專利名稱：條碼識(shí)讀解碼模塊和手持電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及條碼識(shí)別領(lǐng)域，特別涉及一種條碼識(shí)讀解碼模塊和手持電子裝置。
背景技術(shù)：
條碼掃描器是利用光電原理將條碼信息轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可接受的信息的輸入設(shè)備，常用于圖書館、醫(yī)院、書店以及超級(jí)市場(chǎng)，作為快速登記或結(jié)算的一種輸入手段，對(duì)商品外包裝上或印刷品上的圖像或條碼信息直接閱讀，并輸入到聯(lián)機(jī)系統(tǒng)中。因此，條碼掃描器至少需具有識(shí)讀與解碼功能，而現(xiàn)有技術(shù)大多以條碼識(shí)讀模塊(imaging module, imaginghead)搭配解碼電路板，用以實(shí)現(xiàn)前述功能?，F(xiàn)有的條碼識(shí)讀模塊的電子電路架構(gòu)，主要是使用微處理器(CPU)搭配隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)及快閃存儲(chǔ)器(FLASH)運(yùn)算架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像芯片的圖像采集和條碼的識(shí)另IJ。前述架構(gòu)將處理指令集合存儲(chǔ)在快閃存儲(chǔ)器等外部非易失性存儲(chǔ)器上；在模塊啟動(dòng)時(shí)，微處理器將快閃存儲(chǔ)器中的指令集合復(fù)制到隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中運(yùn)行，或直接在快閃存儲(chǔ)器上運(yùn)行；運(yùn)行過(guò)程過(guò)程中采集的圖像、運(yùn)算過(guò)程的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器上。因此，由于現(xiàn)有識(shí)讀模塊使用了 CPU、RAM、FLASH、圖像傳感芯片等眾多電子器件，不僅裝配測(cè)試繁瑣，電路板的總面積很難做到400mm2以內(nèi)，且功率很難小于1.5瓦特?，F(xiàn)有的條碼識(shí)讀模塊的出射光架構(gòu)，主要是使用照明光源和瞄準(zhǔn)光源，瞄準(zhǔn)光源可使用發(fā)光二極管(LED)或激光LED投射特定圖案，用以瞄準(zhǔn)與定位條碼等識(shí)別目標(biāo)；照明光源可使用LED透射光束照射在條碼等識(shí)別目標(biāo)上，以利于條碼識(shí)讀模塊采集到高質(zhì)量的圖像進(jìn)行解碼。另，瞄準(zhǔn)光源與照明光源可位于相同電路板或是不同電路板上，并各自搭配不同的透鏡結(jié)構(gòu)達(dá)到聚焦或是均勻布光的效果，例如美國(guó)專利公開案US PatentPublication N0.: 2003/0029917揭示了瞄準(zhǔn)光源位于具有圖像傳感芯片的第一電路板、照明光源位于第二電路板的條碼識(shí)讀模塊。市面上現(xiàn)有產(chǎn)品，例如Honeywell 5X80與5600系列產(chǎn)品，亦為瞄準(zhǔn)光源位于具有圖像傳感芯片的第一電路板、照明光源位于第二電路板的條碼識(shí)讀模塊，且第二電路板電路板需位于第一電路板的前方，并需搭配額外解碼電路板才能解碼。另，Motorola SE3300系列產(chǎn)品，為單一電路板上整合圖像傳感芯片、瞄準(zhǔn)光源與照明光源，并整合瞄準(zhǔn)光源的透鏡與取像鏡頭在同一個(gè)結(jié)構(gòu)上，亦需搭配額外解碼電路板才能解碼。綜上所述，現(xiàn)有的條碼識(shí)讀模塊的整體結(jié)構(gòu)，需要搭載圖像傳感芯片的電路板、光學(xué)鏡頭、照明電路板等組件，以便將其固定，并阻隔外界非成像的光線影響圖像傳感芯片成像質(zhì)量。由于需要承載較多組件，甚至包括各種電路板的固定，因此整個(gè)條碼識(shí)讀模塊的結(jié)構(gòu)尺寸難以做到5000mm3以內(nèi)，亦因此具有尺寸大、功耗大、器件多、成本高等缺陷，不利條碼識(shí)讀模塊微型化設(shè)計(jì)。若需進(jìn)一步將解碼功能納入解碼識(shí)讀模塊中，形成條碼識(shí)讀解碼模塊，則更難以達(dá)到整體模塊的微型化設(shè)計(jì)。故，本實(shí)用新型的主要目的是解決目前條碼識(shí)讀解碼模塊難以做到極小尺寸、極低功耗、零器件與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)化和極低成本的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型目的在于提供一種極小尺寸、極低功耗、零器件與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)化和極低成本的條碼識(shí)讀解碼模塊和手持電子裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一條碼識(shí)讀解碼模塊，其特征在于，所述條碼識(shí)讀解碼模塊包括:一第一電路板，用于承載位于所述電路板正面的一互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感芯片與位于所述電路板背面的一條碼處理芯片，其中，所述圖像傳感芯片為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體芯片并用于采集圖像，所述條碼處理芯片用于對(duì)所述圖像進(jìn)行條碼解碼；一第二電路板:用于承載位于所述電路板正面的照明光源與位于所述電路板背面的瞄準(zhǔn)光源；一支架，用于承載所述第一電路板與所述第二電路板。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述條碼識(shí)讀解碼模塊進(jìn)一步包括一第三電路板，用以固定并電性連接所述第一電路板與所述第二電路板。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第三電路板包括一微處理器。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述微處理器控制所述發(fā)光光源與所述瞄準(zhǔn)光源的發(fā)光功能。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述瞄準(zhǔn)光源為反面貼片式發(fā)光二極管。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述反面貼片式發(fā)光二極管包括一透鏡與一接腳。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述透鏡發(fā)散角不大于30度。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述條碼處理芯片控制所述圖像傳感芯片的曝光功能。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述條碼處理芯片控制所述發(fā)光光源與所述瞄準(zhǔn)光源的發(fā)光功能。本實(shí)用新型亦可采用另一技術(shù)方案:一手持電子裝置，其中，所述手持電子裝置包括前述的條碼識(shí)讀解碼模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:實(shí)現(xiàn)條碼識(shí)讀解碼模塊微型化設(shè)計(jì)，有效達(dá)到極小尺寸、極低功耗、零器件與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)化和極低成本。

圖1為本實(shí)用新型條碼識(shí)讀解碼模塊的立體示意圖。圖2為本實(shí)用新型條碼識(shí)讀解碼模塊的爆炸示意圖。圖3為本實(shí)用新型條碼識(shí)讀解碼模塊中第一電路板的立體示意圖。圖4a_4b為本實(shí)用新型條碼識(shí)讀解碼模塊中第二電路板的立體示意圖。圖4c為本實(shí)用新型條碼識(shí)讀解碼模塊中反面貼片式發(fā)光二級(jí)的立體示意圖。圖5a_5e為本實(shí)用新型條碼識(shí)讀解碼模塊的正面示意圖。圖6a_6b為本實(shí)用新型條碼識(shí)讀解碼模塊的電路原理框圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型涉及的是條碼識(shí)讀解碼模塊，其主要用于識(shí)別一維條碼或二維條碼圖像，為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，
以下結(jié)合附圖作詳細(xì)描述:參照?qǐng)D1、圖2所示，本實(shí)用新型條碼識(shí)讀解碼模塊100包括支架101、鏡頭模塊103、瞄準(zhǔn)光源105、照明光源107、外殼109、第一電路板201、圖像傳感芯片203、第二電路板205、第三電路板207、微處理器209、連接器211。其中，支架101用以支撐并固定第一電路板201、第二電路板205、第三電路板207、鏡頭模塊103。優(yōu)選地，支架101可為鋅壓鑄合金基座。鋅壓鑄合金基座除了支撐與固定功能外，亦具有散熱片設(shè)計(jì)，用以強(qiáng)化第一電路板201、第二電路板205以及前述電路板所承載元件的散熱功能。鏡頭模塊103包括螺牙，可透過(guò)旋入或旋出支架101以調(diào)整鏡頭模塊103的焦距。此外，第一電路板201位于第二電路板205后方，且分別以焊接方式固定于第三電路板207，使得三塊電路板相互電性連接，省去使用板對(duì)板連接器或是排線連接的方式，以降低成本與簡(jiǎn)化組裝程序。第三電路板207亦可選擇承載或不承載微處理器209。參照?qǐng)D3所示，第一電路板201承載條碼處理芯片301與圖像傳感芯片203，分別位于第一電路板201的不同側(cè)，具體地，在本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例中，圖像傳感芯片203可位于第一電路板201的正面，并且條碼處理芯片301可位于第一電路板201的背面，第一電路板201的正面在此是指條碼識(shí)讀解碼模塊100用于接收入射光的方向，用以減少第一電路板201所需面積并縮小條碼識(shí)讀解碼模塊100尺寸。圖像傳感芯片203是用來(lái)接收經(jīng)過(guò)鏡頭模塊103的入射光光線，用以采集圖像。優(yōu)選地，圖像傳感芯片203可為二維互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)芯片，并可采用卷廉式快門(rolling shutter)或全局快門(global shutter)實(shí)現(xiàn)曝光。此外，圖像傳感芯片203可為單色(monochrome)芯片或多色芯片，亦可以是前面照度(front side illumination)或是背面照度(back sideillumination)的受光方式。條碼處理芯片301是用于輸出曝光控制信號(hào)以使所述圖像傳感芯片203曝光采集圖像、輸出照明控制信號(hào)與瞄準(zhǔn)控制信號(hào)，并可用于對(duì)所述圖像進(jìn)行條碼解碼。由于條碼處理芯片301為集成電路式芯片架構(gòu)，而非采用微處理器(CPU)搭配隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)及快閃存儲(chǔ)器(FLASH)運(yùn)算架構(gòu)，因此有效減小條碼識(shí)讀解碼模塊100的尺寸。參照?qǐng)D4a_4b所示，在本實(shí)用新型之一具體實(shí)施例中，第二電路板205前方承載照明光源107，后方承載瞄準(zhǔn)光源105，且第二電路板具有孔洞401，用以容納并嵌入瞄準(zhǔn)光源105。因此，第二電路板205對(duì)于瞄準(zhǔn)光源105而言具有遮光效果，即第二電路板205中的孔洞401還可用于去除瞄準(zhǔn)光源105周遭雜散的光線。照明光源107與瞄準(zhǔn)光源105皆可為發(fā)光二極管，且可為多種可見(jiàn)光，例如紅光、白光、藍(lán)光、綠光。若照明光源107與貓準(zhǔn)光源105采用不同可見(jiàn)光的發(fā)光二極管，即可形成具有色彩對(duì)比的照明圖案與瞄準(zhǔn)圖案。優(yōu)選地，貓準(zhǔn)光源105為反面貼片式發(fā)光二極管(reverse-mounted LED)。參照?qǐng)D4c所示,承上所述,本實(shí)用新型之一具體實(shí)施例中，貓準(zhǔn)光源105為反面貼片式發(fā)光二極管，可具有透鏡403與接腳405。其中，接腳405采用焊接方式直接固定在第二電路板205上，不需要用膠、縲絲或是結(jié)構(gòu)卡合的方式，而透鏡403可為圓型透鏡或橢圓型透鏡。優(yōu)選地，透鏡403發(fā)散角不大于30度。因此，采用前述單一電路板同時(shí)承載照明光源107與瞄準(zhǔn)光源105，且瞄準(zhǔn)光源105為反面貼片式發(fā)光二極管的方式，不僅可使得制造成本能進(jìn)一步的降低，且無(wú)需使用其他鏡片附加在照明光源107或是瞄準(zhǔn)光源105上，簡(jiǎn)化整體模組的照明與瞄準(zhǔn)設(shè)計(jì)。在本實(shí)用新型之另一具體實(shí)施例中，參照?qǐng)D5a_5e所示，鏡頭模塊103、瞄準(zhǔn)光源105與照明光源107的位置關(guān)系至少可有五種組合。以圖5a-5b為例，從外殼109正面來(lái)看，瞄準(zhǔn)光源105與照明光源107可僅位于鏡頭模塊103的左側(cè)或右側(cè)(圖未示)，而瞄準(zhǔn)光源105可位于照明光源107的上方或下方，在圖5a-5b所示的具體實(shí)施方式
中，條碼識(shí)讀解碼模塊100可僅使用單 片第二電路板205。以圖5c_5e為例,貓準(zhǔn)光源105與照明光源107可位于鏡頭模塊103的兩側(cè)，而瞄準(zhǔn)光源105仍可位于照明光源107的上方或下方，在圖5c-5e所示的具體實(shí)施方式
中，條碼識(shí)讀解碼模塊100可使用兩片第二電路板205，具體地，圖5c所示的具體實(shí)施方式
，即是對(duì)應(yīng)于圖1、圖2及圖4a-4b ;換言之，本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，條碼識(shí)讀解碼模塊100可采用一片第二電路板205或兩片第二電路板205，用于承載位于第二電路板205正面的照明光源107與位于第二電路板205背面的瞄準(zhǔn)光源105。參照?qǐng)D6a_6b所示，條碼識(shí)讀解碼模塊100的電路原理框圖包括條碼處理芯片301、圖像傳感芯片203、第二電路板205、微處理器209、主機(jī)601。條碼處理芯片301主要功能是對(duì)圖像傳感芯片203傳送過(guò)來(lái)的圖像進(jìn)行一維條碼或二維條碼解碼，并可透過(guò)I2C總線，利用串行通信方式配置圖像傳感芯片203或發(fā)出曝光控制信號(hào)用以控制圖像傳感芯片203的曝光。圖像傳感芯片203的主要功能是透過(guò)曝光來(lái)采集圖像，并將所采集的圖像傳送給條碼處理芯片301進(jìn)行解碼。第二電路板205承載并電性連結(jié)圖4a-4b中的照明光源107與瞄準(zhǔn)光源105，因此，第二電路板205接收條碼處理芯片301或微處理器209所發(fā)出的照明控制信號(hào)與瞄準(zhǔn)控制信號(hào)，用以控制圖4a-4b中的照明光源107與瞄準(zhǔn)光源105，在圖像傳感芯片203曝光來(lái)采集圖像時(shí)進(jìn)行補(bǔ)光與對(duì)位。微處理器209可采用通用異步收發(fā)傳輸器(UART)與條碼處理芯片301相互通信，亦可采用異步收發(fā)傳輸器(UART)或是通用序列匯流排(USB)橋接終端裝置的主機(jī)601，對(duì)外提供信號(hào)接口。終端裝置可為手持式條碼掃描器、座體式條碼掃描器、信息終端、移動(dòng)數(shù)據(jù)終端、智能手機(jī)或各種手持電子裝置等。盡管為示例目的，已經(jīng)公開了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識(shí)到，在不脫離由所附的權(quán)利要求書公開的本實(shí)用新型的范圍和精神的情況下，各種改進(jìn)、增加以及取代是可能的。
權(quán)利要求1.一條碼識(shí)讀解碼模塊，其特征在于，所述條碼識(shí)讀解碼模塊包括: 一第一電路板，用于承載位于所述第一電路板正面的一圖像傳感芯片與位于所述第一電路板背面的一條碼處理芯片，其中，所述圖像傳感芯片為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體芯片并用于采集圖像，所述條碼處理芯片用于對(duì)所述圖像進(jìn)行條碼解碼； 一第二電路板:用于承載位于所述第二電路板正面的照明光源與位于所述第二電路板背面的瞄準(zhǔn)光源； 一支架，用于承載所述第一電路板與所述第二電路板。
2.如權(quán)利要求1中所述的條碼識(shí)讀解碼模塊，其特征在于，所述條碼識(shí)讀解碼模塊進(jìn)一步包括一第三電路板，用以固定并電性連接所述第一電路板與所述第二電路板。
3.如權(quán)利要求2中所述的條碼識(shí)讀解碼模塊，其特征在于，所述第三電路板包括一微處理器。
4.如權(quán)利要求3中所述的條碼識(shí)讀解碼模塊，其特征在于，所述微處理器控制所述發(fā)光光源與所述貓準(zhǔn)光源的發(fā)光功能。
5.如權(quán)利要求1中所述的條碼識(shí)讀解碼模塊，其特征在于，所述瞄準(zhǔn)光源為反面貼片式發(fā)光二極管。
6.如權(quán)利要求5中所述的條碼識(shí)讀解碼模塊，其特征在于，所述反面貼片式發(fā)光二極管包括一透鏡與一接腳。
7.如權(quán)利要求6中所述的條碼識(shí)讀解碼模塊，其特征在于，所述透鏡發(fā)散角不大于30度。
8.如權(quán)利要求1中所述的條碼識(shí)讀解碼模塊，其特征在于，所述條碼處理芯片控制所述圖像傳感芯片的曝光功能。
9.如權(quán)利要求1中所述的條碼識(shí)讀解碼模塊，其特征在于，所述條碼處理芯片控制所述發(fā)光光源與所述貓準(zhǔn)光源的發(fā)光功能。
10.一手持電子裝置，其特征在于，所述手持電子裝置包括如權(quán)利要求1中所述的條碼識(shí)讀解碼模塊。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種條碼識(shí)讀解碼模塊，包括一第一電路板，用于承載位于第一電路板正面的一圖像傳感芯片與位于第一電路板背面的一條碼處理芯片，其中，所述圖像傳感芯片為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體芯片并用于采集圖像，所述條碼處理芯片用于對(duì)所述圖像進(jìn)行條碼解碼；一第二電路板用于承載位于第二電路板正面的照明光源與位于第二電路板背面的瞄準(zhǔn)光源；一支架，用于承載第一電路板與第二電路板。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是尺寸小、功耗低、器件少、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)、成本低。
文檔編號(hào)G06K7/10GK203038289SQ20122067950
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者張俊一, 蘇滿華, 吳志宇 申請(qǐng)人:福建新大陸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)有限公司