专利名称：用于优化成像设备的自动曝光性能的方法
技术领域：
本发明大体上涉及用于改进扫描仪性能的设备和方法。
背景技术：
通常地，扫描仪会在不使用一些元件时将其禁用以节约功率。能够实现弱光条件 下的成像的照明元件通常是以这种方式被禁用的元件之一。当重新启用照明元件时，通常 会产生瞬间的致盲效应(blinding effect)，该致盲效应使得一些帧过于明亮而不能包含 有用信息，这是因为成像仪的自动曝光功能已被调整为适应了由于关闭照明元件而引起的 弱光条件。
发明内容
本发明涉及一种方法和成像设备。该成像设备包括照明元件；自动曝光元件；以 及处理器，该处理器禁用自动曝光元件，并且接着禁用照明元件。
图1示出根据本发明的示例性的系统。图2示出根据本发明的示例性的方法。图3示出在应用图2的示例性方法期间，图1的示例性系统的元件的电源状态的 时间图。
具体实施例方式可以参考下述说明和附图进一步理解本发明的示例性实施例，其中相同的编号指 代类似的元件。本发明的示例性实施例描述用于改进扫描性能的系统和方法。在整个说明中，将可替换地使用术语“扫描仪”和“成像仪”，以描述能够收集与图 像相对应的数据的任何装置或组件。扫描仪的示例可以包括2-d成像仪，照相机等。因此， 术语“扫描”或“成像”指代由扫描仪或成像仪来收集图像数据的过程。本领域技术人员将 理解，可以对任何类型的扫描仪实施本发明的示例性实施例。典型的扫描仪可以包括用于照明可能被扫描的条形码或其它图像的集成照明装 置。照明装置可以是成像设备的任何照明光源。光源的示例可包括发光二极管(“LED”)、 衍射激光光束等。扫描仪也可包括用于优化图像捕获的自动曝光装置。为了优化图像捕获， 自动曝光通常可以观测照明条件(如环境光、由照明装置提供的光等)，并且确定要使用的 设置(如曝光、增益等)。在诸如扫描仪的移动设备的设计中普遍关注的问题是希望优化电池寿命。为此目 的，通常将扫描仪设计为在元件不使用时使其释放(disengage)。为了在不使用扫描过程时 节约功率，典型的现有的扫描仪可以对通常消耗大量功率的照明器进行释放。但是，因为使 扫描仪的一些组件上电是一个相对长的过程，成像仪和自动曝光通常一直运行以便能够对
4新的激励(如触发器的拉动)进行更快地反应。当照明被释放时，自动曝光被调整为用于 弱光条件。当扫描仪被重新激活(如拉动触发器)时，由于自动曝光从之前的弱光条件调 整至突然变亮的环境，照明的重新激活使成像仪经历瞬间“致盲”效应。因为由成像仪捕获 的最初几帧过于明亮而不能包含有用信息，这进而会引起性能上的退化。本发明的示例性实施例通过在不使用成像仪时，采取不同方法来节电，从而解决 该性能退化的问题。图1图示了根据本发明的示例性的成像仪100的功能表示。成像仪 100可以包含图像捕获装置110，图像捕获装置110可以是照相机或用于录制供处理的图像 的其它相似系统。成像仪100也可以包括照明装置120。为了帮助获得有用数据，照明装置 120可以是用于照明正由成像仪100扫描的物体或图像的任何合适的系统。在本发明的一 些实施例中，照明装置可以是弥漫激光；在其它实施例中，它可以是简单的定向光束。成像仪100也可包含用于自动确定最佳的图像捕获设置(如曝光、增益等)的自 动曝光元件130，以增强成像仪100的性能。自动曝光元件可以是专用硬件组件，或由处理 器140执行的软件；处理器也可执行操作成像仪100的各种其它软件。成像仪100也可包 含开动装置150，用户可通过其启用和禁用图像捕获。开动装置150可以是例如触发器、按 钮等。图2图示了根据本发明的示例性方法200。将参照图1的示例性的成像仪100来 描述方法200，但本领域的技术人员将理解，也可由能够执行方法200的组件的任何其它组 合来应用方法200。当方法200开始进行时，成像仪100正激活地扫描图像。通常地，这可表示开动装 置150是激活的(例如，如果开动装置150是触发器，则触发器被拉动；如果开动装置150 是按钮，则按钮被按下等)，且图像捕获装置、照明装置120和自动曝光元件130都是激活 的。在步骤210中，用户释放开动装置150(如，放开触发器或按钮等)。本领域的技术人员 将理解，在本发明的其它示例性实施例中，终止可以是，例如响应于来自主机设备的表示成 功完成扫描的信号，而不是响应于用户动作，而自动地发生的。在步骤220中，自动曝光元 件130被禁用。一旦完成步骤220，自动曝光元件130停止修改其控制的设置(如曝光、增 益等)，但是图像捕获装置110在步骤220之前确定的设置下(例如，在结合了由照明装置 120产生的光的现有的环境光下)保持激活。在步骤230中，照明装置120被释放；因此，仅保留的光是环境光。在本发明的优选 实施例中，步骤220和230之间的时延可以在1微秒和1秒范围的数量级(如2-3微秒)。 图像捕获装置110使用上述设置保持激活。使用这些设置获得的图像将不是最佳的，因为 对于更多光的条件这些设置将是最优的，但是因为这些图像被完全忽略所以这并不是重要 的。当开动装置150被释放时，这些条件被保留，导致在成像仪100没有被使用时，实现功 耗降低。在步骤240中，用户接合(engage)开动装置150 (如拉动触发器、按下按钮等)，以 开始主动地使用成像仪100。在步骤250中，照明装置120被接合。在步骤260中，自动曝 光元件130被启用。理想地，应在重新接合照明装置120之后尽快重新启用自动曝光元件 130 ；在本发明的优选实施例中，步骤250和260之间的时延(例如，重新启用自动曝光元件 130所需的时间)可以是在1微秒和1秒范围的数量级(如5微秒)。在步骤260之前，图 像捕获装置110维持在先前的图像捕获期间使用的和在步骤220中释放自动曝光元件前最后更新的先前捕获设置集合。由此，当重新接合自动曝光130时，其现有种子值适用于接合 的照明装置120的照明条件，导致更快的调整以矫正曝光设置。最后，在步骤270中，成像 仪100开始捕获图像。图3图示出在应用图2的示例性方法200期间，图1的成像仪100的组件的启用/ 禁用状态与时间的关系。很清楚，在图3中水平绘制的是时间。由于步骤210和240表示 由成像仪100的用户进行的动作，所以其被突出强调。如图3所示，在步骤210中图像捕获元件110被释放；如以上讨论的，这可能是由 于用户动作导致的或可能是自动发生。时延之后，自动曝光元件130在步骤220中被释放。 接着，再一个时延之后，照明元件120在步骤230中被释放。当在步骤240中用户开始再次 主动地使用成像仪时，接着在步骤250中，照明元件120被重新启用。最后，在步骤260中， 重新启用自动曝光元件130。本领域技术人员将理解可以预定步骤210和220、220和230、 240和250，以及250和260之间的时延，而步骤230和240之间的时延可以取决于设备100 的用户的动作。通过本发明的示例性实施例的应用，可以实现成像性能的改进。因为可以由从先 前的成像会话存留下来的图像捕获设置集合来重新激活成像仪，被捕获的最初几帧可以包 含将用到的足够的信息。进一步地，因为在重新启动自动曝光而计算新设置时，自动曝光使 用其之前的图像捕获设置为基准，并且因为之前的设置适用于启用了照明的成像，所以可 以减少确定最佳的新设置的时间。因此，可以改进解码的时间。这种性能的改进，可以在保 持通过先前现有设计实现节电的同时完成。应当注意到，在本发明的其它实施例中，可以将相同的原理应用至缺少照明的成 像仪。在这样的实施例中，当成像会话结束时，可禁用自动曝光，并且将图像捕获设置保存 在存储器中。当不主动使用成像仪时，可将其放在桌子、支架上，定在地板上、柜子或抽屉 中，或放在一些其它的可以改变环境、并因此改变在保持启用自动曝光条件下所产生的照 明条件和曝光设置的方位上。接着，一旦新的成像会话开始，可以使用已保存的设置重新启 动自动曝光，结果产生如上所述的改善的用于解码的时间的相同益处。本领域技术人员将理解，上述示例性实施例可以以包括作为独立的软件模块、作 为硬件和软件的组合等许多方式来实施。例如，自动曝光130可以是包含在编译时可以由 处理器执行的多行代码的程序。已经参照以上特定的示例性实施例描述了本发明。但是，本领域技术人员将认识 到，可以将相同的原理应用到本发明的其它实施例中，且因此应当从说明而不是限制的意 义上解读示例性实施例。
权利要求
一种方法，包括禁用成像仪的自动曝光；并且在禁用所述自动曝光后，禁用所述成像仪的照明元件。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括 重新启用所述照明元件；并且在重新启用所述照明元件后，重新启用所述自动曝光。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括接收指令以重新启用所述自动曝光和所述照明元件，其中在接收到所述指令之后，重 新启用所述照明元件。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，禁用所述自动曝光和禁用所述照明元件之间的 第一时延在1微秒至1秒的范围内。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，重新启用所述照明元件和重新启用所述自动曝 光之间的第二时延在1微秒至1秒的范围内。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，经由触发器和按钮中之一接收所述指令。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述照明元件是激光、弥漫激光和LED中之一。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述自动曝光是软件模块和硬件模块中之一。
9.一种成像设备，包括 照明元件；自动曝光元件；以及处理器，所述处理器禁用所述自动曝光元件，并且接着禁用所述照明元件。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述自动曝光元件和所述照明元件响应于用户 输入或自动地被禁用。
11.根据权利要求9所述的成像设备，其中，响应于对于用户接口的第二输入，所述照 明元件被重新启用，且接着所述自动曝光元件被重新启用。
12.根据权利要求9所述的成像设备，其中，禁用所述自动曝光元件和禁用所述照明元 件之间的第一时延在1微秒至1秒的范围内。
13.根据权利要求11所述的成像设备，其中，重新启用所述照明元件和重新启用所述 自动曝光之间的第二时延在1微秒至1秒的范围内。
14.根据权利要求9所述的成像设备，其中，所述用户接口是触发器和按钮中之一。
15.根据权利要求9所述的成像设备，其中，所述照明元件是激光、弥漫激光和LED中之ο
16.根据权利要求9所述的成像设备，其中，所述自动曝光是软件模块和硬件模块中之ο
17.一种计算机可读存储介质，包括由处理器可执行的指令的集合，所述指令的集合用于禁用成像仪的自动曝光；并且在禁用所述自动曝光之后，禁用所述成像仪的照明元件。
18.根据权利要求17所述的计算机可读存储介质，其中，所述指令还用于 重新启用所述成像仪的所述照明元件；并且2在重新启用所述照明元件之后，重新启用所述自动曝光。
19.一种方法，包括 接收指令以去激活成像仪；在存储器中保存成像设置的集合；并且在保存所述成像设置后，禁用所述成像仪的自动曝光。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括 接收指令以重新激活所述成像仪；调取所保存的成像设置；在调取所述成像设置后，重新启用所述自动曝光；并且 使用所调取的成像设置作为用于所述自动曝光的种子值的集合。
21.一种设备，包括 成像元件；自动曝光元件； 存储器；以及 用户接口，其中，当所述用户接口接收到指令以去激活所述成像元件时，来自所述自动曝光元件 的成像设置的集合被存储在所述存储器中，并且其中，在所述成像设置的集合被存储之后， 所述自动曝光元件被禁用。
全文摘要
本发明提供一种成像设备，包括照明元件；自动曝光元件；以及处理器，该处理器禁用自动曝光元件，并且接着禁用照明元件。
文档编号G03B9/70GK101978318SQ200980110235
公开日2011年2月16日 申请日期2009年3月26日 优先权日2008年3月26日
发明者优素福·达拉尔, 大卫·S·科克, 艾伦·J·艾普施特因 申请人:符号技术有限公司