[发明专利]用于符号体系读取器的集成照明组件

说明书

本申请是申请日为2006年10月19日、申请号为200680048666.8(PCT/US2006/041041)、发明名称为“用于符号体系读取器的集成照明组件”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及机器视觉系统以及采用机器视觉的符号体系读取器，尤其涉及用于该符号体系读取器的照明器。

背景技术

机器视觉系统利用了图像获取装置，所述图像获取装置包括照相传感器，以提供所观察对象的信息。然后该系统根据各种算法对该信息进行解译，以执行编程决策和/或识别功能。为了通过传感器在可见光以及近可见光范围内最有效地获取图像，应当对对象适当照明。

在利用图像传感器进行符号体系读取(通常也称为“条形码”扫描)的范例中，非常需要适当的照明。符号体系读取需要将图像获取传感器(CMOS照相机、CCD等)瞄准包含符号(“条形码”)的目标位置，并获取该符号的图像。该符号包含一组预定图案，该图案代表一组有序的字符或形状，附属的数据处理器(例如微型计算机)可以从其导出关于该目标的有用信息(例如，其序列号、类型、型号、价格等)。可以使用各种形状和尺寸的符号/条形码。在标识和识别对象中最常用的两种符号类型是所谓的一维条形码和所谓的二维条形码，一维条形码由宽度和间距变化的竖直条线构成，二维条形码由点或矩形的二维阵列构成。

作为背景技术，图1示出了适于手持操作的示范性扫描系统100。提供了一种示范性手持式扫描用具或机头102。其包括握持部分104和主体部分106。以剖视图示出的成像系统151可以受到控制并可以将图像数据引导到板上嵌入式处理器109。该处理器可以包括扫描软件应用程序113，通过该应用程序113来控制光照，获取图像并将图像数据解译成可用信息(例如从符号(例如图示的二维条形码图像195)导出的字母数字串)。可以经由电缆111将解码后的信息引导到具有(例如)显示器114、键盘116和鼠标118的PC或其他数据存储装置112，在这里可以存储该信息并使用适当的应用程序121对其进行进一步操作。替代地，电缆111可以直接连接到扫描用具中的接口和计算机112中的适当接口。在这种情况下，基于计算机的应用程序121根据需要执行各种图像解译/解码和光照控制功能。相对于嵌入式处理器、计算机或其他处理器，手持式扫描用具的精确布置是高度可变的。例如，可以提供其中没有电缆111的无线互连。类似地，图示的微型计算机可以被另一种处理装置取代，包括板上处理器或诸如个人数字助理或其他小型计算装置的微型化处理单元。

扫描应用程序113可以适于对来自扫描用具102的输入做出响应。例如，当操作员切换手持式扫描用具102上的触发器122时，内部相机图像传感器(成像系统151的一部分)获取目标105上的关注区131的图像。示范性的关注区包括可用于识别目标105的二维符号195。身份识别及其他处理功能由扫描应用程序113基于从手持式扫描用具102传输到处理器109的图像数据来实现。可以由来自处理器109的信号来对可视指示器141进行照明，以指示对符号195进行了成功的读取和解码。

在读取符号体系或其他感兴趣目标时，所采用的照明类型是关注点。在符号体系和/或其他被观察目标是利用对比度高的墨或颜料印刷在平坦表面上的情况下，漫射型高角度“明场”照明可能会最好地突出传感器的这些特征。利用高角度，通常表示光几乎垂直地(正交地)照射到目标，或者以与垂直(正交)于被扫描物体表面相差不超过大约45度的角度照射目标。这样的照明易于大量反射回传感器。例如，可以在附着于物体或容器的印刷标签上，或者在物体或容器相对平滑区域中的印刷区域中，提供主要需要明场照明的条型码及其他目标。

相反，在符号或其他目标形成于更加不规则的表面上时，或者通过直接在表面上蚀刻或锤击(peening)出图案而生成时，使用高反射性的明场照明可能就不合适。被锤击/蚀刻的表面具有二维特性，其易于散射明场照明，由此使得所获取的图像模糊。当所观察的目标具有这种明确的二维表面结构时，可以用暗场照明对其进行最佳照明。这是一种利用相对于目标表面的特征小角度(例如大约45度或更小)的照明(即，相对于正交超过大约45度的角度)。利用这种低角度暗场照明，可以更加有效地对比二维表面结构(凹痕表现为亮点，周围表现为阴影)，以获取更好的图像。

在其他的被应用符号情况下，可以优选采用漫射型直接照明。通常利用直接投射的照明源(例如，发光二极管(LED))来产生这种照明，其经过漫射体以产生期望的照明效果。