CN105303144B - 具有全局电子快门控制的条形码摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于从条形码符号采集图像数据的条形码摄像装置，条形码摄像装置包括一集成电路，并且包括至少一个二维图像传感器阵列，二维图像传感器阵列包括多个有源像素，每个有源像素包括至少一屏蔽数据存储区，一曝光定时控制电路，曝光定时控制电路用于生成曝光控制定时脉冲，以及一镜头组，包括镜头主体及至少两片镜片，用于将由一目标反射的光引导到图像传感器阵列上；一基座，用于安装镜头组，起支撑、固定和保护作用；一载板，用于搭载集成电路并与集成电路电连接；一板对板连接器，固定在载板的下方，用于与外部通信。本发明能在大大减小条码摄像装置体积的基础上，提高条码的成像质量和成像精度。

Description

具有全局电子快门控制的条形码摄像装置

技术领域

本发明涉及一种条形码摄像装置，特别是涉及一种具有全局电子快门控制的条形码摄像装置。

背景技术

许多传统条形码摄像装置(例如手持和嵌入安装的条形码和机器码摄像装置)使用基于电荷耦合器件(CCD)的图像传感器。基于CCD的图像传感器包括电耦合的光敏性的光电二极管阵列，光敏二极管将入射光能转换为电荷包。在操作中，电荷包被转移出CCD图像传感器以用于下一步处理。

一些条形码摄像装置使用基于具有全局电子快门控制的互补金属氧化物半导体(CMOS)的图像传感器作为可选的成像技术。与CCD一样，基于具有全局电子快门控制的CMOS的图像传感器包括光敏性的光电二极管阵列，光敏二极管将入射光能转换为电荷。然而，与CCD不同的是，基于具有全局电子快门控制的CMOS的图像传感器允许二维阵列中的每个像素被直接寻址。这样的好处之一为，整帧图像数据的子区域能够被单独访问。基于具有全局电子快门控制的CMOS的图像传感器的另一个好处为通常来讲他们的每个像素的成本更低。这主要是由于CMOS图像传感器由生产例如微处理器等的普通集成电路的大量晶圆生产设备的标准CMOS工艺制造。除了降低成本外，普通制造工艺意味着能够将CMOS像素阵列与诸如时钟驱动器、数字逻辑电路、模/数转换器等其它标准电子装置集成在一个单芯片上。而这样的进一步好处是，减小了空间需求，并且降低了功率消耗。

另外，传统的条形码摄像装置一般由包括镜头、镜座及图像传感器等部件组成。目前现有的条码摄像装置中镜头、镜座及图形读取器等部件均为独立部件，镜头固定于镜座上，金属材料的镜头和镜座在生产加工螺纹时误差大，安装时容易使得镜头的光轴偏离镜座的主轴，严重影响成像质量，图像传感器通过焊接等方式固定于载板上，载板经过切割、组装后，插入镜座上预留的槽进行固定，载板尺寸的裁剪精度以及镜座上的槽的尺寸在精度上都不高，二者配合容易松动、偏离，引入的误差大，容易使得图像传感器的中心偏离镜头的光轴，影响成像质量，镜头与图像传感器的间距需要通过镜头上的螺纹的调焦固定，另外这种独立的部件方式，镜头中的镜片的加工、组装调试均由人工完成，生产方式和加工精度受限，为了适应生产要求，很难减小体积，造成条码摄像装置体积较大，一般体积为28*18*12MM³，造成维护成本及难度的增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有全局电子快门控制的条形码摄像装置，能在大大减小条码摄像装置体积的基础上，提高条码的成像质量和成像精度。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种用于从条形码符号采集图像数据的条形码摄像装置，所述条形码摄像装置包括：

一集成电路，并且包括至少一个二维图像传感器阵列，所述二维图像传感器阵列包括多个有源像素，每个有源像素包括至少一屏蔽数据存储区，所述二维图像传感器阵列用于应用传递函数而将入射光强度转化为输出电压，所述传递函数包括具有第一斜率的第一区域和具有第二斜率的第二区域，当所述入射光强度高于指定水平时，所述二维图像传感器阵列应用传递函数的第二区域，并且当所述入射光强度低于指定水平时，所述二维图像传感器阵列应用传递函数的第一区域；

一曝光定时控制电路，所述曝光定时控制电路用于生成曝光控制定时脉冲，所述曝光控制定时脉冲同时曝光图像传感器阵列中的多个像素，以将一入射光的强度转换为一输出电压；以及

一镜头组，包括镜头主体及至少两片镜片，用于将由一目标反射的光引导到所述图像传感器阵列上；

一基座，用于安装所述镜头组，起支撑、固定和保护作用；

一载板，用于搭载所述集成电路并与所述集成电路电连接；

一板对板连接器，固定在所述载板的下方，用于与外部通信。

优选的，所述曝光控制定时脉冲的持续时间小于3.7毫秒。

优选的，所述镜头组的视场角为35-65°。

优选的，所述二维图像阵列传感器的动态区域为65-120分贝。

优选的，所述镜片的表面附有镀膜，所述镀膜为增透膜或带通膜。

优选的，所述至少2片镜片的组合方式为正透镜+负透镜、双胶合镜、正透镜+双胶合透镜、双胶合镜+正透镜、正透镜+正透镜+负透镜、正透镜+负透镜+正透镜或双胶合镜+双胶合镜。

优选的，所述镜头组的光栏位置放置于第一片透镜前、第一片透镜与第二片透镜之间或第二片透镜与第三片透镜之间。

优选的，所述基座的设置有防呆特征结构。

优选的，所述基座的平面尺寸为3*3mm²-9*9mm²。

优选的，所述镜片为光学塑料或光学玻璃。

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有全局电子快门控制的条形码摄像装置，能在大大减小条码摄像装置体积的基础上，提高条码的成像质量和成像精度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明具有全局电子快门控制的条形码摄像装置结构示意图；

图2是本发明具有全局电子快门控制的条形码摄像装置结构分解图；

图3是本发明具有全局电子快门控制的条形码摄像装置主视图；

图4是本发明具有全局电子快门控制的条形码摄像装置A-A剖面图；

图5是本发明具有全局电子快门控制的条形码摄像装置图像传感器一个具体实施例相应的电路框图；

图6A是本发明具有全局电子快门控制的条形码摄像装置中图像传感器内部图像传感器阵列一个实施例的部分示意图；

图6B-6C是本发明具有全局电子快门控制的条形码摄像装置中图像传感器像素结构细节的剖视图；

图7是现有技术全局式快门结构的时序图；

图8是根据本发明的原理构造的图像传感器的一个实施例的框图；

图9是本发明图像传感器像素阵列示意图；

图10是根据本发明原理用于采集图像数据的过程的一个实施例的流程图；

图11A、11B是图10所示过程的各种实施例的时序图；

图12是根据本发明原理构造的条形码摄像装置一个实施例的原理性框图。

具体实施方式

为对本发明的目的、特征及功效更进一步的说明，以下配合附图详述如后。

如图1-2所示，本发明集成式条码摄像装置，包括镜头组1、基座2、载板3及图像传感器4，所述镜头组1通过螺纹安装在所述基座2上方，所述图像传感器4胶合在所述载板3的表面中部，所述基座2胶合在所述载板3的上方。

如图1-4所示，所述镜头组1选用的光圈F#为2-6，对角视场范围为35-65度；物距设定为6-15cm，其中选择光圈F#数值小可以提高光通量，减少对背景光或者辅助照明的要求，即可以降低辅助照明的功耗，更节能、环保。

所述镜头组1包括镜头主体11及至少两片镜片12，所述镜片12胶合固定在所述镜头主体11内。

所述镜头主体11下方带有螺纹13，用于进行光学调焦并通过螺纹安装在所述基座2上；经过光学调焦之后，使用点胶方式将所述镜头主体11固定于基座2上，提高镜头的机械性能；所述镜头主体11顶板设置有通光孔14，所述通光孔14处在所述图像传感器4感光区域的正上方。

所述镜片12为球面或非球面镜片，所述镜片12的材质为光学塑料或光学玻璃，所述镜片12的表面附有镀膜，所述镀膜为增透膜或带通膜，以提高光的透过率，减少杂散光，提高成像质量。

所述镜片12的组合方式可以包括是正透镜+负透镜、双胶合镜、正透镜+双胶合透镜、双胶合镜+正透镜、正透镜+正透镜+负透镜、正透镜+负透镜+正透镜、双胶合镜+双胶合镜或者其他。

所述镜头组1的光栏位置可以放置于第一片透镜前、第一片透镜与第二片透镜之间、第二片透镜与第三片透镜之间或其他。

所述基座2起支撑、固定和保护作用。所述基座2的形状为矩形或者其他形状，所述基座2带有螺纹，与镜头主体11配合，经过调焦之后使用点胶的方式固定镜头组，并起到保护整个模组的作用。所述基座2的设置有防呆特征结构21，便于正确安装使用，提高组装效率。所述基座2的表面设置有多个指示标记22，用于指示安装方位。所述基座2的平面尺寸为3*3mm²-9*9mm²。

所述图像传感器4为包括至少一个图像传感器阵列的集成电路，用于光学成像以及信息传输。所述图像传感器4胶合在所述载板3表面中部并通过金线键合的方式与载板3上的电路进行数据传导。所述图像传感器4为全局电子快门图像传感器，所述全局电子快门图像传感器为单色图像传感器。

参考图5，描述图像传感器4的一个具体实施例。在图5的实施例中，具有二维像素阵列250的图像传感器阵列182、182a结合到CMOS集成电路(IC)芯片1082、1082a上。如下文中参考图6A所述，图像传感器阵列182a是适合在全局快门操作模式下操作的CMOS图像传感器阵列。CMOS图像传感器阵列182a的每个像素250具有片上像素放大器254(如图6A所示)和片上光屏蔽存储区286(如图6B、6C所示)。如图6A所示，图像传感器阵列182a还可以具有二维电连接栅格262，电互连栅格262与像素250电连接。图像传感器阵列182a还可以具有芯片上的行电路296和列电路270。行电路296和列电路270可以使能一个或者多个各种处理和操作任务(例如，寻址像素、解码信号、信号的放大、模-数信号转换、施加定时、读取和复位信号等)。参考CMOS图像传感器IC芯片182a的另一方面，在与像素250相同的芯片上，CMOS图形传感器IC芯片182a包括：行电路296、列电路270、包括像素放大器255的处理和控制电路254、光屏蔽存储区258、互线262、增益电路1084、模-数转换电路1086、以及线驱动电路1090，CMOS图形传感器IC芯片182a生成指示阵列的每个像素250上的入射光的多位(例如8位、10位)信号，输出出现在芯片1082a的一组输出管脚上。参考图像传感器IC芯片1082a的另外的片上元件，CMOS图像传感器IC芯片1082a包括定时/控制电路1092，定时/控制电路1092可以包括此类部件作为偏压电路、时钟/定时生成电路、以及振荡器等。

参考图5的图像传感器4的另一方面，图像传感器4包括主处理器IC芯片548、照明模块104、以及激动模块124。主处理器IC芯片548可以是具有集成帧接收器549、中央处理单元(CPU)552和存储模块116的多功能IC芯片。具有集成帧接收器的处理器IC芯片548可以是例如具有“快速捕捉相机接口”的XSCALE PXA27X(INTEL供应)处理器IC芯片。图像传感器4进一步包括激活模块124，激活模块124产生用于使条形码解码处理开始的触发信号。激活模块124可以包括手动激活触发器216。图像传感器4进一步包括成像透镜212和存储模块116，存储模块116包括诸如RAM、EPROM、闪存等存储设备。处理器IC芯片548可以被编程或者设置为，以执行参考图8描述的模块104、108、112、120、124、128、134、152、168需要的不同功能。在图5的实施例中，自动识别模块152的功能由处理器IC芯片548执行，处理器IC芯片548根据存储模块116中的特定软件进行操作。

参照图8，示出了根据本发明构造的普通图像传感器4的框图。普通图像读取器包括下列模块中的一个或者多个：照明模块104、图像采集模块108、控制模块112、存储模块116、输入/输出模块120、用户反馈模块128、用户接口模块134、自动识别模块152、和/或一个或者多个电源模块168。在不同实施例中，这些模块中的每一个可以与一个或者多个其它模块相结合。在一个实施例中，图像传感器4包括具有基于整帧电子全局快门的图像传感器的条形码图像读取器，图像传感器能够同时曝光图像传感器中大致上所有的像素。在一个这样的实施例中，图像传感器是基于CMOS的图像传感器。在另一个这样的实施例中，图像传感器是基于CCD的图像传感器。

如下文中参考图6A所述，图像传感器阵列182a是适合在全局快门操作模式下操作的CMOS图像传感器阵列。CMOS图像传感器阵列182a的每个像素250具有片上像素放大器254(如图6A所示)和片上光屏蔽存储区286(如图6B、6C所示)。如图6A所示，图像传感器阵列182a还可以具有二维电连接栅格262，电互连栅格262与像素250电连接。图像传感器阵列182a还可以具有芯片上的行电路296和列电路270。行电路296和列电路270可以使能一个或者多个各种处理和操作任务(例如，寻址像素、解码信号、信号的放大、模-数信号转换、施加定时、读取和复位信号等)。参考CMOS图像传感器IC芯片182a的另一方面，在与像素250相同的芯片上，CMOS图形传感器IC芯片182a包括：行电路296、列电路270、包括像素放大器255的处理和控制电路254、光屏蔽存储区258、互线262、增益电路1084、模-数转换电路1086、以及线驱动电路1090，CMOS图形传感器IC芯片182a生成指示阵列的每个像素250上的入射光的多位(例如8位、10位)信号，输出出现在芯片1082a的一组输出管脚上。参考图像传感器IC芯片1082a的另外的片上元件，CMOS图像传感器IC芯片1082a包括定时/控制电路1092，定时/控制电路1092可以包括此类部件作为偏压电路、时钟/定时生成电路、以及振荡器等。

参考图6A，更详细地示出了基于CMOS的图像传感器阵列182a的局部图。图像传感器阵列182a包括像素250的二维阵列。每个像素包括光敏区252和处理和控制电路254，处理和控制电路254包括放大器255以及屏蔽存储区258(为了描述清楚，只提供了与单像素有关的标号252、254、255、258)。放大器255的存在意味着CMOS图像阵列182a被视为有源像素阵列，即，CMOS图像阵列182a的每个像素能够放大入射光能经过光转换而生成的信号。电荷-电压的转换电路使CMOS图像阵列182a将聚集的电荷转换为输出信号。屏蔽存储区258存储采集的像素值，直到读出像素值，使得在定义的曝光期，碰撞在CMOS图像阵列182a上的另外的入射辐射不破坏读取的值。除了像素放大器255之外，每个像素250的处理和控制模块254可以包括其它元件中的复位和选择晶体管。

在一个实施例中，通过在处理和控制电路254中提供另外的消息而扩展基于CMOS的图像传感器阵列182a的动态范围。特别地，扩张处理电路以具有动态改变入射辐射输入强度与输出电压之间的转换因数的性能。即，处理电路应用具有多斜率的传递曲线。具有多斜率的传递曲线的具体形式能够采取各种形式，包括一系列在拐点连接的线性关系，与高强度的对数传递曲线连接的低强度的线性部分，或者在低强度处具有陡峭斜率和在更高强度处具有更高斜率的任意形状的完全连续曲线。

在多斜率的实施例中，由于每个单独像素能够根据其上的入射辐射的强度独立采用传递曲线的不同部分，基于CMOS的图像传感器182a的动态范围明显扩大。在操作中，接收较少入射辐射的基于CMOS的图像传感器182a的区域相应于较高的灵敏度而采用陡峭转换斜率，并且，接收较多的区域相应于较低的灵敏度而采用平缓转换斜率。使用多斜率传递函数，基于CMOS的图像传感器182a能实现65至120dB的动态范围。

图6A中覆盖像素250的是电互连262的二维栅格，电互连262与像素250、行电路296(也在图5中)、以及列电路270电连接。行电路296和列电路270使能一个或者多个处理和操作任务，例如寻址像素、解码信号、信号放大、模-数信号转换、施加定时、读出和复位信号等。使用芯片上的行电路296和列电路270，可以对基于CMOS的图像传感器阵列182a进行操作，以在X-Y坐标系中选择性地寻址，并且从单独像素中读出数据。也可以以图像传感器4的适当编程方式对基于CMOS的图像传感器阵列182a进行操作，以选择性地对整帧像素的部分寻址和读出。例如，在这些实施例中，读出的像素部分能够将期望像素区外的非期望像素排除在外。被读像素部分还能够代表区域中的像素采样，这样感兴趣区中的单独像素，像素行、像素列不被读出。结合图9A、9B、9C详细描述窗口帧操作模式中的图像传感器4的进一步细节，其中，图像传感器4从少于图像传感器阵列182的所有像素中选择性地寻址并且读出图像数据。通常，图像传感器4能够被编程或设置为从基于CMOS的图形传感器阵列182a中选择性的寻址、并且读出来自阵列中第一多个像素的图像数据，而与选择性地寻址并且读出阵列中的第二多个像素无关。

在一个实施例中，像素结构可以如授予Eastman Kodak公司的申请号为5,986,297的美国专利中描述的那样。该专利题为“具有电子快门高光溢出保护和低串影的彩色有源像素传感器”(Color Active Pixel Sensor withElectronic Shuttering，Anti-bloomingand Low Cross-talk)。特别地，在第3列第35行到第55行和第5列第25行到第55行中，此申请描述了申请附图1A、2A(在此复制为图6B、图6C)中示出的像素结构的有关区域的横截面。本公开指出了图6B中的像素包括光敏二极管270，光敏二极管270具有垂直溢漏274、中转门276、浮置扩散280、复位门282、复位漏284、以及光屏蔽286。光屏蔽光圈288、彩色滤光片290、以及微透镜292。微透镜292放置在光电检测器上，这样，光穿过彩色滤光片290后，通过微透镜292将光聚焦到光屏蔽光圈288中。因此，进入光敏二极管270的光具有在由彩色滤光片290确定的预定带宽内的波长。此专利描述了图6C示出的第二像素结构，第二像素结构在很多方面与图6B中的实施例相似，除了图6C中有两个传输门294、296，以及存储区298。在两个情况下，通过使用绝光层或重叠层有效地覆盖除了光电检测器(在该情况下，是光电二极管270)的所有区域来构造光屏蔽，以使入射光只指向光电二极管区。光屏蔽区中的光圈的产生抑制了像素之间的串影，光屏蔽区将光电子的产生限制在光检测器区域。图6C中，浮置扩散的标识为281，复位门的标识为283，复位漏的标识为285。在一些实施例中，应用申请号为5,986,297的美国专利中描述的像素结构，可以省略彩色滤光片290，在其它实施例中，可以省略微透镜292。

图9A、9B、以及9C示出了图像传感器像素阵列，其中，阴影区表示当图像传感器阵列以窗口帧操作模式被操作时，可以被选择性地寻址并且被读出的多组位置上邻近的像素；

图像传感器4从图像传感器阵列模块182读出窗口帧图像数据。CMOS图像传感器可以在窗口帧操作模式下操作。在窗口帧操作模式下，只读出相应于图像传感器阵列的可选择寻址的所有像素的子集的图像数据。参考图9A、9B、以及9C描述在窗口帧操作模式下的图像传感器4的示例，其中，使用代表10×10的像素块的每个正方形栅格代表图像传感器阵列，并且其中阴影区2802、2804、以及2806代表被选择性寻址和选择性读出的像素。在图9A的实施例中，示出了窗口帧操作模式，其中，通过选择性地寻址和只读出包括在图像传感器阵列模块182的中心的一组行像素的像素中心行图案，而从图像传感器阵列182读出窗口图像数据。可选地，在窗口帧操作模式下，图像传感器4可以选择性地寻址和从图像传感器阵列模块182的一个单行像素选择性地读出图像数据。进一步，在窗口帧操作模式下，图像传感器4可以选择性的寻址，并且从行2802a和2802b选择性地读出图像数据。在图9B的实施例中，示出窗口帧操作模式，其中，通过选择性地寻址和只读出在图像传感器阵列模块182的中心的位置上邻近的像素集(即，互相邻近的像素集)，而从图像传感器阵列模块182读出窗口帧图像数据。在图9C的实施例中，示出窗口帧操作模式，其中，通过选择性地读出位置上连续像素的间隔分离的10×10块群，而从图像传感器阵列模块182读出窗口图像数据。在结合图9A、9B、以及9C描述的所有的窗口帧操作模式中，选择性的寻址，并且读出相应于小于图像传感器像素的一半的图像数据。当在窗口帧操作模式下操作时，图像传感器4可以采集相应于如图9A、9B、9C中所示的一个或者更多图案或者其它图案中的像素上的入射光图像数据。图像数据的这种集合可以包括灰度值集，并且可以称为窗口帧图像数据。

与存储模块116存储整帧图像数据，然后整帧图像数据的一部分被指定为将经过进一步处理的感兴趣区(样品区)的可选操作模式相比，此处描述窗口帧操作模式。在窗口帧操作模式下，在采集整帧图像数据所需的时间片段内，可以采集帧图像数据。

参考图10描述使用图像传感器4从目标采集图像数据的过程300。在各种实施例中，目标可以包含例如一维或者二维条形码的符号体系。步骤302中，根据例如压下触发器216或者检测到图像传感器4视野中物体的存在，激活模块124启动过程300。在一个实施例中，根据过程300，控制模块112可以接收响应于压下触发器216或者检测到物体的信号，并且响应地给各种模块(例如，照明模块104和图像采集模块108)发出信号。过程300还包括激活全局电子快门以同时曝光图像传感器阵列中多行的多个像素，从而将入射辐射光转换为电荷(步骤312)。响应于曝光控制定时脉冲354，而同时激活多个像素。在一个实施例中，响应于曝光控制定时脉冲354的开始部分360，而同时激活多个像素。

参考本发明的例子，全局电子快门允许图像传感器中所有像素同时感光。在一个实施例中，曝光期少于3.7毫秒。

仍然参考图10，过程300还包括处理经过光转化而生成的电荷以产生图像数据(步骤316)。如上所述，处理可以包括，例如，放大入射辐射生成的数据。处理还包括在多个像中的每个的屏蔽部分存储生成的图像数据值。过程300还包括从多个像素读出并且处理存储的图像数据值(步骤320)。如上所述，处理可以包括放大入射辐射生成的数据，并且将生成的数据转换为数字信号。处理还可以包括在图像传感器阵列模块182的多个像素上存储相应于入射光的一组数字信号值作为帧图像数据(步骤320)。步骤320中的图像传感器4可以在存储模块116中存储包括多个N比特(灰度)像素值的帧图像数据，每个像素值代表到多个像素中一个上的入射光。在一个实施例中，由读出定时控制脉冲368控制多个像素的读出，读出定时控制脉冲368由传感器阵列控制模块186生成。在一个实施例中，读出定时控制脉冲368包括传输到多个像素中每个的多个脉冲。在一个此实施例中，由控制模块112协调包括具有全局电子快门控制模块190的传感器阵列控制模块186的图像采集模块104的操作，以实现曝光354控制定时脉冲中的交迭。

在图11A所示的一个实施例中，读出控制定时脉冲368在曝光控制定时脉冲354完结之后开始。在图11B所示的另一实施例中，读出控制定时脉冲368′在曝光控制定时脉冲354′完结时开始。在进一步实施例中，当曝光控制定时脉冲和读出控制定时脉冲依次发生时，它们相互交迭。

参考过程300(图10)，图像传感器4可以设置为。自动识别模块152执行的解码处理，可以包括相应于图案的图像数据(即，相应于其上成像有图案的像素阵列的图像数据)被选择地经过解码处理，解码处理例如是对取景器图案的定位处理、线性条形码符号解码尝试、或静止区定位处理。其中，依照曝光期采集图像。其中，对焦LED和照明LED被同时加电。例如，为了对取景器图案定位、解码线性条形码符号、或者定位静止区，随着对焦图案在视野水平地延伸，处理采集的整帧图像的解码模块(包括处理器IC芯片548和存储器116)可以选择性地分析相应于图像传感器182的中心行图像数据(即，相应于图9a中所示的行2802的图像数据)。步骤320中，图像传感器4可以采集整帧或“窗口帧”图像数据，这在图9a到图9c中有更详细的描述。图像传感器4可以设置为，在步骤320中图像传感器4采集窗口帧图像数据，窗口帧相应于照明图案的大小和形状。例如，当图像传感器4投射水平线形对焦图案时，在步骤320读出的窗口帧图像数据可以是相应于图9a中行2802的窗口帧图像数据，行2802上成像有图案，并且其后图案经过此处所述的处理(例如，尝试通过定位静止区或定位取景器图案尝试对线性条形码符号解码)。

所述全局电子快门图像传感器选用封装和非封装形式，所述全局电子快门图像传感器用于控制图像传感器阵列，具有较高的移动适应性。

所述全局电子快门图像传感器的fps为60帧-120帧，像素为640*480-1920*1080，像素点大小为2.5*2.5um²-4.5*4.5um²，使用3微米效果最佳；所述全局电子快门图像传感器界面形式为MIPI(移动行业处理器接口)或者DVP(数字视频接口)。

所述载板3为硬板或FPC软性电路板，选用FPC软性电路板，可以选用金手指、板对板连接器或者其他作为传输接口；选用硬板，可以选用触点、板对板连接器或者其他作为传输接口。

本发明集成式条码摄像装置还包括板对板连接器5，所述板对板连接器5直接胶合在所述载板3的下方，所述板对板连接器的引脚通过焊接的方式与所述载板的电路进行连接，所述板对板连接器5所使用的Pin数为20Pin以上。

图12示出了结合条形码摄像装置一个具体实施例的原理性框图。条形码摄像装置包括光源160、照明控制模块164、电源模块168b、以及接口模块172，这些模块相互电连接。光源160将光能162直接照射到包括符号体系170的目标166。目标166的反射辐射174由透镜212聚焦到图像传感器阵列182上，图像传感器阵列182与传感器阵列控制模块186和电源模块168b电连接。在一个实施例中，图像传感器阵列182是基于CMOS的图像传感器阵列。传感器阵列控制模块186与存储模块116电连接，控制模块112，与电源模块168b和接口模块172电连接。通常，光学窗口(未示出)放置在扫描器的前面，以减少单元损害的可能性。

本发明集成式条码摄像装置的安装方法，包括在洁净室中，将图像传感器4与载板3之间以点胶方式固定后，采用金线键合的方式连接电路，用于传导信息。基座2与载板3按照防呆特征结构21的标示，通过点胶方式连接固定，用于起支撑、保护的作用。镜头组1通过螺纹连接安装在基座2上，经过调焦后，使用点胶方式与基座2固定。对洁净室的要求包括无尘(ISO CLASS 4以上)、无静电、抗电磁干扰、防微震、湿度在50-60％之间、噪音不应大于65dB(A)。

在上述安装方法之前，还可以包括板对板连接器的安装，具体为在载板3底面上，在板对板连接器5和电容电阻对应的焊盘位置上印刷、涂布焊锡膏，焊锡膏具有一定的粘性，将板对板连接器5和电容电阻准确地贴放到指定位置，板对板连接器5与载板3之间通过点胶的方式固定，之后将载板3放入回流焊炉中做回流焊处理，按照特定的回流温度曲线加热电路板，让焊锡膏熔化，经冷却凝固后在元器件与印制电路板之间形成焊点而实现各零部件的连接。

本发明集成式条码摄像装置改变部件安装结构及安装方式，使原有的条码摄像装置的体积从至少为28*18*12MM³缩小到3*3*2MM³-9*9*6MM³，在提升条码摄像装置性能的同时，能大大减小条码摄像装置体积的基础上，提高条码的成像质量和成像精度。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于从条形码符号采集图像数据的条形码摄像装置，其特征在于，所述条形码摄像装置包括：

一集成电路，包括至少一个二维图像传感器阵列，所述二维图像传感器阵列包括多个有源像素，每个有源像素包括至少一屏蔽数据存储区，所述二维图像传感器阵列用于应用传递函数而将入射光强度转化为输出电压，所述传递函数包括具有第一斜率的第一区域和具有第二斜率的第二区域，当所述入射光强度高于指定水平时，所述二维图像传感器阵列应用传递函数的第二区域，并且当所述入射光强度低于指定水平时，所述二维图像传感器阵列应用传递函数的第一区域；

一曝光定时控制电路，所述曝光定时控制电路用于生成曝光控制定时脉冲，所述曝光控制定时脉冲同时曝光图像传感器阵列中的多个像素，以将一入射光的强度转换为一输出电压；以及

一镜头组，包括镜头主体及至少两片镜片，用于将由一目标反射的光引导到所述图像传感器阵列上；

一基座，用于安装所述镜头组，起支撑、固定和保护作用；

一载板，用于搭载所述集成电路并与所述集成电路电连接；

一板对板连接器，固定在所述载板的下方，用于与外部通信。

2.如权利要求1所述的条形码摄像装置，其特征在于，所述曝光控制定时脉冲的持续时间小于3.7毫秒。

3.如权利要求1所述的条形码摄像装置，其特征在于，所述镜头组的视场角为35-65°。

4.如权利要求1所述的条形码摄像装置，其特征在于，所述二维图像阵列传感器的动态区域为65-120分贝。

5.如权利要求1所述的条形码摄像装置，其特征在于，所述镜片的表面附有镀膜，所述镀膜为增透膜或带通膜。

6.如权利要求1所述的条形码摄像装置，其特征在于，所述至少2片镜片的组合方式为正透镜+负透镜、双胶合镜、正透镜+双胶合透镜、双胶合镜+正透镜、正透镜+正透镜+负透镜、正透镜+负透镜+正透镜或双胶合镜+双胶合镜。

7.如权利要求1所述的条形码摄像装置，其特征在于，所述镜头组的光栏位置放置于第一片透镜前、第一片透镜与第二片透镜之间或第二片透镜与第三片透镜之间。

8.如权利要求1所述的条形码摄像装置，其特征在于，所述基座的设置有防呆特征结构。

9.如权利要求1所述的条形码摄像装置，其特征在于，所述基座的平面尺寸为3*3mm²-9*9mm²。

10.如权利要求1所述的条形码摄像装置，其特征在于，所述镜片为光学塑料或光学玻璃。