具有自动调焦和接口单元的光学读码机的制作方法

专利名称：具有自动调焦和接口单元的光学读码机的制作方法
技术领域：
本发明涉及在光学读码设备中的成像，尤其涉及基于固态面形摄像管的手持式读码机，该读码机放置在相对目标代码的可变方位和距离上。
背景技术：
光学代码是由具有不同的光反射或光发射特性的图像区域组成的图案，它们通常根据先验的规则组合。术语“条形码”通常用于描述某些类型的光学代码。选择光学代码的光学特性和图案，以区分其显现和其所处的背景环境相区分。用于从光学代码中识别或提取数据的设备有时也称为“光学读码机”，条形码扫描器就是其中的一种。
光学读码机在许多不同环境中用于固定和便携安装，诸如商场的收银服务、制造厂的工作流和库存控制以及交通运输的行李跟踪处理。光学代码可用作快速、普遍的数据录入手段，例如，通过从许多条形码的印刷列表中读取目标条形码。在某些使用中，光学读码机与便携式数据处理设备或数据收集和传输设备相连。光学读码机常包括手动对准目标代码的手持传感器。
大多数传统光学扫描系统被设计成读取一维条形码符号。条形码是由固定或可变宽度间隔分隔的可变宽度的矩形条的图案。条码和间隔具有不同的光反射特征。一维条形码的一个示例是用于识别比如产品库存的UPC/EAN代码。二维或叠式条形码的一个示例是PDF417条形码。另一个传统光学代码被称为“MaxiCode”。它由一个处于中心的照相机取景器的图案或公牛的眼睛中心以及一个环绕在外的六角形格子组成。
注意到此处所揭示的本发明的各方面都可应用于光学读码机，通常，不考虑光学读码机适合读取的特定类型的光学代码。本发明还可应用于某些相关联的图像识别或分析。
大多数常规扫描系统产生一束或多束激光，激光从条形码符号反射回来进入该扫描系统。沿着系统的一个或多个扫描线，系统获取与代码所反射的光相对应的连续的模拟波形。然后系统将波形解码以从条形码中提取信息。例如在授予Symbol Technologies公司的专利号为4251798的美国专利中，揭示了这种一般类型的系统。同样在授予Symbol Technologies公司的专利号为5561283的美国专利中，揭示了一种用于检测和解码一维和二维条形码的光束扫描系统。
这种扫描系统用于可手动地指向目标的手持单元中。通常单个扫描器是包括其它扫描器、计算机、电缆、数据终端等的大得多的系统的一个组件。这样的系统经常基于扫描引擎的机械和光学规范来设计并建造，这些规范有时称为“构建因子”。一种这样的构建因子是由Symbol Technologies公司所设计的SE1200建构因子。
光学代码也可通过使用具有成像引擎的光学读码机来读取。成像引擎包括具有二维光电池或光子传感器阵列的图像传感器，比如区域电荷耦合器件(CCD)，该装置与成像引擎的视场中的图像单元或像素相对应。成像引擎还包括用于将入射光聚焦到图像传感器的透镜组件，以及耦合到该图像传感器的相关联电路。
该关联电路产生与视场的二维像素信息阵列相对应的电子信号。电子信号由处理器来处理，该处理器用于提取表示与视场相对应的图像聚焦质量的信息。
迅速并准确地使扫描器聚焦的能力对扫描器的成功是关键。对这个问题提议方案包括预先打包的组件，比如压电陶瓷致动器和微型马达。这些提议方案中的每一个产生的成功都有限。因此，本发明的目标是提供一种用于光学读码设备的成像引擎，该设备提供成像光学器件更精确并且更快的聚焦。此外，成像引擎的尺寸被定为并被配置为符合预定的构建因子(比如在目前所用的诸如可从Symbol Technologies公司获得的光学读码机中使用的SE900和SE1200构建因子)，以增加此类读码机的可靠性、多功能性和聚焦能力。

发明内容
根据本发明，提供了一种具有改进的成像引擎的光学读码机系统。该光学读码机系统包括成像引擎，它被配置成可实现85微米、20毫秒以内、双聚焦位置的光学成像系统，目的在于增加工作范围但不破坏使用质子尺寸的条形码扫描引擎的扫描积极性。
根据本发明一实施例，光学读码机系统包括底盘、通过枢轴安装在底盘上的成像光学组件以及用于移动成像光学组件的装置，其中用于改变成像光学组件的聚焦的上述装置使成像光学组件通过旋转移到两个指定位置之一。光学读码机可包括其它项，诸如用于照亮目标图像的照明装置或用于帮助用户将光学读码机瞄准目标图像的瞄准装置。
根据本发明一实施例，用于改变成像光学组件的聚焦的装置包括马达组件，它又包括用于将电磁力作用于磁铁之上的磁铁、线圈组件；用于存放成像光学组件的光学机械桶状组件；以及用于将光学机械桶状组件旋转连接到底盘的枢轴插销。发送信号到线圈组件使得线圈组件将电磁力作用于磁铁之上。磁铁与光学机械桶状组件相连，从而使光学机械桶状组件绕枢轴插销转动以调节光学读码机的聚焦。
根据本发明，提供用于将具有可调节透镜组件的成像引擎连接到光学读码机系统的电路组件的接口组件。接口组件包括第一耦合电路组件，用于在从电路组件到成像引擎的第一方向中发送至少一个输入信号。该至少一个输入信号包括至少一个聚焦控制信号，用于控制在至少两个聚焦位置中选择一个聚焦位置的透镜组件。接口组件还包括第二耦合电路组件，用于在从成像引擎到电路组件的第二方向中发送至少一个输出信号。该至少一个输出信号包括至少一个像素数据信号，其中该至少一个像素数据信号表示由成像引擎的光传感器阵列所检测的光。
在本发明的另一个实施例中，接口组件包括了包括耦合电路的接口组件，该耦合电路又包括第一耦合电路，用于在从电路组件到成像引擎的第一方向中发送至少一个外部竖直帧时钟信号；第二耦合电路，用于在从成像引擎到电路组件的第二方向中发送水平像素有效时钟信号；第三个耦合电路，用于在第一方向中发送至少一个主时钟信号；第四个耦合电路，用于在第二方向中发送多个比特的像素数据，该数据表示由成像引擎的光子传感器阵列所检测的光；以及第五个耦合电路，用于在第一方向中发送用于控制透镜组件选择聚焦位置的至少一个聚焦控制信号。
在本发明的又一个实施例中，接口组件包括具有至少第一和第二端的连接器，第一和第二端之一包括多个触点，这些触点包括用于发送至少一个信号的第一个到第三十一个触点。接口组件还包括第一耦合电路，用于在从电路组件到成像引擎的第一方向中发送至少一个聚焦控制信号，以控制用于选择透镜组件的至少两个聚焦位置中的一个聚焦位置的透镜组件，该第一耦合电路包括多个触点中的四个触点；第二耦合电路，用于在第一方向中发送下列信号的至少之一其一是用于控制光学读码机系统的照明组件的至少一个照明启用信号，以及用于控制光学读码机系统的瞄准组件的至少一个瞄准启用信号，该第二耦合电路包括多个触点中的至少两个触点；以及第三耦合电路，用于在从成像引擎到电路组件的第二方向中发送多个比特的像素数据，该数据表示由成像引擎的光传感器阵列所检测的光，该第三耦合电路包括多个触点中的八个触点；其中第一到第三耦合电路中所包括的每个触点都是不同的触点。
在本发明的再一个实施例中，接口组件包括至少以下之一成像引擎的输入/输出(I/O)装置之一，电路组件的I/O装置，以及在成像引擎和电路组件之间连接的发送组件，该发送组件配置为用于将至少一个信号从成像引擎和电路组件中的一方发送到成像引擎和电路组件中的另一方。该至少一个信号包括至少一个像素数据信号，它表示由成像引擎的光传感器阵列所检测的光；至少一个时钟信号，用于成像引擎和电路组件的同步；至少一个参考信号，它包括至少一个竖直帧参考信号以及至少一个水平像素参考信号；以及至少一个聚焦控制信号，用于控制透镜组件的调节；以及至少一个接地信号。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种用于将位于光学读码机内的可移动成像引擎连接到光学读码机系统的电路组件的方法。该方法包括如下步骤在从电路组件到成像引擎的第一方向中发送至少一个聚焦控制信号，用于控制成像引擎的透镜组件选择至少两个聚焦位置中的一个聚焦位置；以及在从成像引擎到电路组件的第二方向中发送至少一个像素数据信号，该信号表示由成像引擎的光子传感器阵列所检测的光。
成像引擎的尺寸最后定为并配置为可移动放置同时符合预定的构建因子，诸如在可从Symbol Technologies公司获得的光学读码机中使用的SE900和SE1200构建因子。该成像引擎将增加这种光学读码机的可靠性和多功能性。
较佳地，通过具有高分辨率光子探测器阵列或图像传感器，使成像引擎最优化以提供高分辨率图像。如本领域众所周知的，可为成像引擎提供瞄准和/或照明组件。
根据本发明，，具有特定规格特征接口的成像引擎可组合或添加到除了光学读码机以外的设备内，比如个人数字助理(PDA)和其它移动计算设备、数码相机、寻呼机、视频电话以及手机。因此，上述的和其它的本发明实施例将在下文中参照附图进行描述。


本发明的各个实施例将在后面参照附图进行描述，其中图1是根据本发明一实施例的具有光学读码机的光学读码机系统的透视图，该光学读码机装备有一成像引擎，该成像引擎具有特定规格特征的一种接口；图2是图1所示的光学读码机的框图；图3是图1所示的成像引擎的框图；图4是成像引擎的数字信号处理器的引脚连接的示例性配置表格；图5是图3所示的成像引擎的光传感器阵列的像素布置图500；图6是图3所示成像引擎中的数字信号处理器的启动序列的时间安排图。
图7是根据本发明响应于数字增益控制所达到的模拟增益图，其中数字增益控制是通过的数字信号处理器来输入的；图8是根据本发明的一组装成像器的透视图；图9是根据本发明的一成像器的分解透视图；图10是根据本发明的绕轴旋转臂的设计透视图；以及图11是根据本发明的一成像透镜组件的分解透视图。
具体实施例方式
现在详细给出参考附图，其中在所有视图中相同的标号标记相似或相同的元件。
图1示出包括具有成像引擎14的光学读码机12的光学读码机系统10，其中光学读码机12最好通过电缆18连接到主机终端16。图2示出光学读码机12的框图，其中成像引擎14与平台20通过接口相连。传输组件21包括至少一个连接器22和/或至少一个传输适配装置26，其中为了在成像引擎14和平台20之间提供电气和/或数据通信，装置26具有单独或合并的电气和/或数据传输电路。
用于在成像引擎14和平台20之间提供数据和/或电气的通信的接口组件28包括成像引擎14的输入/输出(I/O)装置30，比如I/O端口，被配置成用于与平台20交换至少一个信号，包括至少一个信号的直接与间接交换；平台20的I/O装置32，比如I/O端口，被配置成用于与成像引擎14交换至少一个信号，包括至少一个信号的直接与间接交换；以及直接或间接地连接在成像引擎14和平台20之间的传输组件21，用于在成像引擎14和平台20之间发送至少一个信号。
该至少一个信号最好包括与成像引擎14所检测的图像相对应的多个像素信号；用于控制成像引擎14的聚焦距离的至少一个聚焦控制信号；用于交换成像参考信息的参考信号；同步信号；电源信号；以及接地信号。在较佳实施例中，该至少一个信号包括下列几种信号的组合至少一个照明控制信号，用于控制由成像引擎所产生的照明；至少一个瞄准信号，用于控制由成像引擎进行的瞄准；与在成像引擎的数据信号处理器中的可编程寄存器相交换的至少一个可编程寄存器信号；至少一个芯片选择信号；以及至少一个帧移位信号。
在另一个实施例中，传输组件21还包括用于拦截该至少一个信号到达目的地的拦截电路，其中所述目的地选自包括成像引擎和电路组件的组合。
读码机12可以是集成到固定设备之内的一个单元，比如收银台、安检门、售货亭、传送带上的扫描台等等，或移动单元，比如手持读码机或旋转塔。此外，读码机12可装配或集成到便携式、手持计算机设备，比如PDA和可从SymbolTechnologies公司获得的手持计算机设备，比如PDT6800系列和PDT8100系列便携数据终端；或者可装配或集成到便携的扫描系统或终端，比如那些可从Symbol Technologies公司获得的系统。这样的系统可包括局域网、蜂窝式或广域网的一部分，以调整扫描和其它下述的图像处理功能。此外，读码机12可包括视频控制电路和帧抓取电路，用于输出在终端监视器上显示图像的视频信号。读码机12还可包括数据压缩模块(未示出)，用于压缩图像数据，比如用于存储在读码机12和/或主机终端16之内。另外，成像引擎14可集成到视频电话系统中，用来享显示、处理和I/O功能的使用。
在将读码机12从激光线条扫描引擎改型为成像引擎14的情形中，可插入成像引擎14以及关联电路(未示出)来代替线条扫描装置和电路板。这样，可使用先前设计的工具、外壳和主机设备，并且提供代码读取系统连续更新。在较佳的实施例中，成像引擎14在体积上小于两立方英寸，并且将其尺寸定为以取代手持光学代码扫描器中的移动激光束扫描引擎，比如SE1200构建因子扫描装置。读码机12还可以被提供成包括不止一个成像引擎的光学代码读取包，并且包安装的成像引擎可由更适合特定应用的不同成像引擎来替代。
电缆18可提供在读码机12和主机终端16之间的数据通信，和/或用于向读码机12提供电力的电的传送。例如，通过主机终端16和电缆18或者通过读码机12内的充电电池可以向读码机12提供电力。电缆18可部分或完全由无线通信装置来代替，比如射频、光通信或蜂窝通信装置。例如，读码机12可包括射频电路板和天线，它们向一个或多个像主机终端16这样的数据终端提供移动的无线电通信链路。也可提供红外数据接口(IRDA)或多触点极靴以在读码机12和外部接收器或驳接设备之间分别传递数据。通过射频通信链路、IR通信链路或与驳接设备的直接联系，可将压缩的标记和/或图像数据发送到主机终端16。
成像引擎14所产生的图像数据由读码机12(下面还会描述)和/或主机终端16来处理。主机终端16包括或使用至少一个处理器，其中所述至少一个处理器可与一个或多个外设或计算设备相连，比如视频监控器和/或网络。预期读码机12可作为独立的设备操作，不用与主机终端16或其它处理器相连。
读码机12能够瞄准光学代码，其中通过移动光学代码和/或读码机12中的至少一个来把光学代码引入读码机12的视场中。在驱动之后，成像引擎14在其视场之内使光学代码成像并产生相应的图像数据。可向读码机12提供像在装配线上一连串的每个都具有粘贴代码的物体这样的一连串光学代码或一连串代码的打印输出，用于一连串光学代码中单个光学代码的连续成像。
如图3较详细所示，成像引擎14最好还包括透镜组件302，像电荷耦和器件(CCD)这样的光传感器阵列304，以及数据信号处理器(DSP)306。在较佳的实施例中，成像引擎14还包括瞄准系统308和/或照明系统310。此外，在较佳的实施例中，透镜组件302包括至少一个用于将入射光线聚焦到光子传感器阵列304之上的透镜312，其中透镜组件302的放置是可调的，以用来调节透镜组件302的焦距。在所示示例中，透镜组件302安装在透镜引导组件314上，并且具有透镜调节机制316，该机制具有对聚焦控制单元319作出响应的马达318，用于沿透镜引导组件314移动透镜组件302的至少一个透镜以改变透镜组件302的焦距。因此，成像引擎14有能力为扩展工作范围或聚焦更佳的图片而改变聚焦位置，这样的能力可应用于用户需要读取高密度条形码和/或拍摄数码照片的情形中。
DSP306包括诸如DSP的数据信号处理器，该DSP包括具有至少一个电荷泵332的多芯片模块(MCM)和驱动CCD所需的定时脉冲发生器334。MCM内最好还包括相关的复式采样器(未示出)和A/D转换器(未示出)，其中A/D转换器用于将CCD的模拟电压输出转换成表示多个灰度之一的多比特(比如，8比特)量化像素，最好是256或更多灰度。
成像引擎14最好可配置为用多种分辨率模式操作，包括读码机用来读取条形码的应用所用的高精准模式。高精度模式最好能够提供曝光时间的精确设定以及导致更积极的性能从电源接通条件开始的更快启动。
可包括在光学读码机12或主机终端16之内的平台20包括一微处理器并且可以还包括粘合逻辑电路，比如定制的专用集成电路(ASIC)，这对于将微处理器和传输组件21相连接而言很必要。微处理器最好是商用微处理器。在一实施例中，平台包括根据XSCALE架构配置的微处理器，比如Intel PXA250处理器，以及定制的专用集成电路(ASIC)。在另一个实施例中，平台包括一微处理器，该微处理器可能不需要用于连接到传输组件21的粘合逻辑电路，比如Motorola MX-1处理器。
该至少一个连接器22最好是商用电连接器，用于使传输电力和/或数据通信的两个设备相耦和。该至少一个连接器22可被延长，比如包括像扁形软性电缆这样的电缆，用于连接彼此相距较远的两个设备。在所示的例子中，该至少一个连接器22包括由Molex公司制造的31个位置、0.3毫米的电线连接器。预期该至少一个连接器22是用于像光传输这样的非电的传输的连接器。
该至少一个传输适配设备26是像适配器这样的设备，用于调节电气和/或数据传输。该至少一个传输适配设备26可以比如通过修改该至少一个信号的一个或多个信号的传输来调节传输，包括修改上述至少一个信号和/或该信号所经过的路径的特征。例如，该至少一个传输适配设备26可通过如下方式来修改特征比如通过将该至少一个信号的一个或多个信号结合到一个信号之中，从该至少一个信号的一个信号中产生一个或多个信号，和/或改变该信号的配置，比如对该信号执行电的、光的、RF等等之间转换。又例如，至少一个传输适配设备26可通过如下方式来修改路径比如通过将该至少一个信号的一个信号从一个连接器或输入/输出装置的诸如引脚的触点引导到另一个连接器或输入/输出装置的诸如引脚的触点。或者，传输适配设备26可使该至少一个信号所传播的路径终止。预期该至少一个连接器22和/或至少一个传输适配设备26包括有线和无线数据传输装置的组合，包括用于在有线和无线数据传输模式之间转换传输的装置，比如光学的、RF等等。
图4显示了在I/O装置30处所提供的DSP306的引脚连接的示例性配置，I/O装置30用于通过传输组件21连接到平台20，最好是当成像引擎14配置成以高精确分辨率模式操作的时候。预期当成像引擎14被配置为以其它分辨率模式中操作的时候，可使用引脚连接的不同配置。
DSP306的引脚P1的位置L1最好位于成像引擎14的S1面上，分别与瞄准和照明组件308和310相对。所提供的操作电压最好在3.10伏和3.45伏之间。预期图4中所列的信号应该分别分配到不同的引脚。VCC线最好通过比如LC过滤而被过滤，以使进入照相机模拟电路的来自于终端的数字噪音最小化。最好，“FRAME_SHIFT”引脚未被连接，因为它用于在将来的系统中配置为以除高精度分辨率模式以外的分辨率模式操作。然而，当以I/O可以使用并且“FRAME_SHIFT”引脚也被连接的分辨率模式操作的时候，最好要将“FRAME_SHIFT”引脚连接到平台20的输入。“FRAME_SHIFT”引脚最好连接到与地址216d比特6相对应的LC99704 DSP的UV6引脚。
当其较低时REG_RESET*引脚重置LC99704 DSP中的I2C寄存器，并且因此电路最好应包括在成像引擎14中以保证REG_RESET*引脚在启动时获得有效的重置。REG_RESET*引脚可连接到平台20的开放式漏极输出，使得I2C寄存器可通过硬件线得到软件重设。在平台20包括定制ASIC的实施例中，CS*引脚接地，因为当CS*引脚被驱动为高值时，像素数据比特变成“高Z值”，而这在使用定制的ASIC实现的应用中是不需要的。使用FOCUS_CTRL1和FOCUS_CTRL2引脚以使多种聚焦选择模式成为可能，其中聚焦选择模式的启用并不需要在图像采集期间在FOCUS_CTRL1和FOCUS_CTRL2引脚处对信号进行实时修改。因此，最好将FOCUS_CTRL1和FOCUS_CTRL2引脚连接到平台20的通用输入/输出引脚或端口，用来基于扫描部分的聚焦选择的修改。
图5显示了示例性LC00214 CCD的像素布局500。像素区域502由680个水平像素和492个垂直像素构成。在其上聚集光线的实际或有效像素稍微小一点的图像区域504，水平像素652×垂直像素486，其中光学黑色像素(OPB)是并不感光的像素。在图像捕获期间当读取光传感器阵列304时，所有像素都被捕获，除非通过I2C接口配置了DSP306的图像修剪特征。
平台所提供的时钟最好具有标称频率47.923MHz。平台20划分该时钟，产生主时钟输入(MCKI)给成像引擎14。47.923MHz示例性平台时钟除四得到11.981MHz，用于产生MCKI。示例性的LC00214 CCD需要接近24MHz的时钟以适当地运行。因此，使用DSP306的内部PLL将输入的MCKI乘以2来获得23.962MHz的被称为照相机主时钟(MCK)的内部照相机(比如，成像引擎)时钟。在像素区域的读取期间，在本示例中每个像素以MCK一半的速率被转换为8比特数字值。因此，像素时钟PCLK最好具有的频率为23.962MHz2=11.981MHz·]]>在较佳的实施例中，配置照相机使得每条像素线读取都有763个PCLK周期，这意味着从光传感器阵列304中读出一条线的总时间(也称为水平周期)为76311.981MHz=63.69μs]]>(HREF/EXHT周期)，其中HREF是指水平参考信号，EXHT是指外部水平触发信号。另外，在较佳的实施例中，整个帧(图像)中有525个线周期，这意味着从光传感器阵列304中读出一个完整的帧的总时间(也称为垂直周期)为525×63.69μs＝33.43ms(VREF/EXSFT)，其中VREF是指垂直参考信号，EXSFT是指帧触发信号的外部开始。这产生了恒定的帧速率，每秒133.43ms=29.91]]>个帧。平台20和DSP306都需要适当的配置，以获得适合的时钟设置，并且最好，提供适当的缺省寄存器设置，用于保证适当地配置LC99704 DSP306。
较佳地，可为成像引擎14选择多个功率模式(功率消耗)的一个功率模式，这依赖于解码应用的状态。这些功率状态中的每一个提供功率消耗和采集图像的时间之间的折中，这最终影响了解码的时间。五个示例性的运行功率模式是A.通过硬件开关完全关闭电源；B.停止主机采集，通过I2C设置照相机待机；C.停止主机采集，外部照相机同步信号暂停(EXSFT和EXHT空闲)；D.停止主机采集，照相机以全帧速率运行；以及E.以全帧速率采集和运行。
产生像+/-5伏这样的电压，使得电荷可从CCD传感器中适当地转移出来的电荷泵332，花时间达到调节。当在功率模式A和B中时，电荷泵电路尽可能快地(～60毫秒)达到调节(在剩余功率模式中电荷泵已经达到调节)。最好实现启动序列以最小化该时间。
在功率模式A中，引擎电源完全关闭并且必须经历打开电源的序列，该序列包括1.编程通过I2C设置的照相机寄存器；2.使EXSFT空置以使电荷泵启动。
EXSFT的空置帮助使电荷泵电压尽可能快地达到调节，并且它最好通过适当地设置平台20的图像控制传感器尺寸(ICSS)寄存器来执行。
图6显示了在电源被加到成像引擎14之后或在退出成像引擎的待机功率模式B之后的成像引擎14的启动序列的时间安排。在施加电源之后，根据设计要求写入I2C寄存器。
根据设计要求，当进入功率模式B(待机)时执行I2C寄存器写入序列。当退出功率模式B(待机)时，最好不执行I2C寄存器的全编程，因为通过进入待机功率模式B寄存器内容并未丢失。为了退出待机功率模式B，最好遵循如下顺序1.通过I2C寄存器写入退出待机功率模式；
2.使EXSFT空置以启动电荷泵；以及3.马达聚焦控制的初始化。
当退出待机功率模式B时，根据设计要求执行I2C寄存器写序列。一旦退出待机功率模式B，最好遵循图6所示的电荷泵启动顺序。
成像引擎14的透镜引导组件314最好能够设定为制造时所设定的两个不同的预定聚焦位置之一。一个称为近聚焦的聚焦位置使成像引擎14能聚焦到大约五英寸(12.7cm)远的物体上。第二个聚焦位置称为远聚焦，允许成像引擎14聚焦到大约九英寸(22.9cm)远的物体上。这两个聚焦位置的超集提供给成像引擎14达到跨越各条形码密度范围的卓越工作范围，并且当设定到远聚焦位置时还提供改进的远景照片拍摄能力。聚焦控制单元319由FOCUS_CTRL1和FOCUS_CTRL2信号来控制，该信号用于控制用来放置透镜组件302的马达318的运行。放置透镜组件302的控制如表1所示。

表1-聚焦控制定义通常在条形码解码扫描期间，马达318将以反复模式运行，使得聚焦随每个所采集的帧在近焦和远焦之间变化。在某些情形中，比如照片拍摄和具体的条形码读取应用，可能需要强加多个帧捕捉上的聚焦位置之一。一旦被命令进行操作，马达318将操作透镜调节机制216，用于沿透镜引导组件314将至少一个透镜312移动到指定位置，并且停留在那里20毫秒。这表示最大曝光时间大约是帧时间减去20毫秒的停留时间，导致最大曝光设置为12毫秒。当以反复模式操作时，为保证适合的并且稳定的图像捕捉，软件应该设定曝光时间不大于12毫秒。如果强迫聚焦位置为较近或较远，则只要给马达20毫秒使其从强迫聚焦位置的时间停留到第一个图像曝光开始的时间，可使曝光时间像帧时间那样大。
当启用反复模式时，在某些情形中可能需要知道所捕获的图像的聚焦位置。假如在这样的例子中，当正在读取图像时，没有直接来自成像引擎14的对透镜组件302所处的聚焦位置的反馈。知道聚焦位置的唯一方法是将成像引擎14初始化到一特定聚焦位置，并且然后在逐帧基础上跟踪当前聚焦位置。实现此任务的一个方法是通过使用FOCUS_CTRL1和FOCUS_CTRL2来使聚焦位置强制为一特定聚焦位置，然后将聚焦控制变为反复模式，并且命令平台20来启用EXSFT信号(比如，在平台中设定RUN比特(假设已经启用ACQ比特))。在EXSFT的每个上升沿，照相机聚焦会切换，从而会在与初始化位置相反的聚焦位置上捕获第一帧。下一个帧会在初始化位置处等等。当这些帧中的每一个被捕获时，由平台20产生帧的中断末端，并且可用其聚焦位置标记该帧，同时当前聚焦位置切换到下一个位置，准备捕获下一个帧。当使用功率模式A-E中任一种时，最好设定初始聚焦位置以保证第一帧总是始于预定的聚焦位置。
以功率模式D操作平台20可用在例如扫描期间之中，此时已经获取两个帧并且正在处理它们，且系统继续让照相机运行但不采集，从而如果需要它可以积极地捕捉更多的帧，在该功率模式D中，运行是为成像引擎14来检测图像而启用的，但没有启用图像的采集(在平台20中，启用RUN比特(运行)并禁用ACQ比特(采集))。在这种情形中，处理器不会产生帧的中断末端，因为它并不作采集。在这种情况下，跟踪聚焦位置状态变得更加困难。建议如果使用功率模式D，马达应该强制为初始化的聚焦位置，直到启用采集(ACQ比特)。这将保证聚焦控制被重新初始化到已知的起始位置，并且再次使用帧的中断末端来跟踪聚焦位置状态。根据设计要求，提供了在通电后会被写入成像引擎14(例如，LC99704)的DSP306的缺省照相机寄存器设置。
成像引擎14最好包括数字和模拟增益控制，该增益控制能够在I2C接口上手动地改变。条形码读取应用通常并不利用数字增益控制，因为它一般并不提供真正的信号放大值。模拟增益是通过LC99704 DSP的寄存器157d来控制的。图7显示了根据写入寄存器157d的数字值获得的模拟增益。该模拟增益在随后读出的帧上生效。
平台20的采集接口最好是高度可编程的。需要被配置为保证照相机适当运行的关键项是MCKI的设置，要与DSP306(在所提供的例子中，为来自平台20的11.981MHz)相适合；EXSFT的极性，在电源被施加到成像引擎14之后或在退出成像引擎的待机电源模式B之后，要与成像引擎14的启动顺序相匹配；当禁用采集/运行时EXHT和EXSFT的空闲状态；每行的像素数和每帧的行数与CCD相适合；以及直接存储器存取(DMA)目的地和重载地址寄存器。
现在参照图8，根据本发明一实施例以透视图的方式示出了一光学读码机912。光学读码机912包括成像光学装置914，印刷电路板组件916，照明设备918，瞄准设备920以及马达组件922。成像光学装置914产生由印刷电路板组件916所接收和处理的图像数据。照明设备918和瞄准设备920帮助保证成像光学装置914具有优质的主体来从中获取图像数据。马达组件922代表用于聚焦目标图像的装置，此处会进一步进行讨论。光学读码机的组件放置在底盘910内或附于其上。底盘910最好由锌构成。
照明设备918可由照明印刷电路板和小透镜盘组成。照明印刷电路板可包括多个发光二极管。在较佳的实施例中，二十个660纳米的发光二极管(LED)排列在照明装置板上。在可选的实施例中，可使用产生较高或较低波长光的LED。无论哪种情况，LED以均匀照明目标区域的方式排列。在成像引擎中有多个视场和多个焦距可选择的系统中，照明系统可提供不同的照明区域。从LED发射的光经光圈或小透镜投射在成像引擎的前板上。
照明光源可产生较低输出强度的相对较宽的光束，以照明离成像光学读码机相对较近的目标条形码，也可产生较高输出强度的相对较窄的光束，以照明离成像光学读码机相对较远的目标条形码。用于产生较低输出强度照明光束的照明光源的一部分，可包括具有宽发散模式的一个或多个发光元件，这些元件位于离透镜组件的主光轴相对较近的地方。可使用另外的元件以提供较高输出强度的较长范围照明光束。在较佳的实施例中，这种功能是由具有窄发散模式的发光元件来执行，这些元件位于离透镜组件的主光轴相对较远的地方。后面提到的这些元件可以是多个发光二极管，每个都与位于成像引擎前表面的聚焦小透镜相关联。
在使用多个发光元件的照明系统中，穿越照明区域可发生某些强度变化。在本发明较佳的实施例中，图像处理电路和/或软件对来自图像传感器的信号补偿照明光源所提供的照明中的已知变化。
参照图3如上所述，成像引擎的透镜组件最好能被设置到两个不同的预定聚焦位置之一。这些位置通常在制造的时候被固定。称为近焦的一个聚焦位置，使成像引擎能聚焦到例如大约五英寸(12.7厘米)远的物体上。称为远焦的第二个聚焦位置，使成像引擎能聚焦到例如大约九英寸(22.9厘米)远的物体上。这两个聚焦位置的超集或交迭使成像引擎能够达到跨越多个条形码密度的卓越的工作范围，并且当设定到远焦位置时还提供改进的远景照片拍摄能力。
在现有技术的光学读码机中用于调节聚焦位置的典型装置包括沿光轴移动成像光学装置。根据本发明一实施例，通过在枢轴上旋转成像光学装置来调节聚焦位置，将参照图8-10进行描述。
参照图9，示出了图8所示的光学读码机912的分解图。因此，图9示出了成像光学装置914、PCB组件916、瞄准设备920和马达组件922的分解图。
提供螺丝钉930以使PCB组件916紧固在底盘910上。螺丝钉930的移除使PCB组件916能从底盘910上拆下来。一旦拆下PCB组件916，就可以进入底盘910上用于放置马达组件922的腔体935。马达组件922包括磁铁932、旋转式光学机械桶状组件934、线圈组件936、制动销938以及枢轴插销940。
瞄准设备920包括衍射光学元件964、衍射光学元件透镜组件966以及可见光激光二极管968。衍射光学元件964安装在光学读码机912的底盘910的前表面上。衍射光学元件透镜组件966安置在衍射光学元件964之后。可见光激光二极管968产生激光并且紧邻衍射光学元件透镜组件966之后。通过像管脚970这样的电连接器，可见光激光二极管968电连接到PCB组件916。
最好在确定成像引擎和要被成像的物体之间的距离之后来驱动马达组件922。在授予Symbol Technologies公司的专利号为6340114B1的美国专利中，揭示了一种用来确定本发明成像装置和物体之间的距离的距离确定方法。该方法包括使用成像光学读码机的瞄准设备来测量到目标图像的距离。其它距离确定方法也可用于确定成像装置和要被成像的物体之间的距离，比如，于2003年4月29日提交的同样待批的申请号为10/425499的美国专利申请中所揭示的方法。
然后，由处理系统(比如，PCB组件916)使到该物体的确定距离与成像光学装置914相对于固定参考点(比如，像中心点这样的成像光学装置的特定点)的具体或大约的位置相互关联。
然后，处理系统确定成像光学装置相对于固定参考点移动到特定或大约的位置所需的距离数量。为执行这种计算，处理系统考虑了成像光学装置914的参考点相对于固定参考点的上一个存储位置。当不考虑偶尔通过手动或自动地设置处于相对于固定参考点而言已知位置处的成像光学装置的当前位置来校准成像引擎的需要时，成像光学装置914的参考点的上一个存储位置就等于成像光学装置914的参考点相对于固定参考点的当前位置。
由处理系统通过持续计算成像光学装置914参考点相对于固定参考点移动的距离量来确定上一个“记录的”或当前的位置。例如，在成像装置的初始制造设置或校准之后，成像光学装置914的参考点位于固定参考点所在的同一平面上，或者到固定参考点的距离已知，比如离固定参考点最远的位置。
此后，根据下面的描述可实现在条形码解码扫描期间近焦和远焦之间的聚焦变化。如上所述，最初根据PCB组件916所处理的信息来确定聚焦质量。根据本发明，然后，将来自PCB组件916的信号发送到紧邻磁铁932放置的线圈组件936。线圈组件936将电磁力施加到磁铁932上。由于线圈组件936所施加的电磁力的大小和方向的作用，磁铁932移动。因为磁铁932在物理上连接到旋转的光学机械桶状组件934，由线圈组件936施加到磁铁932之上的电磁力中的变化被传送到旋转的光学机械桶状组件934。成像光学装置914被放置在旋转光学机械桶状组件934之内。因此，对旋转的光学机械桶状组件934的位置调节对成像光学装置914的位置具有直接的影响。提供一制动元件938来对旋转的光学机械桶状组件934可作的移动强加一物理限制。
如上所述，用于调节成像光学装置的聚焦的常规手段包括沿光程轴向移动成像光学装置。根据本发明，通过在枢轴上旋转或绕枢轴插销940所限定的旋转轴旋转光学机械桶状组件934，实现对成像光学装置的聚焦的调节。枢轴插销940以可旋转方式安置在插孔942内，该插孔则固定在光学机械桶状组件934的一部分之内。
图10示出了所装配的电磁马达组件922的单独的透视图。通过一摩擦装置将枢轴插销940维持在插孔942之内以将马达对移动的敏感性最小化，该移动归因于热效应、重力、灰尘或可使马达移出期望位置的任何其它因素。在插孔942之内安装一轴承，为枢轴插销940的小增量精确旋转提供平滑停止。传感器944紧邻着成像光学装置914放置。
成像光学装置914被配置成将光学信息聚焦到传感器944上。传感器944产生与目标图像的像素信息阵列相对应的电子信号。来自传感器944的电子信号被发送到控制和逻辑电路，比如PCB组件916。控制和逻辑电路处理该信号，并且向制动组件提供有关目标图像的聚焦的输出信号。于2003年3月14日提交并同待批的申请号为10/389,184的美国专利中进一步详细描述的是一种用于确定目标图像是否处于聚焦中以及相应的输出信号应是什么的方法。
旋转光学机械桶状组件934的结构特征向系统引入一度的标称角度误差，作为执行期望的调节的结果，即最好在20毫秒内85+/-10微米的线性调节。通过光学机械桶状组件934的一度旋转可实现所期望的调节。通过将误差分到两个聚焦位置之间，实现并容许小于0.5度的标称误差。这样一个低误差数字的实现归因于导致所需聚焦调节所要求的极少量的线性运动。在本发明的应用中，大约两(2)度的统计误差视作可接受的光学质量的外界限。
现在参照图11，根据本发明一实施例，它示出了成像光学装置914的分解图。成像光学装置914包括一组透镜950、954和960，光圈挡片952，透镜架956以及固定环958。成像光学装置914的组件依次组装到透镜架956之内。组件安放的顺序是首先，透镜950放在透镜架956内，靠在透镜架956内表面上构成的环形肩部。其次，透镜954和光圈952插入透镜架956并与第一个透镜950相邻。第三个透镜960插入透镜架956并与光圈952相邻。最后，固定环958插入透镜架956并通过在固定环958的外圈和透镜架956的内圈之上的螺纹连接将其固定。然后，所组装的成像透镜组件914经受各种本领域一般技术人员所公知的性能和结构测试。预期通过本领域一般技术人员所公知的其它手段可将各组件紧固在透镜架956之内，比如通过按揿式密接。
本发明所描述的实施例旨在说明而非限制，并且并不代表本发明的每一个实施例。在下面的权利要求书以及在法律上视为等同的方案中阐明了本发明的精神和范围，可作出各种修改和变化而不背离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种光学读码机，其特征在于，包括底盘；以枢轴旋转方式安装在所述底盘之上的成像光学组件；以及用于将所述成像光学组件聚焦到目标图像上的装置，其中通过将所述成像光学组件绕枢轴旋转来调节所述聚焦。
2.如权利要求1所述的光学读码机，其特征在于，还包括用于照明所述目标图像的照明设备。
3.如权利要求1所述的光学读码机，其特征在于，还包括用于帮助用户使所述光学读码机瞄准所述目标图像的瞄准设备。
4.如权利要求3所述的光学读码机，其特征在于，所述瞄准设备包括可见光激光二极管和衍射光学元件透镜组件。
5.如权利要求1所述的光学读码机，其特征在于，还包括用于多个输入信号和多个输出信号中的至少一个信号的双向传输的印刷电路板组件。
6.如权利要求1所述的光学读码机，其特征在于，还包括用于使所述成像光学组件聚焦到所述目标图像的马达组件。
7.如权利要求6所述的光学读码机，其特征在于，所述马达组件包括用于将电磁力施加到所述磁铁之上的磁铁、线圈组件；用于放置所述成像光学组件的光学机械桶状组件；以及用于将所述光学机械桶状组件旋转连接到所述底盘的枢轴插销。
8.如权利要求7所述的光学读码机，其特征在于，向所述线圈组件发送至少一个电源信号，使得所述线圈组件将电磁力施加到所述磁铁上，其中所述磁铁连接到所述光学机械桶状组件，因此使所述光学机械桶状组件绕所述枢轴插销旋转以调节所述光学读码机的聚焦。
9.如权利要求1所述的光学读码机，其特征在于，所述成像光学组件包括透镜架；放置在所述透镜架内的第一个透镜，它与在所述透镜架内表面上构成的环形肩部；安放在所述透镜架内的第二个透镜和光圈，它们紧邻着所述第一个透镜相邻；放置在所述透镜架内的第三个透镜；以及用于将所述第一、第二和第三个透镜及光圈固定在所述透镜架之内的固定元件。
10.如权利要求1所述的光学读码机，其特征在于，所述底盘是由锌制成的。
11.如权利要求1所述的光学读码机，其特征在于，所述成像光学组件绕枢轴旋转约一度。
12.如权利要求11所述的光学读码机，其特征在于，所述绕枢轴旋转约一度导致了大约等于85微米的线性调节。
13.如权利要求12所述的光学读码机，其特征在于，所述的调节在小于20毫秒内完成。
14.一种用于调节成像光学组件的聚焦的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤提供一种绕枢轴旋转安装在底盘上的成像光学组件；以及在枢轴上旋转所述成像光学组件以将所述成像光学组件聚焦到目标图像。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括照明所述目标图像的步骤。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括将所述成像光学组件瞄准到所述目标图像的步骤。
17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述瞄准设备包括可见光激光二极管和衍射光学元件透镜组件。
18.一种光学读码机包括底盘；用于放置成像光学组件的光学机械桶状组件，其中绕枢轴旋转地将所述光学机械桶状组件安装在所述底盘上，从而所述光学机械桶状组件绕枢轴旋转的运动调节所述成像光学组件在目标图像上的聚焦。
19.如权利要求18所述的光学读码机，其特征在于，还包括用于使所述成像光学组件的枢轴旋转运动来调节所述目标图像上的聚焦的电磁马达组件。
20.如权利要求19所述的光学读码机，其特征在于，所述电磁马达组件包括安装在所述光学机械桶状组件之上的磁铁，用于将电磁力施加到所述磁铁之上的线圈组件，以及用于绕枢轴旋转地将所述光学机械桶状组件安装在所述底盘之上的枢轴插销。
21.一种用于将以可移除方式放置在光学读码机之内并具有可调式透镜组件的成像引擎连接到光学读码机系统的电路组件的接口组件，所述接口组件包括第一耦合电路组件，用于在从电路组件到成像引擎的第一方向中发送至少一个输入信号，所述至少一个输入信号包括至少一个聚焦控制信号，用于控制所述透镜组件以选择至少两个聚焦位置中的一个聚焦位置；以及第二耦合电路组件，用于在从成像引擎到电路组件的第二方向中发送至少一个输出信号，所述至少一个输出信号包括至少一个像素数据信号，其中所述至少一个像素数据信号表示由所述成像引擎的光子传感器阵列所检测的光。
22.如权利要求21所述的接口组件，其特征在于，所述至少一个输入信号还包括选自以下组合的至少一个信号用于控制所述成像引擎的瞄准组件的至少一个瞄准组件控制信号，以及用于控制所述成像引擎的照明组件的至少一个照明控制信号。
23.如权利要求21所述的接口组件，其特征在于，还包括第三个耦合电路组件，用于从所述电路组件到所述成像引擎的至少一个电源开/关信号的传输。
24.如权利要求21所述的接口组件，其特征在于，还包括第三个耦合电路组件，用于所述至少一个信号中的至少一个信号在所述电路组件和所述成像引擎之间的双向传输。
25.如权利要求21所述的接口组件，其特征在于，所述至少一个输入信号还包括选自以下组合的一个信号至少一个寄存器数据信号，用于在所述成像引擎的数据信号处理器中将数据编程到至少一个寄存器中；至少一个寄存器重置信号，用于将所述至少一个寄存器重置；以及至少一个芯片选择信号，用于选择所述数据信号处理器的至少一个芯片中的一芯片。
26.如权利要求21所述的接口组件，其特征在于，所述至少一个输入信号还包括至少一个同步信号，它选自以下组合至少一个外部帧信号，至少一个外部水平时钟信号，至少一个寄存器时钟信号以及至少一个主时钟信号。
27.如权利要求21所述的接口组件，其特征在于，所述至少一个输出信号选自以下组合至少一个像素时钟信号；至少一个水平像素有效时钟同步信号；至少一个竖直帧有效时钟信号；至少一个寄存器数据信号；至少一个寄存器重置信号；以及至少一个帧移动信号。
28.如权利要求23所述的接口组件，其特征在于，所述至少一个电源开/关信号选自以下组合至少一个接地信号；至少一个聚焦控制马达电源信号，用于向马达提供电源，所述马达能够调节所述的透镜组件以改变其聚焦位置；至少一个照明电源信号，用于向所述成像引擎的照明组件提供电源；以及至少一个瞄准电源信号，用于向所述成像引擎的瞄准组件提供电源。
29.如权利要求21所述的接口组件，其特征在于，所述第一和第二耦合电路组件被包括在以下的至少一个之中所述成像引擎的输入/输出(I/O)装置、所述电路组件的I/O装置以及连接在所述成像引擎和所述电路组件之间的传输组件。
30.如权利要求29所述的接口组件，其特征在于，所述传输组件包括至少一个连接器，用于为电气传输和数据通信中的至少之一提供路径，以及至少一个传输适配设备，用于修改所述至少一个信号的路径和属性中的至少之一。
31.如权利要求21所述的接口组件，其特征在于，所述第一和第二耦合电路组件直接连接到所述成像引擎和所述电路组件中的至少一个。
32.如权利要求23所述的接口组件，其特征在于，组合在一起的所述第一、第二和第三耦合电路组件包括具有至少第一和第二端的连接器，所述第一和第二端面之一包括从第一个触点到第三十一个触点的多个触点。
33.如权利要求32所述的接口组件，其特征在于，从所述第一触点到第三十一触点的间距为0.3毫米。
34.一种用于将以可移除方式放置在光学读码机之内的成像引擎连接到光学读码机系统的电路组件的方法，所述方法包括如下步骤在从所述电路组件到所述成像引擎的第一方向中发送至少一个聚焦控制信号，所述信号用于控制所述成像引擎的透镜组件选择至少两个聚焦位置中的一个聚焦位置；以及在从所述成像引擎到所述电路组件的第二方向中发送至少一个像素数据信号，所述信号表示由所述成像引擎的光子传感器阵列所检测的光。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，还包括在所述第一方向中发送至少一个信号的步骤，其中所述信号选自以下组合至少一个瞄准组件控制信号，用于控制所述成像引擎的瞄准组件；以及至少一个照明控制信号，用于控制所述成像引擎的照明组件。
36.如权利要求34所述的方法，其特征在于，还包括在所述第一方向中发送至少一个电源开/关信号的步骤，其中所述信号选自以下组合至少一个接地信号；至少一个聚焦控制马达的电源信号，用于向能够调节所述透镜组件的马达提供电源以改变其聚焦位置；至少一个照明电源信号，用于向所述光学读码机系统的照明组件提供电源；以及至少一个瞄准电源信号，用于向所述光学读码机系统的瞄准组件提供电源。
37.如权利要求34所述的方法，其特征在于，还包括在所述第一方向中发送至少一个信号的步骤，其中所述信号从以下组合中选择至少一个寄存器数据信号，用于在所述成像引擎的数据信号处理器中将数据编程到至少一个寄存器中；至少一个寄存器重置信号，用于重置所述至少一个寄存器；以及至少一个芯片选择信号，用于选择所述数据信号处理器的至少一个芯片。
38.如权利要求34所述的方法，其特征在于，还包括在所述第一方向中发送至少一个同步信号的步骤，其中所述信号从以下组合中选择至少一个外部帧信号；至少一个外部水平时钟信号；至少一个寄存器时钟信号；以及至少一个主时钟信号。
39.如权利要求34所述的方法，其特征在于，还包括在所述第二方向中发送至少一个信号的步骤，其中所述信号从以下组合中选择至少一个像素时钟信号；至少一个水平像素有效时钟同步信号；至少一个竖直帧有效时钟信号；至少一个寄存器数据信号；至少一个寄存器重置信号；以及至少一个帧移动信号。
40.一种用于将具有可调式透镜组件的成像引擎连接到光学读码机系统的电路组件的接口组件，其特征在于，所述接口组件包括耦合电路，它包括第一耦合电路，用于在从所述电路组件到所述成像引擎的第一方向中发送至少一个外部竖直帧时钟信号；第二耦合电路，用于在从所述成像引擎到所述电路组件的第二方向中发送至少一个水平像素有效时钟信号；第三耦合电路，用于在所述第一方向中发送至少一个主时钟信号；第四耦合电路，用于在所述第二方向中发送多个比特的像素数据，其中所述数据表示由所述成像引擎的光传感器阵列所检测的光；以及第五耦合电路，用于在所述第一方向中发送至少一个聚焦控制信号，其中所述信号用于控制所述透镜组件选择所述聚焦位置。
41.如权利要求40所述的接口组件，其特征在于，所述耦合电路还包括第六耦合电路，用于在所述第一方向中发送至少一个聚焦控制马达电源信号，其中所述信号用于向能够调节所述成像引擎的透镜组件的马达提供电源，以改变所述成像引擎的聚焦位置；第七耦合电路，用于在从所述电路组件到所述成像引擎的第一方向中发送至少一个接地信号；第八耦合电路，用于在第一方向中发送至少一个照明启用信号，其中所述信号用于控制所述成像引擎的照明组件；第九耦合电路，用于在所述第一方向中发送至少一个瞄准启用信号，其中所述信号用于控制所述成像引擎的瞄准组件；第十耦合电路，用于在所述第一方向中发送至少一个照明电源信号，其中所述信号用于向所述照明组件提供电源；以及第十一耦合电路，用于在所述第一方向中发送至少一个瞄准电源信号，其中所述信号用于向所述光学读码机系统的瞄准组件提供电源。
42.如权利要求41所述的接口组件，其特征在于，所述耦合电路还包括第十二耦合电路，用于在所述第二方向中发送至少一个像素时钟信号；第十三耦合电路，用于在所述第二方向中发送至少一个外部水平时钟信号；第十四耦合电路，用于在所述第一和第二方向的至少一个方向中发送至少一个I2C寄存器数据信号；第十五耦合电路，用于在所述第一方向中发送至少一个I2C寄存器时钟信号；第十六耦合电路，用于在所述第一和第二方向的至少一个中发送至少一个寄存器重置信号，其中所述信号用于重置所述成像引擎的数据信号处理器的至少一个寄存器；第十七耦合电路，用于在所述第一方向中发送至少一个芯片选择信号；第十八耦合电路，用于在所述第二方向中发送至少一个曝光后帧移位信号；以及第十九耦合电路，用于在所述第一方向中发送至少一个外部帧同步信号。
43.如权利要求42所述的接口组件，其特征在于，所述接口组件还包括至少具有第一和第二端面的连接器，所述第一和第二端面之一包括从第一个触点到第三十一个触点的多个触点，其中所述第一耦合电路包括所述多个触点中的一个触点，所述第二耦合电路包括所述多个触点中的一个触点，所述第三耦合电路包括所述多个触点中的一个触点，所述第四耦合电路包括所述多个触点中的八个触点，所述第五耦合电路包括所述多个触点中的两个触点，所述第六耦合电路包括所述多个触点中的一个触点，所述第七耦合电路包括所述多个触点中的四个触点，所述第八耦合电路包括所述多个触点中的一个触点，所述第九耦合电路包括所述多个触点中的一个触点，所述第十耦合电路包括所述多个触点中的一个触点，所述第十一耦合电路包括所述多个触点中的两个触点，所述第十二耦合电路包括所述多个触点中的一个触点，所述第十三耦合电路包括所述多个触点中的一个触点，所述第十四耦合电路包括所述多个触点中的一个触点，所述第十五耦合电路包括所述多个触点中的一个触点，所述第十六耦合电路包括所述多个触点中的一个触点，所述第十七耦合电路包括所述多个触点中的一个触点，所述第十八耦合电路包括所述多个触点中的一个触点，以及所述第十九耦合电路包括所述多个触点中的一个触点，其中所述第一到第十九耦合电路所包括的触点中的每一个都是不同的。
44.如权利要求40所述的接口组件，其特征在于，所述耦合电路直接连接到所述成像引擎和所述电路组件中的至少之一。
45.如权利要求40所述的接口组件，其特征在于，所述耦合电路还包括拦截电路，用于拦截所述至少一个信号中的一个信号到达目的地，其中所述目的地选自所述成像引擎和所述电路组件的组合。
46.一种用于将具有可调式透镜组件的成像引擎连接到光学读码机系统的电路组件的接口组件，其特征在于，所述接口组件包括至少具有第一和第二端面的连接器，所述第一和第二端面之一包括用于发送至少一个信号的从第一到第三十一触点的多个触点；第一耦合电路，用于在从所述电路组件到所述成像引擎的第一方向中发送用于控制所述透镜组件的至少一个聚焦控制信号，所述透镜组件用于选择所述透镜组件的至少两个聚焦位置中的一个聚焦位置，所述第一耦合电路包括所述多个触点中的四个触点；第二耦合电路，用于在所述第一方向中发送以下的至少一个至少一个用于控制所述光学读码机系统的照明组件的照明启用信号，以及至少一个用于控制所述光学读码机系统的瞄准组件的瞄准启用信号，所述第二耦合电路包括所述多个触点中的至少两个触点；以及第三耦合电路，用于在从所述成像引擎到所述电路组件的第二方向中发送多个比特的像素数据，其中所述数据表示由所述成像引擎的光传感器阵列所检测的光，所述第三耦合电路包括所述多个触点中的八个；其中在从所述第一到所述第三耦合电路中所包括的每个触点都是不同的。
47.如权利要求46所述的接口组件，其特征在于，所述第一、第二和第三耦合电路的至少之一直接与所述成像引擎和所述电路组件中的至少一个相连。
48.一种用于将具有可调式透镜组件的成像引擎连接到光学读码机系统的电路组件的接口组件，其特征在于，所述接口组件包括所述成像引擎的输入/输出(I/O)装置、所述电路组件的I/O装置以及连接在所述成像引擎和所述电路组件之间的传输组件中的至少一个，被配置成用于将来自所述成像引擎和所述电路组件之一的至少一个信号发送到所述成像引擎和所述电路组件中的另一方；其中所述至少一个信号包括至少一个像素数据信号，它表示由所述成像引擎的光传感器阵列所检测的光；至少一个时钟信号，用于所述成像引擎和电路组件的同步；至少一个参考信号，包括至少一个竖直帧参考信号和至少一个水平像素参考信号；以及至少一个聚焦控制信号，用于控制所述透镜组件的调节；以及至少一个接地信号。
49.如权利要求48所述的接口组件，其特征在于，所述传输组件包括以下的至少一个至少一个连接器，它为电气传输和数据通信中的至少一个提供路径；以及至少一个传输适配设备，用于修改所述至少一个信号的路径和属性中的至少一个。
50.如权利要求48所述的接口组件，其特征在于，所述至少一个信号还包括选自以下组合的至少一个信号至少一个照明电源信号，用于向所述成像引擎的照明组件提供电源；至少一个瞄准电源信号，用于向所述成像引擎的瞄准组件提供电源；至少一个照明控制信号，用于控制所述照明组件；至少一个瞄准控制信号，用于控制所述瞄准组件。
51.如权利要求48所述的接口组件，其特征在于，所述传输组件包括拦截电路，用于拦截所述至少一个信号中的一个信号到达目的地，其中所述目的地选自所述成像引擎和所述电路组件的组合。
52.如权利要求49所述的接口组件，其特征在于，所述传输组件包括具有三十一个触点的连接器。
53.如权利要求50所述的接口组件，其特征在于，所述三十一个触点具有0.3毫米的间距。
54.如权利要求48所述的接口组件，其特征在于，还包括用于发送所述至少一个信号的有线传输装置和无线传输装置中的至少之一。
全文摘要
一种具有用于将成像光学组件聚焦到目标图像的结构的光学读码机(12)。该光学读码机包括底盘(910)和绕枢轴旋转地安装在该底盘上的成像光学组件(914)。该成像光学组件放在光学机械桶状组件之内。光学机械桶状组件的枢轴式转动调节了成像光学组件在目标图像上的聚焦。该光学读码机还包括照明设备(918)和瞄准设备(920)。接口组件(28)将成像光学组件的成像引擎(14)连接到光学读码机的电路组件。以可移除方式放置成像引擎(14)并且/或者将其尺寸定为并配置为适合预定的构建因子。
文档编号G02B7/04GK1788270SQ200480007410
公开日2006年6月14日 申请日期2004年2月4日 优先权日2003年2月13日
发明者爱德华·科根, 约瑟夫·佐丹奴, 梅于尔·帕特尔, T·D·史, 托马斯·比安库利, 张珩, 尼古拉斯·布翁乔瓦诺, 安德烈·沙姆科维奇 申请人:讯宝科技公司