话的呼叫。

在操作中，用户激活模块应用程序612，并且等待系统启动。然后，用户(可选地)操作触摸屏来选择所期望的功能，例如扫描ID。然后用户继续将对象表面/成像场景670上的代码作为目标。照明组件680可包括一个或多个帮助用户管理光学器件690和图像传感器692的调准器(例如调准LED)，以便光轴OA与目标代码(或在期望不同类型的视觉运行中，其它感兴趣的特性)对齐。按钮660可为阶梯式，以便部分按压使能调准，全部按压触发全部照明和图像采集。其它技术可以用于调准和图像采集之间切换。一旦获取图像，以上述方式通过所述模块和设备进行处理。关于解码ID(或其它所获取的图像)的信息可以在成功扫描/读取之后在触摸屏194上显示。

需要注意的是副框架120(和/或电路510)可以包括可选的存在于模块和设备130之间的数据链路布置内的验证协处理器694或类似的元件。当其存在于副框架中，设备可被连接至与协处理器694连接一起的基于副框架的连接器，其是副框架电路结构的一部分。然后通过其他可拆卸的连接器和(可选地)电缆布置将副框架电路连接到主体电路510。这种协处理器694可以限定预定的功能，例如由苹果公司指定，以帮助苹果设备和附加外围设备之间的通信。帮助通信的指定功能可以使本领域技术人员公知的，也可以由设备制造商提供。所述副框架还可以包括适当的接口转换电路695，所述接口转换电路695允许电压电平或其他参数的转换，例如从一种类型协议和/或例如USB的连接器转换为其他类型、协议和/或例如RS232的连接器的信号。

II.具有可置换盖的模块

现在参考图7和8，其示出了根据另一个示例性实施例的图像模块组件700，其中所述组件不包含用于保存移动设备710(如上所限定)的副框架。在本实施例中，整体组件700包括底座组件720、顶盖730以及以“翻盖”形式布置夹在其间的所述移动设备710，其中底座组件720包含多种成像，照明，电源和相关电子部件。在本实施例中，翻盖的两个外部构件通过使用四个六角头机用螺钉732(下面进一步描述)固定在一起。可以使用多种可替代的附件结构来将所述翻盖布置固定在一起，包括夹钳、按扣、具有弹簧的闩锁和类似物。

所述顶盖包括从视觉上显露出并且允许对所述设备的触摸屏图形用户界面进行操作的透明中心窗口740。所述窗口740可以由任何可接受的聚合物来构造，所述可接受的聚合物能够将用户的触摸接触(通常为电容，但是可替代为压力)传输到所述当前GUI屏幕。在各种实施例中，窗口740可以由能够传输电容或压力的聚合物来构造，或可以由例如所谓的“Gorilla玻璃”的耐用玻璃来构造。如在图8中所示，以上述的方式，底座组件720包括穿过底侧820具有宽度为WP和长度为LP的改良的矩形形状的端口810，以适应移动设备710的照相机和照明特性830，或者其它各种商售的设备，一般如上所述。端口810的边缘812向外倾斜，来为锥体的照明和和视场照相机提供空隙，并且还减少了反射进入照相机的照明光。值得注意的是，端口810包括直径为ND的半圆形凹槽，以容纳在特定的移动设备的品牌/型号的照相机/照明组件，所述特定的移动设备的品牌/型号的照相机/照明组件为在此位置设置的部件。在一般情况下，标注出所述端口边缘的尺寸，以便为更广泛的移动设备品牌和型号的所述照相机和照明组件提供通用的空隙。端口810可由保护设备免于碎屑和灰尘/水分侵入同时允许光通过的透明窗口850所覆盖(通常在其内侧)，因此所述移动设备的照相机特性对于用户而言是完全可用的。对于工业环境和/或室外使用，这有助于增加模块700的防风雨特性。

底座组件720的底侧820包括可拆卸的舱口盖860，所述可拆卸的舱口盖860露出具有常规或传统的可再充电电池(例如锂聚合物电池)的电池阱(图12中的1210)，所述可再充电电池以如上所述的方式覆盖在所述模块和设备上。舱口盖860通过常规设计的单体式或集成带电弹簧闩锁862，可拆卸地锁定在适当位置。可以提供附加的安全闩锁890以防止舱口盖860的意外打开和电池电量的损耗。安全闩锁890被实现为在锁定和解锁位置(双箭头892)之间移动的一对具有弹簧或摩擦保持的滑块，然后通过偏置所述带电弹簧闩锁862，允许所述舱口盖860的释放。

如在图7中进一步所示，密封的按钮组件750被设置在位于透明中心窗口740下端的顶盖730上。这种密封的按钮组件750包括弹性按钮752，所述弹性按钮752覆盖在苹果设备上正面的“home”按钮(如在图9的home按钮914)上。这个密封的home按钮组件可由整体或单式的弹性体来密封。在一般情况下，所述密封的home按钮组件允许用户容易地操作所述设备的home按钮，而没有碎屑和水分侵入到所述设备的风险。同样，顶盖730的顶端包括适当的标记为762的密封的开/关按钮760。设置所述开/关按钮，以便按压所述开/关按钮时，沿着其顶侧边缘，倚靠所述设备的开/关按钮铰合。正如下面进一步所描述的，所述顶盖的尺寸、几何形状和特性(例如，home按钮组件750)特别适用于设备的品牌和型号以及特定特性，例如可改变窗口布局的尺寸和形状、按钮设置等等以适应特定设备的品牌和型号。某些版本的顶盖包括接合到顶部表面设备按钮的按钮，类似所述home按钮，而其他版本采用与一个或多个侧面按钮直接地或铰链接合的按钮布置。根据本说明书提供的在用于特定设备的顶盖上，如何实现两种类型的按钮，对于本领域技术人员来说是清楚的。因此，这种布置通过采用成本较低的模制顶盖和相关的设备保持垫圈(如以下描述)，允许多种设备的成本较高的底座组件720的大量通用的应用程序。

参照图7和8，模块的前鼻770限定了一对叉子状的叉状物772，所述叉状物772向前延伸并且向下突起。根据本实施例，所述叉状物支持所述转动/旋转的成像器和照明组件(或“成像器舱”)。如图1的实施例，成像器舱780在叉状物772中旋转(双弯曲箭头782)，叉状物772在成像器的光轴大约与模块700的纵轴(图8中LAM)对齐的位置和大约垂直于所述纵轴LAM(即与模块700的延伸方向呈直角)的位置之间。正如将在下面进一步所描述的，通过叉状物772使用与所述旋转弧相一致的旋转的接触环和/或柔性电缆，将图像舱780电连接至底座组件720。成像器舱780包括了限定观察窗口和照明光管870(图8)的组合的前面。这种窗口/光管870显示出包括透镜880(例如M-12透镜)、调准LED 882和照明扩散器结构884d的内部部件。如下所述，所述扩散器是附近的光管结构的一部分，所述附近的光管结构由位于光管870(如下所述)后面的电路板上的(例如)6个高输出LED来照明。

设置在底座组件720和盖730的其他特性分别包括相反的侧面功能按钮790和指示器窗口。这些每个对称地设置在所述单元的前端附近，功能一般如图1中实施例所描述。

现在参考图9的分解图，其整体描述了处于分解状态的整个模块700的可拆卸/可置换的部件。如图所示，模块700容易分解为顶盖730、移动装置710、底座组件720以及保持/密封垫圈910和电缆组件920。4个六角头螺钉732将所述模块固定在一起，其中垫圈910夹在顶盖730和底座组件720之间的密封布置中。螺钉732的轴穿过在具有凹槽的顶盖730中的通孔930，以容纳螺钉头。垫圈910包括通孔932，允许螺钉轴穿过其通过。轴的螺纹端容纳在位于底座组件720中的内螺纹孔934中，底座组件720具有稍微凸起的口缘，以在紧固螺钉732的偏置力下，当垫圈被压缩时，提供与顶盖730的接合的平衡。

垫圈910和电缆是专门针对移动设备的品牌和/或型号而构造的，在本示例中针对苹果iPhone5s。在垫圈910的表面提供标记912，以识别与垫圈910兼容的设备类型。设定垫圈910的尺寸和布置，以符合底座组件720和顶盖730的周界，垫圈910包括帮助将垫圈与底座组件720对准和固定的多种切口、槽和孔；使能到达设备相机和照明器的光通路(图8中830)以及使能从所述设备相机和照明器的光通路；顶盖的照明；以及底座组件电子器件和设备710之间的电缆连接。具体地，垫圈910包括泪滴形状的切口940，以为所述设备照相机和照明器提供光通路。后部矩形切口942为连接电缆组件920的插头端922提供通路，以在所述底座组件的后面与插座944接合。应注意，电缆组件920的相反端924根据标准的连接器/协议进行设置，例如用于互连所描述的苹果设备710的相关插座926的闪电连接器。电缆连接器端部和电缆长度可由其他品牌/型号的设备取代，例如众所周知的微型USB格式，以互连位于相关设备的底部或侧面的端口。所述垫圈还包括与在底座组件720上的凸起脊952对齐的槽950。一对相反的通孔960与光学LED指示灯962对齐，光学LED指示灯962在顶盖730中通过适当的相互连接的光管，为所述两个指示器窗口792提供光。

进一步参考图10，其中顶盖730已经从模块700去除，垫圈910固定所述设备防止其横向移动，并且更一般地通过与设备710的侧边缘972相对应并与其接合的凸起的口缘970，提供了增强的冲击和击打保护。口缘970的高度HL与设备710的厚度TD大约相同。口缘970沿着其内侧面一般是平滑的，以齐平地抵住所述设备。示例性地，口缘974的外侧面包括多个小的，三角形的支撑件974，所述支撑件974加固口缘970并且当其位于模块的适当位置上时，提供与顶盖相反的进一步的横向减震。口缘970包括多种切口980，以容纳功能按钮982并保护(封装)其不被按压。可替代地，用户可以通过切换所述底座组件功能按钮790和/或通过到设备的GUI触摸屏912的输入来访问这些功能。垫圈保持口缘970还包括切口990，以允许铰接开/关按钮沿着其顶侧边缘与所述设备按钮的接合，还包括在连接器924底部的切口，以与设备电源/数据(闪电)插座926接合。在接近连接器切口992提供增强的支撑件994以及其他保护和引导结构996，以在顶盖730被放置到模块700中的位置时，帮助引导电缆920并避免其粘合或扭结。

如图10中所描述的，设备710通过垫圈保持口缘970与连接器组件920牢固地接合，其中连接器组件920接合在模块插座944中。值得注意的是，所述底座组件和相关的端口810的布局和结构允许预先置换所述模制的垫圈、连接器组件以及(在适当时)顶盖，以容纳不同品牌/型号的移动装置，而不需(无需)修改底座组件720或者其功能。每个特定的移动设备基于适当的设备应用程序的实例，适于与模块指示器792和/或功能按钮790进行交互操作。这样的应用程序可以由模块制造商连同适当的垫圈和顶盖一起来提供。单个顶盖设计可以适用于多种品牌/型号或者特定顶盖设计可以为一系列的品牌/型号提供特定的使所述移动设备与所述顶盖相匹配的垫圈(例如使用填充标准的顶盖和所述垫圈之间的间距的特定几何形状的口缘)。可替代地，所述模块制造商为用户提供软件开发工具包(SDK)，使终端用户能够执行其自己的应用程序(例如，ID读取/扫描应用程序)。

图11中示出了示例性顶盖730的内部。所述顶盖通常由聚合物模制而成，例如ABS、丙烯酸脂或聚碳酸酯。可替代地，所述顶盖可由轻金属铸模来构成，例如铝、锌或镁合金。所述示例性模制顶盖包括多个加强肋，如图所示，在移动设备的区域中，多个加强肋跨距在外边缘1110和内边缘1120之间。这些用来减轻构造和避免固体横截面的服务增加了重量和翘曲的可能性。内边缘1120被成形为符合垫圈910的口缘970。内边缘1120包括多个被设置为沿着垫圈口缘970的外表面，捕获对应的三角形支撑件974的向内突出的柱1130。2个较大并且较宽的分隔开的柱1132夹在邻近于设备连接器924(图9和10)的底部支撑件994之间。支撑件和柱互相配合的结构提高了垫圈和顶盖之间的安全性，并增强了它们之间的减震性能。通常由可压缩的聚合物形成的边缘密封1140，设置在透明窗口740的边缘并且与移动设备710的触摸屏912的周界接合。屏幕周界密封1140提供了进一步的保护，防止水分和碎屑渗入，同时也增强了减震性能。示出的开/关按钮组件760包括安装在活动铰链1152上的柱1150。当被按压时，所述铰链允许所述柱朝向设备顶部的电源按钮向内铰链接合。示出的主页按钮750包括凸起的柱1160，当被按压时，凸起的柱1160被设置为偏置所述设备主页按钮。

图12示出了去除了盖板组件(在图9中的996)后的底座组件。盖板组件996通过去除相关的螺钉998，示例性地从底座组件720的下面部分脱离，其中螺钉998螺纹拧入柱1220(图12)中。外露的底座组件内部显示了多个在外壳和内部电池阱1210之间延伸的加强肋1230。如图所示，所述电池阱在顶部闭合，在底部断开(参见图8)。电气接触传递到主模块电路板1240(在模块底座组件720的后部)，主模块电路板1240还携带设备的电缆连接器端口944。此外，一对带状连接器1250和1252穿过多个肋1230，沿着基座组件720的每个相对侧，从电路板延伸。每个带状电缆1250，1252与功能按钮790和在底座组件720的各个侧的用户界面指示器LEDs 962之一互连。另外，独立的柔性带状电缆1254沿着一侧延伸，并且如下面进一步所述，使电路板1240与旋转成像器舱780互连。因此，电缆1254使在舱780、模块按钮/指示器790，962和移动设备710之间的数据和电源功能/接口互连。主电路板1240还包括图示出的感应线圈(I)1260。如上(以及下面进一步)所述，所示线圈可位于板1240的下侧，并允许来自基站的充电能量的感应传送。所述电路板还通过电缆1270与电子振动元件互连，当发生某些操作动作(例如，成功/不成功的ID读取，供电，断电等)时，所述电子振动元件通过所述模块将触觉振动发送到用户。电路板1240还可以包括按照常规设计的集成在板上的蜂鸣器(未示出)，以为各种事件提供可听见的反馈，例如成功或不成功的ID读取。

现在参考图13-15，其以多种视图和方位详细描述了成像器舱780。在图13中，舱780以剖面示出，其中模块翻转以使顶盖组件730面向下方。舱780包括可以由例如铝合金的多种材料构成的半圆柱状的圆筒1310，还包括与成像器舱电路1314的底侧接合的内部散热肋1312。所述电路通过叉状物组件1410保持在合适的位置。电路1314包括处理器1420和数据存储器(RAM)1422，如图所示。所述电路包括与透镜组件880进行光通信的图像传感器1320。所述透镜组件包括与底座1330接合的螺纹体1330。示例性地，所述底座可以是固定的，或者可以由适当的电机来驱动，所述电机沿着光轴OA1移动所述透镜，以允许机械致动的自动聚焦功能。可替代地，在所述透镜布置中，可以使用基于液体透镜技术的可变聚焦系统。例如，使用2种等密度流体的液体透镜是购自法国的Varioptic SA公司。基于移动薄膜的液体透镜是购自瑞士的Optotune。

电路1314通过周界照明器电路板1350的柔性延伸部分1340相连接。所述照明器电路板环绕图像传感器1320、RAM 1422和处理器1420。照明器电路板1350包括(例如)围绕所述舱四边的3条边，成对布置的6个高输出的LED 1430。所述LED将预定的范围波长(或波长范围的组合)的光投射到模制的半透明光管结构1360中。

进一步参考图16和17，将更详细地示出光管结构1360。所述光管结构1360可由任何可接受的透明或半透明的聚合物构成(例如模制的)，例如聚碳酸酯或丙烯酸。面向LED的边沿着一条长边1530和两条相对的短边1540，分别包括球形(半球形)透镜1510和1520。光穿过光管向内发送，以沿着周界从前表面1550上射出，其由2个雉堞状的扩散器(在每一边1540)组成(示例性地)，如图所示，每个扩散器限定了横跨其宽度WD的凸/中凹的形状并且凹形状沿着其长度LD。这种几何形状围绕所述成像场景，有效地传播光。附加光从管1360的长边1530上的前表面由一对中凹的凸透镜1710发送。显示的透镜模型为各种各样的可能布置。还可以在所述光管的一部分上，可采用各种各样的表面光洁处理(例如平滑，磨砂等)，以调节已发送的照明光。所述光管的中心区域限定了透明的观察窗口1370，通过此透明的观察窗口1370，所述图像观察所述场景和调准LED 882在目标上投射校准聚光。视情况而定，观察窗口1370可包括透镜结构，以在光学上增强调准LED光，增加进入透镜的接收到的光，或两者兼有。光管1360包括螺钉孔1650(图16)，所述螺钉孔1650通过使用螺钉1550(图15)，将电路1314和照明电路板1350固定到光管。具体地，这些螺钉穿过在照明板1350中的通孔1450(图14)。照明板1350还支持操作地连接到电路1314的外多针连接器1460。所述连接器与安装在柔性带状电缆1254(图12)端部上的对应的内连接器(未示出)互连，并允许舱780旋转，同时柔性弯曲电缆以适应旋转转动的范围(例如约90度)。在舱780的相反端上的圆柱形安装环1270(图12)与在底座组件720的叉状物772上形成的承载结构相接合。如图13中所示，圆筒1310可包括至少一个止动脊1380，当光轴OA1直接与纵轴LAM(即从所述模块体直接转发所述舱成像)相一致时，止动脊1380与顶盖730的前边缘1382相接合。当舱780的光轴OA1转动180度完全进入模块(即面向内部)时，所述脊可位于底座组件720的相对前边缘1384，当不使用时，用于包含光管1360和相关的窗口1370。在一般情况下，在使用期间，舱的光轴OA1相对于模块的纵轴LAM的位置位于0至90度(向下)之间。实际上，在使用期间，旋转转动的范围可以在约0至70度之间。

应该清楚的是，在成像器舱780内的电路部件和相关光学器件，照明和机制的布置可以本领域技术人员清楚的方式，如图13-16所示的布置而改变。

现在参考图18-19，其示出了以上描述的与模块700相结合的可选的握持手柄组件1810的使用。这种布置1800允许将模块应用在不同的在特定应用程序中是用户所期望的人体工程学结构中。握持手柄组件1810包括附件底座1820、触发器开关1830、延伸的握持构件1840和底部1850。握持操作的主体1810可由聚合物或金属模制或铸造。握持手柄附件底座1820可以通过从电池阱去除舱口盖860(图8)并且将所述手柄插入所述阱中，可拆卸地固定到模块700的底部。它是通过螺钉或其它紧固件(例如按扣，闩锁等)固定到所述阱。所述握持手柄(在其附件底座内)可包括电路板1910(图19)，电路板1910可以通过在所述电池阱中的互连，将触发器开关1830与模块连接。在一个实施例中，适当的内部电缆或加载弹簧的接触(未示出)布置可用于可拆卸地将手柄电路板1910与相关联的电池供电模块700相互连接。可选地，所述握持手柄还容纳了由电路板1910产生的信号来操作的蜂鸣器和/或振动器1920。这个蜂鸣器/振动器由触发器开关1830或者由源自模块700内的其他信号激活。蜂鸣器1920上的接触1922和1924通过电缆1930与电路板1910连接。底部1850可包括允许连接到充电器和/或数据接口的插头组件1860，因此数据可以在远程处理单元和模块/移动设备之间传送(例如，联网的PC或服务器)。插头组件1860可以互连到可拆卸的电池B(以虚线示出)，所述电池B为供长期使用的整个布置1800提供了进一步的电功率。在一个实施例中，旋转插头组件1860，以将其从握持手柄1810的底部1850中移除。

握持手柄组件1810的触发器开关1830可以被构造为按压时激活一项功能(例如，ID读功能)的单级单元，或为多级触发器，其中部分按压使系统照亮调准器LED和/或照明组件和聚焦所述透镜；完全按压使得发生ID读取任务。

需要注意的是整个模块和握持手柄组件的尺寸是高度可变的。在一个实施例中，如一般所描述的，尺寸可以按比例变化以容纳示例性的移动设备。所述握持手柄可以以常规手持ID读取器的方式均衡，以容纳成年人的平均的手和手指。更一般地，设定所述模块的尺寸，以装入预计将被使用的最大的移动设备。在一个实施例中，这可以包括例如苹果iPhone 6或三星Galaxy 5S智能手机。更大或更小形状规格的移动设备可被包含在替代的实施例中。

现在参考图20和21，其显示了安装在模块700的后端内的充电基座单元2010。其示出了具有附加的握持手柄1810的布置1800，充电基座单元2010将接收模块并为所述模块充电，所述模块具有或不具有附加的握持手柄1810。所述模块被支持在包括阱形状以与所述模块的后部符合的直立阱部分2020中。充电基座单元2010的前部区域2030为整个单元提供稳定性，并且还提供从模块700中移除时，用于模块电池2050的充电阱2040。如图21所示，电路板2120(图21)为电池2050和模块700两者控制从(例如)AC墙壁电流到AC或DC充电电流的功率转换。为了对所述模块进行充电，所述电路板提供为感应线圈IC提供能量，所述感应线圈IC定向成面对所述模块的后底部，从而将感应能量发送到模块线圈1260(在图12中为Ⅰ)。电路板2120驱动在直立阱部分2020的相对侧的一对照明器(如光管)2130和2132。这些照明器指示当所述单元通过例如，显示闪烁的或者原色光和/或不同颜色的光(例如红色/绿色/黄色/蓝色)进行充电和/或放电。其他状态信息也可以由照明器2130和2132显示，例如显示模块700和/或电池2050是否被附加到充电单元2010。

在具有所描述的模块700的多种硬件和电子部件、相关的握持手柄1810和充电单元2010的示例性实施例中，图22示出了整个模块700、握持手柄组件1810和充电单元2010的一般化电路图。这种布置类似于以上图6中所描述的结构。一般地，将图像模块700划分为顶盖730和垫圈，其包围移动设备710。所述移动设备包括操作系统2210和与连接器组件920互连的接口2212。为所述设备和模块定制的移动应用程序2214也被安装并与操作系统2210交互操作。所述设备、电缆组件和/或模块可以包括适当的验证协处理器和/或转换电路，如上所述。电缆组件920为底座组件电路1240(在底座组件720的主体内)传送能量2240和数据2242。底座组件电路1240包括具有感应线圈I的充电电路2250。所述电路进行无线通信，以在超过短划线2254所限定的间距后，从充电单元2010和相关的线圈IC中供给电磁能量EM2252。充电单元2010还为所述可拆卸的模块电池2050传送电能，通常通过到电池的接触点的直接电接触。模块充电电路2250还为板上可充电电池2260充电或从板上可充电电池2260中获取能量，模块充电电路2250位于底座组件720的底部中的电池阱中。功能开关790和光指示器(或照明器或LED)962与底座组件电路1240互连并如上所述进行操作。另外，如上所述，蜂鸣器2268与电路板1240连接。

图22中，成像器舱780与底座组件电路1240互连，并为移动设备710传送数据和从移动装置710接收数据，如图所示。通过使用处理器(CPU)1420和相关的存储器(RAM)1422，成像器舱780处理来自传感器1320的图像数据。基于如上所述的连接，这种已处理(和/或预处理)的图像数据被传送到用于进一步处理和操作的移动装置中。图像数据是由传感器1320从沿着光轴OA1通过光学器件(即透镜880)从成像场景2280返回的光生成的。场景2280是穿过光管由照明板1350来照亮。与其他使用所述数据(如物流系统或库存跟踪系统)的设备和过程2270的通信通过包括由移动设备710和/或底座组件电路1240提供的有线和无线连接(如无线网络，短信，CDMA等)的多种方式来实现。

可选地，底座组件电路1240可操作地连接到握持手柄电路1910和处理电池BH。触发器开关1830与手柄电路1830连接。由触发器信号2290生成的数据作为适用发送到用于通过舱处理器1420和移动设备710进行处理的所述底座组件电路中。手柄电路1910还可选地为由所述模块和移动设备所使用的底座组件电路1240传送能量2292。还示出了在手柄1810中的蜂鸣器(和/或振动器)1920。

值得注意的是，所述底座组件电路和充电电路适于既为移动设备发送能量又从所述移动设备中接收能量(例如，当板上电池电量为低时)，以维持整个模块的运行，或至少允许所述模块的自动正常关机和保存已存储/获取的数据。执行双向功率传送的能力是各种移动设备的特性。

图23示出了多种附件中的一个附件的示意图，除了上面所描述的握持手柄1810之外，其可以通过使用专门的电池舱口盖2310附加到模块700上。它的盖包括上述单式带电弹簧闩锁2330和滑动安全闩锁2332(具有相关的袋2334，通过所述袋2234，所述安全闩锁的端部伸入底座组件720中)。舱口2310包括一对固定可调手带2320的底座环2322和2324。带2320可通过使用调节带扣布置2326或其他可接受的机制来调节。这种带布置说明了各种各样的可能布置，并适用于当无需使用握持手柄1810时，将所述用户的手指固定到模块的底部。在替代实施例中，所述带可以由单个底座环定位，以腕带的方式产生作用。可替代地，所述舱口盖可以包括具有皮带夹或挂绳或附加设备的组合的底座。注意，在各种实施例中，通用安装(即轨道，插座等)可被提供给所述舱口盖，以便带、安装和/或其它附件如所期望地可轻易地夹持/固定到所述盖。一般地，这种附件可用于将所述视情况而定的模块保持或安装到所述扫描/读取应用程序。

应该清楚的是，本文所描述的手持视觉系统模块为用户提供通用性，耐用和稳健的工具，所述工具用于适用于手持设备的ID解码和其他视觉系统处理。它允许固有的设备功能，例如被使用的成像和通信功能，而所述设备被安装在模块中，并且这种固有功能可有利地至少部分地由在所述模块主体本身上的一个或多个按钮来触发和控制。它还允许所述模块通过交换副框架或顶盖和垫圈(这里术语统称为“保持部件”)，与多种形状规格的设备一起使用，并且随着其形状规格变化(即新型号的发布)，使其能够升级到相同设备的更新版本。多种实施例还允许包括那些采用握持和触发布置的通用形状规格。

前面已对本发明的示例性实施例进行了详细描述。可以对其进行各种修改和增加，而不脱离本发明的精神和范围。视情况而定，每个上述的各种实施例的特性可以与其他实施例的特征相结合，以便在相关的新的实施例中，提供多个特征的组合。此外，虽然前面描述了许多本发明所述装置和方法的独立实施例，在此已经描述的仅仅是说明本发明的原理的应用程序。例如，如本文所使用的术语“过程”和/或“处理器”应采取广义地包括多种电子硬件和/或基于软件的功能和部件。此外，如在此使用的各种定向和方向的术语(及其语法变体)，如“垂直”，“水平”，“上”，“下”，“底”，“顶”，“面”，“前”，“后”，“左”，“右”，“向前”，“向后”等，相对于固定的坐标系，仅用作相对常规和不绝对的方向，例如重力的作用方向。此外，所描述的过程或处理器可与其他过程和/或处理器结合或划分为多种子过程或处理器。这种子过程和/或子处理器可以根据此处的实施例进行各种组合。同样地，明确预期的是，本文的任何功能、过程和/或处理器可使用电子硬件、由程序指令的非暂时性计算机可读介质组成的软件，或硬件和软件的组合来实现。另外，明确预期的是，所述模块的形状规格可不同于示例性实施例中的某些矩形框形状，以及可包括多种曲线形状、凸起和/或突起。所述模块还可以包括附加的接口设备，例如LCD显示器屏幕和/或读取等等。此外，虽然示例性主体/框架可适于接收多个不同的品牌、型号和形状规格的移动设备，可预期的是可提供不同的主体/框架和相关的副框架来容纳不同尺寸和形状的移动设备，例如可为流行的三星Galaxy系列智能手机提供具有较大凹部的主体和相关的副框架。此外，虽然在此描述的示例性应用程序是指ID读取/解码，其他成像和视觉系统功能可以通过进一步实施例中的所述系统来实现，例如在他们的分类和/或认证中使用的全部图像包(在其上标签)的OCR处理，调整包的大小和采集。因此，本说明书是仅通过举例的方式，而不是要以其他方式限制本发明的范围。

Claims (27)

1.一种手持视觉系统模块，包括：

基部；

保持部件，包括从保持部件的表面延伸的口缘，限定口缘外侧面和限定口缘内侧面的口缘适应于接收和保持具有第一设备形状规格的手持移动设备，保持部件的表面限定与所述口缘外侧面相邻的第一表面部分和与口缘内侧面相邻的第二表面部分，所述第二表面部分进一步限定至少一个通孔，允许固定元件穿过其通过，使得固定元件与基部和顶部接合；

与基部接合的顶部，所述顶部具有与口缘外侧面接合的内表面以在基部和保持部件之间固定手持移动设备；

位于所述基部内的处理器电路，其处理器被设置为生成已处理的图像数据；

电池，可操作地与所述处理器电路连接，并位于所述基部内；

相对于所述基部定位的成像器，可操作地与所述处理器电路连接，并被设置为获取场景图像并将图像数据发送到所述处理器电路。

2.根据权利要求1所述的手持视觉系统模块，其中所述电池是可再充电的并还包括利用外部电源为所述电池再充电的充电电路，并且其中所述充电电路可操作地连接到至少以下各项之一：(a)安装在所述基部上的感应线圈，其中外部充电器具有选择性地为安装在主体上的感应线圈传送能量的感应线圈，和(b)安装在所述基部上的连接器，其中外部充电器具有可拆卸地与基部的连接器对接的连接器，以在其间传送能量。

3.根据权利要求1所述的手持视觉系统模块，其中所述处理器电路具有包含ID解码处理的成像器处理器，所述成像器处理器连同图像传感器和光学器件一起位于所述基部的舱内。

4.根据权利要求1所述的手持视觉系统模块，进一步包括连接器，所述连接器可操作地与所述处理器电路连接，并附加至移动设备的连接点上用于接收能量和数据。

5.根据权利要求4所述的手持视觉系统模块，其中所述连接器定义为USB的形状规格。

6.根据权利要求5所述的手持视觉系统模块，其中所述连接器附加至电缆上，所述电缆与所述基部的接收表面上的端口互连。

7.根据权利要求6所述的手持视觉系统模块，其中所述接收表面限定了具有内周界的凹槽或者由至少环绕设备一部分的口缘成形的垫圈。

8.根据权利要求7所述的手持视觉系统模块，其中所述保持部件包括：(a)顶盖，覆盖在所述垫圈上并压缩所述垫圈进行密封，并具有露出设备触摸屏的窗口，或(b)副框架，环绕设备布置并位于所述基部中的凹槽内。

9.根据权利要求8所述的手持视觉系统模块，其中顶部至少具有开关按钮和叠加的主页按钮之一，所述开关按钮通过铰接动作与设备上的开关按钮接合，所述主页按钮与设备上的主页按钮接合，所述开关按钮和叠加的主页按钮中的每一个均被密封以防止水分进入设备。

10.根据权利要求1所述的手持视觉系统模块，其中所述保持部件包括具有密封和吸震特性的软质聚合物元件。

11.根据权利要求1所述的手持视觉系统模块，还包括至少一个功能按钮，所述功能按钮位于所述基部上并且可操作地连接至所述处理器电路，并被构造和设置为对所述成像器和移动设备中的至少一个进行操作。

12.根据权利要求11所述的手持视觉系统模块，其中所述功能按钮被设置为通过成像器触发场景图像的采集。

13.根据权利要求1所述的手持视觉系统模块，还包括指示器，所述指示器安装在所述基部上并且可操作地连接至所述处理器电路，且被构造和设置为报告所述成像器和移动设备中的至少一个的状态。

14.根据权利要求13所述的手持视觉系统模块，其中所述状态包括在成像场景中ID的成功解码和在成像场景中ID的失败解码中的至少一项。

15.根据权利要求1所述的手持视觉系统模块，其中成像场景具有至少一个ID，以及所述处理器电路和移动设备的模块应用程序中的至少一个被构造和设置为对所述ID进行解码并生成与其相关的信息。

16.根据权利要求1所述的手持视觉系统模块，还包括其他保持部件和其他模块应用程序，所述其他保持部件适应于接收和保持具有第二设备形状规格的手持移动设备，所述其他模块应用程序在具有所述第二设备形状规格的移动设备上运行，允许由所述电路提供的对从成像器获取的图像数据的接收和操作。

17.根据权利要求16所述的手持视觉系统模块，其中所述其他保持部件包括(a)另一顶盖和垫圈或(b)另一副框架。

18.根据权利要求15所述的手持视觉系统模块，其中所述模块应用程序被设置为通过无线链接使用位于移动设备中的收发器发送与图像数据相关的信息。

19.根据权利要求1所述的手持视觉系统模块，其中所述成像器安装在成像器舱中，所述成像器舱至少具有集成的光学器件和照明组件，所述照明组件包括场景照明器和调准器组件中的至少一个。

20.根据权利要求19所述的手持视觉系统模块，其中所述成像器舱进一步包括由与照明板进行光通信的光管所环绕的传感器。

21.根据权利要求19所述的手持视觉系统模块，其中将所述成像器舱被构造和设置为围绕着至少一个轴相对于所述手持视觉系统模块的主体旋转，所述主体构造和布置为由用户用手握持。

22.根据权利要求20所述的手持视觉系统模块，其中光管具有位于其上的光调节表面和针对透镜光学器件和调准器的中心观察窗口。

23.根据权利要求1所述的手持视觉系统模块，其中移动设备在其与面向用户的一侧相反的一侧上具有固有的照相机组件，并且其中所述基部具有被构造和设置来为所述固有的照相机组件提供光路的槽。

24.根据权利要求1所述的手持视觉系统模块，还包括验证电路和使所述移动设备和处理器电路互连的接口转换电路中的至少一个，其位于以下至少之一中：(a)所述基部，(b)所述保持部件和(c)移动设备和基部之间的连接器。

25.根据权利要求1所述的手持视觉系统模块，还包括具有触发器开关的握持手柄组件，所述触发器开关可拆卸地附加至并可操作地连接到所述基部上。

26.根据权利要求25所述的手持视觉系统模块，其中握持部分进一步包括在其中可操作地与所述基部和移动设备中至少一个相连接的电池。

27.根据权利要求1所述的手持视觉系统模块，其中所述基部具有电池舱口盖，所述电池舱口盖被构造和设置为与附件电池舱口盖交换来固定或安装设备。

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