成像扫描引擎和制造方法技术

一种扫描引擎（１５）包括：用于将光束（４０）投射到目标对象上的照明源（４８，５０）；聚焦透镜（４４），用于接收目标对象的反射光（３４）并在反射光沿着光轴（Ａ－Ａ）穿过聚焦透镜（４４）时聚焦反射图像（３５），以及线性传感器（４６），用于从聚焦透镜（４４）接收反射图像（３５）。该线性传感器（４６）提供表示反射图像（３４）的信号（５９）。电路板（１６）被集成连接到照明源（４８，５０）和线性传感器（４６）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及成像读取器和扫描器领域，并且更具体地涉及 一种用于在成像读取器和扫描器中标识目标对象的小型低成本的扫描 引擎。
技术介绍
已经开发了多种用于读取诸如条形码的光学标记的光电系统。条 形码是由一系列不同宽度的条栅和间隔组成的图形标记的编码图案， 这些条栅和间隔具有不同的光反射特性。 一些较为流行的条形码符号包括通用产品代码(UPC)，通常用于零售店销售；代码39，主要 用于库存跟踪；以及邮车网络(Postnet)，用于对美国邮件的邮编进 行编码。使用基于一维成像器、电荷耦合器件(CCD)，或者基于互 补金属氧化物半导体(CMOS)的成像系统来读取和解码条形码的系统 在下文中通常被称为成像系统、基于成像的条形码读取器或条形码扫 描器。基于成像的条形码读取器系统将该图形标记光电转换为电信号， 电信号被解码为意在描述物品或其某个特征的字母数字字符。然后， 这些符号通常以数字形式来表示并且用作用于各个终端用户应用的数 据处理系统的输入，诸如销售点处理、库存控制等等。包括CCD、 CMOS，或者其他成像配置的基于成像的条形码读取 器系统包括通常在可以包括许多阵列的阵列图案中排列的多个感光元 件(光敏器件)或像素。基于成像的条形码读取器系统使用发光二极 管(LED)或其他的光源来照亮目标对象，例如，目标条形码。从目标7果，该 聚焦透镜从投射在像素阵列上的它的视场(FOV)生成图像。阵列的 像素定期地按顺序读出从而产生表示捕获的图像帧的模拟信号。该模 拟信号由诸如运算放大器以增益因子放大。所放大的模拟信号由模拟-数字转换器数字化。成像系统的解码电路对表示所捕获图像帧的数字 化信号进行处理并且尝试对己成像的条形码进行解码。该解码电路可以采用专用集成电路(ASIC)或与微处理器相关的内部电路的形式。对于OEM (原始设备制造商)而言，用于读取和扫描条形码的成 像扫描引擎已经有多年是可用的了。扫描引擎通常包括传感器阵列， 并且是用于将条形码读取能力添加到需要这样的技术的任何产品上的 便利方式。在现有的线性成像扫描引擎中，电路板通常与光学系统的轴线平 行地放置。这样的配置要求在扫描引擎中装配的图像传感器和它的聚 焦透镜之间存在折叠镜。替代地，该图像传感器远离主电路板安装， 这需要用于在该图像传感器和主电路板之间建立连接的柔性电路或次 级电路板。这样的配置造价昂贵并且不理想地需要大量空间。
技术实现思路
本专利技术涉及一种扫描引擎，该扫描引擎包括照明源，用于将光 束投射到目标对象上；聚焦透镜，用于从该目标对象接收反射光并且 在反射光沿着光轴通过聚焦透镜时使反射图像聚焦，以及线性传感器， 用于从该聚焦透镜接收反射图像。该线性传感器提供表示反射图像的 信号。电路板集成地连接至照明源和线性传感器。本专利技术还涉及一种利用扫描引擎来处理标记的方法，该方法包括 将光束从照明源投射到目标对象上；通过聚焦透镜使目标对象的反射 图像聚焦到线性传感器上；从该线性传感器生成与反射图像相对应的 信号；以及将该信号传送到输出。该方法进一步包括通过将照明源和线性传感器集成地安装到印刷电路板而在照明源、线性传感器和印刷 电路板之间形成通信连接。本专利技术进一步涉及计算机可读介质，包括用于执行利用扫描引擎 来处理标记的方法步骤的计算机可执行指令，所述指令包括以下步骤 将光束从照明源投射到目标对象上，通过聚焦透镜使目标对象的反射 图像聚焦到线性传感器上，从该线性传感器生成与反射图像相对应的 信号，并将该信号传送到输出。该步骤进一步包括通过将该照明源和 线性传感器集成安装到印刷电路板而在照明源、线性传感器和印刷电 路板之间形成通信连接。本专利技术又进一步涉及一种扫描引擎，该扫描引擎包括用于照亮 扫描引擎所对准的目标对象的装置；用于使目标对象的反射图像聚焦 的装置；用于生成与反射图像有关的信号的装置，该装置用于生成用 于接收反射图像的信号。该扫描引擎进一步包括用于集成连接照明装 置和用于生成信号以允许在它们之间进行通信的装置。本专利技术还进一步涉及一种用于对描述物品的标记进行解码的具有 线性传感器的扫描引擎，该线性传感器接收与该标记有关的反射图像， 该扫描引擎包括用于提供该扫描引擎的容器的壳体，该壳体具有多个 表面。该扫描引擎进一步包括位于壳体内部的多个照明源，用于将光 束投射到标记上，以及可移动地连接到壳体并与多个照明源相对应的 多个照明透镜。所述照明透镜具有允许每个照明源通过相应的照明透 镜投射光束的横向缝孔，使得所述照明透镜形成来自各自光束的窄的 光线。该扫描引擎还包括用于使目标对象的反射图像聚焦到在光轴附 近的线性传感器上的成像透镜，以及集成地连接到该多个照明源和线 性传感器从而允许在它们之间进行通信的电路板。该电路板相对于该 光轴横向安装并且固定地附着于壳体。下面结合附图详细描述示例性实施例的这些以及其它目的、优点和特征。 附图说明在参照附图考虑下面对本专利技术的描述之后，本专利技术的上述以及其 它特征对本专利技术所涉及的
的技术人员来说将变得很明显，在附图中图1是具有根据现有技术构造的扫描引擎的手持成像读取器的侧视图；图2A是具有根据本专利技术示例性实施例构造的扫描引擎的手持成 像读取器的侧视图；图2B是使用根据本专利技术示例性实施例构造的扫描引擎的固定工作站；图3是根据本专利技术示例性实施例构造的扫描引擎的透视图； 图4A是图3的扫描引擎沿着剖面线4A-4A的平面剖视图； 图4B是图3和图4A的扫描引擎的高度侧的部分剖视图； 图5A是根据本专利技术构造的扫描引擎的另一个示例性实施例的平 面视图；以及图5B是图5A的扫描引擎的高度侧的部分剖视图。具体实施方式在图1中图示了便携式手持成像器10的侧视图，并且包括在现有 技术中已知的扫描引擎11。由于手持成像器大小的限制，扫描引擎ll 经由柔性电路12远程连接到印刷电路板13，并且需要用于从目标对象 接收反射图像的折叠镜14。图2 A图示了根据示例性实施例的具有小型扫描引擎15的便携式 手持成像器。图2B图示了具有嵌入到扫描器中的扫描引擎15的固定 工作站，用于在零售购买扫描或沿着输送线制造中使用。扫描引擎15 可以用于需要将图形标记扫描或解码为意在描述物品或其某个特征的 电信号的无限多个应用。这样的示例包括手持计算机、成像器、医疗器械、诊断设备、彩票终端、机器人、蜂窝电话等等。由于它的小型设计，扫描引擎15包括集成印刷电路板(PCB) 16。图3是根据一个 示例性实施例的扫描引擎15的透视图。该扫描引擎包括通常具有长方 形形状的壳体17，但是可以包括任何几何构型而不会脱离所请求保护 的专利技术的精神和范围。壳体17分别包括前面板18和后面板20以及第一和第二侧面22、 24。连接侧面22、 24和前后面板i8、 20的是顶盖26和底盖28。 PCB 16位于壳体17的后面板20附近。如图3所示，该扫描引擎的小型设 计提供的尺寸大约为分别与参考字符x、 y和z相对应的14mmX8mm X20mm。窗口 32位于前面板18中，用于接收诸如条形码的目标对象 的反射光34。该反射光34在光轴A-A附近通过窗口 32来接收。第一 和第二透镜36和38使光束40从照明源聚焦或重定向到成像视场 (FOV)。透镜36、 38可以是透明的或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扫描引擎，包括：　　　　至少一个照明源，用于将光束投射到目标对象上；　　　　聚焦透镜，用于从所述目标对象接收反射光并在所述反射光沿着光轴穿过所述聚焦透镜时使所述反射光聚焦；　　　　线性传感器，用于直接从所述聚焦透镜接收反射图像，提供表示所述反射图像的信号；以及　　　　电路板，用于集成地连接到所述至少一个照明源和所述线性传感器。

【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：爱德华D巴坎，马克杰茨马拉，
申请(专利权)人：符号技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]