支持窄域和宽域模式照明和图像捕捉的手持式基于成像的条形码符号阅读器制造技术

一种手持式基于数字成像的条形码符号读取装置，包括：基于ＩＲ的物体存在和范围检测子系统；有窄域和宽域图像捕捉操作模式的多模式域类型图像形成和检测子系统；有窄域和宽域照明操作模式的多模式基于ＬＥＤ的照明子系统；自动曝光测量和照明控制子系统；图像捕捉和缓存子系统；多模式图像处理条形码符号读取子系统；输入／输出子系统；可手动激活的触发开关；系统模式配置参数表；与上述每个子系统结合的系统控制子系统。该条形码读取装置可在许多可编程的系统操作模式下被配置和操作用来以高速方式通过使用先进的捕捉的图像上的图像处理模式自动读取１Ｄ和２Ｄ的条形码符号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及手持式、便携域类型数字条形码阅读器，具有阅读一维(1D)和二维(2D)条形码符号以及其它图形编码智能形式的数字图像处理的多种模式。
技术介绍
自动识别产业的状态可以从以下几个方面理解(i)在该产业中发展并被采用的条形码符号的不同种类；(ii)被发展并且用来阅读在不同用户环境下的这些条形码符号的设备种类。通常，有三类主要的条形码符号，即一维(1D)条形码符号，如UPC/EAN，码39等；行排式1维条形码符号，如码49、PDF417等；二维(2D)数据矩阵符号。一维光学条形码阅读器在本领域中非常著名。此类阅读器的例子包括计量仪器有限公司生产的Metrologic Voyager系列激光扫描器的阅读器。这种阅读器包括处理电路，能阅读广泛应用于超市的一维(1D)线性条形码符号，如UPC/EAN码，码39等。这种一维线性符号的特征在于数据以条宽和空宽沿着单轴编码，因此假设符号沿着这个轴以足够高的分辨率成像，那么这种符号可以从沿着这个轴的单次扫描中读出。为了允许在单条形码符号中编码大量的数据，许多的行排式1D条形码符号被开发，包括如在美国专利号4,794,239(Allais)中所描述的码49；和在美国专利号5,340,786(Pavlidis，等人)中所描述的PDF417。行排式符号将编码数据分割成多行，每行包括各自的1D条形码模式，其中所有或者大多数必须被扫描和解码，然后链接在一起形成一个完整的信息。扫描仅在一维仍然需要相对较高的分辨率，但是需要多线扫描来读出整个符号。条形码符号的第三类，被称为2D矩阵符号，提供无方向扫描以及比1D符号更大的数据密度和容量。在2D矩阵码中，数据在一个规则多边矩阵内被编码为暗或亮数据单元，伴有图形搜寻器，定向及查询结构。当扫描2D矩阵码时，数据单元的水平和垂直关系用大约相同的分辨率记录。为了避免不得不使用不同种类的光学阅读器来读出这些不同种类的条形码符号，就需要有一种可以可互换地且自动地读出这些种类中任一种，包括它们各种子类的符号的光学阅读器。尤其地，需要一种可读出所有上述三种类型的条形码符号的，无需人为干涉的即自动的光学阅读器。这是时机，要求阅读器能仅基于从符号本身读取的信息自动地辨识和解码条形码符号。拥有这种能力的阅读器被称为“自动辨识”或有“自动辨识”能力。如果自动辨识阅读器仅可以读出1D条形码符号(包括它们各种子类)，就可被认为有1D自动辨识能力。类似地，如果它仅可以读出2D条形码符号，可被认为有2D自动辨识能力。如果它可互换地读出1D和2D条形码符号，可被认为有1D/2D自动辨识能力。然而，阅读器常常被认为有1D/2D自动辨识能力，即使它不能辨识和解码行排式1D条形码符号。能自动辨识1D的光学阅读器在本领域中非常著名。这种阅读器的一个早期例子是由计量仪器有限公司制造的Metrologic’s VoyagerCG激光扫描器。能自动辨识1D/2D并且基于使用异步移动1D图像传感器的光学阅读器，尤其是手持式光学阅读器，在专利号5,288,985和5,354,977的美国专利中进行了描述，其申请据此引为参考。这种类型的手持式阅读器的其它例子，基于静态2D图像传感器的使用，描述在专利号为6,250,551、5,932,862、5,932,741、5,942,741、5,929,418、5,914,476、5,831,254、5,825,006、5,784,102的美国专利中，这些申请据此引为参考。光学阅读器，无论是静止的或是移动类型的，通常以固定的扫描率操作，这意味着阅读器被设计为在一个给定的时间内完成某一固定的扫描次数。对1D阅读器来说这个扫描率的值通常在30和200扫描/秒之间。在这种阅读器中，连续扫描的结果被按照它们发生的顺序解码。基于成像的条形码符号阅读器有优于基于激光扫描的条形码符号阅读器的大量优点，即它们更适于读取行排式2D符号，如PDF417符号；更适于读取矩阵式2D符号，如数据矩阵符号；更适于读取条形码，不管它们的方向；有更低的制作成本；有在其它应用中使用的潜力，涉及或不涉及条形码扫描，如OCR、安全系统等。先有技术的基于成像的条形码符号阅读器具有大量另外的缺点。大多数先有技术的手持光学读取装置能通过从条形码编程菜单读条形码或通过在专利号为5,929,418的美国专利中所教导的本地主机处理器的使用被重编程。然而，在配置到终端用户应用环境之前，这些装置在业内外通常被限制在已经设计好的模式下操作，。因此，这种先有技术的基于成像的条形码阅读系统的静态配置特征限制了它们的性能。具有完整的照明子系统的先有技术的基于成像的条形码符号阅读器也支持相对较短范围的光学景深。这限制了这种系统读大或高密度条形码标签的能力。先有技术的基于成像的条形码符号阅读器通常需要单独的设备来产生可见瞄准光束，来帮助用户将摄像机的视场瞄准到特定目标物体的条形码标签。先有技术的基于成像的条形码符号阅读器通常需要获取条形码符号图像数据的多个帧，以及用来同步解码过程和这种阅读器中图像捕捉过程的特殊设备，正如在转让给Welch Allyn有限公司的美国专利号为5,932,862和5,942,741中所需要的阅读器。先有技术的基于成像的条形码符号阅读器通常在图像捕捉操作中需要大的LED阵列来照亮可能存在条形码符号的视野，这时常浪费大量电力，这些电力在便携式或移动式基于成像的阅读器中是很重要的。先有技术的基于成像的条形码符号阅读器通常需要处理捕捉图像的整个像素数据集，来发现并且解码其中存在的条形码符号。另一方面，某些先有技术成像系统使用传统的CMOS图像传感器中固有的可编程的(像素)视窗特征来捕捉部分图像帧以减少像素数据集处理并且享有图像处理速度和成像系统性能的改进。很多先有技术的基于成像的条形码符号阅读器也需要使用解码算法，通过发现和分析其中存在的2D条形码符号的代码字来寻找捕捉的图像内条形码单元的方向。某些先有技术的基于成像的条形码符号阅读器通常需要使用手动触发器来启动图像捕捉和它的处理周期。先有技术的基于成像的条形码符号阅读器通常需要单独的光源，产生可见瞄准光束和产生用来照亮条形码阅读器视野的可见照明光束。先有技术的基于成像的条形码符号阅读器通常应用在单独的图像捕捉和处理周期内，和单独的解码存在于捕捉的图像内的条形码符号的解码方法。某些先有技术的基于成像的条形码符号阅读器需要与图像检测阵列集成的曝光控制电路，来测量在其已选择部分上的曝光级别。另外，很多基于成像的阅读器也需要捕捉的图像的处理部分来检测其图像亮度和确定在系统图像检测部分的反射光级别，其后，控制基于LED光源来达到需要的在图像检测器的图像曝光级别。先有技术使用集成照明机制的基于成像条形码符号阅读器通过控制图像传感设备暴露在从成像物体反射的光的时间来控制图像亮度和对比度。虽然这种方法已经为基于CCD条形码扫描仪所证明，但是，对于需要更复杂模板机制的基于CMOS图像传感设备并不适用，导致复杂度增加，可靠性减少并且最终导致更昂贵的条形码扫描系统。先有技术基于成像条形码符号阅读器通常需要使用标签和条形码菜单来管理，其解码算法用在任何一种通过从条形码菜单读取条形码符号来编程的具体系统操作模式内。最后，由于先有技术基于成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种支持窄域和宽域模式的照明及图像捕捉的手持式基于数字成像的条形码符号读取装置，所述的手持式基于数字成像的条形码符号读取装置包括：有光发射孔的手持式外壳；多模式的域类型图像形成和检测子系统，具有用来产生被成像物体上的视场（Ｆ ＯＶ）的图像形成光学装置和域类型图像传感阵列，该图像传感阵列用来在（ｉ）图像传感阵列上的一些中间像素行被激活的窄域图像捕捉模式或者（ｉｉ）图像传感阵列上的多数或几乎所有像素行被激活的宽域图像捕捉模式中检测在照明操作过程中物体反射的成像光；　　多模式的基于ＬＥＤ的照明子系统，用于分别在窄域和宽域模式的图像捕捉过程中在所述图像形成和检测子系统的视场内产生ＬＥＤ照明的窄和宽域的场；图像捕捉和缓存子系统，用来捕捉和缓存由图像形成和检测子系统检测到的２－Ｄ图像；多模 式的基于图像处理的条形码符号读取子系统，用来处理由所述图像捕捉和缓存子系统捕捉和缓存的图像并读取所表示的１－Ｄ和２－Ｄ条形码符号；输入／输出子系统，用于输出被处理的图像数据到外部主系统或其它的信息接收或响应装置；和系统控制子 系统，用于控制和协调所述子系统中的大部分。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓勋，刘永，卡曼奥，侯瑞，于洪鹏，陶熙，刘亮，张文华，阿纳托利科特拉什凯，桑卡尔高希，迈克尔施内，帕斯夸尔斯帕特福尔，托马斯阿蒙森，卞颂，马克施密特，加勒特拉塞尔，约翰博南诺，亨利C诺尔斯，
申请(专利权)人：计量仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]