[发明专利]光学成像设备和方法

说明书

本发明涉及用于读取光学代码的光学成像设备和方法。所述成像设备包括传感器、透镜、多个照明设备和多个反射表面。所述传感器被配置用于使用预定数量的像素行来进行感测，其中，所述预定像素行安排在预定位置中。所述透镜具有沿着光轴的成像路径。所述多个照明设备被配置用于沿着所述光轴透射照明图案，并且所述多个反射表面被配置用于折叠所述光轴。

相关申请的交叉引用

不适用。

联邦政府赞助的研究或开发的声明

不适用。

背景技术

使用识别码来标记物体常用于工业环境和商业环境两者中。例如，已经将一维码(条形码)和二维码置于物体上以便允许基于包含于代码中的数据来快速识别物体。通常，基于激光的扫描设备和系统由于其能够在物体快速移动通过扫描器时成功扫描代码而用于读取代码。这可以允许基于激光的扫描设备在与其他扫描设备相比时具有很高的扫描速率(行/秒)。

另外，因为可以通过激光线来清楚地标记激光扫描器的读取区域，所以可以容易地调试基于激光的系统。这可以允许用户快速地确定激光扫描器与外围设备的正确对准。进一步地，激光扫描设备可以具有很大的视角(例如，60到90度)。大视角允许激光扫描器安装在非常靠近待扫描物体或扫描区域(即，传送带)的地方，同时仍保持充足的读取区域以便能够读取代码。

然而，基于激光的设备经受多种调节并且通常被调节以便限制激光器可以输出的能量。对激光输出功率的这种调节可以限制可以使用基于激光的扫描设备和系统的距离和视场(“FOV”)。另外，许多基于激光的扫描设备利用旋转镜或振动镜来生成移动斑点。这些移动部分可能使基于激光的扫描系统受到附加磨损，并且由此降低设备的可靠性和寿命两者。

以前，已经使用了基于视觉或相机的系统以试图提供使用激光扫描设备的替代物。然而，以前基于视觉或相机的系统不具有足以能够扫描许多代码的扫描速率，特别是在需要迅速扫描代码的应用中。例如，在物体以大约1m/s的速度移动的应用中，激光扫描器可以以每秒1000行的速度扫描代码。因此，代码将在扫描之间仅移动1mm。然而，典型的基于视觉或相机的系统可以具有仅每秒30帧的扫描速率，从而允许帧之间大约33mm的移动。这可能导致遗漏代码或部分成像代码，或有可能根本不捕获帧中的任何帧中的代码。

进一步地，在基于相机或视觉的扫描系统中，视场的张角由成像透镜的焦距和传感器大小决定。通常，这些系统具有大约30度到大约40度的张角。这些张角通常小于基于激光的扫描系统的张角。因此，为了使基于相机或视觉的扫描系统覆盖与基于激光的扫描系统相同的视场，相比基于激光的扫描系统，基于相机或视觉的扫描系统必须置于更远离待成像物体的地方。因此，需要用于增大视觉系统的扫描速率的解决方案。

发明内容

公开了一种用于读取光学代码的光学成像设备。所述成像设备包括区域传感器、透镜、多个照明设备和多个反射表面。所述传感器被配置用于使用预定数量的像素行来进行感测，其中，所述预定像素行安排在预定位置中。所述透镜具有沿着光轴的成像路径。所述多个照明设备被配置用于通过产生沿着所述光轴的照明路径来透射照明图案，并且所述多个反射表面被配置用于折叠所述光轴。

在一些实施例中，仅预定像素行用于对物体进行成像。所述传感器可以具有1280像素的960行，并且所述预定使用数量的像素行可以是40行。

在一些实施例中，所述多个照明设备是发光二极管。这些照明设备可以配置在同样包含所述光轴的平面上。所述多个反射表面可以是反射镜。一些实施例包括反射表面，所述反射表面被配置用于折叠沿着与所述光轴相同的轴的照明轴。在一些实施例中，折叠光轴减小了到最近读取平面的最小对焦距离。另外，折叠光轴可以减少在设备与最近读取平面之间的所需安装空间。可选地，由照明设备产生的照明图案与传感器预定使用数量的像素行结合。