專利名稱：具有自動(dòng)調(diào)焦和接口單元的光學(xué)讀碼機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在光學(xué)讀碼設(shè)備中的成像，尤其涉及基于固態(tài)面形攝像管的手持式讀碼機(jī)，該讀碼機(jī)放置在相對(duì)目標(biāo)代碼的可變方位和距離上。
背景技術(shù)：
光學(xué)代碼是由具有不同的光反射或光發(fā)射特性的圖像區(qū)域組成的圖案，它們通常根據(jù)先驗(yàn)的規(guī)則組合。術(shù)語(yǔ)“條形碼”通常用于描述某些類型的光學(xué)代碼。選擇光學(xué)代碼的光學(xué)特性和圖案，以區(qū)分其顯現(xiàn)和其所處的背景環(huán)境相區(qū)分。用于從光學(xué)代碼中識(shí)別或提取數(shù)據(jù)的設(shè)備有時(shí)也稱為“光學(xué)讀碼機(jī)”，條形碼掃描器就是其中的一種。
光學(xué)讀碼機(jī)在許多不同環(huán)境中用于固定和便攜安裝，諸如商場(chǎng)的收銀服務(wù)、制造廠的工作流和庫(kù)存控制以及交通運(yùn)輸?shù)男欣罡櫶幚?。光學(xué)代碼可用作快速、普遍的數(shù)據(jù)錄入手段，例如，通過(guò)從許多條形碼的印刷列表中讀取目標(biāo)條形碼。在某些使用中，光學(xué)讀碼機(jī)與便攜式數(shù)據(jù)處理設(shè)備或數(shù)據(jù)收集和傳輸設(shè)備相連。光學(xué)讀碼機(jī)常包括手動(dòng)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)代碼的手持傳感器。
大多數(shù)傳統(tǒng)光學(xué)掃描系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成讀取一維條形碼符號(hào)。條形碼是由固定或可變寬度間隔分隔的可變寬度的矩形條的圖案。條碼和間隔具有不同的光反射特征。一維條形碼的一個(gè)示例是用于識(shí)別比如產(chǎn)品庫(kù)存的UPC/EAN代碼。二維或疊式條形碼的一個(gè)示例是PDF417條形碼。另一個(gè)傳統(tǒng)光學(xué)代碼被稱為“MaxiCode”。它由一個(gè)處于中心的照相機(jī)取景器的圖案或公牛的眼睛中心以及一個(gè)環(huán)繞在外的六角形格子組成。
注意到此處所揭示的本發(fā)明的各方面都可應(yīng)用于光學(xué)讀碼機(jī)，通常，不考慮光學(xué)讀碼機(jī)適合讀取的特定類型的光學(xué)代碼。本發(fā)明還可應(yīng)用于某些相關(guān)聯(lián)的圖像識(shí)別或分析。
大多數(shù)常規(guī)掃描系統(tǒng)產(chǎn)生一束或多束激光，激光從條形碼符號(hào)反射回來(lái)進(jìn)入該掃描系統(tǒng)。沿著系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)掃描線，系統(tǒng)獲取與代碼所反射的光相對(duì)應(yīng)的連續(xù)的模擬波形。然后系統(tǒng)將波形解碼以從條形碼中提取信息。例如在授予Symbol Technologies公司的專利號(hào)為4251798的美國(guó)專利中，揭示了這種一般類型的系統(tǒng)。同樣在授予Symbol Technologies公司的專利號(hào)為5561283的美國(guó)專利中，揭示了一種用于檢測(cè)和解碼一維和二維條形碼的光束掃描系統(tǒng)。
這種掃描系統(tǒng)用于可手動(dòng)地指向目標(biāo)的手持單元中。通常單個(gè)掃描器是包括其它掃描器、計(jì)算機(jī)、電纜、數(shù)據(jù)終端等的大得多的系統(tǒng)的一個(gè)組件。這樣的系統(tǒng)經(jīng)?；趻呙枰娴臋C(jī)械和光學(xué)規(guī)范來(lái)設(shè)計(jì)并建造，這些規(guī)范有時(shí)稱為“構(gòu)建因子”。一種這樣的構(gòu)建因子是由Symbol Technologies公司所設(shè)計(jì)的SE1200建構(gòu)因子。
光學(xué)代碼也可通過(guò)使用具有成像引擎的光學(xué)讀碼機(jī)來(lái)讀取。成像引擎包括具有二維光電池或光子傳感器陣列的圖像傳感器，比如區(qū)域電荷耦合器件(CCD)，該裝置與成像引擎的視場(chǎng)中的圖像單元或像素相對(duì)應(yīng)。成像引擎還包括用于將入射光聚焦到圖像傳感器的透鏡組件，以及耦合到該圖像傳感器的相關(guān)聯(lián)電路。
該關(guān)聯(lián)電路產(chǎn)生與視場(chǎng)的二維像素信息陣列相對(duì)應(yīng)的電子信號(hào)。電子信號(hào)由處理器來(lái)處理，該處理器用于提取表示與視場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的圖像聚焦質(zhì)量的信息。
迅速并準(zhǔn)確地使掃描器聚焦的能力對(duì)掃描器的成功是關(guān)鍵。對(duì)這個(gè)問(wèn)題提議方案包括預(yù)先打包的組件，比如壓電陶瓷致動(dòng)器和微型馬達(dá)。這些提議方案中的每一個(gè)產(chǎn)生的成功都有限。因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種用于光學(xué)讀碼設(shè)備的成像引擎，該設(shè)備提供成像光學(xué)器件更精確并且更快的聚焦。此外，成像引擎的尺寸被定為并被配置為符合預(yù)定的構(gòu)建因子(比如在目前所用的諸如可從Symbol Technologies公司獲得的光學(xué)讀碼機(jī)中使用的SE900和SE1200構(gòu)建因子)，以增加此類讀碼機(jī)的可靠性、多功能性和聚焦能力。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種具有改進(jìn)的成像引擎的光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)。該光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)包括成像引擎，它被配置成可實(shí)現(xiàn)85微米、20毫秒以內(nèi)、雙聚焦位置的光學(xué)成像系統(tǒng)，目的在于增加工作范圍但不破壞使用質(zhì)子尺寸的條形碼掃描引擎的掃描積極性。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)包括底盤、通過(guò)樞軸安裝在底盤上的成像光學(xué)組件以及用于移動(dòng)成像光學(xué)組件的裝置，其中用于改變成像光學(xué)組件的聚焦的上述裝置使成像光學(xué)組件通過(guò)旋轉(zhuǎn)移到兩個(gè)指定位置之一。光學(xué)讀碼機(jī)可包括其它項(xiàng)，諸如用于照亮目標(biāo)圖像的照明裝置或用于幫助用戶將光學(xué)讀碼機(jī)瞄準(zhǔn)目標(biāo)圖像的瞄準(zhǔn)裝置。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，用于改變成像光學(xué)組件的聚焦的裝置包括馬達(dá)組件，它又包括用于將電磁力作用于磁鐵之上的磁鐵、線圈組件；用于存放成像光學(xué)組件的光學(xué)機(jī)械桶狀組件；以及用于將光學(xué)機(jī)械桶狀組件旋轉(zhuǎn)連接到底盤的樞軸插銷。發(fā)送信號(hào)到線圈組件使得線圈組件將電磁力作用于磁鐵之上。磁鐵與光學(xué)機(jī)械桶狀組件相連，從而使光學(xué)機(jī)械桶狀組件繞樞軸插銷轉(zhuǎn)動(dòng)以調(diào)節(jié)光學(xué)讀碼機(jī)的聚焦。
根據(jù)本發(fā)明，提供用于將具有可調(diào)節(jié)透鏡組件的成像引擎連接到光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)的電路組件的接口組件。接口組件包括第一耦合電路組件，用于在從電路組件到成像引擎的第一方向中發(fā)送至少一個(gè)輸入信號(hào)。該至少一個(gè)輸入信號(hào)包括至少一個(gè)聚焦控制信號(hào)，用于控制在至少兩個(gè)聚焦位置中選擇一個(gè)聚焦位置的透鏡組件。接口組件還包括第二耦合電路組件，用于在從成像引擎到電路組件的第二方向中發(fā)送至少一個(gè)輸出信號(hào)。該至少一個(gè)輸出信號(hào)包括至少一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)信號(hào)，其中該至少一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)信號(hào)表示由成像引擎的光傳感器陣列所檢測(cè)的光。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，接口組件包括了包括耦合電路的接口組件，該耦合電路又包括第一耦合電路，用于在從電路組件到成像引擎的第一方向中發(fā)送至少一個(gè)外部豎直幀時(shí)鐘信號(hào)；第二耦合電路，用于在從成像引擎到電路組件的第二方向中發(fā)送水平像素有效時(shí)鐘信號(hào)；第三個(gè)耦合電路，用于在第一方向中發(fā)送至少一個(gè)主時(shí)鐘信號(hào)；第四個(gè)耦合電路，用于在第二方向中發(fā)送多個(gè)比特的像素?cái)?shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)表示由成像引擎的光子傳感器陣列所檢測(cè)的光；以及第五個(gè)耦合電路，用于在第一方向中發(fā)送用于控制透鏡組件選擇聚焦位置的至少一個(gè)聚焦控制信號(hào)。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，接口組件包括具有至少第一和第二端的連接器，第一和第二端之一包括多個(gè)觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)包括用于發(fā)送至少一個(gè)信號(hào)的第一個(gè)到第三十一個(gè)觸點(diǎn)。接口組件還包括第一耦合電路，用于在從電路組件到成像引擎的第一方向中發(fā)送至少一個(gè)聚焦控制信號(hào)，以控制用于選擇透鏡組件的至少兩個(gè)聚焦位置中的一個(gè)聚焦位置的透鏡組件，該第一耦合電路包括多個(gè)觸點(diǎn)中的四個(gè)觸點(diǎn)；第二耦合電路，用于在第一方向中發(fā)送下列信號(hào)的至少之一其一是用于控制光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)的照明組件的至少一個(gè)照明啟用信號(hào)，以及用于控制光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)的瞄準(zhǔn)組件的至少一個(gè)瞄準(zhǔn)啟用信號(hào)，該第二耦合電路包括多個(gè)觸點(diǎn)中的至少兩個(gè)觸點(diǎn)；以及第三耦合電路，用于在從成像引擎到電路組件的第二方向中發(fā)送多個(gè)比特的像素?cái)?shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)表示由成像引擎的光傳感器陣列所檢測(cè)的光，該第三耦合電路包括多個(gè)觸點(diǎn)中的八個(gè)觸點(diǎn)；其中第一到第三耦合電路中所包括的每個(gè)觸點(diǎn)都是不同的觸點(diǎn)。
在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，接口組件包括至少以下之一成像引擎的輸入/輸出(I/O)裝置之一，電路組件的I/O裝置，以及在成像引擎和電路組件之間連接的發(fā)送組件，該發(fā)送組件配置為用于將至少一個(gè)信號(hào)從成像引擎和電路組件中的一方發(fā)送到成像引擎和電路組件中的另一方。該至少一個(gè)信號(hào)包括至少一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)信號(hào)，它表示由成像引擎的光傳感器陣列所檢測(cè)的光；至少一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，用于成像引擎和電路組件的同步；至少一個(gè)參考信號(hào)，它包括至少一個(gè)豎直幀參考信號(hào)以及至少一個(gè)水平像素參考信號(hào)；以及至少一個(gè)聚焦控制信號(hào)，用于控制透鏡組件的調(diào)節(jié)；以及至少一個(gè)接地信號(hào)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于將位于光學(xué)讀碼機(jī)內(nèi)的可移動(dòng)成像引擎連接到光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)的電路組件的方法。該方法包括如下步驟在從電路組件到成像引擎的第一方向中發(fā)送至少一個(gè)聚焦控制信號(hào)，用于控制成像引擎的透鏡組件選擇至少兩個(gè)聚焦位置中的一個(gè)聚焦位置；以及在從成像引擎到電路組件的第二方向中發(fā)送至少一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)信號(hào)，該信號(hào)表示由成像引擎的光子傳感器陣列所檢測(cè)的光。
成像引擎的尺寸最后定為并配置為可移動(dòng)放置同時(shí)符合預(yù)定的構(gòu)建因子，諸如在可從Symbol Technologies公司獲得的光學(xué)讀碼機(jī)中使用的SE900和SE1200構(gòu)建因子。該成像引擎將增加這種光學(xué)讀碼機(jī)的可靠性和多功能性。
較佳地，通過(guò)具有高分辨率光子探測(cè)器陣列或圖像傳感器，使成像引擎最優(yōu)化以提供高分辨率圖像。如本領(lǐng)域眾所周知的，可為成像引擎提供瞄準(zhǔn)和/或照明組件。
根據(jù)本發(fā)明，，具有特定規(guī)格特征接口的成像引擎可組合或添加到除了光學(xué)讀碼機(jī)以外的設(shè)備內(nèi)，比如個(gè)人數(shù)字助理(PDA)和其它移動(dòng)計(jì)算設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)、尋呼機(jī)、視頻電話以及手機(jī)。因此，上述的和其它的本發(fā)明實(shí)施例將在下文中參照附圖進(jìn)行描述。


本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例將在后面參照附圖進(jìn)行描述，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的具有光學(xué)讀碼機(jī)的光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)的透視圖，該光學(xué)讀碼機(jī)裝備有一成像引擎，該成像引擎具有特定規(guī)格特征的一種接口；圖2是圖1所示的光學(xué)讀碼機(jī)的框圖；圖3是圖1所示的成像引擎的框圖；圖4是成像引擎的數(shù)字信號(hào)處理器的引腳連接的示例性配置表格；圖5是圖3所示的成像引擎的光傳感器陣列的像素布置圖500；圖6是圖3所示成像引擎中的數(shù)字信號(hào)處理器的啟動(dòng)序列的時(shí)間安排圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明響應(yīng)于數(shù)字增益控制所達(dá)到的模擬增益圖，其中數(shù)字增益控制是通過(guò)的數(shù)字信號(hào)處理器來(lái)輸入的；圖8是根據(jù)本發(fā)明的一組裝成像器的透視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的一成像器的分解透視圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的繞軸旋轉(zhuǎn)臂的設(shè)計(jì)透視圖；以及圖11是根據(jù)本發(fā)明的一成像透鏡組件的分解透視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在詳細(xì)給出參考附圖，其中在所有視圖中相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)記相似或相同的元件。
圖1示出包括具有成像引擎14的光學(xué)讀碼機(jī)12的光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)10，其中光學(xué)讀碼機(jī)12最好通過(guò)電纜18連接到主機(jī)終端16。圖2示出光學(xué)讀碼機(jī)12的框圖，其中成像引擎14與平臺(tái)20通過(guò)接口相連。傳輸組件21包括至少一個(gè)連接器22和/或至少一個(gè)傳輸適配裝置26，其中為了在成像引擎14和平臺(tái)20之間提供電氣和/或數(shù)據(jù)通信，裝置26具有單獨(dú)或合并的電氣和/或數(shù)據(jù)傳輸電路。
用于在成像引擎14和平臺(tái)20之間提供數(shù)據(jù)和/或電氣的通信的接口組件28包括成像引擎14的輸入/輸出(I/O)裝置30，比如I/O端口，被配置成用于與平臺(tái)20交換至少一個(gè)信號(hào)，包括至少一個(gè)信號(hào)的直接與間接交換；平臺(tái)20的I/O裝置32，比如I/O端口，被配置成用于與成像引擎14交換至少一個(gè)信號(hào)，包括至少一個(gè)信號(hào)的直接與間接交換；以及直接或間接地連接在成像引擎14和平臺(tái)20之間的傳輸組件21，用于在成像引擎14和平臺(tái)20之間發(fā)送至少一個(gè)信號(hào)。
該至少一個(gè)信號(hào)最好包括與成像引擎14所檢測(cè)的圖像相對(duì)應(yīng)的多個(gè)像素信號(hào)；用于控制成像引擎14的聚焦距離的至少一個(gè)聚焦控制信號(hào)；用于交換成像參考信息的參考信號(hào)；同步信號(hào)；電源信號(hào)；以及接地信號(hào)。在較佳實(shí)施例中，該至少一個(gè)信號(hào)包括下列幾種信號(hào)的組合至少一個(gè)照明控制信號(hào)，用于控制由成像引擎所產(chǎn)生的照明；至少一個(gè)瞄準(zhǔn)信號(hào)，用于控制由成像引擎進(jìn)行的瞄準(zhǔn)；與在成像引擎的數(shù)據(jù)信號(hào)處理器中的可編程寄存器相交換的至少一個(gè)可編程寄存器信號(hào)；至少一個(gè)芯片選擇信號(hào)；以及至少一個(gè)幀移位信號(hào)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，傳輸組件21還包括用于攔截該至少一個(gè)信號(hào)到達(dá)目的地的攔截電路，其中所述目的地選自包括成像引擎和電路組件的組合。
讀碼機(jī)12可以是集成到固定設(shè)備之內(nèi)的一個(gè)單元，比如收銀臺(tái)、安檢門、售貨亭、傳送帶上的掃描臺(tái)等等，或移動(dòng)單元，比如手持讀碼機(jī)或旋轉(zhuǎn)塔。此外，讀碼機(jī)12可裝配或集成到便攜式、手持計(jì)算機(jī)設(shè)備，比如PDA和可從SymbolTechnologies公司獲得的手持計(jì)算機(jī)設(shè)備，比如PDT6800系列和PDT8100系列便攜數(shù)據(jù)終端；或者可裝配或集成到便攜的掃描系統(tǒng)或終端，比如那些可從Symbol Technologies公司獲得的系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)可包括局域網(wǎng)、蜂窩式或廣域網(wǎng)的一部分，以調(diào)整掃描和其它下述的圖像處理功能。此外，讀碼機(jī)12可包括視頻控制電路和幀抓取電路，用于輸出在終端監(jiān)視器上顯示圖像的視頻信號(hào)。讀碼機(jī)12還可包括數(shù)據(jù)壓縮模塊(未示出)，用于壓縮圖像數(shù)據(jù)，比如用于存儲(chǔ)在讀碼機(jī)12和/或主機(jī)終端16之內(nèi)。另外，成像引擎14可集成到視頻電話系統(tǒng)中，用來(lái)享顯示、處理和I/O功能的使用。
在將讀碼機(jī)12從激光線條掃描引擎改型為成像引擎14的情形中，可插入成像引擎14以及關(guān)聯(lián)電路(未示出)來(lái)代替線條掃描裝置和電路板。這樣，可使用先前設(shè)計(jì)的工具、外殼和主機(jī)設(shè)備，并且提供代碼讀取系統(tǒng)連續(xù)更新。在較佳的實(shí)施例中，成像引擎14在體積上小于兩立方英寸，并且將其尺寸定為以取代手持光學(xué)代碼掃描器中的移動(dòng)激光束掃描引擎，比如SE1200構(gòu)建因子掃描裝置。讀碼機(jī)12還可以被提供成包括不止一個(gè)成像引擎的光學(xué)代碼讀取包，并且包安裝的成像引擎可由更適合特定應(yīng)用的不同成像引擎來(lái)替代。
電纜18可提供在讀碼機(jī)12和主機(jī)終端16之間的數(shù)據(jù)通信，和/或用于向讀碼機(jī)12提供電力的電的傳送。例如，通過(guò)主機(jī)終端16和電纜18或者通過(guò)讀碼機(jī)12內(nèi)的充電電池可以向讀碼機(jī)12提供電力。電纜18可部分或完全由無(wú)線通信裝置來(lái)代替，比如射頻、光通信或蜂窩通信裝置。例如，讀碼機(jī)12可包括射頻電路板和天線，它們向一個(gè)或多個(gè)像主機(jī)終端16這樣的數(shù)據(jù)終端提供移動(dòng)的無(wú)線電通信鏈路。也可提供紅外數(shù)據(jù)接口(IRDA)或多觸點(diǎn)極靴以在讀碼機(jī)12和外部接收器或駁接設(shè)備之間分別傳遞數(shù)據(jù)。通過(guò)射頻通信鏈路、IR通信鏈路或與駁接設(shè)備的直接聯(lián)系，可將壓縮的標(biāo)記和/或圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)終端16。
成像引擎14所產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)由讀碼機(jī)12(下面還會(huì)描述)和/或主機(jī)終端16來(lái)處理。主機(jī)終端16包括或使用至少一個(gè)處理器，其中所述至少一個(gè)處理器可與一個(gè)或多個(gè)外設(shè)或計(jì)算設(shè)備相連，比如視頻監(jiān)控器和/或網(wǎng)絡(luò)。預(yù)期讀碼機(jī)12可作為獨(dú)立的設(shè)備操作，不用與主機(jī)終端16或其它處理器相連。
讀碼機(jī)12能夠瞄準(zhǔn)光學(xué)代碼，其中通過(guò)移動(dòng)光學(xué)代碼和/或讀碼機(jī)12中的至少一個(gè)來(lái)把光學(xué)代碼引入讀碼機(jī)12的視場(chǎng)中。在驅(qū)動(dòng)之后，成像引擎14在其視場(chǎng)之內(nèi)使光學(xué)代碼成像并產(chǎn)生相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)。可向讀碼機(jī)12提供像在裝配線上一連串的每個(gè)都具有粘貼代碼的物體這樣的一連串光學(xué)代碼或一連串代碼的打印輸出，用于一連串光學(xué)代碼中單個(gè)光學(xué)代碼的連續(xù)成像。
如圖3較詳細(xì)所示，成像引擎14最好還包括透鏡組件302，像電荷耦和器件(CCD)這樣的光傳感器陣列304，以及數(shù)據(jù)信號(hào)處理器(DSP)306。在較佳的實(shí)施例中，成像引擎14還包括瞄準(zhǔn)系統(tǒng)308和/或照明系統(tǒng)310。此外，在較佳的實(shí)施例中，透鏡組件302包括至少一個(gè)用于將入射光線聚焦到光子傳感器陣列304之上的透鏡312，其中透鏡組件302的放置是可調(diào)的，以用來(lái)調(diào)節(jié)透鏡組件302的焦距。在所示示例中，透鏡組件302安裝在透鏡引導(dǎo)組件314上，并且具有透鏡調(diào)節(jié)機(jī)制316，該機(jī)制具有對(duì)聚焦控制單元319作出響應(yīng)的馬達(dá)318，用于沿透鏡引導(dǎo)組件314移動(dòng)透鏡組件302的至少一個(gè)透鏡以改變透鏡組件302的焦距。因此，成像引擎14有能力為擴(kuò)展工作范圍或聚焦更佳的圖片而改變聚焦位置，這樣的能力可應(yīng)用于用戶需要讀取高密度條形碼和/或拍攝數(shù)碼照片的情形中。
DSP306包括諸如DSP的數(shù)據(jù)信號(hào)處理器，該DSP包括具有至少一個(gè)電荷泵332的多芯片模塊(MCM)和驅(qū)動(dòng)CCD所需的定時(shí)脈沖發(fā)生器334。MCM內(nèi)最好還包括相關(guān)的復(fù)式采樣器(未示出)和A/D轉(zhuǎn)換器(未示出)，其中A/D轉(zhuǎn)換器用于將CCD的模擬電壓輸出轉(zhuǎn)換成表示多個(gè)灰度之一的多比特(比如，8比特)量化像素，最好是256或更多灰度。
成像引擎14最好可配置為用多種分辨率模式操作，包括讀碼機(jī)用來(lái)讀取條形碼的應(yīng)用所用的高精準(zhǔn)模式。高精度模式最好能夠提供曝光時(shí)間的精確設(shè)定以及導(dǎo)致更積極的性能從電源接通條件開(kāi)始的更快啟動(dòng)。
可包括在光學(xué)讀碼機(jī)12或主機(jī)終端16之內(nèi)的平臺(tái)20包括一微處理器并且可以還包括粘合邏輯電路，比如定制的專用集成電路(ASIC)，這對(duì)于將微處理器和傳輸組件21相連接而言很必要。微處理器最好是商用微處理器。在一實(shí)施例中，平臺(tái)包括根據(jù)XSCALE架構(gòu)配置的微處理器，比如Intel PXA250處理器，以及定制的專用集成電路(ASIC)。在另一個(gè)實(shí)施例中，平臺(tái)包括一微處理器，該微處理器可能不需要用于連接到傳輸組件21的粘合邏輯電路，比如Motorola MX-1處理器。
該至少一個(gè)連接器22最好是商用電連接器，用于使傳輸電力和/或數(shù)據(jù)通信的兩個(gè)設(shè)備相耦和。該至少一個(gè)連接器22可被延長(zhǎng)，比如包括像扁形軟性電纜這樣的電纜，用于連接彼此相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)設(shè)備。在所示的例子中，該至少一個(gè)連接器22包括由Molex公司制造的31個(gè)位置、0.3毫米的電線連接器。預(yù)期該至少一個(gè)連接器22是用于像光傳輸這樣的非電的傳輸?shù)倪B接器。
該至少一個(gè)傳輸適配設(shè)備26是像適配器這樣的設(shè)備，用于調(diào)節(jié)電氣和/或數(shù)據(jù)傳輸。該至少一個(gè)傳輸適配設(shè)備26可以比如通過(guò)修改該至少一個(gè)信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)的傳輸來(lái)調(diào)節(jié)傳輸，包括修改上述至少一個(gè)信號(hào)和/或該信號(hào)所經(jīng)過(guò)的路徑的特征。例如，該至少一個(gè)傳輸適配設(shè)備26可通過(guò)如下方式來(lái)修改特征比如通過(guò)將該至少一個(gè)信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)結(jié)合到一個(gè)信號(hào)之中，從該至少一個(gè)信號(hào)的一個(gè)信號(hào)中產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)信號(hào)，和/或改變?cè)撔盘?hào)的配置，比如對(duì)該信號(hào)執(zhí)行電的、光的、RF等等之間轉(zhuǎn)換。又例如，至少一個(gè)傳輸適配設(shè)備26可通過(guò)如下方式來(lái)修改路徑比如通過(guò)將該至少一個(gè)信號(hào)的一個(gè)信號(hào)從一個(gè)連接器或輸入/輸出裝置的諸如引腳的觸點(diǎn)引導(dǎo)到另一個(gè)連接器或輸入/輸出裝置的諸如引腳的觸點(diǎn)。或者，傳輸適配設(shè)備26可使該至少一個(gè)信號(hào)所傳播的路徑終止。預(yù)期該至少一個(gè)連接器22和/或至少一個(gè)傳輸適配設(shè)備26包括有線和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸裝置的組合，包括用于在有線和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模式之間轉(zhuǎn)換傳輸?shù)难b置，比如光學(xué)的、RF等等。
圖4顯示了在I/O裝置30處所提供的DSP306的引腳連接的示例性配置，I/O裝置30用于通過(guò)傳輸組件21連接到平臺(tái)20，最好是當(dāng)成像引擎14配置成以高精確分辨率模式操作的時(shí)候。預(yù)期當(dāng)成像引擎14被配置為以其它分辨率模式中操作的時(shí)候，可使用引腳連接的不同配置。
DSP306的引腳P1的位置L1最好位于成像引擎14的S1面上，分別與瞄準(zhǔn)和照明組件308和310相對(duì)。所提供的操作電壓最好在3.10伏和3.45伏之間。預(yù)期圖4中所列的信號(hào)應(yīng)該分別分配到不同的引腳。VCC線最好通過(guò)比如LC過(guò)濾而被過(guò)濾，以使進(jìn)入照相機(jī)模擬電路的來(lái)自于終端的數(shù)字噪音最小化。最好，“FRAME_SHIFT”引腳未被連接，因?yàn)樗糜谠趯?lái)的系統(tǒng)中配置為以除高精度分辨率模式以外的分辨率模式操作。然而，當(dāng)以I/O可以使用并且“FRAME_SHIFT”引腳也被連接的分辨率模式操作的時(shí)候，最好要將“FRAME_SHIFT”引腳連接到平臺(tái)20的輸入?！癋RAME_SHIFT”引腳最好連接到與地址216d比特6相對(duì)應(yīng)的LC99704 DSP的UV6引腳。
當(dāng)其較低時(shí)REG_RESET*引腳重置LC99704 DSP中的I2C寄存器，并且因此電路最好應(yīng)包括在成像引擎14中以保證REG_RESET*引腳在啟動(dòng)時(shí)獲得有效的重置。REG_RESET*引腳可連接到平臺(tái)20的開(kāi)放式漏極輸出，使得I2C寄存器可通過(guò)硬件線得到軟件重設(shè)。在平臺(tái)20包括定制ASIC的實(shí)施例中，CS*引腳接地，因?yàn)楫?dāng)CS*引腳被驅(qū)動(dòng)為高值時(shí)，像素?cái)?shù)據(jù)比特變成“高Z值”，而這在使用定制的ASIC實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用中是不需要的。使用FOCUS_CTRL1和FOCUS_CTRL2引腳以使多種聚焦選擇模式成為可能，其中聚焦選擇模式的啟用并不需要在圖像采集期間在FOCUS_CTRL1和FOCUS_CTRL2引腳處對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)修改。因此，最好將FOCUS_CTRL1和FOCUS_CTRL2引腳連接到平臺(tái)20的通用輸入/輸出引腳或端口，用來(lái)基于掃描部分的聚焦選擇的修改。
圖5顯示了示例性LC00214 CCD的像素布局500。像素區(qū)域502由680個(gè)水平像素和492個(gè)垂直像素構(gòu)成。在其上聚集光線的實(shí)際或有效像素稍微小一點(diǎn)的圖像區(qū)域504，水平像素652×垂直像素486，其中光學(xué)黑色像素(OPB)是并不感光的像素。在圖像捕獲期間當(dāng)讀取光傳感器陣列304時(shí)，所有像素都被捕獲，除非通過(guò)I2C接口配置了DSP306的圖像修剪特征。
平臺(tái)所提供的時(shí)鐘最好具有標(biāo)稱頻率47.923MHz。平臺(tái)20劃分該時(shí)鐘，產(chǎn)生主時(shí)鐘輸入(MCKI)給成像引擎14。47.923MHz示例性平臺(tái)時(shí)鐘除四得到11.981MHz，用于產(chǎn)生MCKI。示例性的LC00214 CCD需要接近24MHz的時(shí)鐘以適當(dāng)?shù)剡\(yùn)行。因此，使用DSP306的內(nèi)部PLL將輸入的MCKI乘以2來(lái)獲得23.962MHz的被稱為照相機(jī)主時(shí)鐘(MCK)的內(nèi)部照相機(jī)(比如，成像引擎)時(shí)鐘。在像素區(qū)域的讀取期間，在本示例中每個(gè)像素以MCK一半的速率被轉(zhuǎn)換為8比特?cái)?shù)字值。因此，像素時(shí)鐘PCLK最好具有的頻率為23.962MHz2=11.981MHz·]]>在較佳的實(shí)施例中，配置照相機(jī)使得每條像素線讀取都有763個(gè)PCLK周期，這意味著從光傳感器陣列304中讀出一條線的總時(shí)間(也稱為水平周期)為76311.981MHz=63.69μs]]>(HREF/EXHT周期)，其中HREF是指水平參考信號(hào)，EXHT是指外部水平觸發(fā)信號(hào)。另外，在較佳的實(shí)施例中，整個(gè)幀(圖像)中有525個(gè)線周期，這意味著從光傳感器陣列304中讀出一個(gè)完整的幀的總時(shí)間(也稱為垂直周期)為525×63.69μs＝33.43ms(VREF/EXSFT)，其中VREF是指垂直參考信號(hào)，EXSFT是指幀觸發(fā)信號(hào)的外部開(kāi)始。這產(chǎn)生了恒定的幀速率，每秒133.43ms=29.91]]>個(gè)幀。平臺(tái)20和DSP306都需要適當(dāng)?shù)呐渲?，以獲得適合的時(shí)鐘設(shè)置，并且最好，提供適當(dāng)?shù)娜笔〖拇嫫髟O(shè)置，用于保證適當(dāng)?shù)嘏渲肔C99704 DSP306。
較佳地，可為成像引擎14選擇多個(gè)功率模式(功率消耗)的一個(gè)功率模式，這依賴于解碼應(yīng)用的狀態(tài)。這些功率狀態(tài)中的每一個(gè)提供功率消耗和采集圖像的時(shí)間之間的折中，這最終影響了解碼的時(shí)間。五個(gè)示例性的運(yùn)行功率模式是A.通過(guò)硬件開(kāi)關(guān)完全關(guān)閉電源；B.停止主機(jī)采集，通過(guò)I2C設(shè)置照相機(jī)待機(jī)；C.停止主機(jī)采集，外部照相機(jī)同步信號(hào)暫停(EXSFT和EXHT空閑)；D.停止主機(jī)采集，照相機(jī)以全幀速率運(yùn)行；以及E.以全幀速率采集和運(yùn)行。
產(chǎn)生像+/-5伏這樣的電壓，使得電荷可從CCD傳感器中適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)移出來(lái)的電荷泵332，花時(shí)間達(dá)到調(diào)節(jié)。當(dāng)在功率模式A和B中時(shí)，電荷泵電路盡可能快地(～60毫秒)達(dá)到調(diào)節(jié)(在剩余功率模式中電荷泵已經(jīng)達(dá)到調(diào)節(jié))。最好實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)序列以最小化該時(shí)間。
在功率模式A中，引擎電源完全關(guān)閉并且必須經(jīng)歷打開(kāi)電源的序列，該序列包括1.編程通過(guò)I2C設(shè)置的照相機(jī)寄存器；2.使EXSFT空置以使電荷泵啟動(dòng)。
EXSFT的空置幫助使電荷泵電壓盡可能快地達(dá)到調(diào)節(jié)，并且它最好通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置平臺(tái)20的圖像控制傳感器尺寸(ICSS)寄存器來(lái)執(zhí)行。
圖6顯示了在電源被加到成像引擎14之后或在退出成像引擎的待機(jī)功率模式B之后的成像引擎14的啟動(dòng)序列的時(shí)間安排。在施加電源之后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求寫(xiě)入I2C寄存器。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，當(dāng)進(jìn)入功率模式B(待機(jī))時(shí)執(zhí)行I2C寄存器寫(xiě)入序列。當(dāng)退出功率模式B(待機(jī))時(shí)，最好不執(zhí)行I2C寄存器的全編程，因?yàn)橥ㄟ^(guò)進(jìn)入待機(jī)功率模式B寄存器內(nèi)容并未丟失。為了退出待機(jī)功率模式B，最好遵循如下順序1.通過(guò)I2C寄存器寫(xiě)入退出待機(jī)功率模式；
2.使EXSFT空置以啟動(dòng)電荷泵；以及3.馬達(dá)聚焦控制的初始化。
當(dāng)退出待機(jī)功率模式B時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求執(zhí)行I2C寄存器寫(xiě)序列。一旦退出待機(jī)功率模式B，最好遵循圖6所示的電荷泵啟動(dòng)順序。
成像引擎14的透鏡引導(dǎo)組件314最好能夠設(shè)定為制造時(shí)所設(shè)定的兩個(gè)不同的預(yù)定聚焦位置之一。一個(gè)稱為近聚焦的聚焦位置使成像引擎14能聚焦到大約五英寸(12.7cm)遠(yuǎn)的物體上。第二個(gè)聚焦位置稱為遠(yuǎn)聚焦，允許成像引擎14聚焦到大約九英寸(22.9cm)遠(yuǎn)的物體上。這兩個(gè)聚焦位置的超集提供給成像引擎14達(dá)到跨越各條形碼密度范圍的卓越工作范圍，并且當(dāng)設(shè)定到遠(yuǎn)聚焦位置時(shí)還提供改進(jìn)的遠(yuǎn)景照片拍攝能力。聚焦控制單元319由FOCUS_CTRL1和FOCUS_CTRL2信號(hào)來(lái)控制，該信號(hào)用于控制用來(lái)放置透鏡組件302的馬達(dá)318的運(yùn)行。放置透鏡組件302的控制如表1所示。

表1-聚焦控制定義通常在條形碼解碼掃描期間，馬達(dá)318將以反復(fù)模式運(yùn)行，使得聚焦隨每個(gè)所采集的幀在近焦和遠(yuǎn)焦之間變化。在某些情形中，比如照片拍攝和具體的條形碼讀取應(yīng)用，可能需要強(qiáng)加多個(gè)幀捕捉上的聚焦位置之一。一旦被命令進(jìn)行操作，馬達(dá)318將操作透鏡調(diào)節(jié)機(jī)制216，用于沿透鏡引導(dǎo)組件314將至少一個(gè)透鏡312移動(dòng)到指定位置，并且停留在那里20毫秒。這表示最大曝光時(shí)間大約是幀時(shí)間減去20毫秒的停留時(shí)間，導(dǎo)致最大曝光設(shè)置為12毫秒。當(dāng)以反復(fù)模式操作時(shí)，為保證適合的并且穩(wěn)定的圖像捕捉，軟件應(yīng)該設(shè)定曝光時(shí)間不大于12毫秒。如果強(qiáng)迫聚焦位置為較近或較遠(yuǎn)，則只要給馬達(dá)20毫秒使其從強(qiáng)迫聚焦位置的時(shí)間停留到第一個(gè)圖像曝光開(kāi)始的時(shí)間，可使曝光時(shí)間像幀時(shí)間那樣大。
當(dāng)啟用反復(fù)模式時(shí)，在某些情形中可能需要知道所捕獲的圖像的聚焦位置。假如在這樣的例子中，當(dāng)正在讀取圖像時(shí)，沒(méi)有直接來(lái)自成像引擎14的對(duì)透鏡組件302所處的聚焦位置的反饋。知道聚焦位置的唯一方法是將成像引擎14初始化到一特定聚焦位置，并且然后在逐幀基礎(chǔ)上跟蹤當(dāng)前聚焦位置。實(shí)現(xiàn)此任務(wù)的一個(gè)方法是通過(guò)使用FOCUS_CTRL1和FOCUS_CTRL2來(lái)使聚焦位置強(qiáng)制為一特定聚焦位置，然后將聚焦控制變?yōu)榉磸?fù)模式，并且命令平臺(tái)20來(lái)啟用EXSFT信號(hào)(比如，在平臺(tái)中設(shè)定RUN比特(假設(shè)已經(jīng)啟用ACQ比特))。在EXSFT的每個(gè)上升沿，照相機(jī)聚焦會(huì)切換，從而會(huì)在與初始化位置相反的聚焦位置上捕獲第一幀。下一個(gè)幀會(huì)在初始化位置處等等。當(dāng)這些幀中的每一個(gè)被捕獲時(shí)，由平臺(tái)20產(chǎn)生幀的中斷末端，并且可用其聚焦位置標(biāo)記該幀，同時(shí)當(dāng)前聚焦位置切換到下一個(gè)位置，準(zhǔn)備捕獲下一個(gè)幀。當(dāng)使用功率模式A-E中任一種時(shí)，最好設(shè)定初始聚焦位置以保證第一幀總是始于預(yù)定的聚焦位置。
以功率模式D操作平臺(tái)20可用在例如掃描期間之中，此時(shí)已經(jīng)獲取兩個(gè)幀并且正在處理它們，且系統(tǒng)繼續(xù)讓照相機(jī)運(yùn)行但不采集，從而如果需要它可以積極地捕捉更多的幀，在該功率模式D中，運(yùn)行是為成像引擎14來(lái)檢測(cè)圖像而啟用的，但沒(méi)有啟用圖像的采集(在平臺(tái)20中，啟用RUN比特(運(yùn)行)并禁用ACQ比特(采集))。在這種情形中，處理器不會(huì)產(chǎn)生幀的中斷末端，因?yàn)樗⒉蛔鞑杉?。在這種情況下，跟蹤聚焦位置狀態(tài)變得更加困難。建議如果使用功率模式D，馬達(dá)應(yīng)該強(qiáng)制為初始化的聚焦位置，直到啟用采集(ACQ比特)。這將保證聚焦控制被重新初始化到已知的起始位置，并且再次使用幀的中斷末端來(lái)跟蹤聚焦位置狀態(tài)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，提供了在通電后會(huì)被寫(xiě)入成像引擎14(例如，LC99704)的DSP306的缺省照相機(jī)寄存器設(shè)置。
成像引擎14最好包括數(shù)字和模擬增益控制，該增益控制能夠在I2C接口上手動(dòng)地改變。條形碼讀取應(yīng)用通常并不利用數(shù)字增益控制，因?yàn)樗话悴⒉惶峁┱嬲男盘?hào)放大值。模擬增益是通過(guò)LC99704 DSP的寄存器157d來(lái)控制的。圖7顯示了根據(jù)寫(xiě)入寄存器157d的數(shù)字值獲得的模擬增益。該模擬增益在隨后讀出的幀上生效。
平臺(tái)20的采集接口最好是高度可編程的。需要被配置為保證照相機(jī)適當(dāng)運(yùn)行的關(guān)鍵項(xiàng)是MCKI的設(shè)置，要與DSP306(在所提供的例子中，為來(lái)自平臺(tái)20的11.981MHz)相適合；EXSFT的極性，在電源被施加到成像引擎14之后或在退出成像引擎的待機(jī)電源模式B之后，要與成像引擎14的啟動(dòng)順序相匹配；當(dāng)禁用采集/運(yùn)行時(shí)EXHT和EXSFT的空閑狀態(tài)；每行的像素?cái)?shù)和每幀的行數(shù)與CCD相適合；以及直接存儲(chǔ)器存取(DMA)目的地和重載地址寄存器。
現(xiàn)在參照?qǐng)D8，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例以透視圖的方式示出了一光學(xué)讀碼機(jī)912。光學(xué)讀碼機(jī)912包括成像光學(xué)裝置914，印刷電路板組件916，照明設(shè)備918，瞄準(zhǔn)設(shè)備920以及馬達(dá)組件922。成像光學(xué)裝置914產(chǎn)生由印刷電路板組件916所接收和處理的圖像數(shù)據(jù)。照明設(shè)備918和瞄準(zhǔn)設(shè)備920幫助保證成像光學(xué)裝置914具有優(yōu)質(zhì)的主體來(lái)從中獲取圖像數(shù)據(jù)。馬達(dá)組件922代表用于聚焦目標(biāo)圖像的裝置，此處會(huì)進(jìn)一步進(jìn)行討論。光學(xué)讀碼機(jī)的組件放置在底盤910內(nèi)或附于其上。底盤910最好由鋅構(gòu)成。
照明設(shè)備918可由照明印刷電路板和小透鏡盤組成。照明印刷電路板可包括多個(gè)發(fā)光二極管。在較佳的實(shí)施例中，二十個(gè)660納米的發(fā)光二極管(LED)排列在照明裝置板上。在可選的實(shí)施例中，可使用產(chǎn)生較高或較低波長(zhǎng)光的LED。無(wú)論哪種情況，LED以均勻照明目標(biāo)區(qū)域的方式排列。在成像引擎中有多個(gè)視場(chǎng)和多個(gè)焦距可選擇的系統(tǒng)中，照明系統(tǒng)可提供不同的照明區(qū)域。從LED發(fā)射的光經(jīng)光圈或小透鏡投射在成像引擎的前板上。
照明光源可產(chǎn)生較低輸出強(qiáng)度的相對(duì)較寬的光束，以照明離成像光學(xué)讀碼機(jī)相對(duì)較近的目標(biāo)條形碼，也可產(chǎn)生較高輸出強(qiáng)度的相對(duì)較窄的光束，以照明離成像光學(xué)讀碼機(jī)相對(duì)較遠(yuǎn)的目標(biāo)條形碼。用于產(chǎn)生較低輸出強(qiáng)度照明光束的照明光源的一部分，可包括具有寬發(fā)散模式的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件，這些元件位于離透鏡組件的主光軸相對(duì)較近的地方?？墒褂昧硗獾脑蕴峁┹^高輸出強(qiáng)度的較長(zhǎng)范圍照明光束。在較佳的實(shí)施例中，這種功能是由具有窄發(fā)散模式的發(fā)光元件來(lái)執(zhí)行，這些元件位于離透鏡組件的主光軸相對(duì)較遠(yuǎn)的地方。后面提到的這些元件可以是多個(gè)發(fā)光二極管，每個(gè)都與位于成像引擎前表面的聚焦小透鏡相關(guān)聯(lián)。
在使用多個(gè)發(fā)光元件的照明系統(tǒng)中，穿越照明區(qū)域可發(fā)生某些強(qiáng)度變化。在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，圖像處理電路和/或軟件對(duì)來(lái)自圖像傳感器的信號(hào)補(bǔ)償照明光源所提供的照明中的已知變化。
參照?qǐng)D3如上所述，成像引擎的透鏡組件最好能被設(shè)置到兩個(gè)不同的預(yù)定聚焦位置之一。這些位置通常在制造的時(shí)候被固定。稱為近焦的一個(gè)聚焦位置，使成像引擎能聚焦到例如大約五英寸(12.7厘米)遠(yuǎn)的物體上。稱為遠(yuǎn)焦的第二個(gè)聚焦位置，使成像引擎能聚焦到例如大約九英寸(22.9厘米)遠(yuǎn)的物體上。這兩個(gè)聚焦位置的超集或交迭使成像引擎能夠達(dá)到跨越多個(gè)條形碼密度的卓越的工作范圍，并且當(dāng)設(shè)定到遠(yuǎn)焦位置時(shí)還提供改進(jìn)的遠(yuǎn)景照片拍攝能力。
在現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)讀碼機(jī)中用于調(diào)節(jié)聚焦位置的典型裝置包括沿光軸移動(dòng)成像光學(xué)裝置。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，通過(guò)在樞軸上旋轉(zhuǎn)成像光學(xué)裝置來(lái)調(diào)節(jié)聚焦位置，將參照?qǐng)D8-10進(jìn)行描述。
參照?qǐng)D9，示出了圖8所示的光學(xué)讀碼機(jī)912的分解圖。因此，圖9示出了成像光學(xué)裝置914、PCB組件916、瞄準(zhǔn)設(shè)備920和馬達(dá)組件922的分解圖。
提供螺絲釘930以使PCB組件916緊固在底盤910上。螺絲釘930的移除使PCB組件916能從底盤910上拆下來(lái)。一旦拆下PCB組件916，就可以進(jìn)入底盤910上用于放置馬達(dá)組件922的腔體935。馬達(dá)組件922包括磁鐵932、旋轉(zhuǎn)式光學(xué)機(jī)械桶狀組件934、線圈組件936、制動(dòng)銷938以及樞軸插銷940。
瞄準(zhǔn)設(shè)備920包括衍射光學(xué)元件964、衍射光學(xué)元件透鏡組件966以及可見(jiàn)光激光二極管968。衍射光學(xué)元件964安裝在光學(xué)讀碼機(jī)912的底盤910的前表面上。衍射光學(xué)元件透鏡組件966安置在衍射光學(xué)元件964之后?？梢?jiàn)光激光二極管968產(chǎn)生激光并且緊鄰衍射光學(xué)元件透鏡組件966之后。通過(guò)像管腳970這樣的電連接器，可見(jiàn)光激光二極管968電連接到PCB組件916。
最好在確定成像引擎和要被成像的物體之間的距離之后來(lái)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)組件922。在授予Symbol Technologies公司的專利號(hào)為6340114B1的美國(guó)專利中，揭示了一種用來(lái)確定本發(fā)明成像裝置和物體之間的距離的距離確定方法。該方法包括使用成像光學(xué)讀碼機(jī)的瞄準(zhǔn)設(shè)備來(lái)測(cè)量到目標(biāo)圖像的距離。其它距離確定方法也可用于確定成像裝置和要被成像的物體之間的距離，比如，于2003年4月29日提交的同樣待批的申請(qǐng)?zhí)枮?0/425499的美國(guó)專利申請(qǐng)中所揭示的方法。
然后，由處理系統(tǒng)(比如，PCB組件916)使到該物體的確定距離與成像光學(xué)裝置914相對(duì)于固定參考點(diǎn)(比如，像中心點(diǎn)這樣的成像光學(xué)裝置的特定點(diǎn))的具體或大約的位置相互關(guān)聯(lián)。
然后，處理系統(tǒng)確定成像光學(xué)裝置相對(duì)于固定參考點(diǎn)移動(dòng)到特定或大約的位置所需的距離數(shù)量。為執(zhí)行這種計(jì)算，處理系統(tǒng)考慮了成像光學(xué)裝置914的參考點(diǎn)相對(duì)于固定參考點(diǎn)的上一個(gè)存儲(chǔ)位置。當(dāng)不考慮偶爾通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)地設(shè)置處于相對(duì)于固定參考點(diǎn)而言已知位置處的成像光學(xué)裝置的當(dāng)前位置來(lái)校準(zhǔn)成像引擎的需要時(shí)，成像光學(xué)裝置914的參考點(diǎn)的上一個(gè)存儲(chǔ)位置就等于成像光學(xué)裝置914的參考點(diǎn)相對(duì)于固定參考點(diǎn)的當(dāng)前位置。
由處理系統(tǒng)通過(guò)持續(xù)計(jì)算成像光學(xué)裝置914參考點(diǎn)相對(duì)于固定參考點(diǎn)移動(dòng)的距離量來(lái)確定上一個(gè)“記錄的”或當(dāng)前的位置。例如，在成像裝置的初始制造設(shè)置或校準(zhǔn)之后，成像光學(xué)裝置914的參考點(diǎn)位于固定參考點(diǎn)所在的同一平面上，或者到固定參考點(diǎn)的距離已知，比如離固定參考點(diǎn)最遠(yuǎn)的位置。
此后，根據(jù)下面的描述可實(shí)現(xiàn)在條形碼解碼掃描期間近焦和遠(yuǎn)焦之間的聚焦變化。如上所述，最初根據(jù)PCB組件916所處理的信息來(lái)確定聚焦質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明，然后，將來(lái)自PCB組件916的信號(hào)發(fā)送到緊鄰磁鐵932放置的線圈組件936。線圈組件936將電磁力施加到磁鐵932上。由于線圈組件936所施加的電磁力的大小和方向的作用，磁鐵932移動(dòng)。因?yàn)榇盆F932在物理上連接到旋轉(zhuǎn)的光學(xué)機(jī)械桶狀組件934，由線圈組件936施加到磁鐵932之上的電磁力中的變化被傳送到旋轉(zhuǎn)的光學(xué)機(jī)械桶狀組件934。成像光學(xué)裝置914被放置在旋轉(zhuǎn)光學(xué)機(jī)械桶狀組件934之內(nèi)。因此，對(duì)旋轉(zhuǎn)的光學(xué)機(jī)械桶狀組件934的位置調(diào)節(jié)對(duì)成像光學(xué)裝置914的位置具有直接的影響。提供一制動(dòng)元件938來(lái)對(duì)旋轉(zhuǎn)的光學(xué)機(jī)械桶狀組件934可作的移動(dòng)強(qiáng)加一物理限制。
如上所述，用于調(diào)節(jié)成像光學(xué)裝置的聚焦的常規(guī)手段包括沿光程軸向移動(dòng)成像光學(xué)裝置。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在樞軸上旋轉(zhuǎn)或繞樞軸插銷940所限定的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)光學(xué)機(jī)械桶狀組件934，實(shí)現(xiàn)對(duì)成像光學(xué)裝置的聚焦的調(diào)節(jié)。樞軸插銷940以可旋轉(zhuǎn)方式安置在插孔942內(nèi)，該插孔則固定在光學(xué)機(jī)械桶狀組件934的一部分之內(nèi)。
圖10示出了所裝配的電磁馬達(dá)組件922的單獨(dú)的透視圖。通過(guò)一摩擦裝置將樞軸插銷940維持在插孔942之內(nèi)以將馬達(dá)對(duì)移動(dòng)的敏感性最小化，該移動(dòng)歸因于熱效應(yīng)、重力、灰塵或可使馬達(dá)移出期望位置的任何其它因素。在插孔942之內(nèi)安裝一軸承，為樞軸插銷940的小增量精確旋轉(zhuǎn)提供平滑停止。傳感器944緊鄰著成像光學(xué)裝置914放置。
成像光學(xué)裝置914被配置成將光學(xué)信息聚焦到傳感器944上。傳感器944產(chǎn)生與目標(biāo)圖像的像素信息陣列相對(duì)應(yīng)的電子信號(hào)。來(lái)自傳感器944的電子信號(hào)被發(fā)送到控制和邏輯電路，比如PCB組件916?？刂坪瓦壿嬰娐诽幚碓撔盘?hào)，并且向制動(dòng)組件提供有關(guān)目標(biāo)圖像的聚焦的輸出信號(hào)。于2003年3月14日提交并同待批的申請(qǐng)?zhí)枮?0/389,184的美國(guó)專利中進(jìn)一步詳細(xì)描述的是一種用于確定目標(biāo)圖像是否處于聚焦中以及相應(yīng)的輸出信號(hào)應(yīng)是什么的方法。
旋轉(zhuǎn)光學(xué)機(jī)械桶狀組件934的結(jié)構(gòu)特征向系統(tǒng)引入一度的標(biāo)稱角度誤差，作為執(zhí)行期望的調(diào)節(jié)的結(jié)果，即最好在20毫秒內(nèi)85+/-10微米的線性調(diào)節(jié)。通過(guò)光學(xué)機(jī)械桶狀組件934的一度旋轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)所期望的調(diào)節(jié)。通過(guò)將誤差分到兩個(gè)聚焦位置之間，實(shí)現(xiàn)并容許小于0.5度的標(biāo)稱誤差。這樣一個(gè)低誤差數(shù)字的實(shí)現(xiàn)歸因于導(dǎo)致所需聚焦調(diào)節(jié)所要求的極少量的線性運(yùn)動(dòng)。在本發(fā)明的應(yīng)用中，大約兩(2)度的統(tǒng)計(jì)誤差視作可接受的光學(xué)質(zhì)量的外界限。
現(xiàn)在參照?qǐng)D11，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，它示出了成像光學(xué)裝置914的分解圖。成像光學(xué)裝置914包括一組透鏡950、954和960，光圈擋片952，透鏡架956以及固定環(huán)958。成像光學(xué)裝置914的組件依次組裝到透鏡架956之內(nèi)。組件安放的順序是首先，透鏡950放在透鏡架956內(nèi)，靠在透鏡架956內(nèi)表面上構(gòu)成的環(huán)形肩部。其次，透鏡954和光圈952插入透鏡架956并與第一個(gè)透鏡950相鄰。第三個(gè)透鏡960插入透鏡架956并與光圈952相鄰。最后，固定環(huán)958插入透鏡架956并通過(guò)在固定環(huán)958的外圈和透鏡架956的內(nèi)圈之上的螺紋連接將其固定。然后，所組裝的成像透鏡組件914經(jīng)受各種本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的性能和結(jié)構(gòu)測(cè)試。預(yù)期通過(guò)本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的其它手段可將各組件緊固在透鏡架956之內(nèi)，比如通過(guò)按撳式密接。
本發(fā)明所描述的實(shí)施例旨在說(shuō)明而非限制，并且并不代表本發(fā)明的每一個(gè)實(shí)施例。在下面的權(quán)利要求書(shū)以及在法律上視為等同的方案中闡明了本發(fā)明的精神和范圍，可作出各種修改和變化而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)讀碼機(jī)，其特征在于，包括底盤；以樞軸旋轉(zhuǎn)方式安裝在所述底盤之上的成像光學(xué)組件；以及用于將所述成像光學(xué)組件聚焦到目標(biāo)圖像上的裝置，其中通過(guò)將所述成像光學(xué)組件繞樞軸旋轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)節(jié)所述聚焦。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀碼機(jī)，其特征在于，還包括用于照明所述目標(biāo)圖像的照明設(shè)備。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀碼機(jī)，其特征在于，還包括用于幫助用戶使所述光學(xué)讀碼機(jī)瞄準(zhǔn)所述目標(biāo)圖像的瞄準(zhǔn)設(shè)備。
4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)讀碼機(jī)，其特征在于，所述瞄準(zhǔn)設(shè)備包括可見(jiàn)光激光二極管和衍射光學(xué)元件透鏡組件。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀碼機(jī)，其特征在于，還包括用于多個(gè)輸入信號(hào)和多個(gè)輸出信號(hào)中的至少一個(gè)信號(hào)的雙向傳輸?shù)挠∷㈦娐钒褰M件。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀碼機(jī)，其特征在于，還包括用于使所述成像光學(xué)組件聚焦到所述目標(biāo)圖像的馬達(dá)組件。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)讀碼機(jī)，其特征在于，所述馬達(dá)組件包括用于將電磁力施加到所述磁鐵之上的磁鐵、線圈組件；用于放置所述成像光學(xué)組件的光學(xué)機(jī)械桶狀組件；以及用于將所述光學(xué)機(jī)械桶狀組件旋轉(zhuǎn)連接到所述底盤的樞軸插銷。
8.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)讀碼機(jī)，其特征在于，向所述線圈組件發(fā)送至少一個(gè)電源信號(hào)，使得所述線圈組件將電磁力施加到所述磁鐵上，其中所述磁鐵連接到所述光學(xué)機(jī)械桶狀組件，因此使所述光學(xué)機(jī)械桶狀組件繞所述樞軸插銷旋轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)所述光學(xué)讀碼機(jī)的聚焦。
9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀碼機(jī)，其特征在于，所述成像光學(xué)組件包括透鏡架；放置在所述透鏡架內(nèi)的第一個(gè)透鏡，它與在所述透鏡架內(nèi)表面上構(gòu)成的環(huán)形肩部；安放在所述透鏡架內(nèi)的第二個(gè)透鏡和光圈，它們緊鄰著所述第一個(gè)透鏡相鄰；放置在所述透鏡架內(nèi)的第三個(gè)透鏡；以及用于將所述第一、第二和第三個(gè)透鏡及光圈固定在所述透鏡架之內(nèi)的固定元件。
10.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀碼機(jī)，其特征在于，所述底盤是由鋅制成的。
11.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀碼機(jī)，其特征在于，所述成像光學(xué)組件繞樞軸旋轉(zhuǎn)約一度。
12.如權(quán)利要求11所述的光學(xué)讀碼機(jī)，其特征在于，所述繞樞軸旋轉(zhuǎn)約一度導(dǎo)致了大約等于85微米的線性調(diào)節(jié)。
13.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)讀碼機(jī)，其特征在于，所述的調(diào)節(jié)在小于20毫秒內(nèi)完成。
14.一種用于調(diào)節(jié)成像光學(xué)組件的聚焦的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟提供一種繞樞軸旋轉(zhuǎn)安裝在底盤上的成像光學(xué)組件；以及在樞軸上旋轉(zhuǎn)所述成像光學(xué)組件以將所述成像光學(xué)組件聚焦到目標(biāo)圖像。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括照明所述目標(biāo)圖像的步驟。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括將所述成像光學(xué)組件瞄準(zhǔn)到所述目標(biāo)圖像的步驟。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述瞄準(zhǔn)設(shè)備包括可見(jiàn)光激光二極管和衍射光學(xué)元件透鏡組件。
18.一種光學(xué)讀碼機(jī)包括底盤；用于放置成像光學(xué)組件的光學(xué)機(jī)械桶狀組件，其中繞樞軸旋轉(zhuǎn)地將所述光學(xué)機(jī)械桶狀組件安裝在所述底盤上，從而所述光學(xué)機(jī)械桶狀組件繞樞軸旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)所述成像光學(xué)組件在目標(biāo)圖像上的聚焦。
19.如權(quán)利要求18所述的光學(xué)讀碼機(jī)，其特征在于，還包括用于使所述成像光學(xué)組件的樞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)所述目標(biāo)圖像上的聚焦的電磁馬達(dá)組件。
20.如權(quán)利要求19所述的光學(xué)讀碼機(jī)，其特征在于，所述電磁馬達(dá)組件包括安裝在所述光學(xué)機(jī)械桶狀組件之上的磁鐵，用于將電磁力施加到所述磁鐵之上的線圈組件，以及用于繞樞軸旋轉(zhuǎn)地將所述光學(xué)機(jī)械桶狀組件安裝在所述底盤之上的樞軸插銷。
21.一種用于將以可移除方式放置在光學(xué)讀碼機(jī)之內(nèi)并具有可調(diào)式透鏡組件的成像引擎連接到光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)的電路組件的接口組件，所述接口組件包括第一耦合電路組件，用于在從電路組件到成像引擎的第一方向中發(fā)送至少一個(gè)輸入信號(hào)，所述至少一個(gè)輸入信號(hào)包括至少一個(gè)聚焦控制信號(hào)，用于控制所述透鏡組件以選擇至少兩個(gè)聚焦位置中的一個(gè)聚焦位置；以及第二耦合電路組件，用于在從成像引擎到電路組件的第二方向中發(fā)送至少一個(gè)輸出信號(hào)，所述至少一個(gè)輸出信號(hào)包括至少一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)信號(hào)，其中所述至少一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)信號(hào)表示由所述成像引擎的光子傳感器陣列所檢測(cè)的光。
22.如權(quán)利要求21所述的接口組件，其特征在于，所述至少一個(gè)輸入信號(hào)還包括選自以下組合的至少一個(gè)信號(hào)用于控制所述成像引擎的瞄準(zhǔn)組件的至少一個(gè)瞄準(zhǔn)組件控制信號(hào)，以及用于控制所述成像引擎的照明組件的至少一個(gè)照明控制信號(hào)。
23.如權(quán)利要求21所述的接口組件，其特征在于，還包括第三個(gè)耦合電路組件，用于從所述電路組件到所述成像引擎的至少一個(gè)電源開(kāi)/關(guān)信號(hào)的傳輸。
24.如權(quán)利要求21所述的接口組件，其特征在于，還包括第三個(gè)耦合電路組件，用于所述至少一個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)信號(hào)在所述電路組件和所述成像引擎之間的雙向傳輸。
25.如權(quán)利要求21所述的接口組件，其特征在于，所述至少一個(gè)輸入信號(hào)還包括選自以下組合的一個(gè)信號(hào)至少一個(gè)寄存器數(shù)據(jù)信號(hào)，用于在所述成像引擎的數(shù)據(jù)信號(hào)處理器中將數(shù)據(jù)編程到至少一個(gè)寄存器中；至少一個(gè)寄存器重置信號(hào)，用于將所述至少一個(gè)寄存器重置；以及至少一個(gè)芯片選擇信號(hào)，用于選擇所述數(shù)據(jù)信號(hào)處理器的至少一個(gè)芯片中的一芯片。
26.如權(quán)利要求21所述的接口組件，其特征在于，所述至少一個(gè)輸入信號(hào)還包括至少一個(gè)同步信號(hào)，它選自以下組合至少一個(gè)外部幀信號(hào)，至少一個(gè)外部水平時(shí)鐘信號(hào)，至少一個(gè)寄存器時(shí)鐘信號(hào)以及至少一個(gè)主時(shí)鐘信號(hào)。
27.如權(quán)利要求21所述的接口組件，其特征在于，所述至少一個(gè)輸出信號(hào)選自以下組合至少一個(gè)像素時(shí)鐘信號(hào)；至少一個(gè)水平像素有效時(shí)鐘同步信號(hào)；至少一個(gè)豎直幀有效時(shí)鐘信號(hào)；至少一個(gè)寄存器數(shù)據(jù)信號(hào)；至少一個(gè)寄存器重置信號(hào)；以及至少一個(gè)幀移動(dòng)信號(hào)。
28.如權(quán)利要求23所述的接口組件，其特征在于，所述至少一個(gè)電源開(kāi)/關(guān)信號(hào)選自以下組合至少一個(gè)接地信號(hào)；至少一個(gè)聚焦控制馬達(dá)電源信號(hào)，用于向馬達(dá)提供電源，所述馬達(dá)能夠調(diào)節(jié)所述的透鏡組件以改變其聚焦位置；至少一個(gè)照明電源信號(hào)，用于向所述成像引擎的照明組件提供電源；以及至少一個(gè)瞄準(zhǔn)電源信號(hào)，用于向所述成像引擎的瞄準(zhǔn)組件提供電源。
29.如權(quán)利要求21所述的接口組件，其特征在于，所述第一和第二耦合電路組件被包括在以下的至少一個(gè)之中所述成像引擎的輸入/輸出(I/O)裝置、所述電路組件的I/O裝置以及連接在所述成像引擎和所述電路組件之間的傳輸組件。
30.如權(quán)利要求29所述的接口組件，其特征在于，所述傳輸組件包括至少一個(gè)連接器，用于為電氣傳輸和數(shù)據(jù)通信中的至少之一提供路徑，以及至少一個(gè)傳輸適配設(shè)備，用于修改所述至少一個(gè)信號(hào)的路徑和屬性中的至少之一。
31.如權(quán)利要求21所述的接口組件，其特征在于，所述第一和第二耦合電路組件直接連接到所述成像引擎和所述電路組件中的至少一個(gè)。
32.如權(quán)利要求23所述的接口組件，其特征在于，組合在一起的所述第一、第二和第三耦合電路組件包括具有至少第一和第二端的連接器，所述第一和第二端面之一包括從第一個(gè)觸點(diǎn)到第三十一個(gè)觸點(diǎn)的多個(gè)觸點(diǎn)。
33.如權(quán)利要求32所述的接口組件，其特征在于，從所述第一觸點(diǎn)到第三十一觸點(diǎn)的間距為0.3毫米。
34.一種用于將以可移除方式放置在光學(xué)讀碼機(jī)之內(nèi)的成像引擎連接到光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)的電路組件的方法，所述方法包括如下步驟在從所述電路組件到所述成像引擎的第一方向中發(fā)送至少一個(gè)聚焦控制信號(hào)，所述信號(hào)用于控制所述成像引擎的透鏡組件選擇至少兩個(gè)聚焦位置中的一個(gè)聚焦位置；以及在從所述成像引擎到所述電路組件的第二方向中發(fā)送至少一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)信號(hào)，所述信號(hào)表示由所述成像引擎的光子傳感器陣列所檢測(cè)的光。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，還包括在所述第一方向中發(fā)送至少一個(gè)信號(hào)的步驟，其中所述信號(hào)選自以下組合至少一個(gè)瞄準(zhǔn)組件控制信號(hào)，用于控制所述成像引擎的瞄準(zhǔn)組件；以及至少一個(gè)照明控制信號(hào)，用于控制所述成像引擎的照明組件。
36.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，還包括在所述第一方向中發(fā)送至少一個(gè)電源開(kāi)/關(guān)信號(hào)的步驟，其中所述信號(hào)選自以下組合至少一個(gè)接地信號(hào)；至少一個(gè)聚焦控制馬達(dá)的電源信號(hào)，用于向能夠調(diào)節(jié)所述透鏡組件的馬達(dá)提供電源以改變其聚焦位置；至少一個(gè)照明電源信號(hào)，用于向所述光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)的照明組件提供電源；以及至少一個(gè)瞄準(zhǔn)電源信號(hào)，用于向所述光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)的瞄準(zhǔn)組件提供電源。
37.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，還包括在所述第一方向中發(fā)送至少一個(gè)信號(hào)的步驟，其中所述信號(hào)從以下組合中選擇至少一個(gè)寄存器數(shù)據(jù)信號(hào)，用于在所述成像引擎的數(shù)據(jù)信號(hào)處理器中將數(shù)據(jù)編程到至少一個(gè)寄存器中；至少一個(gè)寄存器重置信號(hào)，用于重置所述至少一個(gè)寄存器；以及至少一個(gè)芯片選擇信號(hào)，用于選擇所述數(shù)據(jù)信號(hào)處理器的至少一個(gè)芯片。
38.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，還包括在所述第一方向中發(fā)送至少一個(gè)同步信號(hào)的步驟，其中所述信號(hào)從以下組合中選擇至少一個(gè)外部幀信號(hào)；至少一個(gè)外部水平時(shí)鐘信號(hào)；至少一個(gè)寄存器時(shí)鐘信號(hào)；以及至少一個(gè)主時(shí)鐘信號(hào)。
39.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，還包括在所述第二方向中發(fā)送至少一個(gè)信號(hào)的步驟，其中所述信號(hào)從以下組合中選擇至少一個(gè)像素時(shí)鐘信號(hào)；至少一個(gè)水平像素有效時(shí)鐘同步信號(hào)；至少一個(gè)豎直幀有效時(shí)鐘信號(hào)；至少一個(gè)寄存器數(shù)據(jù)信號(hào)；至少一個(gè)寄存器重置信號(hào)；以及至少一個(gè)幀移動(dòng)信號(hào)。
40.一種用于將具有可調(diào)式透鏡組件的成像引擎連接到光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)的電路組件的接口組件，其特征在于，所述接口組件包括耦合電路，它包括第一耦合電路，用于在從所述電路組件到所述成像引擎的第一方向中發(fā)送至少一個(gè)外部豎直幀時(shí)鐘信號(hào)；第二耦合電路，用于在從所述成像引擎到所述電路組件的第二方向中發(fā)送至少一個(gè)水平像素有效時(shí)鐘信號(hào)；第三耦合電路，用于在所述第一方向中發(fā)送至少一個(gè)主時(shí)鐘信號(hào)；第四耦合電路，用于在所述第二方向中發(fā)送多個(gè)比特的像素?cái)?shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)表示由所述成像引擎的光傳感器陣列所檢測(cè)的光；以及第五耦合電路，用于在所述第一方向中發(fā)送至少一個(gè)聚焦控制信號(hào)，其中所述信號(hào)用于控制所述透鏡組件選擇所述聚焦位置。
41.如權(quán)利要求40所述的接口組件，其特征在于，所述耦合電路還包括第六耦合電路，用于在所述第一方向中發(fā)送至少一個(gè)聚焦控制馬達(dá)電源信號(hào)，其中所述信號(hào)用于向能夠調(diào)節(jié)所述成像引擎的透鏡組件的馬達(dá)提供電源，以改變所述成像引擎的聚焦位置；第七耦合電路，用于在從所述電路組件到所述成像引擎的第一方向中發(fā)送至少一個(gè)接地信號(hào)；第八耦合電路，用于在第一方向中發(fā)送至少一個(gè)照明啟用信號(hào)，其中所述信號(hào)用于控制所述成像引擎的照明組件；第九耦合電路，用于在所述第一方向中發(fā)送至少一個(gè)瞄準(zhǔn)啟用信號(hào)，其中所述信號(hào)用于控制所述成像引擎的瞄準(zhǔn)組件；第十耦合電路，用于在所述第一方向中發(fā)送至少一個(gè)照明電源信號(hào)，其中所述信號(hào)用于向所述照明組件提供電源；以及第十一耦合電路，用于在所述第一方向中發(fā)送至少一個(gè)瞄準(zhǔn)電源信號(hào)，其中所述信號(hào)用于向所述光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)的瞄準(zhǔn)組件提供電源。
42.如權(quán)利要求41所述的接口組件，其特征在于，所述耦合電路還包括第十二耦合電路，用于在所述第二方向中發(fā)送至少一個(gè)像素時(shí)鐘信號(hào)；第十三耦合電路，用于在所述第二方向中發(fā)送至少一個(gè)外部水平時(shí)鐘信號(hào)；第十四耦合電路，用于在所述第一和第二方向的至少一個(gè)方向中發(fā)送至少一個(gè)I2C寄存器數(shù)據(jù)信號(hào)；第十五耦合電路，用于在所述第一方向中發(fā)送至少一個(gè)I2C寄存器時(shí)鐘信號(hào)；第十六耦合電路，用于在所述第一和第二方向的至少一個(gè)中發(fā)送至少一個(gè)寄存器重置信號(hào)，其中所述信號(hào)用于重置所述成像引擎的數(shù)據(jù)信號(hào)處理器的至少一個(gè)寄存器；第十七耦合電路，用于在所述第一方向中發(fā)送至少一個(gè)芯片選擇信號(hào)；第十八耦合電路，用于在所述第二方向中發(fā)送至少一個(gè)曝光后幀移位信號(hào)；以及第十九耦合電路，用于在所述第一方向中發(fā)送至少一個(gè)外部幀同步信號(hào)。
43.如權(quán)利要求42所述的接口組件，其特征在于，所述接口組件還包括至少具有第一和第二端面的連接器，所述第一和第二端面之一包括從第一個(gè)觸點(diǎn)到第三十一個(gè)觸點(diǎn)的多個(gè)觸點(diǎn)，其中所述第一耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)，所述第二耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)，所述第三耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)，所述第四耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的八個(gè)觸點(diǎn)，所述第五耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的兩個(gè)觸點(diǎn)，所述第六耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)，所述第七耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的四個(gè)觸點(diǎn)，所述第八耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)，所述第九耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)，所述第十耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)，所述第十一耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的兩個(gè)觸點(diǎn)，所述第十二耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)，所述第十三耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)，所述第十四耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)，所述第十五耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)，所述第十六耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)，所述第十七耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)，所述第十八耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)，以及所述第十九耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)，其中所述第一到第十九耦合電路所包括的觸點(diǎn)中的每一個(gè)都是不同的。
44.如權(quán)利要求40所述的接口組件，其特征在于，所述耦合電路直接連接到所述成像引擎和所述電路組件中的至少之一。
45.如權(quán)利要求40所述的接口組件，其特征在于，所述耦合電路還包括攔截電路，用于攔截所述至少一個(gè)信號(hào)中的一個(gè)信號(hào)到達(dá)目的地，其中所述目的地選自所述成像引擎和所述電路組件的組合。
46.一種用于將具有可調(diào)式透鏡組件的成像引擎連接到光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)的電路組件的接口組件，其特征在于，所述接口組件包括至少具有第一和第二端面的連接器，所述第一和第二端面之一包括用于發(fā)送至少一個(gè)信號(hào)的從第一到第三十一觸點(diǎn)的多個(gè)觸點(diǎn)；第一耦合電路，用于在從所述電路組件到所述成像引擎的第一方向中發(fā)送用于控制所述透鏡組件的至少一個(gè)聚焦控制信號(hào)，所述透鏡組件用于選擇所述透鏡組件的至少兩個(gè)聚焦位置中的一個(gè)聚焦位置，所述第一耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的四個(gè)觸點(diǎn)；第二耦合電路，用于在所述第一方向中發(fā)送以下的至少一個(gè)至少一個(gè)用于控制所述光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)的照明組件的照明啟用信號(hào)，以及至少一個(gè)用于控制所述光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)的瞄準(zhǔn)組件的瞄準(zhǔn)啟用信號(hào)，所述第二耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的至少兩個(gè)觸點(diǎn)；以及第三耦合電路，用于在從所述成像引擎到所述電路組件的第二方向中發(fā)送多個(gè)比特的像素?cái)?shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)表示由所述成像引擎的光傳感器陣列所檢測(cè)的光，所述第三耦合電路包括所述多個(gè)觸點(diǎn)中的八個(gè)；其中在從所述第一到所述第三耦合電路中所包括的每個(gè)觸點(diǎn)都是不同的。
47.如權(quán)利要求46所述的接口組件，其特征在于，所述第一、第二和第三耦合電路的至少之一直接與所述成像引擎和所述電路組件中的至少一個(gè)相連。
48.一種用于將具有可調(diào)式透鏡組件的成像引擎連接到光學(xué)讀碼機(jī)系統(tǒng)的電路組件的接口組件，其特征在于，所述接口組件包括所述成像引擎的輸入/輸出(I/O)裝置、所述電路組件的I/O裝置以及連接在所述成像引擎和所述電路組件之間的傳輸組件中的至少一個(gè)，被配置成用于將來(lái)自所述成像引擎和所述電路組件之一的至少一個(gè)信號(hào)發(fā)送到所述成像引擎和所述電路組件中的另一方；其中所述至少一個(gè)信號(hào)包括至少一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)信號(hào)，它表示由所述成像引擎的光傳感器陣列所檢測(cè)的光；至少一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，用于所述成像引擎和電路組件的同步；至少一個(gè)參考信號(hào)，包括至少一個(gè)豎直幀參考信號(hào)和至少一個(gè)水平像素參考信號(hào)；以及至少一個(gè)聚焦控制信號(hào)，用于控制所述透鏡組件的調(diào)節(jié)；以及至少一個(gè)接地信號(hào)。
49.如權(quán)利要求48所述的接口組件，其特征在于，所述傳輸組件包括以下的至少一個(gè)至少一個(gè)連接器，它為電氣傳輸和數(shù)據(jù)通信中的至少一個(gè)提供路徑；以及至少一個(gè)傳輸適配設(shè)備，用于修改所述至少一個(gè)信號(hào)的路徑和屬性中的至少一個(gè)。
50.如權(quán)利要求48所述的接口組件，其特征在于，所述至少一個(gè)信號(hào)還包括選自以下組合的至少一個(gè)信號(hào)至少一個(gè)照明電源信號(hào)，用于向所述成像引擎的照明組件提供電源；至少一個(gè)瞄準(zhǔn)電源信號(hào)，用于向所述成像引擎的瞄準(zhǔn)組件提供電源；至少一個(gè)照明控制信號(hào)，用于控制所述照明組件；至少一個(gè)瞄準(zhǔn)控制信號(hào)，用于控制所述瞄準(zhǔn)組件。
51.如權(quán)利要求48所述的接口組件，其特征在于，所述傳輸組件包括攔截電路，用于攔截所述至少一個(gè)信號(hào)中的一個(gè)信號(hào)到達(dá)目的地，其中所述目的地選自所述成像引擎和所述電路組件的組合。
52.如權(quán)利要求49所述的接口組件，其特征在于，所述傳輸組件包括具有三十一個(gè)觸點(diǎn)的連接器。
53.如權(quán)利要求50所述的接口組件，其特征在于，所述三十一個(gè)觸點(diǎn)具有0.3毫米的間距。
54.如權(quán)利要求48所述的接口組件，其特征在于，還包括用于發(fā)送所述至少一個(gè)信號(hào)的有線傳輸裝置和無(wú)線傳輸裝置中的至少之一。
全文摘要
一種具有用于將成像光學(xué)組件聚焦到目標(biāo)圖像的結(jié)構(gòu)的光學(xué)讀碼機(jī)(12)。該光學(xué)讀碼機(jī)包括底盤(910)和繞樞軸旋轉(zhuǎn)地安裝在該底盤上的成像光學(xué)組件(914)。該成像光學(xué)組件放在光學(xué)機(jī)械桶狀組件之內(nèi)。光學(xué)機(jī)械桶狀組件的樞軸式轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)了成像光學(xué)組件在目標(biāo)圖像上的聚焦。該光學(xué)讀碼機(jī)還包括照明設(shè)備(918)和瞄準(zhǔn)設(shè)備(920)。接口組件(28)將成像光學(xué)組件的成像引擎(14)連接到光學(xué)讀碼機(jī)的電路組件。以可移除方式放置成像引擎(14)并且/或者將其尺寸定為并配置為適合預(yù)定的構(gòu)建因子。
文檔編號(hào)G02B7/04GK1788270SQ200480007410
公開(kāi)日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2004年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月13日
發(fā)明者愛(ài)德華·科根, 約瑟夫·佐丹奴, 梅于爾·帕特爾, T·D·史, 托馬斯·比安庫(kù)利, 張珩, 尼古拉斯·布翁喬瓦諾, 安德烈·沙姆科維奇 申請(qǐng)人:訊寶科技公司