專利名稱：具有用于確定到目標(biāo)距離的系統(tǒng)的圖像掃描裝置的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及光代碼閱讀設(shè)備中的成像。本發(fā)明尤其適用于固體元件、基于面圖像傳感器、手持代碼閱讀器，其位于相對于目標(biāo)代碼的不同方向和距離，并且其中代碼的精確聚焦圖像對于代碼的可靠捕獲和解碼是合乎需要的。
2.相關(guān)技術(shù)的描述迄今為止已經(jīng)開發(fā)了各種各樣的光閱讀器和光學(xué)掃描系統(tǒng)，其用于讀取在標(biāo)簽或物品表面上出現(xiàn)的例如條形碼符號的標(biāo)記。條形碼符號本身是一種標(biāo)記的代碼模式，包括一系列不同寬度的條形圖，該條形圖由不同寬度的跳躍(bound)空白互相以一定距離間隔開，該條形圖和空白具有不同的光反射特征。閱讀器和掃描系統(tǒng)將圖形標(biāo)記電光學(xué)上地轉(zhuǎn)換為電信號，其譯碼為字母數(shù)字混合編制的字符，該字符意欲描述該物品或其某些特性。這種字符一般表示為數(shù)字形式并且作為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的一個輸入使用，以便用于銷售點處理、庫存管理等應(yīng)用。
這種掃描系統(tǒng)的一個實施例存在于一種由用戶支撐的手提式的、便攜式激光器掃描頭中，其配置為允許用戶用光束瞄準(zhǔn)該頭部，并且尤其是要讀取的目標(biāo)和符號。
激光掃描器條形碼閱讀器中的光源一般是氣體激光器或半導(dǎo)體激光器。由于半導(dǎo)體器件的尺寸小、成本低以及電壓低的必要條件，通過利用半導(dǎo)體器件作為掃描系統(tǒng)中的光源尤為合乎需要。激光束在光學(xué)上一般可由聚焦光學(xué)組件調(diào)整，以便在目標(biāo)距離形成某一尺寸的光束點。在目標(biāo)距離光束點的橫截面最好與不同光反射率區(qū)域間的最小寬度大致相同，即符號的條形圖以及空白。
條形碼符號由條形圖組成，或者在形狀上一般由長方形的元素組成，其具有各種可能的寬度。具體的元素的排列定義了該字符，所述字符按照由代碼或使用的“符號體系”(symbology)定義的一組規(guī)則及定義來表示。條形圖以及空白的相對尺寸由使用編碼的類型確定，即條形圖以及空白的實際尺寸。由條形碼符號表示的每一給定區(qū)域的字符數(shù)目稱為符號的密度。為編碼一個字符的理想的序列，把元素配置的集合連在一起以形成完整的條形碼符號，每個信息的字符由它自己的相應(yīng)的元素組表示。在一些符號體系中，唯一的“開始”以及“停止”字符用來指示條形碼的開始以及結(jié)束的地方。存在大量不同的條形碼符號體系。這些符號體系包括UPC/EAN、Code 39、Code 128、Codabar以及Interleaved2 of5。
為了我們的討論，由符號體系識別和定義的字符將被稱為合法的字符，而不被符號體系識別和定義的字符稱為不合法的字符。因此，不被給出的符號體系譯碼的元素的排列相當(dāng)于一個對于那些符號體系中不合法的字符。
在本領(lǐng)域公知的激光束掃描系統(tǒng)中，激光器光束由一個透鏡或類似的光學(xué)組件沿著一個光路導(dǎo)引指向一個表面上包括條形碼或其它符號的目標(biāo)。移動的光束掃描器依靠配置在光束路徑中的掃描組件的運動通過反復(fù)地掃描穿過符號的一行或者一系列行的光束，所述掃描組件例如光源本身或鏡子。掃描組件要么掃描穿過符號的光束點并且跟蹤掃描線或穿過符號的圖案，要么掃瞄所述掃描器的視場，或者兩個都完成。
條形碼閱讀系統(tǒng)還包括一個傳感器或光電探測器，其功能是檢測從符號反射或散射的光。光電探測器或傳感器以一種光學(xué)路徑位于掃描器中，以便它具有保證捕獲一部分光線的視場，所述光線從所述符號反射或散射并且被檢測以及轉(zhuǎn)化為一個電信號。電子電路或軟件將電信號譯碼為數(shù)據(jù)的數(shù)字表示，該數(shù)據(jù)由已經(jīng)掃描的符號表示。例如，由光電探測器檢測的模擬電信號可以轉(zhuǎn)化為一個脈沖寬度調(diào)制數(shù)字信號，具有對應(yīng)于條形圖和空白物理寬度的寬度。然后根據(jù)由符號使用的具體的符號體系來把這種數(shù)字化信號譯碼為在符號中編碼的數(shù)據(jù)的二進(jìn)制表示，并且隨后轉(zhuǎn)化為以此表示的字母數(shù)字字符。
移動光束激光掃描器不是唯一類型的能夠讀取條形碼符號的光學(xué)儀器。尤其與本發(fā)明有關(guān)的另一類型條形碼閱讀器是一個包括基于電荷耦合器件(CCD)技術(shù)的檢波器的條形碼閱讀器。在這種現(xiàn)有技術(shù)的閱讀器中，因為CCD前方物鏡透鏡圖像的減小，檢波器的尺寸一般小于讀取的符號。整個符號被來自光源的光線充滿，所述光源例如閱讀器中的發(fā)光二極管(LED)，并且順序讀出每個CCD單元以確定條形圖或者空白的存在。
包含一種方法的一個自動聚焦系統(tǒng)被認(rèn)為是一種用于延長本系統(tǒng)多面性和工作范圍的方法，所述方法用于確定目標(biāo)標(biāo)記和CCD中可動的或變焦的光學(xué)裝置或其它基于掃描器圖像的距離。
本發(fā)明的總體目標(biāo)是提供一個改善的不受現(xiàn)有技術(shù)閱讀器限制的光學(xué)代碼閱讀器。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種裝置，用于按照到目標(biāo)標(biāo)記確定的距離控制一個光學(xué)代碼閱讀器中的自動聚焦光學(xué)組件。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種系統(tǒng)，用于創(chuàng)建和分析光圖案以確定到目標(biāo)標(biāo)記的距離，并且隨后向光學(xué)組件提供焦點調(diào)節(jié)控制信號。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及用于改善光學(xué)代碼閱讀器的代碼采集的方法和裝置，尤其是圖像代碼閱讀器。公開了這樣一種技術(shù)，其適用于確定到目標(biāo)標(biāo)記的距離以控制圖像代碼閱讀器的自動聚焦光學(xué)組件。本發(fā)明利用瞄準(zhǔn)目標(biāo)圖案以及斑紋圖案以確定距離。
在光學(xué)代碼閱讀器的第一實施例中，其中瞄準(zhǔn)目標(biāo)圖案用于確定距離，激光束瞄準(zhǔn)目標(biāo)標(biāo)記。入射到標(biāo)記的光束隨后被反射回該光學(xué)代碼閱讀器并且由檢波器的部分檢測，即光電探測器陣列、CCD或其它成像元件。所反射的光束根據(jù)到目標(biāo)標(biāo)記的距離照射檢波器的不同的部分。通過使用代碼閱讀器內(nèi)組件的已知位置，以及基本方程，可以確定到目標(biāo)標(biāo)記的距離。距離確定可以要么通過使用用于根據(jù)來自檢波器的數(shù)據(jù)計算距離的處理器來實時的執(zhí)行，要么通過使用一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如一個查找表格，其相互參照檢波器數(shù)據(jù)和它們對應(yīng)的距離值。
在光學(xué)代碼閱讀器的另一個實施例中，其中斑紋圖案用來確定距離，激光束照射目標(biāo)標(biāo)記在圖像傳感器上產(chǎn)生一個斑紋圖案，如本領(lǐng)域公知的斑紋效應(yīng)。隨著移動圖像傳感器使其接近于目標(biāo)標(biāo)記，那些組成斑紋圖案的斑紋噪聲或斑紋逐漸變小，在圖像傳感器上產(chǎn)生一個較高的空間分布頻率，而相反地隨著移動圖像傳感器遠(yuǎn)離目標(biāo)標(biāo)記，斑紋尺寸增加并且合并一起產(chǎn)生一個低的空間分布頻率。到目標(biāo)標(biāo)記的距離和斑紋空間分布頻率間的關(guān)系可以使用一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來相互關(guān)聯(lián)，例如一個查找表格，其中把大量空間分布值與它們對應(yīng)的距離值互相參照。替代地處理器通過使用一個算法或應(yīng)用軟件來根據(jù)斑紋空間分布數(shù)據(jù)計算到目標(biāo)標(biāo)記的距離。
附圖的簡短描述這里參考以下的附圖，將描述本發(fā)明不同的實施例，其中附

圖1是一種手持光學(xué)代碼閱讀器和一種主機(jī)終端圖解視圖的示意圖；附圖2是示出內(nèi)部組件的根據(jù)本發(fā)明附圖1的手持光學(xué)代碼閱讀器的方框圖，所述內(nèi)部組件包括一個自動聚焦光學(xué)組件和距離確定(測距)組件；附圖3是成像引擎更詳細(xì)的表示；附圖4a和4b是根據(jù)本發(fā)明用于確定到標(biāo)記距離的瞄準(zhǔn)目標(biāo)圖案方法的一個實施例的方塊圖表示；以及附圖5是確定目標(biāo)距離的一個實施例的方塊圖表示，其使用一種由斑紋效應(yīng)所引起的斑紋圖案。
優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明在本發(fā)明中，提供一種具有成像引擎的光學(xué)代碼閱讀器。光學(xué)代碼閱讀器包括一個圖像傳感器。這種圖像傳感器可以是二維的或區(qū)域電荷耦合器件(CCD)以及相關(guān)聯(lián)的電路，用于為視場產(chǎn)生對應(yīng)于二維像素信息陣列的電子信號。本發(fā)明的光學(xué)代碼閱讀器還能夠通過利用反射相干光的屬性來確定到目標(biāo)標(biāo)記的距離，以及根據(jù)所確定的距離來校準(zhǔn)照射在圖像傳感器上圖像的聚焦質(zhì)量。
附圖1是手持光學(xué)代碼閱讀器12的圖示以及主機(jī)終端26的示意圖，其可以用于本發(fā)明不同的成像功能。手持代碼閱讀器12包括用于罩住成像引擎10的外殼14，所述外殼14具有一般細(xì)長的把手或手柄16以及上部部分18。成像引擎10的正面15出現(xiàn)在手持光學(xué)代碼閱讀器12上部18的前端。把手部分16的橫截面尺寸以及總尺寸足以讓光學(xué)代碼閱讀器12可以方便地為用戶的手所緊握。
光學(xué)代碼閱讀器12感知在光學(xué)代碼閱讀器12的視場內(nèi)從一個物體(所述物體可以是多個物體)反射的入射光以獲得圖像數(shù)據(jù)。所述物體可以是例如條形碼的光代碼或無代碼物體。成像操作意指，例如依照移動關(guān)系把人工觸發(fā)器20安裝在光學(xué)代碼閱讀器12前向區(qū)域中的把手部分16上。用戶的食指通常通過按下觸發(fā)器20來啟動光學(xué)代碼閱讀器12以便啟動物體的感測以及成像。
提供一個靈活的電纜22將光學(xué)代碼閱讀器12連接到主機(jī)終端26。在可替換實施例中，電纜22還可以向閱讀器12提供電力。在更進(jìn)一步的可替換實施例中，電纜22可以部分或完全地由無線電通信裝置替代，例如射頻、光學(xué)或蜂窩式通信裝置。在優(yōu)選實施例中，光學(xué)代碼閱讀器12包括一個用于處理像素信號的裝置，并且處理過的信息可以經(jīng)過電纜22從光學(xué)代碼閱讀器12傳輸?shù)街鳈C(jī)終端26。
在光學(xué)代碼閱讀器12和/或主機(jī)終端26中可以提供一個譯碼模塊用于譯碼對應(yīng)于光代碼的圖像數(shù)據(jù)。可以提供圖像數(shù)據(jù)壓縮模塊27以便壓縮圖像數(shù)據(jù)。
主機(jī)終端26包括至少一個數(shù)據(jù)處理機(jī)，其中至少一個數(shù)據(jù)處理機(jī)可以連接到一或多個外設(shè)或計算裝置，例如視頻監(jiān)視器和/或網(wǎng)絡(luò)。壓縮圖像數(shù)據(jù)可以通過電纜22傳輸?shù)街鳈C(jī)終端26。視頻數(shù)據(jù)的傳輸可以通過按壓觸發(fā)器20來觸發(fā)，或通過啟動光學(xué)代碼閱讀器12上的另一個開關(guān)來觸發(fā)。然后把圖像數(shù)據(jù)施加到主機(jī)終端26。當(dāng)把個人計算機(jī)用作主機(jī)終端26時，可以把壓縮圖像數(shù)據(jù)施加于一個主機(jī)終端26的串行通信端口，例如個人計算機(jī)的串行通信端口。圖像數(shù)據(jù)可以由個人計算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)處理機(jī)(未示出)處理并且有選擇地顯示在監(jiān)視器上(未示出)。可以獲得一個彩色視頻圖像。
附圖2是光學(xué)代碼閱讀器12內(nèi)部組件的剖面圖。內(nèi)部組件包括一個自動聚焦光學(xué)組件、距離確定組件、成像裝置以及并入在手持光學(xué)代碼閱讀器12中的各種其它支持系統(tǒng)。經(jīng)由多個標(biāo)準(zhǔn)的無線技術(shù)中的一個，閱讀器12能夠連接到一個數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，即基于計算機(jī)的庫存管理數(shù)據(jù)庫或現(xiàn)金出納機(jī)，所述無線電技術(shù)允許在選擇的特定無線協(xié)議工作范圍內(nèi)更大的、無限制的移動性。
在無線實施例中，有必要在手持12中包含一個電源，優(yōu)選的為可再充電電池，并且可以提供一個再充電托架用于再充電手持裝置。托架可以連接到數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)用于下載來自光學(xué)代碼閱讀器12的數(shù)據(jù)并且用于向光學(xué)代碼閱讀器12上傳數(shù)據(jù)。
參考附圖2，光學(xué)代碼閱讀器12是一個具有人機(jī)工程學(xué)的、手槍緊握類型把手50的手持、槍狀裝置。使用一個可移動觸發(fā)器52來允許操作者激活圖像獲取組件54以及距離確定裝置組件56。外罩14包括光源、自動聚焦裝置、圖像傳感器以及信號處理電路58，其包括一個實施譯碼算法以及查找表格數(shù)據(jù)檢索功能的CPU。還包括存儲器組件59用于存儲使光圖案參數(shù)與距離值相關(guān)的查找表數(shù)據(jù)。
以電池的形式提供電源60。代碼閱讀器12前端的光線透射窗口62允許輸出光束脫離外罩14并且允許輸入反射光進(jìn)入，而同時防止靈敏的光學(xué)裝置進(jìn)入灰塵以及刮涂。無線接收機(jī)和發(fā)射機(jī)64以及天線66允許操作者非常大的運動自由度。
在必須通過位于手柄50底部的連接器68在基座上再充電之前，可再充電的電源60提供大功率以允許代碼閱讀器12操作一個適當(dāng)?shù)臅r段。一般地這類代碼閱讀器12被設(shè)計來在光代碼或標(biāo)記的幾英寸的范圍內(nèi)操作。
可以理解的是本發(fā)明的若干方面同樣適用于并不位于傳統(tǒng)的手持掃描器或槍中的成像引擎。例如，成像引擎可以并入在固定位置或在轉(zhuǎn)臺中的計算機(jī)終端中。這種配置尤其適合于把成像引擎和距離確定組件作為電視電話系統(tǒng)的部分使用，所述系統(tǒng)同樣使用計算機(jī)的顯示、處理和I/O功能。
本發(fā)明的光學(xué)代碼閱讀器12可以更進(jìn)一步的包括幀取樣電路，用于提供視頻信號以顯示由終端監(jiān)視器上的裝置產(chǎn)生的圖像。在這種情況下可以避免現(xiàn)有終端的硬件變更。
替代地成像引擎10可以附著于或與一個便攜式、袖珍計算機(jī)裝置結(jié)合，例如可從符號技術(shù)(Symbol Technologies)公司獲得的PDA和袖珍計算機(jī)裝置，例如PDT 6800系列和PDT 8100系列便攜式數(shù)據(jù)終端，或附著于或與便攜式掃描系統(tǒng)或終端結(jié)合，例如來自符號技術(shù)公司的那些可用的掃描系統(tǒng)或終端。這種系統(tǒng)可以組成為局域網(wǎng)、細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)或廣域網(wǎng)的一部分以便協(xié)同掃描及其他如下所述的圖像處理功能。
在電力由電池提供的便攜式應(yīng)用中，保存能量尤其重要。功率管理技術(shù)可以包括將圖像轉(zhuǎn)換為低分辨率或幀率以便保存電力。替代地，可以使成像引擎或其它光學(xué)代碼閱讀器電路或其部分定期關(guān)閉或進(jìn)入一個睡眠模式，或當(dāng)系統(tǒng)感知充電器級別已經(jīng)降低到預(yù)先選擇的級別的程度時關(guān)閉。
參考附圖3，成像引擎310包括一個具有至少一個透鏡的透鏡組件302，用于聚焦入射在照相傳感器上的光，其中透鏡組件302安裝在透鏡引導(dǎo)組件303上，并且具有一個透鏡調(diào)節(jié)機(jī)制304，用于沿著透鏡引導(dǎo)組件303移動透鏡組件302的至少一個透鏡以便改變透鏡組件302的焦距。透鏡調(diào)節(jié)機(jī)制304可操作來連接到透鏡組件302以便沿著透鏡引導(dǎo)組件303移動透鏡組件302的一或多個光學(xué)透鏡。透鏡調(diào)節(jié)機(jī)制304可以位于成像引擎310的內(nèi)部或成像引擎310的外部。
成像引擎310還包括用于捕獲一個圖像306的電路，包括用于照相感測、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換、時間產(chǎn)生、自動增益控制(AGC)的電路以及控制上述組件的外圍電路。用于捕獲圖像306的電路包括基于區(qū)域的圖像傳感器308，優(yōu)選的為電荷耦合器件(CCD)。在其它實施例中，圖像傳感器308可以是CMOS器件、CMD(電荷調(diào)節(jié)器件)或CED(電荷注入器件)傳感器。當(dāng)透鏡組件302的至少一個透鏡沿著透鏡引導(dǎo)組件303移動時，圖像306被聚焦在圖像傳感器308上。
在光學(xué)代碼閱讀器的第一實施例中，使用由照明源產(chǎn)生的瞄準(zhǔn)目標(biāo)圖案來確定到目標(biāo)光代碼或標(biāo)記的距離。把瞄準(zhǔn)目標(biāo)圖案從目標(biāo)標(biāo)記反射到圖像傳感器。然后使用入射在目標(biāo)上的瞄準(zhǔn)目標(biāo)圖案的反射角度可以確定到目標(biāo)標(biāo)記的距離。
附圖4a和4b示出本方法實施例的表示。附圖4a使用兩個激光束源401而附圖4b示出使用圖案發(fā)生器409的模型。在本實施例中，由照明組件的激光二極管401產(chǎn)生的光束405a從代碼閱讀器的外罩406朝向目標(biāo)標(biāo)記402a發(fā)射。隨后，入射光束405a由標(biāo)記反射以形成反射光束405b。反射光束405b返回到外罩406，穿過一個物鏡407并且穿透檢波器403的部分，即陣列或CCD單元中的光電探測器。處理器404使檢波器403的激活區(qū)域的尺寸和在查找表內(nèi)存儲的距離數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)，所述查找表如下面示出的示例性查找表。用于導(dǎo)出數(shù)據(jù)的算法是Z0=ZsPS]]>其中Z0是激光器401到目標(biāo)402的距離ZS是透鏡407到傳感器403的距離P是兩個電子光束的間距(在附圖4a中)或圖案的尺寸(在附圖4b中)S是傳感器403上圖案的高度然后可以把距離數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一種形式，可用于由處理器404來控制相關(guān)的自動聚焦光學(xué)組件408以便在檢波器403上聚焦圖像，如上所述關(guān)于由附圖3示出的透鏡調(diào)節(jié)機(jī)制304。
第二實施例使用由斑紋效應(yīng)產(chǎn)生的斑紋圖案來確定距離。斑紋效應(yīng)是所觀察到的由激光照射粗糙表面而導(dǎo)致散射光內(nèi)的干涉現(xiàn)象。正如其名字所暗示的，斑紋效應(yīng)產(chǎn)生作為干涉結(jié)果的具有明亮的和黑暗區(qū)域的斑紋圖案。隨著圖像傳感器遠(yuǎn)離表面，斑紋在尺寸方面不斷增大并且彼此互相結(jié)合在一起。
斑紋的空間分布頻率相對于距離所產(chǎn)生的變化用來確定到目標(biāo)標(biāo)記的距離，如附圖5所示。圖像傳感器603檢測通過激光器601照明標(biāo)記602所產(chǎn)生的斑紋圖案。斑紋圖案數(shù)據(jù)傳輸?shù)綀D像處理機(jī)604用于分析空間分布頻率。一旦確定了空間分布頻率，就可以根據(jù)查找表獲取對應(yīng)的距離值，所述查找表包括預(yù)先確定的成對頻率-距離數(shù)據(jù)，如以下所示保存在代碼閱讀器的存儲器605中的示例性查找表。根據(jù)下列方程式導(dǎo)出距離數(shù)據(jù)Z0=Pfλ]]>其中Z0是激光器601到目標(biāo)602的距離f是傳感器603上的空間分布P是光束的直徑λ是波長然后如上所述，對于由附圖3示出的透鏡調(diào)節(jié)機(jī)制304，處理器604使用對應(yīng)的距離值來控制自動聚焦光學(xué)組件608以便控制透鏡組件的至少一個透鏡的移動，從而聚焦照射在圖像傳感器603上的圖像。
上述光學(xué)代碼閱讀器使用光圖案，例如瞄準(zhǔn)和斑紋圖案以及查找表或其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來確定到目標(biāo)標(biāo)記的距離并且控制自動聚焦組件，例如在美國給定的申請序號為10/425,344的一并待審申請中描述的自動聚焦組件，這里一并引用其內(nèi)容。距離確定組件使由目標(biāo)標(biāo)記反射的所檢測的圖案與保存在查找表中的距離值相互關(guān)聯(lián)。
本發(fā)明描述的實施例意在是說明性的而不是限制性的，并且不意在描述本發(fā)明的每個實施例。在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下可以做出不同的修改和變化，所述精神或范圍如下面權(quán)利要求中字面上以及依法承認(rèn)的等效物所闡述的。
權(quán)利要求
1.一種包括圖像傳感器的光學(xué)代碼閱讀器，所述光學(xué)代碼閱讀器包括用于朝向目標(biāo)發(fā)射輻射信號的輻射組件；用于檢測由目標(biāo)反射所發(fā)出的輻射信號的組件；以及處理器，用于分析與由發(fā)射輻射所反射產(chǎn)生的圖案有關(guān)的特征，以便確定到目標(biāo)的距離，其中所述圖案選自瞄準(zhǔn)圖案以及斑紋圖案中的一個。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)代碼閱讀器，還包括一個由處理器控制的自動聚焦光學(xué)組件，用于根據(jù)所確定的距離來聚焦目標(biāo)圖像。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)代碼閱讀器，其中處理器包括用于確定在由瞄準(zhǔn)圖案照射的光學(xué)代碼閱讀器的圖像傳感器上的區(qū)域之間間距的裝置，所述瞄準(zhǔn)圖案由目標(biāo)反射。
4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)代碼閱讀器，其中處理器包括用于使確定的間距與到目標(biāo)的距離相互關(guān)聯(lián)的裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)代碼閱讀器，其中用于相互關(guān)聯(lián)的裝置包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使在圖像傳感器區(qū)域和瞄準(zhǔn)圖案之間多個間距中的每一個與各自到目標(biāo)的距離相互關(guān)聯(lián)。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)代碼閱讀器，其中處理器包括用于分析由目標(biāo)反射輻射信號所創(chuàng)建的斑紋圖案。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)代碼閱讀器，其中處理器包括用于根據(jù)所分析的斑紋圖案來確定斑紋空間分布頻率的裝置；以及用于使確定的斑紋空間分布頻率與到目標(biāo)的距離相互關(guān)聯(lián)的裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)代碼閱讀器，其中用于相互關(guān)聯(lián)的裝置包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使多個斑紋空間分布頻率中的每一個與各自到目標(biāo)的距離相互關(guān)聯(lián)。
9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)代碼閱讀器，還包括至少一個基本上位于沿著圖像傳感器成像陣列的基準(zhǔn)面的光電探測器，用于檢測斑紋圖案。
10.一種用于確定到目標(biāo)距離的光學(xué)代碼閱讀器的組件，所述組件包括用于發(fā)射至少一個瞄準(zhǔn)光束以照射目標(biāo)的輻射組件；用于檢測通過瞄準(zhǔn)光束從目標(biāo)反射所創(chuàng)建的瞄準(zhǔn)圖案的組件；以及處理器，用于分析所檢測的瞄準(zhǔn)圖案以確定到目標(biāo)的距離。
11.如權(quán)利要求10所述的組件，還包括由處理器控制的自動聚焦光學(xué)組件，用于根據(jù)所確定的距離來聚焦目標(biāo)圖像。
12.如權(quán)利要求10所述的組件，其中處理器包括用于測量由瞄準(zhǔn)圖案照射的光學(xué)帶碼閱讀器的圖像傳感器上的區(qū)域間的間距的裝置，所述瞄準(zhǔn)圖案由目標(biāo)反射。
13.如權(quán)利要求12所述的組件，其中處理器包括用于使確定的間距與到目標(biāo)的距離相互關(guān)聯(lián)的裝置。
14.如權(quán)利要求12所述的組件，其中用于相互關(guān)聯(lián)的裝置包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使在圖像傳感器區(qū)域和瞄準(zhǔn)圖案之間多個間距中的每一個與各自到目標(biāo)的距離相互關(guān)聯(lián)。
15.一種用于確定到目標(biāo)距離的光學(xué)代碼閱讀器的組件，所述組件包括用于發(fā)射光以照射目標(biāo)的輻射組件；用于檢測由目標(biāo)反射的光所創(chuàng)建的斑紋圖案的組件；以及處理器，用于處理檢測的斑紋圖案以確定目標(biāo)距離。
16.如權(quán)利要求15所述的組件，還包括由處理器控制的自動聚焦光學(xué)組件，用于根據(jù)所確定的距離來聚焦目標(biāo)圖像。
17.如權(quán)利要求15所述的組件，其中處理器包括用于分析檢測的斑紋圖案以確定斑紋空間分布頻率的裝置；以及用于使斑紋空間分布頻率與到目標(biāo)的距離相互關(guān)聯(lián)的裝置，其中用于相互關(guān)聯(lián)的裝置包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使多個斑紋空間分布頻率中的每一個與各自到目標(biāo)的距離相互關(guān)聯(lián)。
18.一種在電光學(xué)的成像并讀取標(biāo)記期間的距離確定方法，包括步驟發(fā)射瞄準(zhǔn)的光束以照射標(biāo)記；檢測瞄準(zhǔn)光束通過由標(biāo)記反射所創(chuàng)建的瞄準(zhǔn)圖案；以及分析所檢測的瞄準(zhǔn)圖案以確定到目標(biāo)的距離。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中確定距離步驟包括測量光學(xué)代碼閱讀器的光軸和瞄準(zhǔn)圖案間形成的角度。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中標(biāo)記選自由光代碼、字母數(shù)字、圖像和手寫的注釋構(gòu)成的組。
21.一種在電光學(xué)成像并讀取標(biāo)記期間的距離確定方法，包括步驟用入射光束來照射標(biāo)記；檢測通過入射光束由標(biāo)記反射所產(chǎn)生的斑紋圖案；以及分析所檢測的斑紋圖案以確定目標(biāo)距離。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中分析步驟包括步驟根據(jù)所檢測的斑紋圖案來計算斑紋空間分布頻率；以及使計算的斑紋空間分布頻率與到目標(biāo)的距離相互關(guān)聯(lián)。
23.一種用于包括圖像傳感器的光學(xué)代碼閱讀器的光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)包括用于將光代碼的圖像自動聚焦到圖像傳感器上的裝置；用于通過分析借助輻射信號由光代碼發(fā)射所產(chǎn)生的圖案來確定到目標(biāo)距離的裝置，其中所述圖案選自由瞄準(zhǔn)圖案以及斑紋圖案構(gòu)成的組；以及用于向自動聚焦裝置提供至少一個控制信號以根據(jù)所確定的距離來控制聚焦裝置的裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一個圖像掃描裝置(12)，其包括用于確定到掃描的目標(biāo)的距離(Zo)的系統(tǒng)(404、604)。圖像掃描裝置包括光學(xué)系統(tǒng)以及圖像傳感器陣列(403、603)，用于聚焦光束以及使目標(biāo)成像。該裝置優(yōu)選的包括一個自動聚焦系統(tǒng)，用于校準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)的位置以便校準(zhǔn)焦點，并且借此將目標(biāo)的圖像聚焦到圖像傳感器陣列上。在圖像掃描裝置的一個實施例中，通過分析由瞄準(zhǔn)光束構(gòu)成的瞄準(zhǔn)目標(biāo)圖案來確定距離。在另一個實施例中，通過分析當(dāng)光束擊中目標(biāo)時由斑紋效應(yīng)所引起的斑紋圖案來確定距離。
文檔編號G06K9/72GK1726501SQ200380106238
公開日2006年1月25日 申請日期2003年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月18日
發(fā)明者A·布瑞特曼, M·科瑞切弗, B·S·卡爾松, T·D·施, D·雅威德 申請人:訊寶科技公司