CN101999128B - 从多个方位形成物体的多个部分的合成图像的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了各种改进的基于成像器的光学代码读取器(500，800)和相关方法(3200，3300)。根据一个实施例，基于成像器的方法读取视场范围中的物体上的光学代码(例如，其可以是线性关学代码诸如条码)。该方法包括：将图像面(400)划分为多个条带形部分(3310)，从多个方位观察视场范围中的物体(3320)，形成分别对应于多个方位的多个条带形图像(3340)，从而产生包含多个方位的数据的合成图像，并且处理合成图像的至少一部分以便确定视场范围中的物体上的被编码成光学代码的信息。某些实施例可以模拟基于激光器的扫描器(100)的性能而不需要激光器或运动部件，但是利用电子成像装置，诸如成像器(508，808)。

Description

从多个方位形成物体的多个部分的合成图像的系统和方法
相关申请
本申请根据35U.S.C.§119要求(1)2008年2月12日提交的标题为“Systems and Methods for Forming a Composite Image of MultiplePortions of an Object form Multiple Perspectives”(从多个方位形成物体的多个部分的合成图像的系统和方法)的美国临时申请No.61/028,164和(2)2008年12月26日提交的标题为“Optical Code Reader HavingCompact Arrangement for Acquisition of Multiple Views of an Object”(用于获取物体的多个视图的具有紧凑结构的光学代码读取器)美国临时申请No.61/140,093的优先权。上述两个申请通过参考整体合并于此。
技术领域
本发明的领域总体上但不排他地涉及光学代码(例如条码)的读取，更具体地涉及利用成像器或相机的代码读取器。
背景技术
光学代码将关于其粘贴或关联的物体的有用的光学可读的信息编码。可能光学代码的最佳示例是条码。条码可以在各种类型的物体上找到或与其关联，诸如零售、批发和仓储货物的包装上；零售产品展示固定物(例如架子)；正在制造的货物；个人或公司资产；以及文件。通过将信息编码，条码通常用作物体的标识，无论标识是一类物体(例如牛奶容器)或唯一物体(例如美国专利No.7,201,322)。条码由交替的条(即相对黑的区域)和空间(即相对亮的区域)组成。交替的条和空间的图案(pattern)和这些条和空间的宽度呈现一串二进制的一和零，其中任何具体条或空间的宽度是特定最小宽度的整数倍，被称为“模块”或“单元”。由此，为了将信息解码，条码读取器必须能够可靠地辨别条和空间的图案，诸如通过在条码的整个长度上确定区分相邻的条和空间的边缘的位置。
条码仅仅是当今使用的多种类型的光学代码的一个示例。条码是一维或线性光学代码的示例，因为信息被在一个方向上——在垂直于条和空间的方向被编码。更高维的光学代码，诸如二维矩阵代码(例如MaxiCode)、或堆叠代码(例如PDF 417)，有时也被称为“条码”，也用于各种目的。
读取光学代码的两种更重要的装置类型是(1)飞点扫描读取器和(2)基于成像器的读取器。这些类型中的第一种历史上是基于激光器的条码读取器(也称为“扫描器”)，其从激光束产生点，在条码标签上扫动或扫描该点。基于激光器的条码读取器随着激光点在条码上移动检测从条码中的条和空间反射和/或折射的激光。光学检测器测量作为时间或位置的函数的返回光的强度，以及产生具有由所检测的光强度确定的幅度的电信号。随着条码被扫描，电信号中发生正向转换和负向转换，其表示条码中条和空间之间的转换。电信号能够被处理以确定所扫描的条码的条和空间的布置。条和空间信息能够被提供到解码单元以确定条码是否被识别，如果是，则解码条码中包含的信息。
为了在条码或其它光学代码上移动激光束点，已经利用了各种机构，包括具有多个小面的转镜，抖动单小面反射镜、以及抖动光源。全部这些机构依靠运动部件以扫描/扫掠激光束或其它光源。第一类型的基于激光器的扫描器的一个示例是由Eugene，Oregon的DatalogicScanning(以前称为PSC)制造的图1和图2是这种类型的扫描器100的激光扫描反射镜布置的代表简化示意图。图1是直接朝向扫描器窗口110的视图，以及图2是截面图。激光器115产生向具有4个外表面侧反射镜130A、130B、130C和130D的小面轮或多角镜125传播的激光束120。多角镜125被电机128驱动以绕着其轴转动(总体上朝向图1的纸面)。假设为了讨论，从图1观察多角镜125逆时针旋转，则随着侧镜130A转动完全经过入射的激光束120，光束被沿着所示的轨迹160A向反射镜135、140、145、150和155反射。反射光束首先经过反射镜135，如图所示从左向右，接着经过反射镜140，然后依次经过其它反射镜145、150以及155。该处理导致如图3所示的5条扫描线165A、170A、175A、180A和185A。
每个侧反射镜130被相对于多角镜125的转动轴倾斜不同角度。由此，随着下一侧反射镜130B旋转进入和经过激光束120，反射的激光束经过由于侧反射镜130A和130B的不同倾斜角而从轨迹160A偏移的轨迹160B，经过反射镜135-155，产生图3所示的扫描线165B-185B。随着侧反射镜130C和130D旋转经过激光束120，该处理重复，分别产生反射光束轨迹160C和160D，以及分别产生扫描线165C-185C，然后分别产生扫描线165D-185D。由此，在多角镜125的一个完整转动中，扫描器100依次产生扫描线165A-185A、165B-185B、165C-185C、和165D-185D。这些扫描线的集合一起组成扫描线图案190。
图3所示的扫描线图案190是表示三维移动激光束的平面。为此，扫描线是通过扫描器的窗口投影出的光的平面与表面的交叉。图3所示的扫描线图案190可以被可视化为由在扫描器窗口110上或布置在扫描器窗口110上方一定距离并且通常与扫描器窗口110平行的平面表面上的扫描激光束留下的图案。同样地，扫描线图案190捕捉各个扫描线之间的空间间距和角间距，但是不捕捉针对各个扫描线的关于激光束从扫描器窗口110出射的方向的任何信息。全部三个参数/因子——空间间距、平面内的角间距或角分集(diversity)，以及方向分集——能够增强扫描器100读取扫描器的视场或扫描视场范围内的不同位置和取向(即俯仰、侧倾和偏摆)的光学代码的能力，扫描器的视场或扫描视场范围通常是位于扫描器窗口110上方的空间，通常包括朝向直接位于扫描器窗口110上方的空间侧部的前部和前面的一些空间。例如，在被扫描线中至少一个成功扫描时，总体上位于平行于窗口100的平面上的条码可能向前或向后偏移，向左或向右偏移，和/或在平面内朝向各种角度。另外，相同的条码可能不在平行于窗口110的平面内平坦展开。例如，条码可以向前或向左或向右倾斜而仍然被成功地扫描。例如，反射镜145用于扫描面向正向的代码，而反射镜135和155用于扫描侧向的代码。
基于激光器的扫描器的其它示例在被转让给本申请的受让人的美国专利No.7,198,195中公开。
尽管基于激光器的扫描条码读取器已经变为很多应用的标准，特别是诸如在高视场范围零售结帐处的固定扫描器，但是基于激光器的扫描器具有一些缺点。具体地，参照图1和图2，激光器115和电机128增加整个系统的复杂性、成本、体积、功率消耗、以及启动时间，同时降低了可靠性。事实上，用于扫描激光点的电机128趋向于成为扫描器的最不可靠的部件之一，随后是激光照明光源115。
相比于基于激光器的扫描器，基于成像器的读取器根据不同原理工作。基于成像器的读取器利用相机或成像器以产生光学代码的电子图像数据(通常为数字形式)。然后图像数据被处理以寻找和解码光学代码。例如，可视扫描线技术是数字地处理包含条码的图像的已知技术，其通过沿着类似基于激光器的扫描器的激光束扫描图案的通常彼此间隔以及成不同角度的多个线在图像上查找来进行数字处理包含条码的图像。
基于成像器的读取器通常能够仅仅从一个方位形成图像——成像器的面的垂直向量。然而，产生多个方位的一些基于成像器的读取器是已知的。一种此读取器在2006年7月27日公布的发明人为Olmstead等人的本受让人的公布号为No.2006/0163355的美国专利申请中被公开，该美国专利申请公开一种为了减轻镜面反射而具有两个相机从两个不同方位收集两个图像的实施方式。类似地，2005年5月31日向Krichever等人授权的美国专利No.6,899,272公开了一种实施方式，该实施方式利用指向不同方向的两个独立传感器阵列从两个不同方位收集两个图像数据。根据’272号专利的另一个实施方式利用指向能够在两个位置切换的可移动反射镜的单个相机选择两个不同成像方向中的一个。另外，1998年9月29日向Olmstead等人授权的本受让人的美国专利No.5,814,803在图62描述一种由两个镜面表面形成的万花筒管道在单个成像器上形成相同物体(条码)的八个不同的旋转版本。
发明内容
根据本发明的一个实施例，基于成像器的方法读取视场范围内的物体上的光学代码。该方法将成像面划分为多个条带形部分并且从多个方位/视角(perspective)观察视场范围中的物体。该方法形成分别对应于多个方位的多个条带形图像，其中条带形图像是成像面的条带形部分，从而产生包含多个方位的数据的合成图像。该方法处理合成图像的至少一部分以便确定视场范围中的物体上的编码成光学代码的信息。
根据另一个实施例，成像系统根据视场范围内的携带光学代码的物体形成图像数据。成像系统包括相机、第一组多个固定反射镜、第二组的至少一个固定反射镜和解码器。相机包括成像器和透镜。成像器包括布置在二维成像面上的一组像素成像元件。该透镜被设置在成像器的前面以便将视野基本聚焦在成像器的全部像素成像元件。第一组多个固定反射镜被设置在视野。第一组中反射镜将视野划分成多个部分并且使所述部分沿远离第一组反射镜的不同方向重新定向。随着由第一组反射镜中的一个重新定向，第二组至少一个固定反射镜被设置在一部分视野内并且设置成从一个或多于一个方位将视野的所述部分重新定向在视场范围内。从而该系统从所述方位将物体的至少一部分的图像提供在成像器的像素成像元件的一部分上。解码器连接相机并且被配置成通过成像器解码成像的光学代码。
根据另一个实施例，成像系统根据视场范围内携带光学代码的物体形成成像数据。成像系统包括成像器和一组不移动反射镜。成像器包括布置在二维成像面内的一组像素成像元件。该组不移动反射镜被设置成从不同方位收集视场范围的N个视景并且将该N个视景反射到成像面的N个不同部分。优选地，N大于8。可选地，该部分中的至少三个被沿穿过成像面的共同方向取向，而不管相应的视景是从那个方位取得。
根据另一个实施例，一种方法使用成像器和一组固定反射镜为视场范围内的物体上的光学代码产生有用图像数据。该方法包括：从第一方位将视场范围的物体的第一部分视景投影/投射(project)到第一部分成像器上，从第二方位将视场范围的物体的第二部分视景投影到第二部分成像器上，从第三方位将视场范围的物体的第三部分视景投影到第三部分成像器上。第二方位与第一方位在视场位置和视场角中的至少一个上不同。第三方位与第一方位和第二方位在视场位置和视场角中的至少一个上不同。在成像器上，成像器的第二部分与成像器的第一部分不同，并且成像器的第三部分与成像器的第一部分和成像器的第二部分不同。成像器的第一部分、第二部分和第三部分优选在穿过出成像器的共同方向上基本对准。
根据另一个实施例，一种照明方法可以与固态成像器使用，该固态成像器包括具有多个邻近间隔的像素成像元件的表面，所述多个邻近间隔的像素成像元件一起形成跨越距离成像器给定距离的视野域的视野的二维图像。该方法提供照明并且定向所述照明不是照明全部视野域。该方法使用成像器仅形成所述照明被定向的视野域部分的部分图像。
根据又一个实施例，基于成像器的读取器具有为视场范围内物体的机器视觉照明的能力。读取器包括固态成像器、一组固定反射镜和照明源。固态成像器包括具有多个邻近间隔的像素成像元件的表面，所述多个邻近间隔的像素成像元件一起形成视野的二维图像。该组固定反射镜被设置在成像器的视野内并且被布置成将成像器的视野划分成多个块并且定向所述多个块到部分视场范围。照明源被配置为经由该组固定反射镜中的至少一个反射镜通过反射将光照到视场范围内。
如此处使用的，术语“方位”包含位置、方向、角度等，或上述的任何组合，其特征是用于经由机器视觉观察、成像、显现，或照明物体或一部分物体的视场点。
本领域的技术人员将意识到鉴于本发明，某些实施例能够实现某些优点，包括下面的一些或全部：(1)不同方位进入乃至匹配激光扫描读取器，包括能够在视场范围内的不同位置和角度取向(投角、滚角、摆角)粗略地扫描代码，在(a)可用性、(b)成功扫描率和(c)用于重复使用应用(诸如零售检查)的吞吐量具有共存的优点；(2)消除运动部件；(3)改进可靠性；(4)较长的产品寿命；(5)减低成本；(6)更迅速启动；(7)与基于单一方位成像器的代码读取器相比具有简化的数字处理；(8)减少功率消耗和产生的热量；(9)减少产生的噪音；(10)减少用人眼关注安全；和(10)伸缩性和灵活性增加和/或改变特征和/或可操作图案。不同实施例的这些和其他优点在阅读本发明的基础上将变得显而易见。
其他关于具体实施例的结构和操作的详细描述将参考下面附图在下面子部分中陈述。
附图说明
图1是基于激光器的扫描器的简化正视图；
图2是图1的基于激光器的扫描器的简化侧视截面图；
图3是由图1和图2的基于激光器的扫描器产生的激光扫描线图案；
图4是根据一个实施方式的成像器的面的平面图或成像器产生的图像；
图5是根据一个实施方式的成像系统的立体图；
图6是图5所示的成像系统的平面图；
图7描述根据一个实施方式的“伪扫描线图案”或查看带的图案；
图8是根据一个实施方式的基于成像器的读取器的等距图，图示说明位于外壳内的光学布局；
图9是图8的基于成像器的读取器的没有外壳的等距图；
图10是图8和图9的基于成像器的读取器的没有外壳的从不同方位的另一等距图；
图11是图8-10的基于成像器的读取器的选择内部部件的没有外壳或支撑筐的等距图；
图12A、12B和12C是用于图8-11的基于成像器的读取器的基于菲涅耳棱镜的交替转向反射镜的等距图；
图13A和13B是用于图8-11的成像器的伪扫描线图案的图；
图13C是图8-11的基于成像器的读取器的成像器的面的正面图(或成像器产生的图像)，被标记以示出通过成像器的每个部分“看到”的反射镜序列；
图14是根据一个实施方式的用于渐晕分析的光学轨迹图；
图15是根据一个实施方式的成像和照明部件的等距图；
图16是图15所示的成像和照明部件的正视图；
图17是图15-16所示的成像部件和一侧的照明部件的俯视光线追迹图；
图18是图15-17的在固定件中的照明部件的等距图；
图19是图15-17的在固定件中的成像和照明部件的等距图；
图20是根据一个实施方式的具有照明的基于成像器的读取器的内部部件的等距图；
图21是图20的基于成像器的读取器的内部部件的另一等距图，其额外示出了筐；
图22是图21的基于成像器的读取器的从不同方位的等距图；
图23是图20-22的基于成像器的读取器的额外地示出外壳的等距图；
图24描述图20-23的成像器的伪扫描线图案；
图25是根据一个实施方式的相机和照明光源的等距图；
图26是根据一个实施方式的相机和照明光源的平面图；
图27是根据一个实施方式的电气硬件子系统的框图；
图28是根据另一个实施方式的电气硬件子系统的框图；
图29是根据一个实施方式的软件架构的功能框图；
图30是图29的软件架构中的示例解码器的功能框图；
图31是根据一个实施方式的图示说明照明和成像器曝光的时序的图；
图32是根据一个实施方式的方法的流程图；
图33是根据另一个实施方式的方法的流程图；
图34是两相机实施方式的部分截面图；
图35是根据一个实施方式的双光学读取器的等距图；
图36A是根据一个实施方式的双光学读取器的一个示例的部分截面图；
图36B和图36C图示说明图36A的双光学读取器的伪扫描线；
图36D、36E、36F和36G图示说明图36A的双光学读取器。
具体实施方式
参照以上列出的附图，这一部分描述具体实施方式及其详细构造和操作。此处描述的实施方式仅仅通过图示说明阐述而不限制。本领域技术人员将认识到鉴于此处的教导，存在此处描述的示例实施方式的一系列等价物。最值得注意的是其它实施方式是可能的，可对此处描述的实施方式进行修改，以及可能存在对组成所描述的实施方式的部件、部分或步骤的等价物。例如，尽管此处描述的示例性实施方式主要是固定的扫描器，但是此处的教导可等同地应用于演示或手持扫描器。
为了清楚和简要，所给出的特定实施方式的部件或步骤的特定方面没有过度的细节，其中鉴于此处的教导这种过度的细节对本领域技术人员将是明显的和/或这种过度细节将使得对实施方式的更相关的方面的理解模糊。
I.概述
此处描述各种基于成像器的光学代码读取器和相关方法。
此处描述的各种基于成像器的光学代码读取器尝试模仿基于激光器的扫描器(例如图1的扫描器100)的性能，其中没有利用激光器(例如激光器115)或运动部件(例如电机128和多角镜125)，而是利用诸如相机的电子成像装置。例如这个目的可以通过从不同方位采取查看观察视场范围的不同的窄的条带形状的视图实现，诸如具有针对每个扫描线165A-185D(或其子集合)的不同视图，以及引导或投影这些视图到成像装置的成像面的不同部分。此多方位成像的结果是多个不同部分的合成图像，诸如图4中通过示例图示说明的条带。
图4示出由多个堆叠区域组成的合成图像400，堆叠区域为图像上的水平图像片段或条带410。每个条带410对应于观察视场范围的不同视图。一个或多于一个图像条带410理想地能够经过光学代码的至少一部分，诸如条码图像420，由此提供足够解码的代码的至少一部分的图像，如从图400的顶部向下的第三图像条带410中通过示例方式图示说明的。根据条码在观察视场范围中的位置和角度取向，一个或多于一个图像条带410应当包含可解码的图像。图4中的合成图像400包含20个图像条带410，仅仅用于图示说明。更多个或更少个图像条带是可能的，并且图像条带可以比所示的更高或更短。图像条带不需要全部具有均匀高度或宽度，而是总体上大小适合被读取的光学代码。图像条带可以以与水平方向不同的方向取向，诸如竖直或以一些其它角度取向。尽管优选沿相同方向取向以简化处理，但是不需要全部图像条带以相同方向取向。尽管类似条带的形状自然地适合线性光学代码，但是条带不需要是条带形状，而可以是其他形状。根据本示例，条带410被分组为5个不同的区域430，每组4个条带410。其它分组是可能的。
能够产生合成图像400的装置的一个示例能够从基于激光器的扫描器100(图1-2)导出：成像器被放置在基于激光器的扫描器中接近应该布置激光光源(例如激光器115)或光收集系统的位置，以及一组反射镜被布置在接近旋转多角镜(例如多角镜125)应布置的位置。另外，其它反射镜，诸如图案反射镜，能够被布置在诸如反射镜135-155在扫描器100中的位置的区域。更具体地，参照图5(立体图)和图6(顶视图)，成像器508透过位于一组“标志杆”或转向反射镜520-540的透镜510，其以类似于小面轮的方式将水平片的视场从成像器的视场向图案反射镜的多个组550-590转向。然而，转向反射镜520-540空间地分离视场(一次全部)，而不是如用小片轮的时域地分离视场(一次一个)。在图5-图6中，存在5个转向反射镜520-540以将视场分离为5个不同的粗略或大的角度，以及每个角度存在4个平行图案反射镜以在激光扫描器中设定“线分离”。例如，图案反射镜组570包含反射镜570A、570B、570C和570D，每个反射镜均朝向略微不同方向以在大致平行的观察条带之间产生偏移。整体结果是观察视场范围中的5个组的4个平行观察条带(类似于基于激光器的扫描器的扫描线)。在成像器508，结果是成像器的视场被划分为堆叠的20个水平片或条带410，每一个对应于激光扫描器中的扫描线将对准的位置，例如，如图4所示。转向反射镜520-540将成像器508的视场划分为5个不同区域，以及图案反射镜将每个区域划分为4个条带。
换句话说，反射镜520-590将相机的视场分裂、划分、分割、或分片为多个非连续或不相交的片段、分段或部分，以提供观察视场范围中的不同视景、地位或方位。换句话说，反射镜520-590创建万花筒，将多个分散视景(例如20个片或条带)投影到同一成像器上。该到观察视场范围中的万花筒观察可以配置为具有与基于激光器的扫描器相同或可比较的方位分集(例如查看物体的更多个侧面的能力)同时允许成像器的使用，以及其伴随的优点。这种类型的多方位或万花筒方案能够用单个成像器实现方位分集，因此比如果使用多个成像器成本更低和复杂性更小。
图7示出根据图5-6图示说明的实施方式的“伪扫描线图案”700的一个概念示例，其为观察条带的图案。伪扫描线图案700是基于激光器的扫描器的扫描线的成像模拟(例如如图3所示)用于进行观察视场范围中的覆盖分析。图7中的标记的观察条带770C对应于图5中图示说明的图案反射镜570C的折叠平面599。沿着条带770C的观察视场范围中的场景在图4中的中间标记的图像条带410(从上到下第11个)中作为图像数据收集。
设计者能够使用与基于激光器的扫描器相同的原理针对伪扫描线图案选择期望的布局。例如，相邻的扫描线或伪扫描线之间的间隔能够基于光学代码的假设高度被设定。由此，随着代码的位置被转换到平行于读取器的窗口的平面，在移出另一视野到不能被读取的程度之前或随着移出另一视野到不能被读取的程度，代码将移动到一个视野到便于读取的程度。作为另一示例，不同组的扫描线之间的角度可以被设定以在平行于读取器的窗口的平面的在角度朝向上给出可接受的易读覆盖，以及扫描线或伪扫描线发出的方向可以被选择成给出物体在观察视场范围中期望的多侧面可视性。由此，随着代码被转动，在另一视野变为不可读之前或随着在另一视野变为不可读，在一个视野中将变为可读。基于期望的伪扫描线图案，设计者能够适当地放置反射镜以实现期望的图案。
如果环境光不充分，则照明可以可选地被提供以帮助成像。如果需要，额外的照明可以与成像同步。额外的照明可以是大部分或全部的观察视场范围中的宽范围，或照明可以被仅仅引导到用于成像的视野部分。例如，额外的照明可以用定位在靠近透镜510的光源提供，对准转向反射镜520-540以及覆盖成像器的视场。在该示例中，转向反射镜520-540的作用将照明分离为窄条带，其类似到观察者的激光线。换句话说，读取器中的(多个)相同的反射镜可以用于引导场景到成像器以及引导照明到场景上。该照明产生可视的(假设照明是在可见光谱)伪扫描线图案，非常类似图7所示的，并且是照明模拟来自观察者的方位的基于激光器的扫描器的扫描线。
成像器508可以是例如通常廉价的滚动复位CMOS(互补金属氧化物半导体晶体管)型成像器、全局快门成像器、CCD(电荷耦合器件)成像器、或另一类型的相机。如此处描述的基于成像器的读取器可以是没有运动部件的完全固态，并且能够消除涉及电机和激光器的缺点，同时在方位分集上实现可与基于激光器的扫描器相比的性能，尽管不是全部实施方式均实现全部这些优点。
II.合成成像
这一部分通过示例描述基于成像器的读取器800的一个设计的细节。该设计总体上在图8-图13中图示说明。图8是位于可以例如由塑料、金属和/或任何其它合适材料形成的外壳802中的基于成像器的读取器800的等距图。外壳802包括透明窗口804，其可以是例如玻璃。窗口804可以具有滤光属性，以滤除特定光波长以免进入系统。观察视场范围(还可以被称为扫描或伪扫描视场范围)是在读取器800外部，并在一侧与窗口804接壤。当携带光学代码的物体在观察视场范围中以及光学代码总体上朝向窗口804到充分程度时，读取器800“看见”该物体并且理想地能够解码其上的光学代码。读取器800可以被方便地定位使得窗口804竖直、水平取向或以其它方向取向。
在窗口804之后，读取器800包括多个部件，包括相机806，其通常包括成像器808和透镜810。随后将在本文件中更详细描述相机806。
另外在窗口804之后，读取器800还包括筐体812，其可以从图9-10明显看到，图9-10是成像器800的内部部件的两个不同等距图，而没有外壳802。其它内部部件包括用于转向反射镜的安装块814，以及用于图案反射镜组的安装块815-819。安装块814-819可以是连接或固定到筐体812的可分离片，或可以是整体形成在筐体812上或作为其一部分。安装块814-819被定形、定位和定向以将反射镜定位在适当位置以实现期望的工作特性。
安装到安装块814的是转向反射镜820、825、830、835和840。每个转向反射镜820、825、830、835和840被定向以反射图案反射镜组850、860、870、880和890之一到相机的成像平面的期望部分。这些反射镜可以由任何合适的镜面或反射材料构成。例如，反射涂层可以被涂覆在反射镜块814的相关面上，或物理地分离的反射镜片(由例如划片的涂覆硅晶圆片制成)可以被粘接于其上。根据一个示例，转向反射镜820-840可以是具有36mm×4.2mm尺寸的矩形形状的硅反射镜。如所示出的，转向反射镜820被引导向图案反射镜组870，转向反射镜825被引导向图案反射镜组860，转向反射镜830被引导向图案反射镜组880，转向反射镜835被引导向图案反射镜组890，以及转向反射镜840被引导向图案反射镜组850。转向反射镜820、825、830、835和840的其它顺序或布置，以及转向反射镜与图案反射镜组的其它配对是可能的。转向反射镜的期望布置提供每组图案反射镜的不遮挡的视野，如从成像器可见。通常，根据布置，有可能一个或多于一个转向反射镜或其安装可能遮挡经过其它转向反射镜可见的视野。假如足够的局部遮挡的视野通过成像器808使其通常能够充分地足以成功解码从该观察点看到的光学代码，则一些局部遮挡是容许的。通常如图8-11所示的读取器应当具有可接受的由安装块814和转向反射镜820、825、830、835和840造成的自遮挡。其它设计可以更多或更少地容许自遮挡。
图11是所选择的读取器800的内部部件的没有外壳802或筐体812的等距图。在图11中，组850、860、870、880和890中的图案反射镜850A和850B，860A、860B、860C以及860D，870A、870B、870C以及870D，880A、880B、880C以及880D和890A和890B分别被单独地标记。在此实施方式中，每个反射镜组860、870和880具有4个图案反射镜，而组850和890均具有2个图案反射镜。每组中的图案反射镜的数量在诸如产生的伪扫描线覆盖图案的接受度或期望度、遮挡问题、以及最小条带高度的限制内是任意的，上述限制内可以产生可解码的图像部分(例如充分高度以适合二维光学代码，如果其为应用)。图像数据的可解码性可以反过来取决于相机的分辨率、所采用的解码算法、以及其它因素。根据一个示例，图案反射镜可以是具有43mm×1.7mm尺寸的矩形形状的硅反射镜。
作为平坦平面转向反射镜820-840的替代，可以利用菲涅耳棱镜，如图12A-12C图示说明。图12A示出位于左侧的三个转向反射镜820、825和830，以及标记为820′、825′和830′的替代菲涅耳棱镜。平坦平面转向反射镜820-840相关的可能的缺点是其能够遮挡彼此视场。例如，转向反射镜825的右部，如所示出的，出现在其上方的转向反射镜820的视场的一部分中，以及其下方的转向反射镜830的视场的一部分中。尽管这种遮挡或遮蔽可以通过转向反射镜阵列的仔细设计最小化或避免，但是遮挡问题能够通过使用菲涅耳棱镜被显著减轻。如图12A的左侧所示，每个菲涅耳棱镜由排成一行以及指向共同方向的一组较小的反射镜1210组成。换句话说，较大的转向反射镜820被分裂为朝向相同方向的多个小面(facet)1220；这些小面1220一起组成菲涅耳棱镜820′，其基本重复转向反射镜820的功能。类似地，由小面1225组成的菲涅耳棱镜825′类似于转向反射镜825工作，以及由小面1230组成的菲涅耳棱镜830′类似于转向反射镜825工作。每个部分的遮蔽通常可以忽略，并且任何遮蔽从小面到小面是相同的，其导致总效率的降低，而不是图像的大部分的遮蔽。此外，菲涅耳反射镜是薄的，可以使其趋于低成本制造。
图12B图示说明用于代替一个转向反射镜的另一替代菲涅耳棱镜820″，诸如，示例的转向反射镜820。不同于水平划分的菲涅耳棱镜820′，菲涅耳棱镜820″被水平和竖直地分裂为小面1240。
普遍认为用于菲涅耳棱镜的小面的最优化大小是位于反射镜阵列位置的投影的成像器像素的大约一半大小。如果小面大小大于所投影的像素大小，则一些小面将转向来自具有高效率的多个像素的图像，而不是具有由小面的边缘的阶跃变化引起的具有低效率的像素的图像。如果小面大小小于投影的像素大小，则每个像素将以更低的效率反射，但是效率将在整个阵列上恒定。恒定效率是优选的。随着棱镜节距(即小面的大小)变得更小，效率变得更差，并且衍射效应也开始出现。作为示例，布置在相机的视场内的菲涅耳棱镜将具有20μm宽的投影像素大小，其中图像是25.6mm宽，以及成像器的分辨率是1280×1024像素。扩展一半像素的棱镜将是10μm×10μm。衍射光学制造商能够制造比它更小的尺寸。例如，Huntsville，Alabama的MEMSOptical，Inc.能够制造3μm灰度部件，以及Charlotte，North Carolina的Tessera(以前为Digital Optics Corp.)能够实现0.5μm部件大小的二进制到64相位级。
另一替代菲涅耳棱镜820′″在图12C中图示说明。菲涅耳棱镜820′″包括指向第一共有方向的竖直对准的小面1250A的列、指向从第一方向略微偏移的第二共有方向的竖直对准的小面1250B的列等，如所示出的。不同于菲涅耳棱镜820′和820″，菲涅耳棱镜820′″转动视场。通过菲涅耳棱镜820′″成像的来自相机的图像的水平片朝向对角线取向区域。菲涅耳棱镜820′″进行图像转动而没有畸变，这不同于相接的反射镜，相接的反射镜被类似于螺旋定形并将使图像畸变。
图13A和图13B分别描述成像器800的伪扫描线图案1300A和1300B。图13A中的伪扫描线图案1300A位于窗口804，而图13B中的伪扫描线图案1300B位于平行于窗口804以及距离其4英寸的平面。图13A和图13B中的每个伪扫描线用针对该观察部分的反射镜的序列标记，从成像器808开始。例如，标记“840-850B”的伪扫描线依次被转向反射镜840和图案反射镜850B产生。如图可见，伪扫描线随着与窗口804的距离增加而彼此展开，这是由于视野在透过窗口804的非正交角度采取。图13A和图13B还示出来自反射镜850和反射镜890的伪扫描线交叉。该交叉是由于这两个反射镜从读取器的大致相对侧指向交叉观察视场范围。
图13C是成像器808的成像平面或面400的平面图或正视图，其为包括成像器808和透镜810的相机806的一部分(或相机806产生的图像400)。成像面400被划分为多个条带，其在此情况下水平地延伸经过成像面。图13C中的每个条带用附图标记标记，附图标记代表被相机806的每个部分“看到”的反射镜的序列号。例如，在第一(如所图示说明的最顶部)条带中，相机806看见转向反射镜820和其在第一水平条带中来自图案反射镜870A的组成反射，以及因此该条带用附图标记“820-870B”标记。接下来三个条带分别看见在更低的四分之三转向反射镜820中图案反射镜870B、870C和870D的反射。在其下方，在接下来四个条带中，相机810看见转向反射镜825和其内的图案反射镜860A-860D。在其下方，在接下来四个条带中，相机806看见转向反射镜830和其内的图案反射镜880A-880D。接着，图案反射镜890A和890B的反射被经过转向反射镜835投影到接下来的两个条带。最终，图案反射镜850A和850B的反射被位于堆叠的转向反射镜的底部的转向反射镜840依次转向到最终的两个条带。图13C中底部四个条带在竖直方向上比其上的条带大，主要是由于这些图案反射镜的高度。透镜810和转向反射镜之间的距离，以及转向反射镜和其图案反射镜之间的距离也能够影响成像器808的面400上的条带的高度。
图14是用于对基于成像器的读取器800进行渐晕分析的光学轨迹图1400。作为分析的起点，可以假设水平伪扫描线的期望长度(例如诸如图12B中的820-870A的伪扫描线之一，类似于图3的扫描线175D)是约2.5″(英寸)或65mm(毫米或10-3米)。基于针对外壳802的给定形状系数的相机的成像器808和透镜810、转向反射镜820以及图案反射镜组870的位置的粗略估计，从窗口804通过这些反射镜到透镜810的总光程长度是大约7.2″或180mm。使用已知的三角函数关系，其产生20°(度)全视场角。在成像器808具有每个为5.2平方μm(微米或10-6米)的1280像素×1024像素的情况下，如被Boise，Idaho的Micron Tech.，Inc.制造的模型MT9M001CMOS成像器的情况，成像面积是6.66mm×5.32mm。后焦距将是18.4mm以实现此几何形状。在转向反射镜820-840上的相机视场是26mm×21mm，因此5个转向反射镜820-840的每个是26mm宽×4.2mm高，每个对应于约3.2°。如果倾斜，转向反射镜可以更宽。因为具有比需要的略宽的转向反射镜总体上不是问题，所以图案反射镜可以制造为大致相同尺寸以简化。在此情况下，图案反射镜可以被制成大小大致为43mm×1.7mm的4个窄的反射镜组。
透镜810能够被设计为用于最大收集以及针对10mil标记(即单位宽度为10mil或10个千分之一英寸)从位于窗口804的近场距离开始，即距离透镜810为180mm的6″(约150mm)景深。透镜810可以被锐聚焦或不被锐聚焦(例如具有球差、色差或其它像差)。假设焦点位置在距离窗口约3″处(距透镜810为255mm)，薄透镜方程为这些共轭(255mm和18.4mm)产生17.2mm焦距。此配置在图14中被图形示出，包括一阶渐晕分析，其揭示限制孔径是位于图案反射镜平面。4mm透镜孔径是避免渐晕的基本最大尺寸，在此处的假设下，其为f/4.3。不同的假设可以改变分析及其结果。透镜孔径的期望范围(不考虑渐晕)是在约f/4和约f/8之间以实现期望的景深。市场可购得的一种合适的镜头是型号UKA227镜头，可从纽约Oyster Bay的UniverseKogaku America得到，其具有f＝17.65mm的焦距和3.16mm的孔径直径，在图像共轭产生f/6的f数以实现合适的聚焦(19mm和250mm)。更好的调制可以用f/8系统实现(透镜孔径为2.375mm)，其还减小渐晕效应但是减少了所收集的信号。
读取器800仅仅是一个示例，其具有5个转向反射镜和每个图案反射镜组4个或2个图案反射镜，每个图像部分由2个反射镜的反射产生。在读取器800中，5个转向反射镜820-840将成像器的视场划分为5个取向。图案反射镜850-890将每个成像器的视场在每个转向反射镜的正交方向进一步划分为2个或4个不同取向。存在可以实现有用结果的多个不同的反射镜布置。成像器的视场可以被划分为更少或更多个部分，视情况而定。每个部分可以被单个反射镜产生，或被多个反射镜产生，或甚至没有反射镜(诸如反射镜之间的间隙)。反射镜可以反射多个部分，如用转向反射镜820-840示出，或整个视场(如需要制造更紧凑的单元)；或可以反射单个部分，诸如图案反射镜850-890。读取器800示出转向反射镜820-840引导成像器的观察方向的总体上左和右的部分。可替换地，反射镜可以引导成像器的观察方向的总体上的上和下的部分，可能防止其它图像部分的遮挡。可以说每个转向反射镜对应于到观察视场范围中的一个视角，而组中的每个图案反射镜在该视角处、或该视角的周围或附近产生到观察视场范围中的不同的偏移的伪扫描线。换句话说，每个转向反射镜对应于到观察视场范围中的粗或大规模视角，而不同的图案反射镜总体上造成多个伪随机扫描线大致上从相同的粗视角发散。组内的图案反射镜的略微不同的取向在到观察视场范围中的视角上造成一些差异。不管这些差异(在给定的设计中可以或不可以被忽略)，转向反射镜的数量可以或多或少地取决于期望多少个到观察视场范围中的粗视角。另外，组中的图案反射镜的数目可以改变以为给定的粗观察/成像角提供期望数目的伪扫描线。最终，从观察视场范围到成像器的光路可以包含额外的中间反射镜，仅仅单个反射镜，或甚至没有反射镜。
读取器800也仅仅是基于成像器的读取器的物理布局的一个示例。部件的其它布置是可能的。
III.照明
这一部分描述能够被可选地添加到基于多方位成像器的读取器的照明功能的一个示例。这一部分描述的示例建构在上一部分描述的示例成像器800上。
在一些应用中，环境光足以成像。在其它应用中，可以添加额外的照明以增强成像和/或解码性能。引入的照明的波长或频率可以是可见光或不可见光的，以及可以是单色、双色或多色的。例如，通过参考整体合并于此的美国专利No.7224540中教导的双频率照明技术能够用于此处公开的基于成像器的读取器。添加或人工的照明能够具有各种方向属性。例如，添加的照明可以是到观察视场范围的全部或实质部分的宽场或聚焦到整个观察视场范围的一些子集，诸如仅仅进行观察的伪扫描线区域或其中的具体行线。可能期望使添加的照明的时序和成像器同步，使得照明在当成像器的相关像素曝光的几乎同一时间被选通。在全局复位成像器的情况下，当成像器曝光时，整个观察视场范围或全部伪扫描线区域能够被一起照明。在滚动复位成像器的情况下，照明仅能够被闪光(flash)到观察视场范围的那些部分中或附近，其中视野被引导到在闪光时被曝光的成像器的特定部分。
图15是根据一个实施方式的成像和照明部件的布置的等距图，以及图16是相同部件的正视图。这些部件包括背板1505，其可以是电路板。粘接到电路板1505的是成像器808和多个光源。在此示例中，光源是LED(发光二极管)1510-1519，其中5个在成像器808的每侧相接。由于以下讨论的原因，LED 1510-1519如图所示竖直地交错。在每个LED 1510-1519的前面，是圆杆透镜1520-1529，以及在每个圆杆透镜组1510-1514和1515-1519前面分别是圆柱透镜1540和1550。任何合适类型的LED能够被用于LED 1510-1519；一种合适类型的LED是可从OSRAM Opto Semiconductors GmbH，Regensburg，Germany得到的模型LR G6SP。
理想的圆杆透镜或圆柱透镜将光聚焦为线，或均等地放大点光源到圆杆或圆柱的轴的方向上的条带。因为LED 1510-1519是无透镜的，所以每个LED在其朝向的半球中全方向地发射光。每个圆杆透镜1520-1529将LED的光聚焦到沿着圆杆1520-1529的长度的列状条带。LED沿着圆杆的轴向竖直交错以匹配转向反射镜组的不同部分。圆柱透镜1540和1550均在经过其轴的方向(如图15-16所示的竖直地)上提供放大以提供期望的视场发散。圆柱透镜1540和1550还可以将照明图案改为总体上更水平地条带形状，以便更好地匹配转向反射镜的形状或在其中发现关心的图像数据的相关部分(例如提取虚拟扫描线之处)。圆杆1520-1529的长度和圆柱透镜1540和1550的大小和形状能够协作，使得来自每个LED的照明光近似地匹配被引导的位于距离圆杆特定距离处的转向反射镜的高度。例如，采用(taking)LED 1510、圆杆透镜1520以及圆柱透镜1540，圆杆和圆柱透镜作为交叉圆柱布置，也称为变形透镜系统。圆杆透镜1520设定LED 1510的水平放大。圆柱透镜1540设定LED 1510的竖直放大。两个透镜被近似聚焦到成像设备的远场距离，以提供LED发射器的相当清晰的图像，从而将照明强度最大化。LED发射器1510的图像将是矩形的，这是由于圆杆透镜1520和圆柱透镜1540的不同放大。LED 1510-1519优选地成对开启以照明对应于转向反射镜820-840中的一个的视场。LED图像的高度被设定为对应通过一个转向反射镜的成像器视场的高度。LED图像的宽度设定为近似于成像器视场的宽度的一半，使得LED对将照明视场的整个宽度。LED 1514和1515照明转向反射镜820的视场，以及LED1513和1516照明转向反射镜825。类似地，LED 1512和1517照明转向反射镜830，LED 1511和1518照明转向反射镜835，以及LED 1510和1519照明转向反射镜840。LED在竖直和水平位置的偏移(如图16所示)允许LED的图像照明视场的适当部分，以及由此将照明对准适当位置。不同的LED的布置和LED到成像器的不同视场的分配是可能的，并且可以引起效率增加。
图17是根据一个实施方式的一组圆杆透镜1525-1529和圆柱透镜1550的俯视光线追迹图。在本实施方式中，不同于图5-6、8-11、以及14-16中图示说明的实施方式，成像透镜是定位在朝向成像器808的多片透镜组811，但是透镜组的出口孔径(未示出)总体上位于圆柱透镜1550的轴附近。图17图示说明来自每个LED 1515-1519的光如何通过其各自的圆杆透镜1525-1529和圆柱透镜1550聚焦。
根据空间和光学设计，位于成像器808一侧的LED可以照明转向反射镜的一部分(例如左或右半个)(例如LED 1515照明转向反射镜540或840的左侧)，而LED 1514照明同一转向反射镜的另一部分(例如转向反射镜540或840的右侧，如从转向反射镜被照明的方向观察)。可替换地，横跨给定转向反射镜的成像器808的每对中的两个LED可以照明其转向反射镜的整个宽度，或可以照明与LED所处之处相对的一侧的视场。
LED不需要以图15和16所示的对称图案交错。例如，在替换实施方式中，交错可以是随着到成像器的距离增加单调向下，或以一些非单调方式变化。另外，LED的布置不需要关于成像器对称，如图所示。下面列表的是LED到转向反射镜的有用的分配。
  转向反射镜   LED分配1   LED分配2
  520   1513，1516   1512，1517
  525   1510，1519   1511，1518
  530   1514，1515   1514，1515
  535   1511，1518   1513，1519
  540   1512，1517   1510，1516
在一个版本中，可以提供LED和透镜的可调节性。例如，LED1510-1519能够固定(例如通过粘合或粘接装置)到其各自的圆杆透镜1520-1529，以及圆杆透镜1520-1529能够被旋转(例如通过接合到圆杆的顶部或底部的螺丝，或通过其它装置)以提供机制用以调节LED照明指向的方向。指向方向的变化可以从例如图17的俯视图中看到。另外，可以提供通过向上或向下竖直地平移圆杆的可调节性。为了帮助圆杆和LED的运动，LED不是物理地安装在电路板上而仅仅经过其引线电连接。可调节性，诸如这些类型的可调节性，可以用于对准部件以便适当操作，特别是在原型设备中，是特别有用的。在生产设备中，这种可调节性可能不是必须或期望的，尽管不一定总是如此。
圆杆透镜1520-29和圆柱透镜1540和1550只是组成LED1511-1519的透镜的一个示例。总体而言，将按照期望成形、聚焦和/或放大LED的照明图案的任何合适的透镜(例如为了匹配具体转向反射镜，具体图案反射镜或其内的具体部分，诸如对应于从成像器读取的具体线段的窄狭缝)可以用于该示例版本的具有照明功能的基于成像器的读取器。当然，其它版本的基于成像器的读取器可以具有不同的照明聚焦需求。其它设计可以包括LED发射器阵列，其被接合到公共基板上，其中透镜阵列固定于LED发射器上方。透镜阵列可以是模制部件，例如由丙烯酸或聚碳酸酯塑料制成。LED发射器和透镜阵列可以被设计为使得不需要进一步的对准。
图18是透镜固定件1800的一个示例中的圆杆透镜1520-1529和圆柱透镜1540和1550的等距图。透镜固定件1800可以包括两个半侧透镜固定部件1810和1820，其可以是分离片，彼此可分离地或集成地形成。固定件1800提供用于保持圆柱透镜1540和1550的空间，以及可以提供使圆柱透镜1540和1550向前或向后移动以便调节的能力。类似地，固定件1800提供用于保持圆杆透镜1520-1529的空间，并且可以提供自由度以旋转圆杆和/或向上或向下平移圆杆。
图19是根据一个实施方式的透镜固定件1800以及相机固定件1830和筐连接固定件1840的等距图。相机固定件1830保持透镜810和/或组成透镜的透镜组件。相机固定件1830还可以配置为保持成像器808在左侧处或左侧附近，如图19所示。相机固定件1830优选地直接或间接地连接到透镜固定件1800以保持照明透镜于相对于相机的期望位置。筐连接固定件1840可以用于将透镜固定件1800和/或相机固定件1830连接到筐或读取器的框、机箱或外壳的其它部件。
图20-23是根据一个示例的具有照明功能的基于成像器的读取器的内部部件的不同等距图。本示例类似于图8-11图示说明的读取器，但是使用额外的照明部件及其支撑固定件。从图20到图23的连续附图相继地示出额外的部件，以清楚地图示说明具有照明的多方位合成成像读取器的结构。
图24是用于图20-23的成像器的伪装扫描线照明图案2400的图。在此图中，伪扫描线条带可以通过其关联的照明被看见。即，照明图案被图示说明。因为本示例中的照明图案2400是使用与成像相同的反射镜产生的，以及因为照明光源与成像器近似并置(或以能够被补偿的方式移置)，照明图案2400近似地匹配成像图案。这种类型的支持照明的基于成像器的读取器利用相同反射镜或多个反射镜以引导被成像的场景到成像器以及引导照明到场景。
尽管光源可以方便地从用于相机成像的观察点处或附近被提供，如图15-24中图示说明的光源可以位于其它位置。例如，光源的其它可能的位置包括转向反射镜820-840处或其附近以及指向图案反射镜，或图案反射镜处或其附近以及指向其朝向的方向。在照明光源位于相机附近的情况下，照明光源可以不同于图15-24中所示的布置被设置和布置。其它示例布置包括竖直地对准而不是水平对准和围绕相机。
通过使用具有与目标照明区域相同的形状系数的LED或其它光源可以增强照明效率。订制的LED芯片可以提供期望的形状系数。订制的LED芯片2510以及LED透镜2540以及成像器808和透镜810的一个示例在图25中被图示说明。例如，LED透镜2540可以是高数值孔径球形透镜。LED透镜2540可以是分离片或与LED芯片2510集成。一个替换布置是在成像器808的相对侧具有两个相同的订制LED芯片。根据本示例，LED透镜2540处于与成像透镜810相同的平面。
订制的LED芯片2510可以被划分为多个不同的部分。根据一种布置，每个转向镜存在一个部分。例如，参照转向反射镜820-840，存在5个LED芯片2510部分，以及这5个部分可以以重复序列一次一个地被激活。根据另一布置，每个伪扫描线存在一个部分。例如，在图13C中，每个图案反射镜或每个图像条带将存在一个部分。照明区域的高度可以是图案反射镜的整个高度或比在对应于每个条带内从成像器808读取的特定线(或多条线)的区域检测的高度低。
如果使用全局复位成像器代替滚动复位成像器作为成像器808，则可以采取简化照明途径。全局复位成像器的一个示例是MT9V022WVGA成像器。因为成像器的不同形状系数，相比于MT9M001成像器，可以方便地容纳4个区域以及由此容纳4个转向反射镜。能够使用具有3.3mm高度的转向反射镜和具有1.4mm高度的图案反射镜。作为成像透镜810，f/6孔径的12mm透镜可以实现令人满意的景深和视场宽度。整个视场的照明能够使用具有2.5mm球透镜的一个或多于一个LED提供。能够选择LED的数目以提供适当的照明等级。例如，如图26所示，能够使用10个LED 2610，诸如LRG6SP LED，每一个具有球透镜2640。LED 2610可以被设置为不同旋转(偏移90°、180°和270°)，使得任何LED接触或由于其它基于几何的原因的遮挡效果被分布在照明区域的4个角。
IV.电子设备和图像处理
图27是根据一个实施方式能够使用的电子硬件系统2700的一个示例的框图。电子硬件系统2700包括以上描述的成像器808或其它相机，以及可选地照明LED 1520-29或其它(多个)光源。为了方便，电子硬件系统2700将参照成像器808和照明LED 1510-19被描述，但应理解能够采用其它相机装置或光源。电子硬件系统2700还包括DSP(数字信号处理器)2710和照明LED驱动器2720。DSP 2710可以例如是真实的DSP架构，诸如来自Analog Devices，Norwood，Massachusetts的处理器系列，或微控制器，诸如来自ARMLtd.，Cambridge，United Kingdom的高速处理器系列。DSP 2710以从成像器读取图像数据的方式与成像器808接口。简要地，DSP 2710处理图像数据以尝试解码任意一个成像器的部分中的可读条码图像。DSP 2710可以额外或替换地执行或辅助其它功能，诸如记录图像数据的帧以便随后分析或测试。图像处理和解码的额外细节将在下面描述。照明LED驱动器2720施加信号到照明LED 1510-19以按照期望时刻选通LED或在一定时间段内持续点亮LED。照明时序的额外细节将在下面描述。
DSP 2710和照明LED驱动器2720连接到控制器2730，其可以是例如处理器、微处理器、控制器、微控制器等。连接可以经过总线2740或其它通信机制，诸如串行并行或其它类型的直接连接。控制器2730总体地控制和协调其连接的其它装置的操作，包括成像器808、DSP2710、照明LED驱动器2720、蜂鸣器驱动器2750以及“良好读取”LED驱动器2760中的一个或多于一个。蜂鸣器驱动器2750可以可选地被包括以当光学代码被成功读取时驱动蜂鸣器2755(或蜂音器、扬声器或其它听觉指示器)以产生听觉“蜂鸣”或其它指示，和/或良好读取LED驱动器2760可以可选地被包括以当代码被成功读取时驱动LED 2765或其它视觉指示器。未示出的其它装置或子系统，诸如收银机或电子称，也可以连接到控制器2730。另外，DSP 2710、控制器2730和/或总线2740可以与诸如收银机系统或结帐终端的其它控制器或计算机接口。
电学硬件系统2700还包括一个或多于一个电源2770，其经未示出的电源连接向系统2700的各个部件提供电力。
电学硬件系统2700可以可选地具有延伸以作为多成像器读取器的一部分连接到相同或类似系统中的一个或多于一个的功能。例如，图28示出多成像器读取器的电学硬件结构2800的简化框图，其中针对每个成像器通道设置单独的DSP 2710A、2710B和2710C(如图所示对应于各个成像器808A、808B和808C)。在本示例中经过DSP 2710A、2710B和2710C相互连接。DSP 2170A、2710B和2710C例如可以经过串行端口通道连接。处理负载可以按照不同方式在DSP 2170A、2710B和2710C之间分配。例如，每个DSP 2170A、2710B和2710C能够进行自身成像器通道的本地解码，而DSP 2710B进行其自身的成像器通道的本地解码以及选择最佳解码结果或可以在称为标签缝合的处理中将来自不同成像通道的结果合并。例如，UPCA条码符号能够解码为片段(诸如标签的左侧和右侧)，其能够合并到一起以经过标签缝合将标签解码。来自不同相机的标签片段能够被合并，由此消除对任何一个成像器看到整个条码标签的需要。作为另一示例，单个DSP可以足以与多个成像器工作。例如，能够在同一DPS上设置多个不同的成像器接口，或单个接口可以在多个成像器之间时间共享，诸如经过复用器。
电气硬件系统2700或2800可以在一个电路板或多个电路板上。例如，参照电气硬件系统2700，成像器808和DSP 2710可以在第二电路板上，而其它部件在第一电路板上。
参照图27，例如，将更详细地描述成像器808和DSP 2710之间的接口。存储器(未图示说明)可以作为DSP 2710的一部分在芯片上并入或可以是物理地独立的装置，以存储来自成像器808的图像数据。能够利用直接存储器存取(DMA)方案以捕捉来自成像器808的图像数据以及接着存储和/或处理数据。
为了便于图示说明，考虑其中基于成像器的读取器800或2000工作于100Hz帧率(即每秒100帧)。假设成像器每行具有1280个像素，以及每行存在244个空白像素。以48MPS(兆像素每秒)的数据捕捉率，则捕捉一行要求的时间是31.75μs，按照以下计算：
48MPS/(1280像素/行+244空白像素/行)＝31.75μs/行。
进一步假设该成像器具有1024个行，以及可以在每4行被读取，每读出一帧产生256个行的模式下工作。如果可能利用成像器，则可以更快和更有效地仅仅读取将被解码的行(例如将用作虚拟扫描线的特定行)；然而，使用全部成像器是不可能的。在根据本示例每4行捕捉的模式是可用的情况下，为了实现10ms的帧捕捉时间，对应于100Hz的帧率，能够按照以下选择竖直空白行的数量：
31.75μs/行×(1024/4行+59空白行)＝10ms.
捕捉的图像被图案反射镜划分为不同的视场。针对视场的最小的成像器部分是成像器高度的约二十分之一。因为256个行被读出，以及256/20≈13，存在从对应于相同的图案反射镜的成像器808读出的约13个行。这些行中仅仅需要选择一个(尽管如果期望，可以考虑更多)。换句话说，DSP 2710需要仅仅处理从成像器808读出的每个第十三行。其产生每秒2.56兆像素的处理率，按照以下计算：
(1280像素/行)×(20行/帧)×(100帧/秒)＝2.56×106像素/秒
每个像素的位的数目可以是10，例如，以两个字节存储在存储器中。对于读取二进制或单色光学代码，单色或灰度成像是充分的，在此情况下给定像素的位将强度或亮度信息编码。先前提到的MT9M001成像器与此示例中进行的假设一致。如果需要读取彩色信息，则可以利用彩色成像器。
进一步继续此示例，能够采用DMA方案以捕捉来自成像器808的20行的每一个到存储器缓冲器中。因为要求小量的存储器(20行×1280像素/行×2字节/像素＝51kB)，所以可以使用DSP 2170中的片上缓存存储器，从而消除对外部存储器的需要。可替换地，如果期望可以将整个256个行读入到存储器中。可替换地，单个感兴趣的行可以在下一行到达之前被实时存储和处理，显著地降低存储器要求，因为不需要帧缓冲器。DSP 2710能够执行中断服务例程(ISR)，其每13行产生中断。根据一个实施方式，例如，可以利用两个缓冲器：捕捉缓冲器，捕捉每帧的256行的每一个，以及工作缓冲器，来自捕捉缓冲器的每第13个行被复制到其中。根据此实施方式，随着每个行被捕捉，ISR中的计数器递增。当计数器达到13时，行数据被传递到工作缓冲器，信号发送到DSP 2710中的解码器模块或例程以表示新行将被处理，以及计数器被复位。计数器还可以在竖直同步时(即在帧的末端)清零。
从成像器808的一行捕捉的数据与从单行成像器捕捉的数据(诸如从手持CCD扫描器捕捉的数据)具有类似的特性。结果，适于线性成像信号的任何图像处理和解码算法可以应用于来自成像器808的信号。例如，可以利用边缘检测处理一行，接下来进行低级和高级解码。如果期望的话，可以在边缘检测器中使用去模糊滤波器或均衡器，连同如美国专利7,215,493所教导的透镜810中设计的色差(球差、色差或其他)以增加视场的深度，该专利的全部内容通过引用并入本文。
更具体地，DSP 2710的软件架构2900的功能框图如图29所示，其适于处理线性光学代码。根据此软件架构2900，图像数据捕捉模块2910捕捉成像器808的帧内的所有像素或其子集(例如，每第n行)。虚拟扫描线生成器模块2920为图像的每个部分生成至少一条扫描线。在这些部分跨越成像器808的多行的情况下，扫描线生成器模块2920可以和行拾取器或行平均器或行求和器一样简易。例如，在简易行拾取器的情形中，针对每个条带拾取的行可以是可编程参数，其可存储在表格中。例如，可以凭借经验或者凭借分析将每个条带的好的行拾取选择确定为照明最好的、聚焦更好的或其组合的行。对于读取器800或2000，例如，可以选择20行，这些行接近于穿过成像器808的高度而均匀间隔开。假设从成像器801读出每第四行，虚拟线生成器2920从成像器808读出的256行中选择每第13行。行拾取器参数可以由适应或学习算法在安装、配置、使用或类似的图案下确定，其中针对各种测试读取尝试每行的解码。可以选择最通常产生成功解码的行。可替代地，也可以偶尔解码或定期解码除了选择的行以外的行以测试较好的选择是否可用。
将投影到成像器808上的各种图像的高度设计成不同的高度是有利的。如图13所示，例如，图像835-890A比图像820-870A高。解码堆叠条码是可能的，例如PDF-417或甚至矩阵条码，例如图像的小2-D窗口内的数据矩阵，图像诸如图像835-890A。如果期望读取这些类型的条码，则成像器801上的图像可以做成足够高以允许对这些类型的符号的解码。因此，可以实现高速扫描线性条码的优点同时还读取堆叠和矩阵代码。
虚拟扫描线可以被传递给解码器模块2930，如上所述，解码器模块2930可以是适于解码线性矩阵图像中的条码的任何类型。解码模块2930的一个示例如图30所示，包括去模糊的均衡滤波器2940、边缘检测器2950、低级解码器2960和高级解码器2970。
照明可以添加到前述示例。假设，通过示例的方式，期望对穿过视场范围的物体提供100英寸/秒的扫过速度，并且进一步假设光学代码的最小部件尺寸为10密耳，则照明选通的持续时间应当不少于100μs，以确保光斑在曝光时间内不小于条码的最小元件的宽度。提供脉冲给LED 1510-1519的一种便利的方式是计算成像器808的行数。根据之前的示例，三行捕捉时间接近于最大值100μs(确切地，3×31.75μs＝95.25μs)。当特定行从成像器808读取时，LED被开启，而当已经自该点经过预定数目的行数时LED被关闭。驱动LED的电流的量可以基于LED的占空比(duty cycle)及其最大额定电流被设定。当LED被接近其最大允许的脉冲电流脉冲激励时，LED脉冲宽度被最小化，并且因此扫过速度被最大化。
与照明脉冲宽度有关的是成像器曝光时间的概念。在成像器808是滚动复位或滚动快门成像器的情形下，曝光时间可以表示为行的数目，其中行被曝光或以从顶部到底部的顺序有序地集成光，之后重复。例如，如果曝光时间设定为十行，则成像器808的第一行将在读取该行之前开始曝光十行。第二行将在第一行开始之后开始曝光一行并且就在第一行被读取之后被读取。在这些行都被集成(在集成期间有九行)的期间内，如果LED在某处被提供脉冲一行时间，则这些行都将均等地由LED脉冲曝光。如果LED脉冲持续3行时间，则有7行周期这些行可均等地曝光，等等。利用成像器的“捕捉每第四行”模式，每帧有315行被读取(256个有效行加59个空白行)。对于曝光成像器的所有行的单LED脉冲，曝光时间必须设定为至少256行(成像器的整个范围)加LED脉冲在其上的行的数目但少于315，行加空白的总数被读取或者帧速率将改变以提供曝光的其他行。但是这样的长时间曝光会产生环境光敏感度问题。降低曝光时间可避免由于环境光的饱和。如果曝光时间降低到256/5≈51行，例如以减少环境光敏感度，则可以看到帧时间期间的单LED脉冲将仅曝光图像的五分之一。在一个帧期间将需要五个LED脉冲以曝光成像器的所有行，并且环境光敏感度将被减少到五分之一。光更有效方案可以是帧时间期间脉冲5个不同LED，每个LED将照明视场范围的五分之一，对应于在该时间周期期间被集成的成像器部分。环境光公差的进一步改进可以通过使用更多LED获得，诸如20个LED用于每帧总共20个LED脉冲。然后成像器曝光时间可以被设置为256/20＝13行，从而获得环境光不必比全帧曝光好二十分之一。对应于这些数目的曝光的行的曝光时间被制成如下表格，假设3行LED脉冲。环境光敏感度将取决于相机透镜的焦距(f/#)和选择的曝光时间。
  曝光行   时间   脉冲/帧
  256+2＝258   8.2ms   1
  256/5+2＝53   1.7ms   5
  256/20+2＝15   0.5ms   20
在照明硬件为图15-23中所描绘的情况下，可以如下与成像器808的曝光相应地完成LED 1510-1519的闪光的排序。每个LED对(例如1512和1517)被脉冲激励三行时间，每帧一次。成像器的曝光时间被设置为63行或2ms，使得对应于给定的转向反射镜(例如反射镜820-840中的一个)的所有行被一个LED脉冲激励相等地曝光(因为LED对指向那个镜面)。这个曝光对应于上面表的中间行的情况。脉冲在一个转向反射镜视场中所有成像器行的重叠周期期间发生。可以例如用软件查找表完成那个脉冲激励，当上面所描述的ISR中的行计数器遇到计数值Y时该软件查找表打开LED对Z(其中Z＝1、2、3、4或5)。可以在开发期间调整表值(Y)，以确保所有LED在合适的时间脉冲激励。该基于表的脉冲触发方案的结果是每对LED以100Hz(该频率大于临界闪变频率)脉冲激励，并且5组LED每帧排序一次。照明强度等效于使用具有每帧脉冲激励一次的所有10个LED 1510-1519的全局快门CMOS成像器。
图31参照成像器808的面400(或得到的图像)图示描绘了上面所描述的照明和成像器曝光的时序。滑动曝光窗口3110在概念上可以被视为在成像器面400之前。在上面的示例中，曝光窗口3110每31.75μs向下移一行。在该示例中，曝光窗口为53行高，对应于曝光时间。该曝光-读出方案可以被视为曝光窗口3110的顶部边缘预示着那个行的像素曝光的开始，而曝光窗口3110的底部行是被读出的行。读出行表示为行数X，其每31.75μs递增。因此，曝光窗口3110可以被定义为从行数X-52到行数X范围的53个连续的行。行计数器变量X从-52到最大数(例如255)循环并且重复。X的负值对应于在之前的帧的垂直空白时间期间的行。
当曝光窗口3110覆盖对应于一个转向反射镜的成像器面400的一部分(例如较暗的实水平线之间的部分)时，定向在那个转向反射镜的所有像素被同时曝光。那个瞬间是在那个转向反射镜上闪光照明的适当时间。在图31中，Y1、Y2、Y3、Y4和Y5代表闪光开始时的时间。每个闪光持续一段时间，其可以是整个数目的行时间(例如上面示例中的三行时间)，由开始于Y1、Y2、Y3、Y4和Y5中的每一个的短符号表示。因此，当X＝Y1、Y1+1和Y1+2时，根据上面的示例，启用定向到第一转向反射镜的照明；当X＝Y2、Y2+1和Y2+2时，根据上面的示例，启用定向到第二转向反射镜的照明；以此类推。
图32是根据一个实施例的方法3200的流程图。方法3200特别适用于使用成像器和一组固定的、静态的或非移动的反射镜来为视场范围中的物体上的一维光学代码产生可解码的图像数据(即为最终解码而可以处理的图像数据)。方法3200通常可以以N个并行路径进行，这里N是取自视场范围内的物体的不同局部图像的数目。典型地，N对应于到视场范围内的不同方位的数目，虽然从同一方位分开考虑多个视图是可能的。在每个路径上，方法3200可选地照明得到局部图像的视场范围内的各个区域，如步骤3210-1、3210-2、…、3210-N所示，可以例如同步或顺序执行。通常，同步照明更适合于全局复位图像，而顺序照明对于滚动复位成像器有优势。
该方法还将视场范围(或其中的物体，取决于其尺寸和位置)的局部图像从一个方位投影到成像器的一部分上，并且也是N个时间，如步骤3220-1、3220-2、…、3220-N所示。该部分可以是跨过成像器的带状或具有其他形状。从其投影视图或图像的方位可以与照明从其定向到视场范围的方位相同。可以在与其对应的照明步骤3210-1、3210-2、…、3210-N大约相同的时间执行投影步骤3220-1、3220-2、…、3220-N中的每一个，虽然投影步骤可以在照明步骤开始之前或之后开始。与照明步骤一样，例如可以同步或顺序执行投影步骤3220-1、3220-2、…、3220-N。同步投影更适合于全局复位图像，而顺序投影对于滚动复位成像器有优势。投影步骤3220-1、3220-2、…、3220-N中的一些或所有可以包括从两个或多于两个反射镜反射图像，该反射镜可以是用来将照明定向到视场范围的同一反射镜。投影步骤3220-1、3220-2、…、3220-N中的一些或所有还可以包括将局部图像聚焦在成像器上。
此时，在投影步骤3220-1、3220-2、…、3220-N之后，方法3200已经产生可解码、可处理或有用的图像数据。可选地，方法3200可以继续处理图像数据并且最终对其中的光学代码进行解码，如所示并且接下来所描述的。在光学代码是线性光学代码的情况下，所继续的处理可以包含选择、确定或生成虚拟扫描线。在光学代码是二维或堆叠码的情况下，可以将其他合适的解码技术应用到局部图像。在那种情况下，期望每个局部图像的高度足够大，以配合二维或堆叠码，并且提供存储器为每个局部图像存储足够数目的行，以对整个二维或堆叠码进行解码。合适的二维或堆叠解码技术例如可以包括多个虚拟扫描线。
通过示例，假设虚拟扫描线将被提取，则该方法3200可以生成虚拟扫描线，如步骤3230-1、3230-2、...、3230-N所示。在成像器的不同部分是跨过成像器的一个或多于一个行的条带的情况下，生成步骤3230-1、3230-2、...、3230-N可以简单到将条带内的一个或多于一个行挑选为(多个)虚拟扫描线。在较复杂的情况下，生成步骤3230-1、3230-2、...、3230-N可以包含逐个像素地平均行的强度，以产生表示条带平均值的虚拟扫描线，可以包含逐个像素地添加行的强度，以增加信噪比，或可以包含连带地处理若干行的数据。如果光学代码可以被假设为当条带中的行被曝光时是足够静止的，则平均可以是合适的。在较通常的情况下，考虑到在条带的长方向上的运动的可能性，条带内的不同行可以被关联以确定水平偏移，并且接着可以平均偏移补偿线。
然而为了提取光学代码中的信息，产生虚拟扫描线，方法3200然后解码那些虚拟扫描线，如步骤3240-1、3240-2、3240-3、...、3240-N所示。在方法3200的一个变体中，每个虚拟扫描线产生步骤3230均为成像器的对应视场或部分产生一个虚拟扫描线。并且该单个虚拟扫描线被单独解码。在另一变体中，虚拟扫描线产生步骤3230产生多个虚拟扫描线，并且每个都被单独或联合解码。例如，来自相同视场或图像的多个扫描线可以被独立解码，以确保被正确解码。不同解码操作可以采用相同或不同解码算法。用不同方法解码相同部分的不同虚拟扫描线可以增强在相同情况下成功读取的可能性。
不管解码是怎样获取的，方法3200都可以执行选择步骤3250用以选择采用哪个解码作为整体结果。根据到视场范围的不同方位的数量和他们之间的空间关系，仅解码步骤中的一个或少数可以产生成功解码。选择步骤3250可以如同第一次成功解码一样简单。为了保险起见，选择步骤3250可以可选地检验其他成功解码。在一个或多于一个的解码步骤3240-1、3240-2、...、3240-N产生少于整体光学代码的局部解码的情形下，然后选择步骤可以尝试合并局部解码，以在已知的拼接(stitching)过程生成整体光学代码的完整解码，其中该拼接过程详细描述在例如第5,929,421号美国专利中，该专利全文通过参考合并于此。
来自选择步骤3250对一帧图像数据的整体结果输出可以是不完全的解码，在这种情况下，拼接技术可以用于几个连续帧的整体结果，以产生完全的解码代码。
在一个实施例中，基于面到面或局部图像到局部图像的方式顺序执行这些步骤(即，按照以下顺序步骤：3210-1、3220-1、3230-1、3240-1、3210-2、3220-2、3230-2、3240-2、...、3210-N、3220-N、3230-N、3240-N)。在其他实施例中，相同类型的N个步骤可以组合在一起并且联合执行。例如，从投影步骤3220-1、3220-2、...、3220-N得到的局部图像可以被联合处理，以产生一个或多于一个的虚拟扫描线。例如，图像拼接技术可以用于按照需要将多个局部图像拼接在一起。作为另一示例，解码步骤3240-1、3240-2、...、3240-N可以作为联合解码过程的一部分一起执行，一般与选择步骤3250结合执行。其他结合是可能的。
虽然方法3200可以在每帧可替换地执行任意整数次，但通常每帧图像数据只执行一次方法3200。方法3200可以包括在方法3200每次迭代/重复开始或结束时或者接近开始或结束时复位成像器，或者可以包括在执行每次迭代时基于逐渐滚动的方式复位成像器。
图33是根据一个实施例的另一方法3300的流程图。方法3300适合于读取视场范围中物体上的线性光学代码。方法3300将成像器平面划分为多个条带状部分(步骤3310)。通过执行方法3300的读取器的设计，划分步骤3310可以固有被执行，可以在启动、初始化或其他脱机时间时执行，或者可以在读取光学代码的过程中执行。方法3300还可以从位置和/或方向不同的多个方位观察该物体(步骤3320)。方法3300可以可选地以任何适当的或期望的方式照明物体(步骤3300)。可以从可以观察到物体的相同的多个方位提供这样的照明，在照明到的区域上可以进行多个观察操作，并且照明与观察操作同时进行。接下来，步骤3300在图像平面内形成分别对应于多个方位的多个条带状图像(步骤3340)。因此，方法3300产生包括来自多个方位的数据的合成图像。
此时(在形成步骤3340完成之后)，方法3300生成用于读取光学代码的有用的图像数据。可选地，方法3300可以解码或试图解码嵌入在图像数据中的光学代码。特别地，根据一个实施例，方法3300可以产生覆盖至少一个条带中的一些或全部的一个或多于一个虚拟扫描线(步骤3350)并且解码这些虚拟扫描线以确定光学代码(3360)。在一种版本的方法3300中，图像包括按横行纵列排布的像素矩形阵列，成像器是行方向的滚动复位成像器，条带状部分是N(N≥1)个邻近像素行。在这一版本中，形成步骤3340可以包括在N个邻近像素行的连续组上顺序形成条带状图像。可选地，每帧可以重复形成步骤整数次。
V.变体
此处描述的基于成像器的光学代码读取器的许多变体、增强和改变是可能的。例如，一种增强是增加第二相机用于读取二维或堆叠代码。第二相机系统3400的示例在图34中被图示说明，其中第二相机3410通过折叠反射镜3420观察视场范围。根据外壳内的部件的物理布置，折叠反射镜3420可以不是必须的，因为第二相机3410可以被取向为直接看入视场范围。第二相机3410可以增加功能以相对低的扫过速度读取二维符号，而相机806以相对高的扫过速度读取线性符号。第二相机3410的处理能力可以被合并入与相机806一起使用的相同处理电路，从而提供比基于激光器的扫描器更低的升级成本，基于激光器的扫描器不具有处理能力。二维处理第二相机3410的图像数据可以在后台进行直到检测到二维代码，然后大多数处理可以被转移成处理第二相机3410的图像。
另一变体是同时或可替代地试图从两个或两个以上取景面上读取物体的多面读取器。可结合并且利用在此说明的两个或两个以上基于单窗成像器的成像器，例如在图8-11中说明的成像器800，一起来制作多面(例如，双光学或两窗式)读取器。典型的双光学装置具有两个窗，其中一个窗的一个边缘靠近另一窗的一个边缘并且与两个窗的近似公共边缘成期望的角度关系(例如，90度)。例如，在美国专利7,198,195中，其整体在此被结合作为参考，说明了具有两个扫描面或窗的基于激光器的扫描器。图35也图示说明了具有水平取景窗804A和垂直取景窗804B的双光学读取器3500。相同或相似的多面设计可通过使用在此说明的基于成像器的读取器来完成。三个或三个以上读取器的组合也是可能的。
另一变体是使用单成像器的双光学读取器，其视野被分为两个部分——读取器的其中之一窗——并且被进一步分为从每个窗处产生的多个伪扫描线。图36A-36G说明这种类型的基于单成像器的双光学读取器3600的示例，其具有与图35中相同的形状系数。图36A是读取器3600的侧视切面图，其具有成像器808、透镜810、双光学分裂反射镜3620，以及一些代表性图案反射镜和/或转向反射镜360-3680。双光学分裂反射镜3620被设置为转向成像器的一半视野至读取器3600的水平窗804A部分，而成像器视野的另一半用于垂直窗804B。在图36B和图36C中说明了垂直和水平伪扫描线图案的示例。在图36D-36G中以不同方式说明了图36C中的图案反射镜位移以产生水平伪扫描线图案的示例。
在受让人在2007年6月19日提交的标题为“Imaging Scanner WithMultiple Image Fields”(具有多成像区域的成像扫描器)的美国专利申请11/765,345中公开了为读取光学代码用于成像器的固定反射镜设置的其他示例，其整体通过参考结合在此。
VI.结论
以上使用的术语和描述通过说明方式而非限制方式被陈述。本领域的技术人员将认识到，在不偏离本发明的原理下可对以上说明实施例的细节做出多种改变。因此，本发明的范围应该仅通过权利要求和它们的等同物被确定。

Claims (18)

1.一种基于成像器用于读取视场范围中的物体上的光学代码的方法（3300），所述方法包括：
将成像器的图像平面（400、508、808）划分（3310）为多个条带形状的部分（410、820-870A至840-850B）；
从多个交叉方位观察视场范围中的所述物体（3320）的侧面，所述多个交叉方位在视场范围中的所述物体的侧面上形成多个交叉角度；
分别形成对应于所述多个方位的多个条带形状的图像，其中所述条带形状的图像位于所述图像平面（400）的条带形状的部分（410）中，由此产生包含来自所述多个方位的数据的合成图像（3340）；以及
处理所述合成图像以确定在所述视场范围中的所述物体上的光学代码中编码的信息。
2.根据权利要求1所述的方法（3300），其中所述光学代码是线性光学代码，以及所述方法还包括：处理穿过所述条带形状部分中至少一个的虚拟扫描线以解码所述线性光学代码（3360）。
3.根据权利要求1所述的方法（3300），其中所述合成图像包括水平行布置的像素的矩形阵列，其中所述成像器（400、508、808）是按行滚动复位成像器，以及其中所述条带形状的部分是N个连续行的组，其中N是正整数。
4.根据权利要求3所述的方法（3300），其中所述成像器（400、508、808）是以帧率为特征的滚动复位成像器，以及其中分别形成对应于所述多个方位的多个条带形状的图像步骤包括：
在N个连续行的相继组上顺序形成所述条带形状图像；以及
重复分别形成对应于所述多个方位的多个条带形状的图像的步骤，滚动复位成像器的每帧重复整数次。
5.根据权利要求1所述的方法（3300），所述方法还包括：与形成所述多个条带形状的图像相应同步地从所述多个方位照明所述视场范围中的物体（3330）。
6.根据权利要求1所述的方法，其中使用成像器（508、808）和一个或多于一个固定反射镜（520-540、550-590、820-840、850-890），所述方法包括：
经过第一组固定反射镜从到视场范围的第一方位将物体侧面的第一局部视场投影到成像器（400、508、808）的第一条带形状部分上（3220-1）；
经过第二组固定反射镜从到视场范围的第二方位将物体侧面的第二局部视场投影到成像器（508、808）的第二条带形状部分上（3220-2），其中所述第二方位在观察位置和观察角度中的至少一个不同于所述第一方位，以及其中所述成像器（508、808）的所述第二条带形状部分不同于所述成像器（508、808）的所述第一条带形状部分；
经过第三组固定反射镜从到视场范围的第三方位将物体侧面的第三局部视场投影到成像器（508、808）的第三条带形状部分上（3220-3），其中所述第三方位在观察位置和观察角度中的至少一个不同于所述第一方位和所述第二方位，以及其中所述成像器（400、508、808）的所述第三条带形状部分不同于所述成像器（508、808）的所述第一条带形状部分和所述第二条带形状部分，其中所述成像器（400、508、808）的所述第一、第二和第三部分在穿过所述成像器（400、508、808）的共同方向上大致对准。
7.根据权利要求6所述的方法（3200），其中所述光学代码是一维光学代码。
8.根据权利要求7所述的方法（3200），还包括：
尝试沿着穿过所述成像器（400、508、808）的所述第一条带形状部分的虚拟扫描线将所述一维光学代码解码（3240-1）；
尝试沿着穿过所述成像器（400、508、808）的所述第二条带形状部分的虚拟扫描线将所述一维光学代码解码（3240-2）；以及
尝试沿着穿过所述成像器（400、508、808）的所述第三条带形状部分的虚拟扫描线将所述一维光学代码解码（3240-3）。
9.根据权利要求6所述的方法（3200），其中每个投影步骤（3220）包括从至少两个反射镜反射局部视场并且反射到所述成像器（400、508、808）上。
10.根据权利要求6所述的方法（3200），还包括：将每个局部视场聚焦到所述成像器（400、508、808）上。
11.根据权利要求6所述的方法（3200），还包括照明所述视场范围中的所述物体（3210）。
12.根据权利要求11所述的方法（3200），其中照明所述视场范围中的所述物体包括：
当所述成像器（400、508、808）的第一条带形状部分被曝光以便成像时，大致同时照明所述物体侧面的所述第一局部视场所处的区域；
当所述成像器（400、508、808）的第二条带形状部分被曝光以便成像时，大致同时照明所述物体侧面的所述第二局部视场所处的区域；以及
当所述成像器（508、808）的第三条带形状部分被曝光以便成像时，大致同时照明所述物体侧面的所述第三局部视场部分所处的区域。
13.根据权利要求12所述的方法（3200），其中照明所述物体侧面的第一局部视场所处的区域包括将光从第一方位引导到所述物体，照明所述物体侧面的第二局部视场所处的区域包括将光从第二方位引导到所述物体，以及照明所述物体侧面的第三局部视场所处的区域包括将光从第三方位引导到所述物体。
14.根据权利要求6所述的方法（3200），还包括：将所述成像器（400、508、808）复位。
15.一种用于读取视场范围中的物体上的光学代码的基于成像器的系统（500、800），所述系统包括：
用于从多个角度交叉方位观察（3320）所述视场范围中的所述物体的侧面的装置；
用于分别形成（3340）对应于所述视场范围中的所述物体的侧面上所述多个角度交叉方位的多个条带形状的图像的装置；
用于通过将所述成像器（400、508、808）的图像平面划分为多个条带形状的部分（410、820-870至840-850B）来产生合成图像的装置（520-540、550-590、820-840、850-890），其中所述条带形状的图像位于所述条带形状的部分中；以及
用于处理所述合成图像以确定在所述视场范围中的所述物体上的所述光学代码中编码的信息的装置（2710、2900）。
16.根据权利要求15所述的基于成像器的系统，
其中，用于观察的装置包括相机（806），其包括成像器（508、808）和透镜（510、810），其中所述成像器（508、808）包括二维成像平面（400）上布置的一组像素成像元件，以及其中所述透镜（510、810）被定位在所述成像器（508、808）前方，以将视场聚焦到所述成像器（508、808）的大致全部像素成像元件上；
其中，用于形成图像的装置和用于产生合成图像的装置包括：第一组多个固定反射镜（520-540、820-840），其被布置在视场中，其中所述第一组中的反射镜将所述视场划分为多个部分以及将所述部分从所述第一组反射镜（520-540、820-840）转向到不同方向；第二组至少一个固定反射镜（550-590、850-890），其被布置在所述视场的被第一组反射镜（520-540、820-840）中的一个转向的部分中并且被定位成将所述视场的所述部分从多个角度交叉方位转向到视场范围内，以由此在所述成像器（508、808）的每个所述条带形状部分上从所述角度交叉方位提供物体的至少一部分的图像。
17.根据权利要求16所述的基于成像器的系统（500、800），其中所述成像器（508、808）是滚动复位成像器。
18.根据权利要求16所述的基于成像器的系统（500、800），其中所述第一组反射镜（520-540、820-840）中的反射镜将所述视场划分为包括穿过所述成像平面（400）的平行条带形状部分的多个部分。
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