[發明專利]用于符號體系讀取器的集成照明組件

有效

• 申請號: 200680048666.8
• 申請日: 2006-10-19
• 公開（公告）號: CN101346729A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: L·W·努寧克;W·H·埃奎茨
• 申請（專利權）人: 科格內克斯科技和投資公司
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉杰;陳景峻

技術領域

本發明涉及機器視覺系統以及采用機器視覺的符號體系讀取器，尤 其涉及用于該符號體系讀取器的照明器。

背景技術

機器視覺系統利用了圖像獲取裝置，所述圖像獲取裝置包括照相傳 感器，以提供所觀察對象的信息。然后該系統根據各種算法對該信息進 行解譯，以執行編程決策和/或識別功能。為了通過傳感器在可見光以及 近可見光范圍內最有效地獲取圖像，應當對對象適當照明。

在利用圖像傳感器進行符號體系讀取(通常也稱為“條形碼”掃描) 的范例中，非常需要適當的照明。符號體系讀取需要將圖像獲取傳感器 (CMOS照相機、CCD等)瞄準包含符號(“條形碼”)的目標位置，并 獲取該符號的圖像。該符號包含一組預定圖案，該圖案代表一組有序的 字符或形狀，附屬的數據處理器(例如微型計算機)可以從其導出關于 該目標的有用信息(例如，其序列號、類型、型號、價格等)。可以使用 各種形狀和尺寸的符號/條形碼。在標識和識別對象中最常用的兩種符號 類型是所謂的一維條形碼和所謂的二維條形碼，一維條形碼由寬度和間 距變化的豎直條線構成，二維條形碼由點或矩形的二維陣列構成。

作為背景技術，圖1示出了適于手持操作的示范性掃描系統100。提 供了一種示范性手持式掃描用具或機頭102。其包括握持部分104和主體 部分106。以剖視圖示出的成像系統151可以受到控制并可以將圖像數據 引導到板上嵌入式處理器109。該處理器可以包括掃描軟件應用程序113， 通過該應用程序113來控制光照，獲取圖像并將圖像數據解譯成可用信 息(例如從符號(例如圖示的二維條形碼圖像195)導出的字母數字串)。 可以經由電纜111將解碼后的信息引導到具有(例如)顯示器114、鍵盤 116和鼠標118的PC或其他數據存儲裝置112，在這里可以存儲該信息 并使用適當的應用程序121對其進行進一步操作。替代地，電纜111可以 直接連接到掃描用具中的接口和計算機112中的適當接口。在這種情況 下，基于計算機的應用程序121根據需要執行各種圖像解譯/解碼和光照 控制功能。相對于嵌入式處理器、計算機或其他處理器，手持式掃描用 具的精確布置是高度可變的。例如，可以提供其中沒有電纜111的無線互 連。類似地，圖示的微型計算機可以被另一種處理裝置取代，包括板上 處理器或諸如個人數字助理或其他小型計算裝置的微型化處理單元。

掃描應用程序113可以適于對來自掃描用具102的輸入做出響應。例 如，當操作員切換手持式掃描用具102上的觸發器122時，內部相機圖 像傳感器(成像系統151的一部分)獲取目標105上的關注區131的圖 像。示范性的關注區包括可用于識別目標105的二維符號195。身份識別 及其他處理功能由掃描應用程序113基于從手持式掃描用具102傳輸到 處理器109的圖像數據來實現。可以由來自處理器109的信號來對可視 指示器141進行照明，以指示對符號195進行了成功的讀取和解碼。

在讀取符號體系或其他感興趣目標時，所采用的照明類型是關注點。 在符號體系和/或其他被觀察目標是利用對比度高的墨或顏料印刷在平坦 表面上的情況下，漫射型高角度“明場”照明可能會最好地突出傳感器的 這些特征。利用高角度，通常表示光幾乎垂直地(正交地)照射到目標， 或者以與垂直(正交)于被掃描物體表面相差不超過大約45度的角度照 射目標。這樣的照明易于大量反射回傳感器。例如，可以在附著于物體 或容器的印刷標簽上，或者在物體或容器相對平滑區域中的印刷區域中， 提供主要需要明場照明的條型碼及其他目標。

相反，在符號或其他目標形成于更加不規則的表面上時，或者通過 直接在表面上蝕刻或錘擊(peening)出圖案而生成時，使用高反射性的 明場照明可能就不合適。被錘擊/蝕刻的表面具有二維特性，其易于散射 明場照明，由此使得所獲取的圖像模糊。當所觀察的目標具有這種明確 的二維表面結構時，可以用暗場照明對其進行最佳照明。這是一種利用 相對于目標表面的特征小角度(例如大約45度或更小)的照明(即，相 對于正交超過大約45度的角度)。利用這種低角度暗場照明，可以更加 有效地對比二維表面結構(凹痕表現為亮點，周圍表現為陰影)，以獲取 更好的圖像。

在其他的被應用符號情況下，可以優選采用漫射型直接照明。通常 利用直接投射的照明源(例如，發光二極管(LED))來產生這種照明， 其經過漫射體以產生期望的照明效果。