基于照相机的读码器和校准地制造该读码器的方法技术

本发明专利技术涉及基于照相机的读码器和校准地制造该读码器的方法。一种基于照相机的读码器(10)，具有：图像传感器，用于记录扫描线的线状读取区域(18)；照明单元(28、30)，用于照亮读取区域(18)；评估单元(46)，被构成为将依次记录的扫描线合成为图像；以及，解码单元(48)，用于在图像中找出并解码代码信息。此外还设置有伸长的基体(26)，其具有多个装于其上的单个图像传感器(32)，每个单个图像传感器(32)都包括线状单个读取区域(18a-d)并且共同构成图像传感器，通过将这些单个图像传感器相互定向和排布，使所述单个读取区域(18a-d)叠加成为线状读取区域(18)，其中评估单元(46)还被构成为将单个图像传感器(32)的图像数据合成为扫描线。

【技术实现步骤摘要】
基于照相机的读码器和校准地制造该读码器的方法基于照相机的读码器和校准地制造该读码器的方法本专利技术涉及一种基于照相机的读码器，其具有用于记录扫描线(Bildzeile)的线状读取区域的图像传感器，以及一种用于校准地制造根据权利要求I或12的前序部分所述的、基于照相机的读码器的制造方法。最流行的读码器为条形码扫描器，其利用激光读取光束横向穿过代码来扫描条形码(Barcode)或条码(Strichcode)。所述条形码扫描器经常被用于超市收银台、自动的包装识别、邮件分类或飞机场托运行李时和其它物流应用情况。随着数字照相技术的进一步发展，使得越来越多的条形码扫描器被基于照相机的读码器所代替。代替扫描代码范围，基于照相机的读码器借助CCD芯片采集具有位于物体上的代码的物体图像，并且图像评估软件(Bildauswertungssoftware)从这些图像中提取代码信息。基于照相机的读码器还可毫无问题地处理非一维条码的其他的代码类型，这些其它的代码类型(如矩阵码)也可具有二维结构并可提供更多信息。在一个重要应用组中，需要将携带代码的物体送过读码器。行扫描照相机随着相 对运动连续且逐行地读入具有代码信息的物体图像。此外所述物体可按任意方向置于传送带上，所述传送带上通常设有多个读码器，以便记录物体的多个面或所有面。因为环境光仅在很少的情况下是充足的或在类似读取隧道的情况下甚至是被遮蔽的，因此读取范围要被额外地照亮。为此例如使用多个线状排布的LED，所述LED的光通过光学器件在行的横向上聚焦在行的宽度上，并在纵向上均匀分布。此类光学器件例如根据EP I 742 168或EP I 507228是已知的。为此需要在相对于照明方向校准接收器，并且其必须在照相单元和照明单元的交接点完成该校准。另外需要的是行扫描照相机的接收光学器件在物体间隔上快速聚焦。为此已知根据EP I 513 094 BI和EP I 698 995 BI的解决方案，其中光学元件在平衡杆(Schwinge)上移动，以使光学作用的图像截距或者说焦距通过偏转所述平衡杆而被调节。在所阐述的以行扫描照相机为基础的读码器的应用中，其中物体应该在传送带上移动通过读码器的读取区域，行扫描照相机可以在传送带的整个宽度范围上采集。因此在照相机中需要高分辨率的接收器行。所述的接收器行非常昂贵并限制了分辨率。因为应用越来越宽的传送带，使得照相机系统必须覆盖越来越大的读取范围。已知的具有高分辨率的接收器行和具有附属照明的高效照相机在安装和校准上成本过高。固定的读取区域很难被调整以适于那些存在对读取区域有不同需求的应用。换句话说，调整总是将接收器行作为一个整体来起作用，以使得要平均地考虑在行方向上的(以及在传送带宽度方向上的)不同照明需求、间距或类似问题。最后在已知的解决方案中，由于存在大量交接点而使得系统重量非常高，例如每个照相机和附属的照明单元大约重20kg。本专利技术的任务和目的在于，找到一种基于照相机的读码器，所述读码器被更简单地构成并更灵活地应用。同样，其制造应容易实现。所述任务和目的的实现是通过一种基于照相机的读码器，其具有用于记录扫描线的线状读取区域的图像传感器以及一种用于校准地制造根据权利要求I或12所述的、基于照相机的读码器的方法。此外本专利技术的基本思想在于，用在更小采集区域中使用更多更简单的图像传感器来替换至今为止单一的、高分辨率的图像传感器。由此模块化地建立图像传感器。本专利技术的优点在于，通过模块化的构建实现实际上任意长度的线状读取区域。此外昂贵的、单独的接收器行由多个在总体上更廉价的单个图像传感器来代替。通过模块化的构建，系统是可扩展的并且可以非常灵活地架设于用于不同的应用。同样对于单个图像传感器可以使用不同的调节方法，借此进一步提高其灵活性。由于多个照相机的有利分布代替了一个仅在中心处的照相机，这也使得能够以张角来限制每个照相机的V形采集区域。这将给布线带来显著的优点并因此改善成像质量。评估单元优选地设计为，将单个图像传感器的图像数据合成为图像行。所述合成例如可以硬编码(hartcodiert)或通过软件实现。单个图像传感器中的每一个具有线状的单个读取区域，但其短于要采集的整体宽度。此外这些单个读取区域的叠加最好不是无重叠的(iiberlappungsfrei)。在重叠区域中多余的图像信息可被评估单元利用，以将图像数 据按正确的方式合成为图像行。需要注意的是，评估单元优选地具有两个不同的图像数据合成功能。一方面，各由通过单个图像传感器所采集的读取区域的不同部分构成共同的图像行。另一方面，将被顺序记录的图像行与二维图像相联系。在一个特别重要的应用中，在携带代码的物体被送过固定安装的读码器时，物体在多个重叠的单个读取窗口中被逐行扫描和记录。然后解码单元在二维图像中寻找代码信息并对其进行解码。单个图像传感器优选地包括多个排列成行的像素元件。这些单个图像传感器分别构成行扫描照相机。通常来说，设置正好一行像素元件。然而，还可设想的是存在多个平行的像素行。只要在行方向上的像素数明显高于像素行的数值时，例如在行方向上的几百个像素相对于I到10个像素行时，那么所得读取区域保持为线状。单个图像传感器优选地包括多个排布为矩阵的像素元件，其中评估单元被设计为，即在记忆模式(Einlernmodus)下选择成行排布的像素元件的子集，并且在使用时只应用所选择的像素元件的图像数据。因此，在硬件这一层面上，单个图像传感器在此实施方式中构成矩阵照相机而非行扫描照相机。然而，在记忆过程结束后还通过仅应用所记住的像素元件来有效地形成行扫描照相机。然而，行的定向和定位又可以在预定的矩阵范围内电子地改变，由此将机械过程的大部分校准转移至实质上可更灵活且更简单地操作的电子记忆过程中。如之前段落中所述，总是能够有效地构成行扫描照相机的、多个平行的行还可代替单一行而被记住。行的定向最好跟随预设矩阵结构的行方向，也就是说实际上选择行的一部分或所述矩阵的一整行。然后图像数据可被更简单和更迅速地读出。原则上，行还可是所述矩阵中的列或甚至其走向可相对于所述矩阵结构倾斜。单个图像传感器优选地彼此间隔均匀，并且以使得这些行构成为共同的直线的方式安装在基体上。这样一个均匀的排布使得覆盖所期望的读取区域变得更加容易。照明单元优选地包括具有多个照明元件(特别是LED)的电子卡，其中电子卡直接安装在基体上。照明元件优选地各自分配给单个图像传感器。这可以例如通过将每个具有照明元件的电子卡设置在单个图像传感器上来实现。因此，照明单元也可模块化地构造。照明元件总体上以有利的方式在读取区域的行方向上构成一列或多列。照明单元优选地包括变形的光学传输器件，特别是一个或多个圆柱透镜，以使光线成束照射到线状读取区域。因此，产生尽可能恰好与读取区域相适应的线状照明区域。此外，可供使用的光功率被优化地充分利用。照明单元优选地包括至少一个可调节的光学元件，特别是可移动的镜子，以使被照明单元照亮的区域定位在线状读取区域中。因此在该实施方式中，照明单元可以校准到光接收器。这使得光接收器在不进行自身校准步骤的情况下被安装成为可能。通过可调节的光学元件实现照明单元的定向，可调节的光学元件例如由具有可偏转的镜子和固定镜子的镜子系统构成。其中，发射光束本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于照相机的读码器（10），其具有：图像传感器，所述图像传感器包括用于记录扫描线的线状读取区域（18）；照明单元（28、30），所述照明单元用于照亮读取区域（18）；评估单元（46），所述评估单元被构成为将依次记录的扫描线合成为图像；以及，解码单元（48），所述解码单元用于在所述图像中找出并解码代码信息，其特征在于，伸长的基体（26），所述基体具有多个装于其上的单个图像传感器（32），所述单个图像传感器中的每个都包括线状单个读取区域（18a？d）并且所述单个图像传感器共同构成图像传感器，通过将这些单个图像传感器相互定向和排布，使得所述单个读取区域（18a？d）叠加成为线状读取区域（18）。

【技术特征摘要】
2011.07.11 EP 11173483.61.一种基于照相机的读码器(10)，其具有图像传感器，所述图像传感器包括用于记录扫描线的线状读取区域(18);照明单元(28、30)，所述照明单元用于照亮读取区域(18)；评估单元(46)，所述评估单元被构成为将依次记录的扫描线合成为图像；以及，解码单元(48)，所述解码单元用于在所述图像中找出并解码代码信息， 其特征在于， 伸长的基体(26)，所述基体具有多个装于其上的单个图像传感器(32)，所述单个图像传感器中的每个都包括线状单个读取区域(18a-d)并且所述单个图像传感器共同构成图像传感器，通过将这些单个图像传感器相互定向和排布，使得所述单个读取区域(18a-d)叠加成为线状读取区域(18)。2.根据权利要求I所述的读码器(10)，其中，所述评估单元(46)构成为将单个图像传感器(32)的图像数据合成为扫描线。3.根据权利要求I或2所述的读码器(10)，其中，所述单个图像传感器(32)包括多个排布成行的像素元件，或者其中所述单个图像传感器(32)包括多个排布成矩阵的像素元件，并且所述评估单元(46)构成为在记忆模式下选择成行排布的像素元件的子集和在使用时只应用所选择的像素元件的图像数据。4.根据权利要求3所述的读码器(10)，其中，所述单个图像传感器(32)以如下方式彼此均匀间隔开地安装在所述基体(26)上，即使得所述行构成共同的直线。5.根据前述权利要求中任一项所述的读码器(10)，其中，所述照明单元(28、30)包括具有多个照明元件(30)特别是LED的电子卡(28)，并且其中所述电子卡(28)直接安装在所述基体(26)上。6.根据前述权利要求中任一项所述的读码器(10)，其中，所述照明单元(28、30)包括变形的光学传输器件(32)，特别是一个或多个圆柱透镜(34)，以便使光线成束照射到线状读取区域(18)。7.根据前述权利要求中任一项所述的读码器(10)，其中，所述照明单元(28、30)包括至少一个可调节的光学元件(52)，特别是可移动的镜子，以便使被所述照明单元(28、30)照亮的区域定向到线状读取区域上。8.根据前述权利要求中任一项所述的读码器(10)，其中，所述单个图像传感器(32)中的每个包括可聚焦的接收光学器件(38、40、42)，并且其中所述接收光学器件(38)特别包括镜管，所述镜管贯通所述基体(26 )。9.根据权利要求8所述的读码器(10)，其中，所述接收光学器件(38、40、42)包括自动对焦单元(40、42)，所述自动对焦单元(40、42)具有安装在平衡杆(40)上的、特别是镜子的光学元件(42)，其中通过偏转所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫·乌尔里克·尼布林，克里斯托夫·安泽尔门特，
申请(专利权)人：西克股份公司，
类型：发明
国别省市：