[发明专利]迅速地设置成像器的成像参数的成像模块与读取器及方法

说明书

成像读取器具有用于对在工作距离的范围上要被读取的被照明的目标进行成像的近成像器与远成像器。测距仪确定到目标的距离。默认的成像器捕捉目标的图像的较小部分并迅速地确定它的光强度水平。基于所确定的距离和/或所确定的光强度水平来选择成像器中的至少一个。还基于所确定的光强度水平和/或所确定的距离将所选成像器的曝光和/或增益设置成预定值并确定照明水平。已用预定值设置的所选成像器捕捉已经以所述照明水平进行照明的目标的图像。

技术领域

本发明总体上涉及用于迅速地设置用于在工作距离的范围上对将由图像捕捉电光地读取的目标进行成像的至少一个成像器的一个或多个成像参数(诸如曝光值和/或增益值)的成像模块与成像读取器以及方法。

背景技术

固态成像系统或成像读取器已经以手持和/或免提两种操作模式用于电光读取目标，所述目标诸如一维和二维条形码符号目标和/或诸如文档之类的非符号目标。手持的成像读取器包括壳体和成像模块，壳体具有由操作者手持的手柄，成像模块亦称为扫描引擎、由所述壳体支承并在读取期间由操作者瞄准目标。成像模块包括成像组件，成像组件具有带光电单元(photocells)或光传感器的成像阵列的固态成像器或成像传感器、以及成像透镜组件，该光电单元或光传感器的成像阵列对应于成像器的成像视场中的图像元素或像素，该成像透镜组件用于捕捉从正被成像的目标散射和/或反射的返回光并用于将该返回光投射到该阵列上以开始对目标的图像的捕捉。此类成像器可包括一维或二维电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)器件以及用于产生和处理与成像视场内的一维或二维像素数据阵列对应的电子信号的关联电路。为了在例如昏暗的环境中增加由所述阵列捕捉的返回光的量，成像模块通常还包括用于利用呈一定照明图案以从目标反射和散射的照明光照亮目标的照明光组件。

在一些应用中，例如在仓库中，对于相同的读取器有时需要不仅读取远距目标(例如，在位于高过头顶的货架上的产品上，该产品位于在离开读取器三十英尺到五十英尺量级的远距工作距离范围处)而且需要读取近距目标(例如在位于地面水平或接近操作者的产品上，该产品位于离开读取器少于两英尺的量级的近距工作距离范围处)。读取器可通过以强烈、明亮的水平发射照明光来照明远距目标，并通过采用具有相对窄的视场的远距成像器从被照明的远距目标捕捉返回光，并且可通过以更低强度、更昏暗的水平发射照明光来照明近距目标，并通过采用具有相对宽的视场的近距成像器从被照明的近距目标捕捉返回光。此可变的照明光水平实现更可靠地成像并成功地读取每个这样的目标。

然而，不止一个成像器的使用以及可变的照明水平对读取器性能提出挑战。对于最佳读取器性能，必须由恰当的成像器来读取每个目标；恰当的成像器应当用一个或多个最佳成像参数(诸如曝光值和/或增益值)来设置；并且照明光照明光应当被设置在最佳照明光水平或数值处。这些数值对于每个成像器是不同的并尤其有关于工作距离以及与照明光水平而变化。增加成像器的曝光值和/或增益值以及增加照明光水平将增加所捕捉的目标的图像的图像亮度，反之亦然。

为了用一个或多个最佳成像参数来设置成像器，已知成像器从目标捕捉整个图像以分析整个图像的亮度来基于对整个图像的分析来改变成像参数，成像器从目标捕捉另一整个图像并如其采取的重复此过程的所有步骤直至整个图像的亮度在可接受水平内。自动曝光控制器(AEC)通常用于控制成像器的曝光，并且自动增益控制器(AGC)通常用于控制成像器的增益。典型的已知策略是使用曝光优先，其中，首先增加曝光直到达到最大曝光时间或阈值(通常大约4-8ms以便减少对于手持读取器的手抖(hand-jitter)运动影响)。如果图像亮度仍然太低，则增加增益。此策略最大化成像器的信噪比(SNR)，因为只在必要时增加增益。虽然就其预期目的来说一般是令人满意的，但是此已知过程在实践中是非常缓慢并且低效的，尤其当涉及不止一个成像器时，以及当必须对每个附加的成像器重复整个已知过程时。在一些应用中，读取器性能可能被认为是迟缓的并且不可接受的。