一种高速线性cmos条码扫描装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高速线性CMOS条码扫描装置，包括主控电路、供电管理电路、功率控制电路、光源电路和条状CMOS图像传感器电路，供电管理电路分别与主控电路和功率控制电路连接，主控电路还分别与功率控制电路和条状CMOS图像传感器电路连接，功率控制电路的输出端与光源电路的输入端连接，光源电路发出的照明光经待扫描物品的条码区域反射形成图像后进入条状CMOS图像传感器电路。本实用新型的图像传感器电路采用了高速的条状CMOS图像传感器电路，与传统的激光扫描枪和CCD红光扫描枪相比，扫描速度更快，工作效率更高；而且条码扫描由纯电路结构完成，无光路机械结构劳损。本实用新型可广泛应用于扫描设备领域。
【专利说明】
一种高速线性CMOS条码扫描装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及扫描设备领域，尤其是一种高速线性CMOS条码扫描装置。
【背景技术】
[0002]条码扫描装置作为光学、机械、电子、软件应用等技术紧密结合的高科技产品，是继键盘和鼠标之后的第三代主要的电脑输入设备，能够直接地将图片、照片、胶片、各类图纸图形以及文稿资料扫描输入至计算机中，从而实现对这些图像信息的处理、管理、使用、存储或输出处理。
[0003]在条码扫描装置中，应用最广泛的是激光扫描枪和CCD红光扫描枪。然而，传统的激光扫描枪和CCD红光扫描枪存在着扫描速度缓慢、光路机械结构劳损快和工作效率较低的缺陷，已无法满足当前对数据的高速扫描要求。
【实用新型内容】
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于:提供一种扫描速度快、无光路机械结构劳损且工作效率高的，高速线性CMOS条码扫描装置。
[0005]本实用新型所采取的技术方案是:
[0006]—种高速线性CMOS条码扫描装置，包括主控电路、供电管理电路、功率控制电路、光源电路和条状CMOS图像传感器电路，所述供电管理电路分别与主控电路和功率控制电路连接，所述主控电路还分别与功率控制电路和条状CMOS图像传感器电路连接，所述功率控制电路的输出端与光源电路的输入端连接，所述光源电路发出的照明光经待扫描物品的条码区域反射形成图像后进入条状CMOS图像传感器电路。
[0007]进一步，所述功率控制电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、LM358运算放大器、正电源、第一电位器、第二电位器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻，所述主控电路与第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端分别与第三晶体管的基极以及第八电阻的一端连接，所述第三晶体管的集电极分别与第一电位器的第一固定端以及第二电位器的第一固定端连接，所述第三晶体管的发射极、第八电阻的另一端、第一电位器的第二固定端和第二电位器的第二固定端均接地;所述第一电位器的调节端与LM358运算放大器的5脚连接，所述第二电位器的调节端与LM358运算放大器的3脚连接，所述LM358运算放大器的8脚接正电源，所述LM358运算放大器的7脚与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与第二电阻的一端以及第一晶体管的基极连接，所述第一晶体管的集电极与光源电路连接，所述第一晶体管的发射极和LM358运算放大器的6脚均与第三电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端、第三电阻的另一端以及LM358运算放大器的4脚均接地;所述LM358运算放大器的I脚与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端分别与第五电阻的一端以及第二晶体管的基极连接，所述第二晶体管的集电极与光源电路连接，所述第二晶体管的发射极和LM358运算放大器的2脚均与第六电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端和第六电阻的另一端均接地。
[0008]进一步，所述光源电路包括主光源单元、从光源单元和滤波电容，所述主光源单元包括第一 LED灯和第二 LED灯，所述从光源包括第三LED灯和第四LED灯，所述第一 LED灯的阳极、第二 LED灯的阳极第三LED灯的阳极、第四LED灯的阳极以及滤波电容的一端均与正电源连接，所述第一 LED灯的阴极和第二 LED灯的阴极均与第一晶体管的集电极连接，所述第三LED灯的阴极和第四LED灯的阴极均与第二晶体管的集电极连接，所述滤波电容的另一端接地。
[0009 ] 进一步，所述功率控制电路还包括第九电阻和TL431基准电压源，所述第九电阻的一端与正电源连接，所述第九电阻的另一端与TL431基准电压源的I脚连接，所述TL431基准电压源的I脚和8脚均与第三晶体管的集电极连接，所述TL431基准电压源的6脚接地。
[0010]进一步，所述条状CMOS图像传感器电路包括条状线性CMOS图像传感器、3.3V电源、第一接地电容、第二接地电容、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和第四晶体管，所述条状线性CMOS图像传感器的I脚分别与3.3V电源以及第二接地电容的一端连接，所述条状线性CMOS图像传感器的3、4和7脚均与主控电路连接，所述条状线性CMOS图像传感器的6脚与第十一电阻的一端连接，所述第十一电阻的另一端与第四晶体管的基极连接，所述第四晶体管的集电极与第十二电阻的一端连接，所述3.3V电源还分别与第一接地电容的一端以及第十电阻的一端连接，所述第十电阻的另一端与第四晶体管的发射极连接，所述第一接地电容的另一端、第二接地电容的另一端、第十二电阻的另一端以及条状线性CMOS图像传感器的2、5、8、9、10、11、12、13、14、15、16脚均接地。
[0011]进一步，所述高速线性CMOS条码扫描装置为一维条码扫描装置。
[0012]进一步，所述主控电路还连接有接口电路和SDRAM，所述接口电路还与供电管理电路连接。
[0013]进一步，所述主控电路的输出端还分别连接有显示模块和蜂鸣器。
[0014]进一步，所述主控电路的输入端还连接有读取开关。
[0015]进一步，所述主控电路采用M⑶或DSP处理芯片。
[0016]本实用新型的有益效果是:包括主控电路、供电管理电路、功率控制电路、光源电路和条状CMOS图像传感器电路，图像传感器电路采用了高速的条状CMOS图像传感器电路，与传统的激光扫描枪和CCD红光扫描枪相比，扫描速度更快，工作效率更高;而且条码的扫描由纯电路结构完成，不再需要光路机械结构，无光路机械结构劳损。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型一种高速线性CMOS条码扫描装置的整体结构框图；
[0018]图2为本实用新型功率控制电路和光源电路的电路原理图；
[0019]图3为本实用新型条状CMOS图像传感器电路的电路原理图。
[°02°]附图标记:Q1、第一晶体管;Q2、第二晶体管;Q3、第三晶体管;Q4、第四晶体管;Ul、LM358运算放大器；U2、TL431基准电压源；U3、条状线性CMOS图像传感器；VCC、正电源；VCC33、3.3V电源;GND、地线；RP1、第一电位器;RP2、第二电位器;R1、第一电阻;R2、第二电阻;R3、第三电阻;R4、第四电阻;R5、第五电阻;R6、第六电阻;R7、第七电阻;R8、第八电阻；R9、第九电阻;R10、第十电阻;R11、第^^一电阻;R12、第十二电阻;Cl、滤波电容;C2、第一接地电容;C3、第二接地电容;Kl、主控电路的开关控制信号;CLK、主控电路的时钟信号;VREF、主控电路的基准电压源信号;S1、使能信号输入端。
【具体实施方式】
[0021]参照图1，一种高速线性CMOS条码扫描装置，包括主控电路、供电管理电路、功率控制电路、光源电路和条状CMOS图像传感器电路，所述供电管理电路分别与主控电路和功率控制电路连接，所述主控电路还分别与功率控制电路和条状CMOS图像传感器电路连接，所述功率控制电路的输出端与光源电路的输入端连接，所述光源电路发出的照明光经待扫描物品的条码区域反射形成图像后进入条状CMOS图像传感器电路。
[0022]其中，主控电路，用于根据条状CMOS图像传感器电路采集的数据进行数据处理(包括存储、显示、解码识别等)，以触发相应的控制信号。主控电路可采用现有的MCU或DSP处理芯片实现。
[0023]功率控制电路，用于根据主控电路的控制信号触发光源功率控制信号。
[0024]光源光路，用于根据光源功率控制信号产生照明光，以照射待扫描物品的条码区域。照明光经条码区域反射后形成相应的图像，然后被条状CMOS图像传感器电路所采集。
[0025]条状CMOS图像传感器电路，用于对经条码区域反射后形成的图像进行采集，并将采集后的信息发送给主控电路。条状CMOS图像传感器电路，可采用现有的条状CMOS图像传感器和外围电路来实现。
[0026]供电管理电路，用于为功率控制电路或主控电路供电。供电管理电路可采用现有的电源管理芯片(如UC34063芯片等)来实现。
[0027]参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述功率控制电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、LM358运算放大器、正电源、第一电位器、第二电位器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻，所述主控电路与第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端分别与第三晶体管的基极以及第八电阻的一端连接，所述第三晶体管的集电极分别与第一电位器的第一固定端以及第二电位器的第一固定端连接，所述第三晶体管的发射极、第八电阻的另一端、第一电位器的第二固定端和第二电位器的第二固定端均接地;所述第一电位器的调节端与LM358运算放大器的5脚连接，所述第二电位器的调节端与LM358运算放大器的3脚连接，所述LM358运算放大器的8脚接正电源，所述LM358运算放大器的7脚与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与第二电阻的一端以及第一晶体管的基极连接，所述第一晶体管的集电极与光源电路连接，所述第一晶体管的发射极和LM358运算放大器的6脚均与第三电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端、第三电阻的另一端以及LM358运算放大器的4脚均接地;所述LM358运算放大器的I脚与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端分别与第五电阻的一端以及第二晶体管的基极连接，所述第二晶体管的集电极与光源电路连接，所述第二晶体管的发射极和LM358运算放大器的2脚均与第六电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端和第六电阻的另一端均接地。
[0028]其中，第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管均可采用S8050或S9014三极管来实现。
[0029]参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述光源电路包括主光源单元、从光源单元和滤波电容，所述主光源单元包括第一 LED灯和第二 LED灯，所述从光源包括第三LED灯和第四LED灯，所述第一 LED灯的阳极、第二 LED灯的阳极第三LED灯的阳极、第四LED灯的阳极以及滤波电容的一端均与正电源连接，所述第一 LED灯的阴极和第二 LED灯的阴极均与第一晶体管的集电极连接，所述第三LED灯的阴极和第四LED灯的阴极均与第二晶体管的集电极连接，所述滤波电容的另一端接地。
[0030]其中，主光源单元，用于产生照明光。
[0031 ]从光源，为定位光源或辅助光源，用于辅助定位或作为定位基准。
[0032]参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述功率控制电路还包括第九电阻和TL431基准电压源，所述第九电阻的一端与正电源连接，所述第九电阻的另一端与TL431基准电压源的I脚连接，所述TL431基准电压源的I脚和8脚均与第三晶体管的集电极连接，所述TL431基准电压源的6脚接地。
[0033]其中，第九电阻和TL431基准电压源，用于提供稳定的电压源。
[0034]参照图3进一步作为优选的实施方式，所述条状CMOS图像传感器电路包括条状线性CMOS图像传感器、3.3V电源、第一接地电容、第二接地电容、第十电阻、第i^一电阻、第十二电阻和第四晶体管，所述条状线性CMOS图像传感器的I脚分别与3.3V电源以及第二接地电容的一端连接，所述条状线性CMOS图像传感器的3、4和7脚均与主控电路连接，所述条状线性CMOS图像传感器的6脚与第十一电阻的一端连接，所述第十一电阻的另一端与第四晶体管的基极连接，所述第四晶体管的集电极与第十二电阻的一端连接，所述3.3V电源还分别与第一接地电容的一端以及第十电阻的一端连接，所述第十电阻的另一端与第四晶体管的发射极连接，所述第一接地电容的另一端、第二接地电容的另一端、第十二电阻的另一端以及条状线性CMOS图像传感器的2、5、8、9、10、11、12、13、14、15、16脚均接地。
[0035]其中，CMOS图像传感器电路采用了条状线性CMOS高速图像传感器，最高的读取速度可达100帧每秒。
[0036]第四晶体管，可采用现有的PNP晶体管(如2N3906晶体管)来实现。
[0037]进一步作为优选的实施方式，所述高速线性CMOS条码扫描装置为一维条码扫描装置。
[0038]参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述主控电路还连接有接口电路和SDRAM，所述接口电路还与供电管理电路连接。
[0039]其中，接口电路，用于通过USB接口、网口或其他数据接口将条码扫描及识别的结果等数据上传给上层服务器或网络。
[0040]SDRAM，用于根据主控电路的控制信号存储条码扫描及识别的结果等数据。
[0041]参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述主控电路的输出端还分别连接有显示模块和蜂鸣器。
[0042]显示模块和蜂鸣器，用于根据主控电路触发的控制信号，通过显示、IXD显示或蜂鸣器报警灯方式展现条码扫描及识别的结果等数据。
[0043]参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述主控电路的输入端还连接有读取开关。
[0044]其中，读取开关，用于为主控电路施加一个触发信号，以控制功率控制电路的开启或关闭。
[0045]进一步作为优选的实施方式，所述主控电路采用M⑶或DSP处理芯片。
[0046]下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0047]实施例一
[0048]参照图1、2和3，本实用新型的第一实施例:
[0049]本实用新型的高速线性CMOS条码扫描装置主要由主控电路、供电管理电路、功率控制电路、光源电路和条状CMOS图像传感器电路组成。
[0050]其中，功率控制电路和光源电路的电路原理图如图2所示。
[0051]图2中，Dl和D2为光源电路的主光源(即照明光源)，D3和D4为辅光源电路的辅助光源(方便找基准进行定位)或定位光源。
[0052]Cl为正电源VCC的滤波电容，使得电源更加稳定。
[0053]第一电位器RPl和第二电位器RP2均为精密电位器。
[0054]Ul为LM358运算放大器，内部带有两个独立的运算放大器。
[0055]U2为TL431基准电压源，其和R9所组成的电压源为RPl或RP2提供稳定的电压。
[0056]第一晶体管Ql、第二晶体管Q2和第三晶体管Q3均为普通的三极管，可以使用S8050三极管，也可以是S9014三极管。
[0057]U1-5P-6P-7P (表示Ul的三个脚位)与Rl、R2、R3和RPl组成恒流电路，使得Dl和D2得到稳定的功率。调节RPI可以改变流过R3的电流，也改变了流过DI和D2的电流，从而改变了光源电路的功率。调节RPI使电压源(由U2和R9组成)提供的电压变高时，流过R3的电流会变大，而调节RPI使电压源(由U2和R9组成)提供的电压变小时，流过R3的电流相对减小。
[0058]U1-1P-2P-3P (表示Ul的三个脚位)与R4、R5、R6和RP2也组成恒流电路，工作原理和由U1-5P-6P-7P (表示Ul的三个脚位)与Rl、R2、R3和RPl所组成的恒流电路相同。
[0059]Q3、R7和R8组成开关电路，Kl是来自主控电路的控制信号，当Kl为高电平时，Q3导通拉低电压源几近为零，这样U1-3P-5P的电压源为零，最终使得流过R3与R6电流为零，实现了关闭功率控制电路的功能，当Kl为低电平时，Q3截止，电压源正常。
[0060]本实用新型条状CMOS图像传感器电路的电路原理图如图3所示。图3中，U3为条状线性CMOS高速图像传感器，U3的3脚SI为使能信号输入脚，U3的4脚CLK为时钟信号输入脚，U3的6脚SIG为数据输出脚，U3的7脚VREF为基准电压源信号输入脚。而Q4、则与R10、R11、R12组成施密特触发电路，该施密特触发电路对U3的6脚的输出信号进行整形。当6脚输出高电平时，Q4的发射极输出高电平;当6脚输出低电平时，Q4的发射极输出低电平。
[0061 ]本实用新型条码扫描装置的工作原理为:
[0062]上电后，电源模块的管理电路开始工作，给各个电路部件供电，主控电路上电工作后进入待机状态，当读取开关按下且主控电路读取到相应的开关信号后，主控电路打开功率控制电路，此时，Kl为低电平，光源电路的主光源单元受电发光，而作为从光源单元的辅助光源则对准待扫描物品的条码区域。光源电路发出的照明光照射到待扫描物品的条码区域后形成相应的图像，反射回来经过光学透镜，再进入条状线性CMOS图像传感器，条状线性CMOS图像传感器从图像中识别出相应的信息后送入主控电路，主控电路再根据图像传感器的信息进行数据处理，获得条码扫描及识别的结果数据，然后把条码扫描及识别的结果数据存入SDRAM或通过接口电路往上位机或服务器发送，同时本实用新型还可以采用显示模块(如LCD显示屏)显示相应的条码扫描及识别的结果数据，并能通过LED显示模块或蜂鸣器进行声光提醒。
[0063]本实用新型的主控电路和条状线性CMOS图像传感器虽然涉及数据处理的过程，但其均可采用现有的技术手段来实现，在此不再详细叙述。
[0064]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0065](I)图像传感器电路采用了高速的条状CMOS图像传感器电路，扫描速度可达100帧每秒，与传统的激光扫描枪和CCD红光扫描枪相比，扫描速度更快，工作效率更高。
[0066](2)条码扫描由纯电路结构完成，不再需要光路机械结构，无光路机械结构劳损。
[0067](3)能实现一维条码等条码的有效识别，通用性强。
[0068]以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1.一种高速线性CMOS条码扫描装置，其特征在于:包括主控电路、供电管理电路、功率控制电路、光源电路和条状CMOS图像传感器电路，所述供电管理电路分别与主控电路和功率控制电路连接，所述主控电路还分别与功率控制电路和条状CMOS图像传感器电路连接，所述功率控制电路的输出端与光源电路的输入端连接，所述光源电路发出的照明光经待扫描物品的条码区域反射形成图像后进入条状CMOS图像传感器电路。2.根据权利要求1所述的一种高速线性CMOS条码扫描装置，其特征在于:所述功率控制电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、LM358运算放大器、正电源、第一电位器、第二电位器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻，所述主控电路与第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端分别与第三晶体管的基极以及第八电阻的一端连接，所述第三晶体管的集电极分别与第一电位器的第一固定端以及第二电位器的第一固定端连接，所述第三晶体管的发射极、第八电阻的另一端、第一电位器的第二固定端和第二电位器的第二固定端均接地;所述第一电位器的调节端与LM358运算放大器的5脚连接，所述第二电位器的调节端与LM358运算放大器的3脚连接，所述LM358运算放大器的8脚接正电源，所述LM358运算放大器的7脚与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与第二电阻的一端以及第一晶体管的基极连接，所述第一晶体管的集电极与光源电路连接，所述第一晶体管的发射极和LM358运算放大器的6脚均与第三电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端、第三电阻的另一端以及LM358运算放大器的4脚均接地;所述LM358运算放大器的I脚与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端分别与第五电阻的一端以及第二晶体管的基极连接，所述第二晶体管的集电极与光源电路连接，所述第二晶体管的发射极和LM358运算放大器的2脚均与第六电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端和第六电阻的另一端均接地。3.根据权利要求2所述的一种高速线性CMOS条码扫描装置，其特征在于:所述光源电路包括主光源单元、从光源单元和滤波电容，所述主光源单元包括第一 LED灯和第二 LED灯，所述从光源包括第三LED灯和第四LED灯，所述第一 LED灯的阳极、第二 LED灯的阳极第三LED灯的阳极、第四LED灯的阳极以及滤波电容的一端均与正电源连接，所述第一 LED灯的阴极和第二 LED灯的阴极均与第一晶体管的集电极连接，所述第三LED灯的阴极和第四LED灯的阴极均与第二晶体管的集电极连接，所述滤波电容的另一端接地。4.根据权利要求2所述的一种高速线性CMOS条码扫描装置，其特征在于:所述功率控制电路还包括第九电阻和TL431基准电压源，所述第九电阻的一端与正电源连接，所述第九电阻的另一端与TL431基准电压源的I脚连接，所述TL431基准电压源的I脚和8脚均与第三晶体管的集电极连接，所述TL431基准电压源的6脚接地。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种高速线性CMOS条码扫描装置，其特征在于:所述高速线性CMOS条码扫描装置为一维条码扫描装置。6.根据权利要求1-4任一项所述的一种高速线性CMOS条码扫描装置，其特征在于:所述主控电路还连接有接口电路和SDRAM，所述接口电路还与供电管理电路连接。7.根据权利要求1-4任一项所述的一种高速线性CMOS条码扫描装置，其特征在于:所述主控电路的输出端还分别连接有显示模块和蜂鸣器。8.根据权利要求1-4任一项所述的一种高速线性CMOS条码扫描装置，其特征在于:所述主控电路的输入端还连接有读取开关。9.根据权利要求1-4任一项所述的一种高速线性CMOS条码扫描装置，其特征在于:所述主控电路采用MCU或DSP处理芯片。
【文档编号】G07D7/14GK205644754SQ201620112751
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年2月3日
【发明人】贺月路, 钟进堂, 邱建兴
【申请人】广州市贺氏办公设备有限公司