一種用于獲取圖像數據的條碼識讀引擎的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于自動識別行業，涉及一種用于獲取圖像數據的條碼識讀引擎。
【背景技術】
[0002]二維條碼是用特定的幾何圖形按照一定的規律在平面(二維方向上)分布的黑白相間的矩陣區域，該矩陣區域用以記錄符號信息。二維碼可以分為堆疊式二維碼和矩陣式二維碼條碼。堆疊式二維碼是由多行短截的一維條碼堆疊而成；矩陣式二維條碼以矩陣的形式組成，在矩陣相應元素位置上用“點”表示二進制“ 1”，用空表示二進制“0”，由點和空排列組成數據代碼。在日常生活和工業應用中，條碼的使用越來越廣泛，諸如:零售行業、物流行業、金融行業對條碼的使用需求越來越大。
[0003]條碼技術的迅速發展對條碼讀取設備的要求也越來越高，條碼讀取引擎作為讀取條碼的一個重要組成部分，現有市場上流通的條碼解碼引擎體積大、兼容性差、生產效率低下，成本高。從電子電路方面，使用的CMOS生產為早期的工藝，投產時間較長，使用像素點使用的CMOS生產年份在2005年，投產時間長，使用像素點6*6unT2的CMOS，總像素為752*480，晶片尺寸為感光面積為4.5mm*2.9mm，平均功耗為70mA@3.3V，幀數為60幀/秒，界面為DVP ;從光學方面，使用球面鏡頭模組，視場一般為42°左右，光圈F#的數值在6左右，鏡頭和CMOS為分離式部件；從生產方面，需對鏡頭調焦后點膠固定，增加生產工序。
[0004]現有市場上流通的條碼解碼引擎存在多方面的不足，其體積大，使用球面鏡頭模組，受限于生產要求，使得模組的體積不可減小；其光學性能差，視場小，影響使用，光圈小，需要外界補光，功耗大；其兼容性能差，不支持MIPI接口，只能外置MIPI橋接芯片，增加成本；其速度慢，使用的CMOS幀數低，讀取速度慢；其功耗高，使用的CMOS功耗大；其價格高，CMOS晶片的尺寸大，成本更高，使用的解碼芯片不帶MIPI接口，需要外置連接；其生命周期不可控，CMOS為早期的產品，投產時間較長，較易被淘汰而影響后續的生產；其生產效率低，鏡頭與CMOS先調焦后再固定，對生產環境的要求高，人工引入的誤差大，生產效率較低。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種結構簡單、兼容性能好，成像品質高，體積小的用于獲取圖像數據的條碼識讀引擎。
[0006]為了解決上述技術問題本發明采用了如下技術方案，提供
[0007]一種用于獲取圖像數據的條碼識讀引擎，其特征在于:包括成像組件，MIPI解碼芯片、瞄準光源、照明光源及輸入輸出模塊；所述成像組件、配置MIPI協議的解碼芯片、瞄準光源、照明光源、第二載板及輸入輸出模塊通信連接，所述輸入輸出模塊與外部通信；所述成像組件一體成型，包括一集成全局電子快門圖像傳感器陣列及透鏡、第一載板、內設一通孔的基座，透鏡封裝于基座的通孔內，集成全局電子快門圖像傳感器陣列固定于第一載板上，基座承載于第一載板上并封裝集成圖像傳感器陣列；成像組件固定于第二載板正面，瞄準光源與照明光源布置于成像組件周圍；第二載板的背面固定配置MIPI協議的解碼芯片；輸入輸出模塊固定于第二載板的正面或背面。
[0008]其中，一金屬支架，套接于基座的外側，并將成像組件固定于第二載板上。
[0009]其中，成像組件與第二載板通過板對板連接器連接。
[0010]其中，所述照明光源與瞄準光源位于成像組件的同側或異側。
[0011]其中，所述照明光源的波長為380-760nmo
[0012]其中，所述瞄準光源的發散角大等于15°。
[0013]其中，所述第一載板、第二載板為柔性電路板或硬性電路板。
[0014]其中，所述透鏡為透鏡組合，包括:正透鏡與負透鏡組合、雙膠合鏡組合、正透鏡與雙膠合透鏡組合、雙膠合鏡與正透鏡組合或兩個正透鏡與負透鏡組合。
[0015]為了解決上述技術問題，本發明還采用如下的技術方案，提供一種用于獲取圖像數據的條碼識讀引擎，包括成像模塊、配置MIPI協議的解碼模塊、瞄準光源、照明光源及觸發模塊；成像模塊一體成型，包括:鏡頭組，接收由目標區域反射的光線；集成全局電子快門圖像傳感器陣列，接收鏡頭組反射的光線，傳送圖像像素至解碼模塊；觸發模塊與解碼模塊通信連接，解碼模塊與成像模塊、瞄準光源、照明光源電連接。
[0016]其中，所述觸發模塊包括控制按鍵及控制模塊，所述控制按鍵連接控制模塊，所述控制模塊與成像模塊、瞄準光源、照明光源、解碼模塊電連接。
[0017]本發明的有益效果是:條碼識讀引擎作為一個整體的結構，將成像組件一體化設計減小了條碼識讀引擎的整體體積；采用配置有MIPI協議的解碼芯片，解決了整個條碼識讀引擎的兼容性問題并簡化設計，既增加帶寬、提高性能，同時又能降低成本、復雜度、功耗以及EMI ;采用集成全局電子快門圖像傳感器陣列，在同一曝光時間內能夠捕捉多個圖像像素，使成像質量更高；此外，條碼識讀引擎的每一部件經過精心的布局設計，能夠最大限度的減小空間的占據，減小該引擎的體積。
【附圖說明】
[0018]圖1所示為本發明的成像組件的內部結構示意圖；
[0019]圖2所示為本發明的用于獲取圖像數據的條碼識讀引擎的一實施方式結構示意圖；
[0020]圖3所示為本發明的用于獲取圖像數據的條碼識讀引擎的另一實施方式結構示意圖；
[0021]圖4所示為本發明的用于獲取圖像數據的條碼識讀引擎的另一實施方式結構示意圖；
[0022]圖5所示為本發明的用于獲取圖像數據的條碼識讀引擎的結構框圖。
[0023]標號說明:
[0024]金屬支架I成像組件2透鏡201基座202第一載板203集成全局電子快門圖像傳感器陣列204板對板連接器3瞄準光源4照明光源5第二載板6輸入輸出模塊7 MIPI解碼芯片8
【具體實施方式】
[0025]為詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖詳予說明。
[0026]本發明公開了一種用于獲取圖像數據的條碼識讀引擎，包括成像組件2，配置MIPI協議的解碼芯片8、瞄準光源4、照明光源5及輸入輸出模塊7 ;所述成像組件2、MIPI解碼芯片8、瞄準光源4、照明光源5及輸入輸出模塊7通信連接，所述輸入輸出模塊7與外部通信；
[0027]參閱圖1所示，所述成像組件2 —體成型，包括一集成全局電子快門圖像傳感器陣列204及透鏡201、第一載板203、內設一通孔的基座202，透鏡201封裝于基座202的通孔內，集成全局電子快門圖像傳感器陣列204固定于第一載板203上，基座202承載于第一載板203上并密封集成圖像傳感器陣列；所述基座201的基臺為方形結構，凸臺202為圓柱形結構，基座201的基臺邊緣設有螺紋孔，基座201通過螺紋孔固定于第二電路板上。采用螺絲固定的方式使得整個產品能夠更加穩固，各個器件不容易丟失，抗震性能好，延長產品的壽命O
[0028]所述條碼識讀引擎還包括第二載板6，成像組件2固定于第二載板6正面，其可以采用板對板連接器3與第二載板6連接，瞄準光源4與照明光源5布置于成像組件2周圍；第二載板6的背面固定解碼芯片8 ;輸入輸出模塊7固定于第二載板6的正面或背面。
[0029]上述實施方式中:
[0030]所述的輸入輸出模塊7用于控制指令的輸入或用于與外界進行數據傳輸，其可從開關、按鍵、語音等控制模塊收到讀取條碼的指令后，向配置MIPI協議的解碼芯片8以及成像組件2發送工作控制指令，并控制照明光源5和瞄準光源4啟動。如通過輸入輸出模塊7接收控制信號，控制成像組件2獲取圖像像素并觸發解碼芯片8嘗試解碼，通過輸入輸出模塊7獲取控制信號，控制瞄準光源4以及照明光源5啟用進行補光、照明等。該輸入輸出模塊7可采用FPC連接器，FPC連接器可使用柔性排線或者其他連接線與外部設備進行連接并傳輸控制信號、圖像數據等。所述的輸入輸出模塊還可采用有線或者無線的通信接口等，如USB接口、藍牙接口、WIFI接口等。
[0031]所述的成像組件2包括集成全局電子快門圖像傳感器陣列204以及至少一透鏡201，該成像組件2可根據入射的光信號生成數字化的條碼圖像，該集成全局電子快門圖像傳感器陣列204可以采用CCD或者CMOS等集成模塊，采用專用的集成全局電子快門圖像傳感器陣列204 (如Aptina的MT9M021、MT9M031)，其體積小，并可以在一個曝光周期內持續曝光多個圖像像素，提供更加清晰的圖像，提高解碼的可行性。在一優選的實施方式中，所述的透鏡201為透鏡的組合，包括:正透鏡與負透鏡組合、雙膠合鏡組合、正透鏡與雙膠合透鏡組合、雙膠合鏡與正透鏡組合或兩個正透鏡與負透鏡組合。所述的成像組件2采用一體成型的構件，方便產品的生產，減小產品組裝過程中所造成的安裝誤差、人工重新定位不準確等缺陷，產品的精準度更好，性能更佳。
[0032]配置MIPI協議的解碼芯片8采用可編程邏輯電路，該MIPI解碼芯片8配備MIPI協議，在解碼芯片的內部集成MIPI功能不需要另外采用MIPI芯片進行信號的轉接，節約了器件并且可以使得整個條碼識讀引擎的體積減小，滿足現在市場上人們對條碼識讀設備小型化的需求。解碼芯片具備MIPI功能后將移動通信設備內部的接口標準化從而減少兼容性問題并簡化了產品的整體設計，使該產品的接口既能增加帶寬、提高性能，同時又能降低成本、復雜度、功耗以及EMI，只在需要時連接到D-PHY或者M-PHY這兩個物理層之上，D-PHY采用I對源同步的差分時鐘和I?4對差分數據線來進行數據傳輸。數據傳輸采用DDR方式，即在時鐘的上下邊沿都有數據傳輸，D-PHY的物理層支持HS (high speed)和LP(lowp0Wer)2種工作模式，HS模式下采用低壓差分信號，功耗較大，但是可以傳輸很高的數據速率(數據速率為80M?lGbps) ;LP模式下采用單端信號，數據速率很低(< 10Mbps)，但是相應的功耗也很低。2種模式的結合保證了 MIPI總線在需要傳輸大量數據(如圖像)時可以高速傳輸，而在不需要大數據量傳輸時又能夠減少功耗。MIPI解碼芯片8可由單個ASIC集成電路運行，實現硬件解碼，區別于傳統的軟件解碼，傳統的解碼過程采用軟件解碼、糾錯、圖形處理等算法，需要三個集成電路。所述的解碼芯片可解碼的碼制包括非常大至超小的代碼128、Codabar、代碼93、代碼11、代碼39、UPC、ENC、MSI等，至少一個條碼符號的類型可以為相同的或多種不同條碼的組合，具體的條碼類型可包括:PDF417，DataMatrix, QR