[发明专利]非对称扫描器

说明书

相关申请的引用

本申请是2004年12月30日提交的题为“用于信息捕捉照明的方法和装置(Methods and Apparatus for Information capture illumination)”的序列号为No.11/027,733的美国专利申请的部分继续申请。

技术领域

本发明涉及直接部件标印(DPM)扫描器，尤其涉及倾斜扫描头以及扫描器部件布置。

背景技术

有众多用于以可视形式对数字和其它信息进行编码的标准，诸如通用产品代码(UPC)和/或欧洲商品编号(EAN)等。这些数字码允许各行各业标识产品和制造商，维持巨大的库存，以及在一相似的系统下管理各种各样的物品以及许多其它功能。产品的UPC和/或EAN作为数据表单(dataform)被打印、贴标签、蚀刻或者以其它方式附于产品。

数据表单是将数字和其它信息以可视形式编码的任何戳记。例如，数据表单可以是条形码、二维码、物品上的标记、标签、签名、记号等。条形码由一串不同宽度的浅色和深色矩形区域构成。这些浅色和深色区域可被排列成代表UPC的号码。此外，数据表单并不局限于标识产品。它们可以用于标识重要的物品、场所等。

直接部件标印(DPM)是永久标印物品以用于标识的一种重要方式。例如，汽车和航空航天业已决定使用DPM数据表单来标识其产品。在DPM中，物品的表面被修整以包括诸如条形码、二维码等数据表单。标印的一种示例性方法是点式打标，其中物品的表面由诸如钢针等打标设备撞击。每次撞击产生一个“凹坑”，并且多个凹坑的集合可被用于形成表示诸如DataMatrix^TM等数据表单的图案。凹坑也可具有在打标过程里由移位的材料产生的围绕其周边的微凸边缘。产生表面轮廓变形的其它方法包括激光蚀刻、化学蚀刻、以及电化学蚀刻等。

图1示出一示例性点式打标数据表单102。圆圈表示物品表面上的凹坑。这些凹坑被排列成表示信息的阵列。数据表单102可包括关于制造商、UPC、制造时间、日期和地点等的信息。这些信息可被用于盘点、清算账目、标识、召回等。

在一些DPM应用中，在标印部位处物品的表面与数据表单之间没有本质差别，当扫描DPM数据表单时，扫描装置利用在对象表面上产生高亮和/或阴影来正确地检测数据表单。检测数据表单的两种方式是使用明场照明和暗场照明。

在一个示例性明场照明实现中，使用经扩展的光源来产生宽束照明。当使用明场照明来捕捉数据表单的图像时，背景表面趋向于显现得明亮，而被标印的特征即数据表单显现得黑暗。在一个示例性暗场照明实现中，由一组点光源而不是单个点光源来产生窄束照明。当使用暗场照明时，数据表单被点亮，而物品的表面则保持相对黑暗。

已知的使用此暗场照明方法的扫描器实现关于其相机的光学系统对称的点光源。例如，一种已知的扫描器具有同时照亮数据表单的成环形的9个发光二极管(LED)，而其它扫描器具有漫射灯管，该漫射灯管具有设计成包围所扫描标记的圆柱形突出。

其它手持式扫描器包括从左侧和右侧同时照明数据表单的两个光源，而提议的DPM打印质量标准建议使用互成90°并且与该数据表单的表面成45°的4个点光源，并且使扫描器的相机坐落在穿过中心的垂直方向上，或者换言之，沿关于这四个光源对称的轴。不幸的是，DPM数据表单的对称照明会使得在特定角度照明数据表单时图像难以解码。

在另一个暗场照明实现中，使用掠射照明来明亮地照明数据表单。掠射照明是在极限角度上照射数据表单的照明。照射到物品表面的光掠过，而照射到数据表单的凹坑的光被反射回扫描器。一种已知的提供掠射照明的手持式DPM扫描器包括一畅通的圆柱形管。该管的第一开口端被附于扫描器的头部，并且该管的第二端包含LED。这些LED提供宽幅照明，并且被分成4个相等的组。可一次使用所有这些LED，或者可一次使用一组。在该扫描器的一个示例性操作中，用户将该管的第二端直接放在数据表单上以提供掠射照明。不幸的是，为了确保照明是掠射式的，用户必须将该管直接或非常靠近地放到对象表面上。此外，相机的视场并不延及超出该管的第二端很远的地方。因此，在目标数据表单被障碍物所围绕时，或如果数据表单凹陷在物品的下凹区域中，则该掠射式扫描器将是无效的，因为照明不再是掠射的，并且扫描器的视场不能延及那么远。

此外，诸如上述那些已知的具有内置照明子系统的DPM扫描器常常是大型和/或易碎的。因此，需要具有不必被直接放在目标数据表单上并可产生易于解码的图像的坚固照明子系统的DPM扫描器。