專利名稱：具有動態(tài)多角度照明系統(tǒng)的條碼掃描器及其條碼掃描方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及條碼掃描設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種具有動態(tài)多角度照明系統(tǒng)的條碼掃描器及其條碼掃描方法。
背景技術(shù)：
條碼掃描器，又稱為條碼閱讀器、條碼掃描槍、條形碼掃描器、條形碼掃描槍及條形碼閱讀器。它是用于讀取條碼所包含信息的閱讀設(shè)備，利用光學(xué)原理，把條形碼的內(nèi)容解碼后通過數(shù)據(jù)線或者無線的方式傳輸?shù)诫娔X或者別的設(shè)備。條碼掃描器廣泛應(yīng)用于商業(yè)POS收銀系統(tǒng)、快遞、倉儲、物流、圖書、醫(yī)藥等多個領(lǐng)域的需求。在很多工業(yè)應(yīng)用場合，條碼不僅是被印刷在紙質(zhì)的標簽上，在一些汽車和電子行業(yè)，越來越多的企業(yè)直接在零部件上通過激光雕刻、噴涂、蝕刻甚至直接鑄造的方式制作條碼。不同材質(zhì)或不同表面上的條碼具有低對比度或高反射等特點，對讀碼設(shè)備造成了新的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有技術(shù)的條碼掃描器，一般包括攝像模組、照明模組、感光元件和主板，照明模組通常由若干個相同照明角度和照明距離的LED組成，而這些LED僅具備一種照明模式，SP同時點亮照明的照明模式。在對條碼進行掃描時，照明模組的LED同時點亮照明。由于現(xiàn)有技術(shù)的條碼掃描器的照明模組結(jié)構(gòu)簡單，照明模組的照明模式單一，照明角度和照明距離均為固定值，難以應(yīng)對多種應(yīng)用場景的照明需求。因此，現(xiàn)有技術(shù)的條碼掃描器無法進行照明模式的轉(zhuǎn)換，而只能采用單一模式的照明系統(tǒng)來進行條碼掃描，特別是只能針對紙質(zhì)標簽印刷上的條碼進行識別，而對于其他材質(zhì)表面上直接雕刻、噴涂、蝕刻或者鑄造的條碼在大多數(shù)情況下是無法被順利識別的，識別率非常低。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種具有多角度照明系統(tǒng)的條碼掃描器，通過多種照明模式，使條碼掃描器能夠適用于多種材質(zhì)表面的條碼進行順利掃碼的照明需求，提高條碼識別率，擴大條碼掃描設(shè)備的應(yīng)用范圍。為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種具有動態(tài)多角度照明系統(tǒng)的條碼掃描器，它包括外殼、玻璃窗、照明模組和攝像模組、感光器件和具有中央處理器的主板，其特征在于:所述照明模組包括設(shè)置在所述攝像模組前方的多個不同照射角度的LED，同一照射角度的多個LED組成一個LED陣列，其中所述的多個不同照射角度的LED包括遠場照明LED和近場照明LED。其中，遠場照明LED用于對IOcm以外的遠場目標補光，近場照明LED用于對近場IOcm以內(nèi)的近場目標照明。本發(fā)明還提供了一種采用上述條碼掃描器掃描條碼的方法，其特征在于，包括以下步驟:
發(fā)射照明光源:啟動系統(tǒng)后，照明模組任意啟用多種照明模式中的一種或多種照明模式的組合進行照明；
捕捉圖像步驟:攝像模組和感光元件獲取條碼圖像；
解碼:中央處理器將獲取的條碼圖像進行解碼以獲取條碼信息，當(dāng)中央處理器無法對條碼圖像解碼時，發(fā)送信號至照明模組，令照明模組更換另一種照明模式或另一多種照明模式的組合進行照明，并重新捕捉圖像。較佳地，所述掃描條碼的方法中，在捕捉圖像步驟后還包括:圖片參數(shù)計算步驟:中央處理器利用捕捉到的圖片計算圖片MTF(Modulation Transfer Function,調(diào)制傳遞函數(shù))值，判斷照明和曝光是否合適，并計算成功解碼圖像所需的光照強度和照明角度，然后發(fā)送控制信號給照明模組確定啟用其中一種或多種照明模式進行照明。較佳地，所述多種照明模式包括多個LED全部點亮的全局照明模式和多個LED部分點亮的局部照明模式。較佳地，所述多種照明模式包括遠場照明LED點亮照明的遠場照明模式、近場照明LED點亮照明的近場照明模式以及遠場照明模式和近場照明模式交替變換的遠近交替照明模式。較佳地，所述多種照明模式包括相鄰的兩個LED在同一時間只有一個點亮照明，另一個LED不亮的交替照明模式。較佳地，所述多種照明模式包括同一角度的LED陣列在同一時間同時點亮照明，其他角度LED陣列不亮的固定角度照明模式。較佳地，所述多種照明模式包括同一角度的LED陣列在同一時間同時點亮照明，然后迅速關(guān)閉，轉(zhuǎn)換為另一個同一角 度的LED陣列點亮，又迅速關(guān)閉的循環(huán)變換的多角度循環(huán)變換照明模式。如此循環(huán)反復(fù)直到系統(tǒng)實現(xiàn)解碼中斷循環(huán)嘗試。較佳地，照明模組進行照明時，至少有2個LED點亮。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過在條碼掃描器的攝像模組前方設(shè)置多個不同角度的LED以及分別用于遠場照明和近場照明的LED，組成了動態(tài)多角度照明系統(tǒng)，從而使照明模組能夠具備多種照明模式的照明功能。通過主板上的中央控制器控制照明模式的變換，本發(fā)明具有動態(tài)多角度照明系統(tǒng)的條碼掃描器可以適應(yīng)多種場景的照明需求，實現(xiàn)對多種不同材質(zhì)上的條碼進行順利解碼。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的條碼掃描器和條碼掃描方法提高了多種場景下的條碼識別率，擴大了條碼掃描設(shè)備的應(yīng)用范圍。


圖1為本發(fā)明具有動態(tài)多角度照明系統(tǒng)的條碼掃描器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明條碼掃描方法的第一種工作方式的工作流程方框示意圖。圖3為本發(fā)明條碼掃描方法的第二種工作方式的工作流程方框示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選的實施方式進行詳細說明。請參閱圖1，其繪示本發(fā)明具有動態(tài)多角度照明系統(tǒng)的條碼掃描器，其包括外殼
1、扳機2、按鈕3、玻璃窗4、照明模組5、攝像模組6、指示燈7、蜂鳴器8、主板9、數(shù)據(jù)及電源接口 10、感光器件11。所述照明模組5包括設(shè)置在所述攝像模組6前方的多個不同照射角度的LED，同一照射角度的多個LED組成一個LED陣列，其中所述的多個不同照射角度的LED包括遠場照明LED和近場照明LED。其中，遠場照明LED為IOcm以外的遠場目標補光，近場照明LED為IOcm以內(nèi)的近場目標照明。請參閱圖2，采用上述條碼掃描器掃描條碼的第一種條碼掃描方法，包括以下步驟:
啟動:在待機狀態(tài)下，按下扳機啟動系統(tǒng)；
發(fā)射照明光源:啟動系統(tǒng)后，照明模組任意啟用多種照明模式中的一種或多種照明模式的組合進行照明；
捕捉圖像步驟:攝像模組和感光元件獲取條碼圖像；
解碼:中央處理器將獲取的條碼圖像進行解碼以獲取條碼信息，當(dāng)中央處理器無法對條碼圖像解碼時，發(fā)送信號至照明模組，令照明模組更換另一種照明模式或另一多種照明模式的組合進行照明，并重新捕捉圖像。請參閱圖3，采用上述條碼掃描器掃描條碼的第二種條碼掃描方法，包括以下步驟:
啟動:在待機狀態(tài)下，按下扳機啟動系統(tǒng)；
發(fā)射照明光源:啟動系統(tǒng)后，照明模組任意啟用多種照明模式中的一種或多種照明模式的組合進行照明； 捕捉圖像步驟:攝像模組和感光元件獲取條碼圖像；
圖片參數(shù)計算步驟:中央處理器利用捕捉到的圖片計算圖片MTF值，判斷照明和曝光是否合適，并計算成功解碼圖像所需的光照強度和照明角度，然后發(fā)送控制信號給照明模組確定其中一種或多種照明模式的組合進行照明；
解碼:中央處理器將獲取的條碼圖像進行解碼以獲取條碼信息，當(dāng)中央處理器無法對條碼圖像解碼時，發(fā)送信號至照明模組，令照明模組更換另一種照明模式或另一多種照明模式的組合進行照明，并重新捕捉圖像。上述條碼掃描方法中，所述多種照明模式包括以下幾種:
①全局照明模式:多個LED全部點亮。②局部照明模式:多個LED部分點亮。③遠場照明模式:遠場LED點亮照明。④近場照明模式:近場LED點亮照明。⑥遠近交替照明模式:遠場照明模式和近場照明模式交替變換的。⑦交替照明模式:相鄰的兩個LED在同一時間只有一個點亮照明，另一個LED不売。⑧固定角度照明模式:同一角度的LED陣列在同一時間同時點亮照明，其他角度LED陣列不亮。⑨多角度循環(huán)變換照明模式:同一角度的LED陣列在同一時間同時點亮照明，然后迅速關(guān)閉，轉(zhuǎn)換為另一個同一角度的LED陣列點亮，又迅速關(guān)閉，如此循環(huán)反復(fù)。以上照明模式中某一種或幾種照明模式啟用時，至少有2個LED點亮。上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾 ，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有動態(tài)多角度照明系統(tǒng)的條碼掃描器，它包括外殼、玻璃窗、照明模組和攝像模組、感光器件和具有中央處理器的主板，其特征在于:所述照明模組包括設(shè)置在所述攝像模組前方的多個不同照射角度的LED，同一照射角度的多個LED組成一個LED陣列，其中所述的多個不同照射角度的LED包括遠場照明LED和近場照明LED。
2.一種采用權(quán)利要求1所述的條碼掃描器的條碼掃描方法，其特征在于，包括以下步驟: 發(fā)射照明光源:啟動系統(tǒng)后，照明模組任意啟用多種照明模式中的一種或多種照明模式的組合進行照明； 捕捉圖像步驟:攝像模組和感光元件獲取條碼圖像； 解碼:中央處理器將獲取的條碼圖像進行解碼以獲取條碼信息，當(dāng)中央處理器無法對條碼圖像解碼時，發(fā)送信號至照明模組，令照明模組更換另一種照明模式或另一多種照明模式的組合進行照明，并重新捕捉圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的條碼掃描方法，其特征在于，在捕捉圖像步驟后還包括:圖片參數(shù)計算步驟:中央處理器利用捕捉到的圖片計算圖片MTF值，判斷照明和曝光是否合適，并計算成功解碼圖像所需的光照強度和照明角度，然后發(fā)送控制信號給照明模組確定啟用其中一種或多種照明模式進行照明。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的條碼掃描方法，其特征在于:所述多種照明模式包括多個LED全部點亮的全局照明模式和多個LED部分點亮的局部照明模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的條碼掃描方法，其特征在于:所述多種照明模式包括遠場照明LED點亮照明的遠場照明模式、近場照明LED點亮照明的近場照明模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的條碼掃描方法，其特征在于:所述多種照明模式包括遠場照明模式和近場照明模式交替變換的遠近交替照明模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的條碼掃描方法，其特征在于:所述多種照明模式包括相鄰的兩個LED在同一時間只有一個點亮照明，另一個LED不亮的交替照明模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的條碼掃描方法，其特征在于:所述多種照明模式包括同一角度的LED陣列在同一時間同時點亮照明，其他角度LED陣列不亮的固定角度照明模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的條碼掃描方法，其特征在于:所述多種照明模式包括同一角度的LED陣列在同一時間同時點亮照明，然后迅速關(guān)閉，轉(zhuǎn)換為另一個同一角度的LED陣列點亮，又迅速關(guān)閉的循環(huán)變換的多角度循環(huán)變換照明模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至9中任意一項所述的條碼掃描方法，其特征在于:照明模組進行照明時，至少有2個LED點亮。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有動態(tài)多角度照明系統(tǒng)的條碼掃描器，它包括外殼、玻璃窗、照明模組和攝像模組、感光器件和具有中央處理器的主板，所述照明模組包括設(shè)置在所述攝像模組前方的多個不同照射角度的LED，同一照射角度的多個LED組成一個LED陣列，其中所述的多個不同照射角度的LED包括遠場照明LED和近場照明LED。本發(fā)明還提供了該種條碼掃描器的條碼掃描方法。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的條碼掃描器及其條碼掃描方法能夠適應(yīng)于多種場景下的條碼掃描的照明需求，提高了條碼識別率，擴大了條碼掃描設(shè)備的應(yīng)用范圍。
文檔編號H05B37/02GK103218596SQ201310133169
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月17日
發(fā)明者許振榮 申請人:蘇州斯普銳智能系統(tǒng)有限公司