基于照相機(jī)的讀碼器和校準(zhǔn)地制造該讀碼器的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及基于照相機(jī)的讀碼器和校準(zhǔn)地制造該讀碼器的方法。一種基于照相機(jī)的讀碼器(10)，具有：圖像傳感器，用于記錄掃描線的線狀讀取區(qū)域(18)；照明單元(28、30)，用于照亮讀取區(qū)域(18)；評(píng)估單元(46)，被構(gòu)成為將依次記錄的掃描線合成為圖像；以及，解碼單元(48)，用于在圖像中找出并解碼代碼信息。此外還設(shè)置有伸長(zhǎng)的基體(26)，其具有多個(gè)裝于其上的單個(gè)圖像傳感器(32)，每個(gè)單個(gè)圖像傳感器(32)都包括線狀單個(gè)讀取區(qū)域(18a-d)并且共同構(gòu)成圖像傳感器，通過(guò)將這些單個(gè)圖像傳感器相互定向和排布，使所述單個(gè)讀取區(qū)域(18a-d)疊加成為線狀讀取區(qū)域(18)，其中評(píng)估單元(46)還被構(gòu)成為將單個(gè)圖像傳感器(32)的圖像數(shù)據(jù)合成為掃描線。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
基于照相機(jī)的讀碼器和校準(zhǔn)地制造該讀碼器的方法基于照相機(jī)的讀碼器和校準(zhǔn)地制造該讀碼器的方法本專利技術(shù)涉及一種基于照相機(jī)的讀碼器，其具有用于記錄掃描線(Bildzeile)的線狀讀取區(qū)域的圖像傳感器，以及一種用于校準(zhǔn)地制造根據(jù)權(quán)利要求I或12的前序部分所述的、基于照相機(jī)的讀碼器的制造方法。最流行的讀碼器為條形碼掃描器，其利用激光讀取光束橫向穿過(guò)代碼來(lái)掃描條形碼(Barcode)或條碼(Strichcode)。所述條形碼掃描器經(jīng)常被用于超市收銀臺(tái)、自動(dòng)的包裝識(shí)別、郵件分類或飛機(jī)場(chǎng)托運(yùn)行李時(shí)和其它物流應(yīng)用情況。隨著數(shù)字照相技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，使得越來(lái)越多的條形碼掃描器被基于照相機(jī)的讀碼器所代替。代替掃描代碼范圍，基于照相機(jī)的讀碼器借助CCD芯片采集具有位于物體上的代碼的物體圖像，并且圖像評(píng)估軟件(Bildauswertungssoftware)從這些圖像中提取代碼信息。基于照相機(jī)的讀碼器還可毫無(wú)問(wèn)題地處理非一維條碼的其他的代碼類型，這些其它的代碼類型(如矩陣碼)也可具有二維結(jié)構(gòu)并可提供更多信息。在一個(gè)重要應(yīng)用組中，需要將攜帶代碼的物體送過(guò)讀碼器。行掃描照相機(jī)隨著相 對(duì)運(yùn)動(dòng)連續(xù)且逐行地讀入具有代碼信息的物體圖像。此外所述物體可按任意方向置于傳送帶上，所述傳送帶上通常設(shè)有多個(gè)讀碼器，以便記錄物體的多個(gè)面或所有面。因?yàn)榄h(huán)境光僅在很少的情況下是充足的或在類似讀取隧道的情況下甚至是被遮蔽的，因此讀取范圍要被額外地照亮。為此例如使用多個(gè)線狀排布的LED，所述LED的光通過(guò)光學(xué)器件在行的橫向上聚焦在行的寬度上，并在縱向上均勻分布。此類光學(xué)器件例如根據(jù)EP I 742 168或EP I 507228是已知的。為此需要在相對(duì)于照明方向校準(zhǔn)接收器，并且其必須在照相單元和照明單元的交接點(diǎn)完成該校準(zhǔn)。另外需要的是行掃描照相機(jī)的接收光學(xué)器件在物體間隔上快速聚焦。為此已知根據(jù)EP I 513 094 BI和EP I 698 995 BI的解決方案，其中光學(xué)元件在平衡桿(Schwinge)上移動(dòng)，以使光學(xué)作用的圖像截距或者說(shuō)焦距通過(guò)偏轉(zhuǎn)所述平衡桿而被調(diào)節(jié)。在所闡述的以行掃描照相機(jī)為基礎(chǔ)的讀碼器的應(yīng)用中，其中物體應(yīng)該在傳送帶上移動(dòng)通過(guò)讀碼器的讀取區(qū)域，行掃描照相機(jī)可以在傳送帶的整個(gè)寬度范圍上采集。因此在照相機(jī)中需要高分辨率的接收器行。所述的接收器行非常昂貴并限制了分辨率。因?yàn)閼?yīng)用越來(lái)越寬的傳送帶，使得照相機(jī)系統(tǒng)必須覆蓋越來(lái)越大的讀取范圍。已知的具有高分辨率的接收器行和具有附屬照明的高效照相機(jī)在安裝和校準(zhǔn)上成本過(guò)高。固定的讀取區(qū)域很難被調(diào)整以適于那些存在對(duì)讀取區(qū)域有不同需求的應(yīng)用。換句話說(shuō)，調(diào)整總是將接收器行作為一個(gè)整體來(lái)起作用，以使得要平均地考慮在行方向上的(以及在傳送帶寬度方向上的)不同照明需求、間距或類似問(wèn)題。最后在已知的解決方案中，由于存在大量交接點(diǎn)而使得系統(tǒng)重量非常高，例如每個(gè)照相機(jī)和附屬的照明單元大約重20kg。本專利技術(shù)的任務(wù)和目的在于，找到一種基于照相機(jī)的讀碼器，所述讀碼器被更簡(jiǎn)單地構(gòu)成并更靈活地應(yīng)用。同樣，其制造應(yīng)容易實(shí)現(xiàn)。所述任務(wù)和目的的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)一種基于照相機(jī)的讀碼器，其具有用于記錄掃描線的線狀讀取區(qū)域的圖像傳感器以及一種用于校準(zhǔn)地制造根據(jù)權(quán)利要求I或12所述的、基于照相機(jī)的讀碼器的方法。此外本專利技術(shù)的基本思想在于，用在更小采集區(qū)域中使用更多更簡(jiǎn)單的圖像傳感器來(lái)替換至今為止單一的、高分辨率的圖像傳感器。由此模塊化地建立圖像傳感器。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)模塊化的構(gòu)建實(shí)現(xiàn)實(shí)際上任意長(zhǎng)度的線狀讀取區(qū)域。此外昂貴的、單獨(dú)的接收器行由多個(gè)在總體上更廉價(jià)的單個(gè)圖像傳感器來(lái)代替。通過(guò)模塊化的構(gòu)建，系統(tǒng)是可擴(kuò)展的并且可以非常靈活地架設(shè)于用于不同的應(yīng)用。同樣對(duì)于單個(gè)圖像傳感器可以使用不同的調(diào)節(jié)方法，借此進(jìn)一步提高其靈活性。由于多個(gè)照相機(jī)的有利分布代替了一個(gè)僅在中心處的照相機(jī)，這也使得能夠以張角來(lái)限制每個(gè)照相機(jī)的V形采集區(qū)域。這將給布線帶來(lái)顯著的優(yōu)點(diǎn)并因此改善成像質(zhì)量。評(píng)估單元優(yōu)選地設(shè)計(jì)為，將單個(gè)圖像傳感器的圖像數(shù)據(jù)合成為圖像行。所述合成例如可以硬編碼(hartcodiert)或通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)。單個(gè)圖像傳感器中的每一個(gè)具有線狀的單個(gè)讀取區(qū)域，但其短于要采集的整體寬度。此外這些單個(gè)讀取區(qū)域的疊加最好不是無(wú)重疊的(iiberlappungsfrei)。在重疊區(qū)域中多余的圖像信息可被評(píng)估單元利用，以將圖像數(shù) 據(jù)按正確的方式合成為圖像行。需要注意的是，評(píng)估單元優(yōu)選地具有兩個(gè)不同的圖像數(shù)據(jù)合成功能。一方面，各由通過(guò)單個(gè)圖像傳感器所采集的讀取區(qū)域的不同部分構(gòu)成共同的圖像行。另一方面，將被順序記錄的圖像行與二維圖像相聯(lián)系。在一個(gè)特別重要的應(yīng)用中，在攜帶代碼的物體被送過(guò)固定安裝的讀碼器時(shí)，物體在多個(gè)重疊的單個(gè)讀取窗口中被逐行掃描和記錄。然后解碼單元在二維圖像中尋找代碼信息并對(duì)其進(jìn)行解碼。單個(gè)圖像傳感器優(yōu)選地包括多個(gè)排列成行的像素元件。這些單個(gè)圖像傳感器分別構(gòu)成行掃描照相機(jī)。通常來(lái)說(shuō)，設(shè)置正好一行像素元件。然而，還可設(shè)想的是存在多個(gè)平行的像素行。只要在行方向上的像素?cái)?shù)明顯高于像素行的數(shù)值時(shí)，例如在行方向上的幾百個(gè)像素相對(duì)于I到10個(gè)像素行時(shí)，那么所得讀取區(qū)域保持為線狀。單個(gè)圖像傳感器優(yōu)選地包括多個(gè)排布為矩陣的像素元件，其中評(píng)估單元被設(shè)計(jì)為，即在記憶模式(Einlernmodus)下選擇成行排布的像素元件的子集，并且在使用時(shí)只應(yīng)用所選擇的像素元件的圖像數(shù)據(jù)。因此，在硬件這一層面上，單個(gè)圖像傳感器在此實(shí)施方式中構(gòu)成矩陣照相機(jī)而非行掃描照相機(jī)。然而，在記憶過(guò)程結(jié)束后還通過(guò)僅應(yīng)用所記住的像素元件來(lái)有效地形成行掃描照相機(jī)。然而，行的定向和定位又可以在預(yù)定的矩陣范圍內(nèi)電子地改變，由此將機(jī)械過(guò)程的大部分校準(zhǔn)轉(zhuǎn)移至實(shí)質(zhì)上可更靈活且更簡(jiǎn)單地操作的電子記憶過(guò)程中。如之前段落中所述，總是能夠有效地構(gòu)成行掃描照相機(jī)的、多個(gè)平行的行還可代替單一行而被記住。行的定向最好跟隨預(yù)設(shè)矩陣結(jié)構(gòu)的行方向，也就是說(shuō)實(shí)際上選擇行的一部分或所述矩陣的一整行。然后圖像數(shù)據(jù)可被更簡(jiǎn)單和更迅速地讀出。原則上，行還可是所述矩陣中的列或甚至其走向可相對(duì)于所述矩陣結(jié)構(gòu)傾斜。單個(gè)圖像傳感器優(yōu)選地彼此間隔均勻，并且以使得這些行構(gòu)成為共同的直線的方式安裝在基體上。這樣一個(gè)均勻的排布使得覆蓋所期望的讀取區(qū)域變得更加容易。照明單元優(yōu)選地包括具有多個(gè)照明元件(特別是LED)的電子卡，其中電子卡直接安裝在基體上。照明元件優(yōu)選地各自分配給單個(gè)圖像傳感器。這可以例如通過(guò)將每個(gè)具有照明元件的電子卡設(shè)置在單個(gè)圖像傳感器上來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，照明單元也可模塊化地構(gòu)造。照明元件總體上以有利的方式在讀取區(qū)域的行方向上構(gòu)成一列或多列。照明單元優(yōu)選地包括變形的光學(xué)傳輸器件，特別是一個(gè)或多個(gè)圓柱透鏡，以使光線成束照射到線狀讀取區(qū)域。因此，產(chǎn)生盡可能恰好與讀取區(qū)域相適應(yīng)的線狀照明區(qū)域。此外，可供使用的光功率被優(yōu)化地充分利用。照明單元優(yōu)選地包括至少一個(gè)可調(diào)節(jié)的光學(xué)元件，特別是可移動(dòng)的鏡子，以使被照明單元照亮的區(qū)域定位在線狀讀取區(qū)域中。因此在該實(shí)施方式中，照明單元可以校準(zhǔn)到光接收器。這使得光接收器在不進(jìn)行自身校準(zhǔn)步驟的情況下被安裝成為可能。通過(guò)可調(diào)節(jié)的光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)照明單元的定向，可調(diào)節(jié)的光學(xué)元件例如由具有可偏轉(zhuǎn)的鏡子和固定鏡子的鏡子系統(tǒng)構(gòu)成。其中，發(fā)射光束本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于照相機(jī)的讀碼器（10），其具有：圖像傳感器，所述圖像傳感器包括用于記錄掃描線的線狀讀取區(qū)域（18）；照明單元（28、30），所述照明單元用于照亮讀取區(qū)域（18）；評(píng)估單元（46），所述評(píng)估單元被構(gòu)成為將依次記錄的掃描線合成為圖像；以及，解碼單元（48），所述解碼單元用于在所述圖像中找出并解碼代碼信息，其特征在于，伸長(zhǎng)的基體（26），所述基體具有多個(gè)裝于其上的單個(gè)圖像傳感器（32），所述單個(gè)圖像傳感器中的每個(gè)都包括線狀單個(gè)讀取區(qū)域（18a？d）并且所述單個(gè)圖像傳感器共同構(gòu)成圖像傳感器，通過(guò)將這些單個(gè)圖像傳感器相互定向和排布，使得所述單個(gè)讀取區(qū)域（18a？d）疊加成為線狀讀取區(qū)域（18）。

【技術(shù)特征摘要】
2011.07.11 EP 11173483.61.一種基于照相機(jī)的讀碼器(10)，其具有圖像傳感器，所述圖像傳感器包括用于記錄掃描線的線狀讀取區(qū)域(18);照明單元(28、30)，所述照明單元用于照亮讀取區(qū)域(18)；評(píng)估單元(46)，所述評(píng)估單元被構(gòu)成為將依次記錄的掃描線合成為圖像；以及，解碼單元(48)，所述解碼單元用于在所述圖像中找出并解碼代碼信息， 其特征在于， 伸長(zhǎng)的基體(26)，所述基體具有多個(gè)裝于其上的單個(gè)圖像傳感器(32)，所述單個(gè)圖像傳感器中的每個(gè)都包括線狀單個(gè)讀取區(qū)域(18a-d)并且所述單個(gè)圖像傳感器共同構(gòu)成圖像傳感器，通過(guò)將這些單個(gè)圖像傳感器相互定向和排布，使得所述單個(gè)讀取區(qū)域(18a-d)疊加成為線狀讀取區(qū)域(18)。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的讀碼器(10)，其中，所述評(píng)估單元(46)構(gòu)成為將單個(gè)圖像傳感器(32)的圖像數(shù)據(jù)合成為掃描線。3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的讀碼器(10)，其中，所述單個(gè)圖像傳感器(32)包括多個(gè)排布成行的像素元件，或者其中所述單個(gè)圖像傳感器(32)包括多個(gè)排布成矩陣的像素元件，并且所述評(píng)估單元(46)構(gòu)成為在記憶模式下選擇成行排布的像素元件的子集和在使用時(shí)只應(yīng)用所選擇的像素元件的圖像數(shù)據(jù)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的讀碼器(10)，其中，所述單個(gè)圖像傳感器(32)以如下方式彼此均勻間隔開(kāi)地安裝在所述基體(26)上，即使得所述行構(gòu)成共同的直線。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的讀碼器(10)，其中，所述照明單元(28、30)包括具有多個(gè)照明元件(30)特別是LED的電子卡(28)，并且其中所述電子卡(28)直接安裝在所述基體(26)上。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的讀碼器(10)，其中，所述照明單元(28、30)包括變形的光學(xué)傳輸器件(32)，特別是一個(gè)或多個(gè)圓柱透鏡(34)，以便使光線成束照射到線狀讀取區(qū)域(18)。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的讀碼器(10)，其中，所述照明單元(28、30)包括至少一個(gè)可調(diào)節(jié)的光學(xué)元件(52)，特別是可移動(dòng)的鏡子，以便使被所述照明單元(28、30)照亮的區(qū)域定向到線狀讀取區(qū)域上。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的讀碼器(10)，其中，所述單個(gè)圖像傳感器(32)中的每個(gè)包括可聚焦的接收光學(xué)器件(38、40、42)，并且其中所述接收光學(xué)器件(38)特別包括鏡管，所述鏡管貫通所述基體(26 )。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的讀碼器(10)，其中，所述接收光學(xué)器件(38、40、42)包括自動(dòng)對(duì)焦單元(40、42)，所述自動(dòng)對(duì)焦單元(40、42)具有安裝在平衡桿(40)上的、特別是鏡子的光學(xué)元件(42)，其中通過(guò)偏轉(zhuǎn)所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：拉爾夫·烏爾里克·尼布林，克里斯托夫·安澤爾門特，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西克股份公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：