具有全局電子快門(mén)控制的條形碼攝像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種條形碼攝像裝置，特別是涉及一種具有全局電子快門(mén)控制的條形碼攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]許多傳統(tǒng)條形碼攝像裝置(例如手持和嵌入安裝的條形碼和機(jī)器碼攝像裝置)使用基于電荷耦合器件(CCD)的圖像傳感器?；贑CD的圖像傳感器包括電耦合的光敏性的光電二極管陣列，光敏二極管將入射光能轉(zhuǎn)換為電荷包。在操作中，電荷包被轉(zhuǎn)移出CCD圖像傳感器以用于下一步處理。
[0003]—些條形碼攝像裝置使用基于具有全局電子快門(mén)控制的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)的圖像傳感器作為可選的成像技術(shù)。與CCD—樣，基于具有全局電子快門(mén)控制的CMOS的圖像傳感器包括光敏性的光電二極管陣列，光敏二極管將入射光能轉(zhuǎn)換為電荷。然而，與CCD不同的是，基于具有全局電子快門(mén)控制的CMOS的圖像傳感器允許二維陣列中的每個(gè)像素被直接尋址。這樣的好處之一為，整幀圖像數(shù)據(jù)的子區(qū)域能夠被單獨(dú)訪問(wèn)?；诰哂腥蛛娮涌扉T(mén)控制的CMOS的圖像傳感器的另一個(gè)好處為通常來(lái)講他們的每個(gè)像素的成本更低。這主要是由于CMOS圖像傳感器由生產(chǎn)例如微處理器等的普通集成電路的大量晶圓生產(chǎn)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝制造。除了降低成本外，普通制造工藝意味著能夠?qū)MOS像素陣列與諸如時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器、數(shù)字邏輯電路、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器等其它標(biāo)準(zhǔn)電子裝置集成在一個(gè)單芯片上。而這樣的進(jìn)一步好處是，減小了空間需求，并且降低了功率消耗。
[0004]另外，傳統(tǒng)的條形碼攝像裝置一般由包括鏡頭、鏡座及圖像傳感器等部件組成。目前現(xiàn)有的條碼攝像裝置中鏡頭、鏡座及圖形讀取器等部件均為獨(dú)立部件，鏡頭固定于鏡座上，金屬材料的鏡頭和鏡座在生產(chǎn)加工螺紋時(shí)誤差大，安裝時(shí)容易使得鏡頭的光軸偏離鏡座的主軸，嚴(yán)重影響成像質(zhì)量，圖像傳感器通過(guò)焊接等方式固定于載板上，載板經(jīng)過(guò)切割、組裝后，插入鏡座上預(yù)留的槽進(jìn)行固定，載板尺寸的裁剪精度以及鏡座上的槽的尺寸在精度上都不高，二者配合容易松動(dòng)、偏離，引入的誤差大，容易使得圖像傳感器的中心偏離鏡頭的光軸，影響成像質(zhì)量，鏡頭與圖像傳感器的間距需要通過(guò)鏡頭上的螺紋的調(diào)焦固定，另外這種獨(dú)立的部件方式，鏡頭中的鏡片的加工、組裝調(diào)試均由人工完成，生產(chǎn)方式和加工精度受限，為了適應(yīng)生產(chǎn)要求，很難減小體積，造成條碼攝像裝置體積較大，一般體積為28*18*12MM3，造成維護(hù)成本及難度的增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有全局電子快門(mén)控制的條形碼攝像裝置，能在大大減小條碼攝像裝置體積的基礎(chǔ)上，提高條碼的成像質(zhì)量和成像精度。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種用于從目標(biāo)采集圖像數(shù)據(jù)的基于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的條形碼攝像裝置，所述基于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的條形碼攝像裝置包括:
[0007]—集成電路，其包括至少一個(gè)基于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的圖像傳感器陣列，所述基于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的圖像傳感器陣列包括一第一多個(gè)像素和一第二多個(gè)像素，所述條形碼攝像裝置可編程，以選擇性地尋址和讀出基于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的圖像傳感器陣列的所述第一多個(gè)像素，而與互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器陣列的所述第二多個(gè)像素?zé)o關(guān)，基于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的圖像傳感器陣列的每個(gè)像素包含一光敏區(qū)、一放大器、以及一絕光屏蔽數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域；
[0008]—全局電子快門(mén)控制電路，其設(shè)置為用于生成曝光控制定時(shí)脈沖，所述曝光控制定時(shí)脈沖用于同時(shí)曝光基于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器陣列的多個(gè)像素；
[0009]一鏡頭組，包括鏡頭主體及至少兩片鏡片，用于將由一目標(biāo)反射的光引導(dǎo)到所述圖像傳感器陣列上；
[0010]—基座，用于安裝所述鏡頭組，起支撐、固定和保護(hù)作用；
[0011]—載板，用于搭載所述集成電路并與所述集成電路電連接；
[0012]—板對(duì)板連接器，固定在所述載板的下方，用于與外部通信。
[0013]優(yōu)選的，所述曝光控制定時(shí)脈沖的持續(xù)時(shí)間小于3.7毫秒。
[0014]優(yōu)選的，所述目標(biāo)包括符號(hào)體系，所述符號(hào)體系是一維條形碼或二維條形碼。
[0015]優(yōu)選的，所述鏡頭組的視場(chǎng)角為35-65°。
[0016]優(yōu)選的，所述鏡片的表面附有鍍膜，所述鍍膜為增透膜或帶通膜。
[0017]優(yōu)選的，所述至少2片鏡片的組合方式為正透鏡+負(fù)透鏡、雙膠合鏡、正透鏡+雙膠合透鏡、雙膠合鏡+正透鏡、正透鏡+正透鏡+負(fù)透鏡、正透鏡+負(fù)透鏡+正透鏡或雙膠合鏡+雙膠合鏡。
[0018]優(yōu)選的，所述鏡頭組的光欄位置放置于第一片透鏡前、第一片透鏡與第二片透鏡之間或第二片透鏡與第三片透鏡之間。
[0019]優(yōu)選的，所述基座的設(shè)置有防呆特征結(jié)構(gòu)。
[0020]優(yōu)選的，所述基座的平面尺寸為3*3mm2-9*9mm2。
[0021 ] 優(yōu)選的，所述鏡片為光學(xué)塑料或光學(xué)玻璃。
[0022]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有全局電子快門(mén)控制的條形碼攝像裝置，能在大大減小條碼攝像裝置體積的基礎(chǔ)上，提高條碼的成像質(zhì)量和成像精度。
【附圖說(shuō)明】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0024]圖1是本發(fā)明具有全局電子快門(mén)控制的條形碼攝像裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明具有全局電子快門(mén)控制的條形碼攝像裝置結(jié)構(gòu)分解圖；
[0026]圖3是本發(fā)明具有全局電子快門(mén)控制的條形碼攝像裝置主視圖；
[0027]圖4是本發(fā)明具有全局電子快門(mén)控制的條形碼攝像裝置A-A剖面圖；
[0028]圖5是本發(fā)明具有全局電子快門(mén)控制的條形碼攝像裝置圖像傳感器一個(gè)具體實(shí)施例相應(yīng)的電路框圖；
[0029]圖6A是本發(fā)明具有全局電子快門(mén)控制的條形碼攝像裝置中圖像傳感器內(nèi)部圖像傳感器陣列一個(gè)實(shí)施例的部分示意圖；
[0030]圖6B-6C是本發(fā)明具有全局電子快門(mén)控制的條形碼攝像裝置中圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的剖視圖；
[0031]圖7是現(xiàn)有技術(shù)全局式快門(mén)結(jié)構(gòu)的時(shí)序圖；
[0032]圖8是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例的框圖；
[0033]圖9A、9B、9C是本發(fā)明圖像傳感器像素陣列示意圖；
[0034]圖10是根據(jù)本發(fā)明原理用于采集圖像數(shù)據(jù)的過(guò)程的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
[0035]圖1lAUlB是圖10所示過(guò)程的各種實(shí)施例的時(shí)序圖；
[0036]圖12是根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的條形碼攝像裝置一個(gè)實(shí)施例的原理性框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]為對(duì)本發(fā)明的目的、特征及功效更進(jìn)一步的說(shuō)明，以下配合附圖詳述如后。
[0038]如圖1-2所示，本發(fā)明集成式條碼攝像裝置，包括鏡頭組1、基座2、載板3及圖像傳感器4，所述鏡頭組I通過(guò)螺紋安裝在所述基座2上方，所述圖像傳感器4膠合在所述載板3的表面中部，所述基座2膠合在所述載板3的上方。
[0039]如圖1-4所示，所述鏡頭組I選用的光圈F#為2-6，對(duì)角視場(chǎng)范圍為35_65度；物距設(shè)定為6-15cm，其中選擇光圈F#數(shù)值小可以提高光通量，減少對(duì)背景光或者輔助照明的要求，即可以降低輔助照明的功耗，更節(jié)能、環(huán)保。
[0040]所述鏡頭組I包括鏡頭主體11及至少兩片鏡片12，所述鏡片12膠合固定在所述鏡頭主體11內(nèi)。
[0041]所述鏡頭主體11下方帶有螺紋13，用于進(jìn)行光學(xué)調(diào)焦并通過(guò)螺紋安裝在所述基座2上；經(jīng)過(guò)光學(xué)調(diào)焦之后，使用點(diǎn)膠方式將所述鏡頭主體11固定于基座2上，提高鏡頭的機(jī)械性能；所述鏡頭主體11頂板設(shè)置有通光孔14，所述通光孔14處在所述圖像傳感器4感光區(qū)域的正上方。
[0042]所述鏡片12為球面或非球面鏡片，所述鏡片12的材質(zhì)為光學(xué)塑料或光學(xué)玻璃，所述鏡片12的表面附有鍍膜，所述鍍膜為增透膜或帶通膜，以提高光的透過(guò)率，