一种使用低分辨率相机读取离散多码的光学系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种使用低分辨率相机读取离散多码的光学系统及方法，该光学系统包括相机、n个二维码、n个第一反射镜和n个第二反射镜，每个二维码的位置记为Ai（i=1，2，3……n），相机的成像透镜的光心到物面的距离记为物距u；每个第一反射镜的位置记为Bi（i=1，2，3……n）；每个第二反射镜的位置记为Ci（i=1，2，3……n），每个二维码反射在相机的成像透镜上的位置记为Di（i=1，2，3……n），满足：AiBi+BiCi+CiDi=u（i=1，2，3……n）。本实用新型专利技术基于较低分辨率的相机，设计分视野的光学系统，将空间上离散的多个二维码紧密排列到相机的视野内，从而大大提高像素的利用效率，减少传输宽带的要求，降低处理器的计算压力，并极大地降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种使用低分辨率相机读取离散多码的光学系统
本技术涉及条码扫描
，尤其涉及一种使用低分辨率相机读取离散多码的光学系统。
技术介绍
条码，包括一维码和二维码，其可以标示物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等许多信息，因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到广泛的应用。随着生产制造流程中对各种部件跟踪追溯要求的提高，微小元件上的高密度码读取成为难点，一个20*20网格的二维码，外形尺寸可以小于1mm*1mm。而在一个产品托盘内可以放置多个产品，每两个产品的中心距离是条码尺寸的10倍甚至100倍以上。为了快速读取多个产品上的二维码，目前主要有两种实现方式：一是使用高分辨率的相机，相机视野覆盖整个产品托盘，相机可以是二维面阵相机，也可以是单线线阵相机，线阵相机需要移动相机和托盘的相对位置，完成整个托盘的扫描；二是使用较低分辨率的相机，其可以读取单个产品上的二维码，然后通过移动相机到每个二维码上方，或者移动托盘使得需要读取的二维码位于相机视野内，逐个读取托盘上多个产品的二维码。第一种方式对相机分辨率的要求，信号传输带宽的要求，以及处理器计算能力的要求都很高，解码速度较慢，尤其是单线扫描相机，而且成本较高。第二种方式成本较第一种低，但是增加了移动机构，对产线的空间设计、机构设计的可靠性要求较高，而且整体解码速度较第一种更慢。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种使用低分辨率相机读取离散多码的光学系统，基于较低分辨率的相机，设计分视野的光学系统，将空间上离散的多个二维码紧密排列到相机的视野内，提高像素利用效率，减少传输带宽的要求，降低处理器的计算压力，降低成本。为实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：一种使用低分辨率相机读取离散多码的光学系统，包括相机、间隔排列的n个二维码、n个第一反射镜和n个第二反射镜，所述相机的光轴垂直于物面，且所述相机的光轴处于所述n个二维码的中间位置；一个二维码对应一个第一反射镜、一个第二反射镜，每个第一反射镜的中心与对应的二维码的中心的连线平行于所述相机的光轴；n个第二反射镜设于所述相机的视野内，且来自每个二维码的光线经对应的第一反射镜反射至对应的第二反射镜，再经过对应的第二反射镜反射至所述相机的成像透镜，并在所述相机的像面成像。其中，n为偶数，每个二维码的位置记为Ai（i=1，2，3……n），所述相机的成像透镜的光心到物面的距离记为物距u；每个第一反射镜的位置记为Bi（i=1，2，3……n）；每个第二反射镜的位置记为Ci（i=1，2，3……n），每个二维码反射在所述相机的成像透镜上的位置记为Di（i=1，2，3……n），u、Ai、Bi、Ci、Di满足以下关系：AiBi+BiCi+CiDi=u（i=1，2，3……n）。优选地，所述相机采用长焦镜头或者远心镜头。与现有技术相比，本技术的有益效果为：本技术采用长焦镜头或远心镜头，可以实现在较远工作距离维持较小的成像物面；基于较低分辨率的相机，设计分视野的光学系统，将空间上离散的多个二维码紧密排列到相机的视野内，从而大大提高了像素的利用效率，减少了传输宽带的要求，降低了处理器的计算压力，并极大地降低了成本。附图说明图1为本技术实施例1的一种使用低分辨率相机读取离散多码的光学系统中相机的成像原理图；图2为本技术实施例1的一种使用低分辨率相机读取离散多码的光学系统的光学原理图；图3为本技术实施例1的一种使用低分辨率相机读取离散多码的光学系统中物面的结构示意图；图4为本技术实施例1的一种使用低分辨率相机读取离散多码的光学系统中像面上成像的图像示意图。图中，1-托盘，2-物品，10-相机，11-成像透镜，12-像面，20-二维码，30-第一反射镜，40-第二反射镜，50-物面。具体实施方式为使对本技术的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。请参见图1，图1为本技术实施例1的一种使用低分辨率相机读取离散多码的光学系统中相机的成像原理图：来自物面50的光线经过相机10的成像透镜11后，在相机10的像面12上呈现清晰的图像；优选地，相机10采用长焦镜头或远心镜头，可以实现在较远工作距离维持较小的成像物面，有助于实现将空间上离散的多个二维码紧密排列到相机的视野内；其对相机分辨率的要求，信号传输带宽的要求，以及处理器计算能力的要求都不高，使用成本较低。本技术的一种使用低分辨率相机读取离散多码的光学系统，包括相机10、间隔排列的n个二维码20、n个第一反射镜30和n个第二反射镜40，相机10的光轴垂直于物面50，且相机10的光轴处于n个二维码20的中间位置；一个二维码20对应一个第一反射镜30、一个第二反射镜40，每个第一反射镜30的中心与对应的二维码20的中心的连线平行于相机10的光轴；n个第二反射镜40设于相机10的视野内，且来自每个二维码20的光线经对应的第一反射镜30反射至对应的第二反射镜40，再经过对应的第二反射镜40反射至相机10的成像透镜11，并在相机10的像面12成像。其中，n为偶数，每个二维码20的位置记为Ai（i=1，2，3……n），相机10的成像透镜11的光心到物面50的距离记为物距u；每个第一反射镜30的位置记为Bi（i=1，2，3……n）；每个第二反射镜40的位置记为Ci（i=1，2，3……n），每个二维码20反射在相机10的成像透镜11上的位置记为Di（i=1，2，3……n），u、Ai、Bi、Ci、Di满足以下关系：AiBi+BiCi+CiDi=u（i=1，2，3……n），AiBi是指Ai到Bi的距离，BiCi是指Bi到Ci的距离，CiDi是指Ci到Di的距离，i=1，2，3……n。根据本技术的另一面，还提供一种使用低分辨率相机读取离散多码的方法，包括以下步骤：步骤S1：设置相机10，使相机10的视野朝向间隔排列的n个二维码20，相机10的光轴垂直于物面50，且相机10的光轴处于n个二维码20的中间位置；步骤S2：设置n个第一反射镜30，使第一反射镜30与二维码20一一对应，每个第一反射镜30的中心与对应的二维码20的中心的连线平行于相机10的光轴；步骤S3：在相机10的视野内设置n个第二反射镜40，一个二维码20对应一个第一反射镜30、一个第二反射镜40，且来自每个二维码20的光线经对应的第一反射镜30反射至对应的第二反射镜40，再经过对应的第二反射镜40反射至相机10的成像透镜11，并在相机10的像面12成像。其中，n为偶数，每个二维码20的位置记为Ai（i=1，2，3……n），相机10的成像透镜11的光心到物面50的距离记为物距u；每个第一反射镜30的位置记为Bi（i=1，2，3……n）；每个第二反射镜40的位置记为Ci（i=1，2，3……n），每个二维码20反射在相机10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用低分辨率相机读取离散多码的光学系统，其特征在于：包括相机、间隔排列的n个二维码、n个第一反射镜和n个第二反射镜，所述相机的光轴垂直于物面，且所述相机的光轴处于所述n个二维码的中间位置；一个二维码对应一个第一反射镜、一个第二反射镜，每个第一反射镜的中心与对应的二维码的中心的连线平行于所述相机的光轴；n个第二反射镜设于所述相机的视野内，且来自每个二维码的光线经对应的第一反射镜反射至对应的第二反射镜，再经过对应的第二反射镜反射至所述相机的成像透镜，并在所述相机的像面成像；/n其中，n为偶数，每个二维码的位置记为Ai，i＝1，2，3……n，所述相机的成像透镜的光心到物面的距离记为物距u；每个第一反射镜的位置记为Bi，i＝1，2，3……n；每个第二反射镜的位置记为Ci，i＝1，2，3……n，每个二维码反射在所述相机的成像透镜上的位置记为Di，i＝1，2，3……n，u、Ai、Bi、Ci、Di满足以下关系：AiBi+BiCi+CiDi＝u，i＝1，2，3……n。/n

【技术特征摘要】
1.一种使用低分辨率相机读取离散多码的光学系统，其特征在于：包括相机、间隔排列的n个二维码、n个第一反射镜和n个第二反射镜，所述相机的光轴垂直于物面，且所述相机的光轴处于所述n个二维码的中间位置；一个二维码对应一个第一反射镜、一个第二反射镜，每个第一反射镜的中心与对应的二维码的中心的连线平行于所述相机的光轴；n个第二反射镜设于所述相机的视野内，且来自每个二维码的光线经对应的第一反射镜反射至对应的第二反射镜，再经过对应的第二反射镜反射至所述相机的成像透镜，并在所述相机的像面成像；
其中，n为偶数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亭，
申请(专利权)人：苏州开视信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32