專利名稱：基于照相機的讀碼器和校準地制造該讀碼器的方法
基于照相機的讀碼器和校準地制造該讀碼器的方法本發(fā)明涉及一種基于照相機的讀碼器，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代碼來掃描條形碼(Barcode)或條碼(Strichcode)。所述條形碼掃描器經(jīng)常被用于超市收銀臺、自動的包裝識別、郵件分類或飛機場托運行李時和其它物流應用情況。隨著數(shù)字照相技術(shù)的進一步發(fā)展，使得越來越多的條形碼掃描器被基于照相機的讀碼器所代替。代替掃描代碼范圍，基于照相機的讀碼器借助CCD芯片采集具有位于物體上的代碼的物體圖像，并且圖像評估軟件(Bildauswertungssoftware)從這些圖像中提取代碼信息。基于照相機的讀碼器還可毫無問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。在一個重要應用組中，需要將攜帶代碼的物體送過讀碼器。行掃描照相機隨著相 對運動連續(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有多個讀碼器，以便記錄物體的多個面或所有面。因為環(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。為此例如使用多個線狀排布的LED，所述LED的光通過光學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。為此需要在相對于照明方向校準接收器，并且其必須在照相單元和照明單元的交接點完成該校準。另外需要的是行掃描照相機的接收光學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，其中光學元件在平衡桿(Schwinge)上移動，以使光學作用的圖像截距或者說焦距通過偏轉(zhuǎn)所述平衡桿而被調(diào)節(jié)。在所闡述的以行掃描照相機為基礎(chǔ)的讀碼器的應用中，其中物體應該在傳送帶上移動通過讀碼器的讀取區(qū)域，行掃描照相機可以在傳送帶的整個寬度范圍上采集。因此在照相機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。因為應用越來越寬的傳送帶，使得照相機系統(tǒng)必須覆蓋越來越大的讀取范圍。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在安裝和校準上成本過高。固定的讀取區(qū)域很難被調(diào)整以適于那些存在對讀取區(qū)域有不同需求的應用。換句話說，調(diào)整總是將接收器行作為一個整體來起作用，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、間距或類似問題。最后在已知的解決方案中，由于存在大量交接點而使得系統(tǒng)重量非常高，例如每個照相機和附屬的照明單元大約重20kg。本發(fā)明的任務和目的在于，找到一種基于照相機的讀碼器，所述讀碼器被更簡單地構(gòu)成并更靈活地應用。同樣，其制造應容易實現(xiàn)。所述任務和目的的實現(xiàn)是通過一種基于照相機的讀碼器，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地制造根據(jù)權(quán)利要求I或12所述的、基于照相機的讀碼器的方法。此外本發(fā)明的基本思想在于，用在更小采集區(qū)域中使用更多更簡單的圖像傳感器來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。本發(fā)明的優(yōu)點在于，通過模塊化的構(gòu)建實現(xiàn)實際上任意長度的線狀讀取區(qū)域。此外昂貴的、單獨的接收器行由多個在總體上更廉價的單個圖像傳感器來代替。通過模塊化的構(gòu)建，系統(tǒng)是可擴展的并且可以非常靈活地架設于用于不同的應用。同樣對于單個圖像傳感器可以使用不同的調(diào)節(jié)方法，借此進一步提高其靈活性。由于多個照相機的有利分布代替了一個僅在中心處的照相機，這也使得能夠以張角來限制每個照相機的V形采集區(qū)域。這將給布線帶來顯著的優(yōu)點并因此改善成像質(zhì)量。評估單元優(yōu)選地設計為，將單個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)或通過軟件實現(xiàn)。單個圖像傳感器中的每一個具有線狀的單個讀取區(qū)域，但其短于要采集的整體寬度。此外這些單個讀取區(qū)域的疊加最好不是無重疊的(iiberlappungsfrei)。在重疊區(qū)域中多余的圖像信息可被評估單元利用，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，評估單元優(yōu)選地具有兩個不同的圖像數(shù)據(jù)合成功能。一方面，各由通過單個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。在一個特別重要的應用中，在攜帶代碼的物體被送過固定安裝的讀碼器時，物體在多個重疊的單個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其進行解碼。單個圖像傳感器優(yōu)選地包括多個排列成行的像素元件。這些單個圖像傳感器分別構(gòu)成行掃描照相機。通常來說，設置正好一行像素元件。然而，還可設想的是存在多個平行的像素行。只要在行方向上的像素數(shù)明顯高于像素行的數(shù)值時，例如在行方向上的幾百個像素相對于I到10個像素行時，那么所得讀取區(qū)域保持為線狀。單個圖像傳感器優(yōu)選地包括多個排布為矩陣的像素元件，其中評估單元被設計為，即在記憶模式(Einlernmodus)下選擇成行排布的像素元件的子集，并且在使用時只應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，單個圖像傳感器在此實施方式中構(gòu)成矩陣照相機而非行掃描照相機。然而，在記憶過程結(jié)束后還通過僅應用所記住的像素元件來有效地形成行掃描照相機。然而，行的定向和定位又可以在預定的矩陣范圍內(nèi)電子地改變，由此將機械過程的大部分校準轉(zhuǎn)移至實質(zhì)上可更靈活且更簡單地操作的電子記憶過程中。如之前段落中所述，總是能夠有效地構(gòu)成行掃描照相機的、多個平行的行還可代替單一行而被記住。行的定向最好跟隨預設矩陣結(jié)構(gòu)的行方向，也就是說實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于所述矩陣結(jié)構(gòu)傾斜。單個圖像傳感器優(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圖像傳感器。這可以例如通過將每個具有照明元件的電子卡設置在單個圖像傳感器上來實現(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傳輸器件，特別是一個或多個圓柱透鏡，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)選地包括至少一個可調(diào)節(jié)的光學元件，特別是可移動的鏡子，以使被照明單元照亮的區(qū)域定位在線狀讀取區(qū)域中。因此在該實施方式中，照明單元可以校準到光接收器。這使得光接收器在不進行自身校準步驟的情況下被安裝成為可能。通過可調(diào)節(jié)的光學元件實現(xiàn)照明單元的定向，可調(diào)節(jié)的光學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)射光束發(fā)生折射并因此允許特別節(jié)省空間的排布?？善D(zhuǎn)的鏡子同樣可利用其支點安裝在基體上。因為鏡子僅作用于傳輸光線，并因此不會對拍照的高品質(zhì)成像產(chǎn)生影響，所以可以應用具有相對低表面質(zhì)量的低成本的鏡子元件。單個圖像傳感器各自包括可聚焦的接收光學器件。因此單個圖像傳感器可以記錄不同距離的清晰的圖像數(shù)據(jù)。接收光學器件特別包括鏡管(Tubus)，該鏡管貫通所述基體。
此外，鏡管的開口最好與照明元件構(gòu)成一直線式排布。所述接收光學器件優(yōu)選地包括安裝在平衡桿上的、具有光學元件(特別是鏡子)的自動對焦單元，其中通過偏轉(zhuǎn)平衡桿可改變接收光學器件的圖像截距或焦距，并且其中平衡桿通過其支點直接固定在所述基體上。這樣的自動對焦單元，其基礎(chǔ)方案中對應于序言部分中所討論的EP I 742168或EP I 507 228。由此，焦點位置被非?？斓厍以谔貏e大數(shù)值的調(diào)整周期上被改變。通過將自動對焦單元的支架直接安裝到基體上，使得能夠以很少的成本來滿足對于校準精度的最高要求。評估單元被優(yōu)選地設計為，單獨設定接收光學器件的調(diào)焦。相對于單一接收行而言，模塊化的構(gòu)建方式的另外一個優(yōu)點是有可能對于單個圖像傳感器進行不同的設定。理論上，在接收光學器件、在靈敏度或其他類似方面中可能存在其它的區(qū)別。調(diào)焦最好根據(jù)預先給定的高度剖面來實現(xiàn)。例如被參數(shù)化的高度剖面，其被記住或被位于傳送方向上游的另一個傳感器采集。在高度剖面上被調(diào)整的、關(guān)于單個圖像傳感器的不同調(diào)焦使得相對于讀碼器傾斜的物體的讀取或相反的讀碼器的傾斜安裝成為可能，所述物體具有超過讀取行的高度輪廓或多個不同高度的被并排傳送的物體。然而一般來說，現(xiàn)有的高度輪廓通過實際上大部分與傳送方向成橫向的讀取行來記錄清晰圖像。單個行掃描照相機必須以具有唯一的焦點設定的狀態(tài)進行工作，并且如果在讀取區(qū)域以上的高度差超過景深范圍(Suliiiriet:iejeii[)eieich ) J卩么部分代碼信息可不被采集?；w最好構(gòu)成為散熱體。此外可設有散熱片。因此，基體實現(xiàn)了雙重功能，即一方面作為照相單元和照明單元的載體而另一方面則是對整個系統(tǒng)進行冷卻。依據(jù)本發(fā)明，根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法顯著地簡化了調(diào)準。所述照明件僅直接安裝在基體上。因此，在一個安裝和校準步驟中，可以將單個圖像傳感器安裝到運轉(zhuǎn)的照明件上。由此該制造方法更簡單、成本更低，并且示出最高的校準精度。每個焦點可調(diào)的接收光學器件最好插入基體的開口，并因此設置在每個單個圖像傳感器之前的照明元件之間。由此接收光學器件由基體穩(wěn)定地固定，并且無干擾地采集由照明元件產(chǎn)生的照明區(qū)域。通過記住關(guān)于依賴間隔的必需的焦點設定的焦點表的方法，所述讀碼器優(yōu)選地在間距方向上被校準。此外實現(xiàn)在Z方向上的校準，而無需進行機械步驟。
優(yōu)選地，通過移動照明單元的可調(diào)節(jié)的光學元件，特別是移動可移動的鏡子，將照明單元定向到線狀讀取區(qū)域。此外無需校準光接收器。在優(yōu)選的實施方式中，具有多個布置成行的像素元件的單個圖像傳感器以如下方式彼此均勻間隔開地安裝在基體上，即所有單個圖像傳感器的像素元件構(gòu)成共同的直線。此外通過安裝和校準，實現(xiàn)了單個讀取區(qū)域疊加到共同的線狀讀取區(qū)域，這還與在X方向和Y方向的校準相對應。在可選的優(yōu)選實施方式中，單個圖像傳感器包括多個布置為矩陣的像素元件，其中在開啟照明單元時選擇這樣的像素元件，從讀取區(qū)域接收照明光，并且其中評估單元存儲所選擇的像素元件，以在使用時只應用所選擇的像素元件的圖像數(shù)據(jù)。因此，此處矩陣狀單個圖像傳感器的安裝只需要實現(xiàn)粗略地定向。通過電子地記憶各個活躍的像素元件來實現(xiàn)在X方向和Y方向上實際校準。因此無需機械校準。下面將示例性地依據(jù)所示實施方式并參考附圖
，進一步闡述本發(fā)明的其它特征和 優(yōu)點。在附圖中圖I三維圖解地示出在傳送帶上的、具有線狀讀取區(qū)域的基于照相機的讀碼器，其中在傳送帶上傳送具有待讀取的代碼的物體；圖2示出通過依據(jù)圖I的讀碼器的基體和照相模塊的側(cè)視圖；圖3示出通過依據(jù)圖I的讀碼器的基體和照相模塊的縱剖面圖；以及圖4示出具有可校準的照明單元的本發(fā)明的其它實施方式的視圖。圖I示出讀碼器10，其安裝在傳送帶12上方，傳送帶12上的物體14，如箭頭16所示，被傳送通過讀碼器10的采集區(qū)域18。物體14在其外表面上攜帶代碼區(qū)域20。讀碼器10的任務是識別代碼區(qū)域20 ;讀出其上顯示的代碼；解碼；以及，對各代碼所屬的物體14進行分類。當代碼區(qū)域20布置在上表面或至少從上方可見時，代碼區(qū)域20可以僅被讀碼器10識別。圖I示出的可以用于不規(guī)則地讀取布置在物體側(cè)面或下面的代碼22的多個讀碼器10從不同的方向安裝，以便可以從所有方向?qū)崿F(xiàn)所謂的全方位讀取(Omnilesung)。將多個讀碼器10布置成一個讀取系統(tǒng)，在實際中多數(shù)被實現(xiàn)為讀取隧道。如在圖I中所示出的，讀碼器10的采集區(qū)域18是單個平面并且無空間斷面。與此相應產(chǎn)生讀碼器10的線狀讀取區(qū)域。通過在傳送方向16上逐行對物體14拍照，逐漸產(chǎn)生包括代碼區(qū)域20的被送過的物體14的整個圖像。在均勻地傳送具有固定不變結(jié)構(gòu)的物體14時，特別是當傳送裝置16提供路徑測量數(shù)據(jù)或速度測量數(shù)據(jù)時，合成整個圖像實現(xiàn)起來相對簡單。為此必然需要不止一次的智能算法，用于找到連接位置或排除多余的圖像區(qū)域。然而可以設想的是，傳感器10還作為可移動的儀器(例如手持式儀器)使用，并且這些傳感器每個都可沿其要讀取的區(qū)域移動。面對傳送方向16在讀碼器10上游并與其相連，有選擇地設有另一個傳感器24，例如測量間距的激光掃描器。傳感器24同樣優(yōu)選地逐行采集物體14的高度輪廓。這些信息被轉(zhuǎn)送到讀碼器10。由此，可以例如將物體14作為單個物體來識別，沒有物體14的傳送帶區(qū)域被提前標記為不感興趣的區(qū)域或進行焦點設定。依據(jù)附圖2中示出的讀碼器10側(cè)視圖和附圖3中示出的讀碼器10縱剖面圖可以更確切的闡述其模塊化的構(gòu)造。讀碼器10包括伸長的基本載體或基體26，在其一面上布置有多個照相模塊10a-d并在與之相對的面上布置具有作為模塊化照明單元的照明元件30的電子卡28。光學傳輸器件32設置在照明單兀28、30的前面,光學傳輸器件32可以通過未不出的間距元件與基體26連接，例如還可被殼體固定。在圖3中僅象征性地在光學傳輸器件32中示出若干個透鏡34。光學傳輸器件整體構(gòu)成變形光學器件，其將光線在與紙面垂直的方向上盡可能強地匯聚成束并在垂直示出的方向上均勻分布。這種光學傳輸器件的結(jié)構(gòu)是已知的，并且本發(fā)明不限于被示出的特別實施方式，在該特別實施方中為每個照明單元30分配一個圓柱透鏡。每個照相模塊lOa-d包括具有線狀讀取區(qū)域的有空間分辨率(ortsaufgelost)的光接收器36，例如具有多個光敏像素元件的CCD芯片或CMOS芯片。接收光學器件38利用鏡管插入所述基體26的開口，使得所述接收開口位于照明元件30之間并利用它們共同構(gòu)成在基體26的縱向延伸方向上的線性排布。圖2僅示例性地示出作為接收光學器件38的元件的兩個透鏡38a-b，然而其中可替代地，每個鏡頭造型可設想為具有或多或少的幾個透鏡和具有其它光學元件。·
具有平衡桿40的自動對焦單元設置在接收光學器件38和光接收器36之間。平衡桿40在其一端包括鏡子42并利用其另一端可偏轉(zhuǎn)地固定，其中，所述固定利用轉(zhuǎn)動點安裝在基體26上。在平衡桿40做偏轉(zhuǎn)運動時，鏡子42的位置和定向發(fā)生改變，使得從接收光學器件通過鏡子42到達光接收器36的接收光光程被延長或縮短。因此，光學有效圖像截距被改變并由此設置焦點位置。此外鏡子42還可以用凹面鏡并由此影響接收光學器件的焦距。每個照相模塊10a-d的光接收器36接收來自其各采集區(qū)域18a_d的數(shù)據(jù)圖像，這些數(shù)據(jù)圖像通過端口 44給出。采集區(qū)域18a-d互相重疊并構(gòu)成共同的線狀讀取區(qū)域，該讀取區(qū)域?qū)嶋H上可通過一定數(shù)量的照相模塊10a-d采取任意長度。各個照相模塊10a-d的數(shù)據(jù)圖像被輸送到評估單元46。借助圖像評估算法或利用光接收器36的幾何排布和距離的知識，將部分的圖像行或圖像行部分合成共同的圖像行，所述部分的圖像行或圖像行部分中的每個提供給單個照相模塊10a-d。隨著物體14相對于讀碼器10的相對運動逐步采集多個這樣的圖像行并將其加工成二維圖像。因此按兩步來合成所述二維圖像關(guān)于輸送頻帶寬度的共同圖像行由多個光接收器36的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生，并且二維圖像由多個共同圖像行產(chǎn)生。解碼單元48或者交替地或者以一定時間間隔地接收這樣的二維圖像，識別代碼區(qū)域20并從代碼區(qū)域20讀出代碼信息。隨后被解碼的代碼信息可被給到讀碼器10的輸出50。在所示出的實施方式中，存在一個共同的、解碼器10的內(nèi)部評估單元46和解碼單元48。但這只是示例性的。評估任務和解碼任務能夠以各種各樣的方式被另外分配。例如在每個照相模塊10a-d中設有自身的評估單元，其用于完成預處理，并且其控制用于對焦的平衡桿40的偏轉(zhuǎn)運動。另外可設想的是，評估單元46只是讀碼器10的一部分，以便產(chǎn)生二維圖像，并隨后作為整體或僅作為感興趣的部分(R0L，感興趣區(qū)域)通過輸出50而被給出。然后在外部實現(xiàn)解碼。光接收機36還可向外給出原始的、未經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)，使得圖像行的合成、二維圖像的合成以及解碼被向外轉(zhuǎn)移。以類似的方式，在照相模塊10a-d、讀碼器10本身和外部系統(tǒng)之間進行其他的評估任務分配也是可能的。需要補充的解釋還有，在本說明書中評估單元還執(zhí)行控制任務，例如焦點調(diào)節(jié)或控制照明單元28、30的開啟和強度?；w26構(gòu)成照相模塊10a-d、照明單元28、30以及未示出的殼體部分的主要安裝基礎(chǔ)，其中殼體部分可以為簡單的板件。基體26還可包括散熱板、肋狀散熱片或類似元件，并因此構(gòu)成主要的儀器散熱部分。由此取消在照相機和照明之間傳統(tǒng)上必需的接口，并因此取消在照相機和照明之間的互相校準。通過讀碼器10的構(gòu)建和基體26使得校準得以顯著簡化。具有照明元件30的照明單元的電子卡28直接地或間接地通過非常精確的固定器安裝到基體26上。各自動對焦單元的照相模塊10a-d和平衡桿40同樣直接安裝到基體26上。此外通過將光接收器36的讀取區(qū)域定向到接通的照明單元28、30的照明區(qū)域上以實現(xiàn)利用安裝的直接校準。為此僅在一個校準過程中保證從照相模塊10a-d到照明單元28、30的最高校準精度。
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基于在基體26上的直接安裝和校準，利用該結(jié)構(gòu)可以成本非常低地組合多個照相模塊10a-d。每個照相模塊10a-d采集各自的讀取區(qū)域，并且隨后通過圖像處理(圖像拼接)來合成圖像數(shù)據(jù)。一個特別的優(yōu)點在于，多個照相模塊10a-d提供了利用平衡桿40不同地調(diào)節(jié)單個自動對焦單元的可能性。此外調(diào)焦可產(chǎn)生在共同的線狀讀取區(qū)域的高度剖面，并還可清晰地繪制出在所有部分區(qū)域中的高度輪廓。這導致更好的圖像質(zhì)量和因此導致更高的讀取率，也就是說在讀取區(qū)域內(nèi)未給出充分平滑的物體輪廓時也能夠使用?？梢灶A先確定高度輪廓，但還是要在傳感器24工作時提供?？蛇x擇地除了像素行，還能夠使用具有多個排布成矩陣的像素的矩陣接收器作為光接收器32。其具有的優(yōu)點在于有完全的校準自由度。根據(jù)部件精度(Teilegenauigkeit)，矩陣接收器僅安裝在近似理想的位置處。所述接收光學器件38被安裝在擋塊上。在Z方向上，還在間隔方向上或在沿著接收光學器件38的光軸的方向上，通過焦點表記住自動對焦單元必需的設置，還有平衡桿40的偏轉(zhuǎn)。在與Z方向垂直的X方向和Y方向上，在矩陣接收機上記住靠近被接通的照明單元28、30的光帶位置。在之后的工作中只應用被記住的像素，這些被記住的像素有效地對應被理想校準的像素行。以所描述的方式，代替行還可記住多個并排設置的行并且將其用于評估。那么將總是得到微長的(Bnglidi )、長方形的以及因此線狀的讀取區(qū)域。那么照明帶必須是相應的寬的?？商娲爻私Y(jié)合圖2和3所描述的照相模塊10a-d，還可以使用一種成本特別低的解決方案，即在自動對焦單元之后也安裝標準照相機。圖4示出讀碼器10的替代實施方式的示意圖。其中在所有附圖中，相同附圖標記表明相同的或彼此相應的特征。在該實施方式中，給照明單元28、30(其中只示出了一個實例)分配光學調(diào)整系統(tǒng)?？善D(zhuǎn)的鏡子52和固定鏡子54使發(fā)射光束發(fā)生折射，其中通過可偏轉(zhuǎn)的鏡子52的偏轉(zhuǎn)，改變所形成的光帶的位置?？善D(zhuǎn)的鏡子52做偏轉(zhuǎn)運動并且所得光帶的位置改變在圖4中分別用雙箭頭表示。照明單元28、30分配有用于光線對準的初級光學傳輸器件56，以及由圖3已知的用于產(chǎn)生線狀光帶的次級光學傳輸器件32。要理解發(fā)射路徑的光學元件32、52、54、56的具體設計僅僅是示例性的。因此例如取消初級光學傳輸器件56，或可以使用用于光束傳導和光束成形的附加的鏡子、透鏡和其它光學元件。此外需要注意的是，通過在二維圖示中缺少的維度上，形成垂直于圖示平面的例如接收光學器件38可見范圍和固定鏡子54的表面重疊。在依據(jù)圖4的實施方式中，光接收器36可以完全無需校準而被安裝。光接收器36相對于基體26的位置在機械上通過例如光接收器36的殼體或電子卡的機械操擋板58來預先確定。此外照明單元28、30與具有光接收器36的接收單元對齊。一般來說，電子卡28、照明兀件30、初級光學傳輸器件56和/或次級光學傳輸器件32被橫向移動。在圖4示出的實施方式中，偏轉(zhuǎn)可偏移的鏡子52來定向照明單元28、30，直到被照明的區(qū)域與光接收機36的讀取區(qū)域相符。所述實施方式具有其 他優(yōu)點，即只通過發(fā)射光線折射而實現(xiàn)非常緊湊的構(gòu)造型式。然而照明元件30直接連接在基體26上，因此可以輕松地安裝并通過由基體26來散熱而達到冷卻目的。因為發(fā)射光束僅通過鏡子52、54而被傳送，其作為發(fā)射側(cè)的表面質(zhì)量不重要并因此產(chǎn)生的圖像質(zhì)量也不重要，從而使得可以使用比較簡單和成本較低的鏡子元件。不僅將共同的光學定向系統(tǒng)分配給所有照明單元28、30是可能的，而且設置多個光學調(diào)整系統(tǒng)，特別是小鏡子，用于單個或多個照明單元28、30也是可能的。
權(quán)利要求
1.一種基于照相機的讀碼器(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)；評估單元(46)，所述評估單元被構(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， 伸長的基體(26)，所述基體具有多個裝于其上的單個圖像傳感器(32)，所述單個圖像傳感器中的每個都包括線狀單個讀取區(qū)域(18a-d)并且所述單個圖像傳感器共同構(gòu)成圖像傳感器，通過將這些單個圖像傳感器相互定向和排布，使得所述單個讀取區(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，所述評估單元(46)構(gòu)成為將單個圖像傳感器(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，所述單個圖像傳感器(32)包括多個排布成行的像素元件，或者其中所述單個圖像傳感器(32)包括多個排布成矩陣的像素元件，并且所述評估單元(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只應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，所述單個圖像傳感器(32)以如下方式彼此均勻間隔開地安裝在所述基體(26)上，即使得所述行構(gòu)成共同的直線。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的讀碼器(10)，其中，所述照明單元(28、30)包括具有多個照明元件(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)利要求中任一項所述的讀碼器(10)，其中，所述照明單元(28、30)包括變形的光學傳輸器件(32)，特別是一個或多個圓柱透鏡(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)利要求中任一項所述的讀碼器(10)，其中，所述照明單元(28、30)包括至少一個可調(diào)節(jié)的光學元件(52)，特別是可移動的鏡子，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)利要求中任一項所述的讀碼器(10)，其中，所述單個圖像傳感器(32)中的每個包括可聚焦的接收光學器件(38、40、42)，并且其中所述接收光學器件(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，所述接收光學器件(38、40、42)包括自動對焦單元(40、42)，所述自動對焦單元(40、42)具有安裝在平衡桿(40)上的、特別是鏡子的光學元件(42)，其中通過偏轉(zhuǎn)所述平衡桿(40)可改變所述接收光學器件(38、40、42)的圖像截距或焦距，并且其中，所述平衡桿(40 )通過其支點直接固定在所述基體(26 )上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的讀碼器(10)，其中，所述評估單元(46)構(gòu)成為單獨設置所述接收光學器件(38、40、42)的調(diào)焦，特別是根據(jù)預先給定的高度剖面設置所述接收光學器件(38、40、42)的調(diào)焦。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的讀碼器(10)，其特征在于，所述基體(26)構(gòu)成為散熱體。
12.一種用于校準地制造基于照相機的讀碼器(10)的方法，特別是用于校準地制造根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的讀碼器(10)的方法，所述讀碼器(10)具有圖像傳感器，所述圖像傳感器用于采集在線狀讀取區(qū)域(18)內(nèi)的掃描線；照明單元(28、30)，所述照明單元(28、30)用于照亮所述讀取區(qū)域(18);評估單元(46)，所述評估單元(46)用于由多個掃描線合成圖像；以及，解碼單元(48)，所述解碼單元(48)用于在所述圖像中找出并解碼代碼信息， 其特征在于， 將具有多個照明元件(30)的照明單元(28、30)的至少一個電子卡(28)直接安裝在伸長的基體(26)上，并且每個都包括線狀單個讀取區(qū)域(18a-d)的多個單個圖像傳感器(32)在開啟照明單元(28、30)時以如下方式在基體(26)上彼此定向并排布地安裝，即所述單個讀取區(qū)域(18a-d)疊加成線狀讀取區(qū)域(18)，所述線狀讀取區(qū)域(18)采集被所述照明單元(28、30)照亮的區(qū)域，并且因此所述單個圖像傳感器(32)共同構(gòu)成圖像傳感器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，焦點可調(diào)的接收光學器件(38、40、42)中的每一個插入所述基體(26)的開口，并因此設置在每個單個圖像傳感器(32)前方的照明元件(30)之間，并且其中，通過記憶關(guān)于依賴間隔的必需的焦點設定的焦點表的方式，所述讀碼器(10)在間隔方向上被校準。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中，通過移動所述照明單元中的可設置的光學元件(52)，特別是移動可移動的鏡子，所述照明單元(28、30)被定向到線狀讀取區(qū)域上。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項所述的方法，其中，所述單個圖像傳感器(32)包括多個排布成行的像素元件并且所述單個圖像傳感器(32)以如下方式彼此均勻間隔開地安裝在所述基體(26)上，即使得所有單個圖像傳感器(32)的像素元件構(gòu)成共同的直線，或者其中所述單個圖像傳感器(32)包括多個排布成矩陣的像素元件，其中在開啟照明單元(28、30)時選擇從讀取區(qū)域(18)接收照明光的像素元件，并且其中所述評估單元(46)存儲所選擇的像素元件，以便在使用時只應用所選擇的像素元件的圖像數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于照相機的讀碼器和校準地制造該讀碼器的方法。一種基于照相機的讀碼器(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。此外還設置有伸長的基體(26)，其具有多個裝于其上的單個圖像傳感器(32)，每個單個圖像傳感器(32)都包括線狀單個讀取區(qū)域(18a-d)并且共同構(gòu)成圖像傳感器，通過將這些單個圖像傳感器相互定向和排布，使所述單個讀取區(qū)域(18a-d)疊加成為線狀讀取區(qū)域(18)，其中評估單元(46)還被構(gòu)成為將單個圖像傳感器(32)的圖像數(shù)據(jù)合成為掃描線。
文檔編號G06K7/10GK102902940SQ201210209650
公開日2013年1月30日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者拉爾夫·烏爾里克·尼布林, 克里斯托夫·安澤爾門特 申請人:西克股份公司