EP2248069B1

Systems and methods for forming a composite image of multiple portions of an object from multiple perspectives

Abstract

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15 claims: 15 independent, 0 dependent

  1. 1
    An imaging system (500, 800) for forming image data from an object bearing an optical code in a viewing volume, the imaging system (500, 800) comprising:a camera (806) comprising an imager (508, 808) and a lens (510, 810), wherein the imager (508, 808) comprises a set of pixel imaging elements arranged in a two-dimensional imaging plane (400), and wherein the lens (510, 810) is positioned in front of the imager (508, 808) so as to focus a field of view onto substantially all of the pixel imaging elements of the imager (508, 808);a first set of a plurality of fixed mirrors (520-540, 820-840) placed in the field of view, wherein the first set of mirrors (520-540, 820-840) split the field of view into plural portions and redirect said portions in different directions away from the first set of mirrors (520-540, 820-840);a second set of fixed mirrors (550-590, 850-890) comprising a plurality of groups of second set of mirrors (550-590, 850-890), each group of second set ofmirrors (550-590, 850-890), being placed in a portion of the field of view as redirected by a respective one of thefirst set of mirrors (520-540, 820-840) and positionedto redirect said portion of the field of view into the viewing volume from a plurality of perspectives, to thereby provide an image of at least a portion of the object from said perspectives on a portion of the pixel imaging elements of the imager (508, 808);anda decoder (2710, 2900) interfaced to the camera (806) and configured to decode the optical code imaged by the imager (508, 808). Ein Bildgebungs-System (500, 800) zum Bilden von Bilddaten von einem Objekt, welches einen optischen Code in einem Sichtvolumen überträgt, das Bildgebungs-System (500, 800) aufweisend: eine Kamera (806) welche einen Bildgeber (508, 808) undeine Linse (510, 810) aufweist, wobei der Bildgeber (508, 808) einen Satz von Pixel-Bildgebungselementen aufweist, die in einer zweidimensionalen Bildgebungs-Ebene (400) angeordnet sind, und wobei die Linse (510, 810) vor dem Bildgeber (508, 808) angeordnet ist, um ein Blickfeld auf im Wesentlichen alle die Pixel-Bildgebungselemente des Bildgebers (508, 808) zu fokussieren;einen ersten Satz einer Mehrzahl von festen Spiegeln (520-540, 820-840), die in dem Blickfeld angeordnet sind, wobei der erste Satz von Spiegeln (520-540, 820-840) das Blickfeld in mehrere Bereiche aufteilt und die Bereiche in verschiedene Richtungen weg von dem ersten Satz von Spiegeln (520-540, 820-840) umleitet;einen zweiten Satz von festen Spiegeln (550-590, 850-890), der eine Mehrzahl von Gruppen des zweiten Satzes von Spiegeln (550-590, 850-890) aufweist, wobei jede Gruppe des zweiten Satzes von Spiegeln (550-590, 850-890), die in einem Bereich des Blickfeldes platziert ist, wie mittels eines Entsprechenden des ersten Satzes von Spiegeln (520-540, 820-840) umgeleitet wird, undangeordnet ist, um den Bereich des Blickfeldes in das Sichtvolumen von einer Mehrzahl von Perspektiven umzuleiten, um damit ein Bild von mindestens einem Bereich des Objekts von den Perspektiven auf einem Bereich der Pixel-Bildgebungselemente des Bildgebers (508, 808) bereitzustellen;undein Dekoder (2710, 2900), der zu der Kamera (806) angekoppelt ist und eingerichtet ist, den optischen Code zu dekodieren, der mittels des Bildgebers (508, 808) aufgenommen wird. Système d'imagerie (500, 800) destiné à former des données d'image à partir d'un objet portant un code optique dans un volume de visionnement, le système d'imagerie (500, 800) comprenant : une caméra (806) comprenant un dispositif d'imagerie (508, 808) et une lentille (510, 810), dans lequel le dispositif d'imagerie (508, 808) comprend un ensemble d'éléments d'imagerie de pixel disposés dans un plan d'imagerie bidimensionnel (400), et dans lequel la lentille (510, 810) est positionnée devant le dispositif d'imagerie (508, 808) de façon à focaliser un champ de vision sur sensiblement tous les éléments d'imagerie de pixel du dispositif d'imagerie (508, 808) ;un premier ensemble d'une pluralité de miroirs fixes (520-540, 820-840) placés dans le champ de vision, dans lequel le premier ensemble de miroirs (520-540, 820-840) partagent le champ de vision en plusieurs parties et réorientent lesdites parties dans des directions différentes en s'éloignant du premier ensemble de miroirs (520-540, 820-840) ;un second ensemble de miroirs fixes (550-590, 850-890) comprenant une pluralité de groupes du second ensemble de miroirs (550-590, 850-890), chaque groupe du second ensemble de miroirs (550-590, 850-890) étant placé dans une partie du champ de vision réorienté par l'un respectif du premier ensemble de miroirs (520-540, 820-840) et positionné de façon à réorienter ladite partie du champ de vision dans le volume de visionnement à partir d'une pluralité de perspectives, afin de fournir ainsi une image d'une partie au moins de l'objet à partir desdites perspectives sur une partie des éléments d'imagerie de pixel du dispositif d'imagerie (508, 808) ;etun décodeur (2710, 2900) interfacé avec la caméra (806) et configuré pour décoder le code optique imagé par le dispositif d'imagerie (508, 808).
  2. 2
    An imaging system (500, 800) according to claim 1, wherein the mirrors in the first set of mirrors (520-540, 820-840) split the field of view into plural portions that comprise parallel strips across the imaging plane (400). Ein Bildgebungs-System (500, 800) gemäß Anspruch 1, wobei die Spiegel in dem ersten Satz von Spiegeln (520-540, 820-840) das Blickfeld in mehrere Bereiche aufteilen, die parallele Streifen über die Bildgebungsebene (400) aufweisen. Système d'imagerie (500, 800) selon la revendication 1, dans lequel les miroirs dans le premier ensemble de miroirs (520-540, 820-840) partagent le champ de vision en plusieurs parties qui comprennent des bandes parallèles à travers le plan d'imagerie (400).
  3. 3
    An imaging system (500, 800) according to any of claims 1-2, wherein each group of second set of mirrors (550-590, 850-890) comprises a plurality of parallel strip-shaped mirrors. Ein Bildgebungs-System (500, 800) gemäß einem der Ansprüche 1-2, wobei jede Gruppe des zweiten Satzes von Spiegeln (550-590, 850-890) eine Mehrzahl von parallelen streifenförmig ausgebildeten Spiegeln aufweist. Système d'imagerie (500, 800) selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel chaque groupe du second ensemble de miroirs (550-590, 850-890) comprend une pluralité de miroirs en forme de bandes parallèles.
  4. 4
    An imaging system (500, 800) according to claim 1, further comprising an illumination source (510-519, 2510, 2610) configured to shine light into the viewing volume by way of reflection via at least one mirror in the first set of mirrors (520-540, 820-840) and at least one mirror in the second set of mirrors (550-590, 850-890). Ein Bildgebungs-System (500, 800) gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend eine Beleuchtungsquelle (510-519, 2510, 2610), die eingerichtet ist, Licht auf das Sichtvolumen mittels einer Reflektion über mindestens einen Spiegel in der ersten Menge von Spiegeln (520-540, 820-840) und mindestens einem Spiel in der zweiten Menge von Spiegeln (550-590, 850-890) zu leuchten. Système d'imagerie (500, 800) selon la revendication 1, comprenant en outre une source d'éclairage (510-519, 2510, 2610) configurée pour éclairer le volume de visionnement par une réflexion via un miroir au moins dans le premier ensemble de miroirs (520-540, 820-840), et un miroir au moins dans le second ensemble de miroirs (550-590, 850-890).
  5. 5
    An imaging system (500, 800) according to claim 1, wherein the first set of mirrors (520-540, 820-840) and the second set of mirrors (550-590, 850-890) are arranged to collect N views of the viewing volume from different perspectives and to reflect the N views onto N distinct portions of the imaging plane (400), wherein N > 8. Ein Bildgebungs-System (500, 800) gemäß Anspruch 1, wobei der erste Satz von Spiegeln (520-540, 820-840) und der zweite Satz von Spiegeln (550-590, 850-890) angeordnet sind, um N Ansichten des Sichtvolumens von verschiedenen Perspektiven zu sammeln und die N Ansichten auf N verschiedene Bereiche der Bildgebungsebene (400) zu reflektieren, wobei N > 8. Système d'imagerie (500, 800) selon la revendication 1, dans lequel le premier ensemble de miroirs (520-540, 820-840) et le second ensemble de miroirs (550-590, 850-890) sont agencés pour collecter N vues du volume de visionnement à partir de différentes perspectives et pour réfléchir les N vues sur N parties distinctes du plan d'imagerie (400), dans lequel N > 8.
  6. 6
    An imaging system (500, 800) according to claim 1, wherein the imager (508, 808) is a rolling-reset imager characterized by the set of pixel imaging elements being arranged in a rectangular array having rows and columns. Ein Bildgebungs-System (500, 800) gemäß Anspruch 1, wobei der Bildgeber (508, 808) ein rollierender Zurücksetz-Bildgeber ist, der durch den Satz der Pixel-Bildgebungselemente charakterisiert ist, die in einem rechteckigen Feld angeordnet sind, welches Zeilen und Spalten hat. Système d'imagerie (500, 800) selon la revendication 1, dans lequel le dispositif d'imagerie (508, 808) est un dispositif d'imagerie à réinitialisation tournante, caractérisé par le fait que l'ensemble d'éléments d'imagerie de pixel est agencé selon un réseau rectangulaire présentant des lignes et des colonnes.
  7. 7
    An imaging system (500, 800) according to claim 1, wherein each view of the viewing volume reflects off two different mirrors before reaching the imaging plane (400). Ein Bildgebungs-System (500, 800) gemäß Anspruch 1, wobei jede Ansicht des Sichtvolumens von zwei verschiedenen Spiegeln reflektiert bevor die Bildgebungsebene (400) erreicht wird. Système d'imagerie (500, 800) selon la revendication 1, dans lequel chaque vue du volume de visionnement se réfléchit sur deux miroirs différents avant d'atteindre le plan d'imagerie (400).
  8. 8
    An imaging system (500, 800) according to claim 5, wherein:the second set of mirrors (550-590, 850-890) is configured to collect the N views of the viewing volume;andthe first set of mirrors (520-540, 820-940) is oriented to reflect the N views from the first set of mirrors (520-540, 820-940) to the imaging plane (400). Ein Bildgebungs-System (500, 800) gemäß Anspruch 5, wobei: der zweite Satz von Spiegeln (550-590, 850-890) eingerichtet ist, die N Ansichten des Sichtvolumens zu sammeln;undder erste Satz von Spiegeln (520-540, 820-940) ausgerichtet ist, die N Ansichten des ersten Satzes von Spiegeln (520-540, 820-940) auf die Bildgebungsebene (400) zu reflektieren. Système d'imagerie (500, 800) selon la revendication 5, dans lequel : le second ensemble de miroirs (550-590, 850-890) est configuré pour collecter les N vues du volume de visionnement ;etle premier ensemble de miroirs (520-540, 820-940) est orienté de façon à réfléchir les N vues en provenance du premier ensemble de miroirs (520-540, 820-940) vers le plan d'imagerie (400).
  9. 9
    An imaging system (500, 800) according to claim 8, wherein at least three of the N distinct portions are oriented in a common direction across the imaging plane (400) regardless of a perspective from which a corresponding view is taken. Ein Bildgebungs-System (500, 800) gemäß Anspruch 8, wobei mindestens drei der N verschiedenen Bereiche in einer gemeinsamen Richtung über die Bildgebungsebene (400) unabhängig von einer Perspektive ausgerichtet sind, von der eine entsprechende Ansicht genommen wird. Système d'imagerie (500, 800) selon la revendication 8, dans lequel au moins trois des N parties distinctes sont orientées dans une direction commune à travers le plan d'imagerie (400) indépendamment de la perspective à partir de laquelle une vue correspondante est prise.
  10. 10
    An imaging system (500, 800) according to claim 5, wherein said different perspectives are comparable to a set of perspectives of scan lines (165-185) in a laser-based optical code scanner (100). Ein Bildgebungs-System (500, 800) gemäß Anspruch 5, wobei die verschiedenen Perspektiven zu einem Satz von Perspektiven von Scan-Linien (165-185) in einem Laserbasierten optischen Code-Scanner (100) vergleichbar sind. Système d'imagerie (500, 800) selon la revendication 5, dans lequel lesdites différentes perspectives sont comparables à un ensemble de perspectives de lignes de balayage (165-185) dans un dispositif de balayage de code optique à base de laser (100).
  11. 11
    An imaging system (500, 800) according to claim 5, wherein at least one of the fixed mirrors comprises a Fresnel prism (820', 820", 820'", 825', 830'). Ein Bildgebungs-System (500, 800) gemäß Anspruch 5, wobei mindestens einer der festen Spiegel ein Fresnel-Prisma (820', 820", 820"', 225', 830')aufweist. Système d'imagerie (500, 800) selon la revendication 5, dans lequel l'un au moins des miroirs fixes comprend un prisme de Fresnel (820', 820", 820"', 825', 830').
  12. 12
    A method (3200) for generating useful image data for an optical code on an object in a viewing volume using an imager (508, 808) and a plurality of fixed mirrors (520-540, 550-590, 820-840, 850-890), the method (3200) comprising:focusing a field of view through a lens and onto the imager (508, 808);with a first set of a plurality of fixed mirrors (520-540, 820-840) placed in the field of view, splitting the field of view of the imager (508, 808) into plural first portions and redirecting said first portions in different directions away from the first set of mirrors (520-540, 820-840);with a second set of fixed mirrors (550-590, 850-890) comprising a plurality of groups of second set ofmirrors, each group of second set of mirrors, being placed in a respective one of the first portions of the field of view as redirected by a respective one of the first set of mirrors (520-540, 820-840), redirecting a respective first portion of the field of view into the viewing volume from a plurality of perspectives for providing an image of at least a portion of the object from said perspectives on a portion of the pixel imaging elements of the imager (508, 808);anddecoding the optical code imaged by the imager (508, 808). Ein Verfahren (3200) zum Erzeugen von Nutz-Bilddaten für einen optischen Code an einem Objekt in einem Sichtvolumen unter Verwendung eines Bildgebers (508,808) und einer Mehrzahl von festen Spiegeln (520-540, 550-590, 820-840, 850-890), das Verfahren (3200) aufweisend: Fokussieren eines Blickfelds durch eine Linse und auf den Bildgeber (508, 808);mit einem ersten Satz einer Mehrzahl von festen Spiegeln (520-540, 820-840), die in dem Blickfeld angeordnet sind, Aufteilen des Blickfelds des Bildgebers (508, 808) in mehrere erste Bereiche und Umleiten der ersten Bereiche in verschiedene Richtungen weg von dem ersten Satz von Spiegeln (520-540, 820-840);mit einem zweiten Satz von festen Spiegeln (550-590, 850-890), der eine Mehrzahl von Gruppen des zweiten Satzes von Spiegeln aufweist, wobei jede Gruppe des zweiten Satzes von Spiegeln, die in einem Entsprechenden der ersten Bereiche des Blickfeldes platziert ist, wie mittels eines Entsprechenden des ersten Satzes von Spiegeln (520-540, 820-840) umgeleitet wird, Umleiten eines entsprechenden ersten Bereichs des Blickfeldes in das Sichtvolumen von einer Mehrzahl von Perspektiven zum Bereitstellen eines Bildes von mindestens einem Bereich des Objekts von den Perspektiven auf einen Bereich der Pixel-Bildgebungselemente des Bildgebers (508, 808);undDecodieren des optischen Codes, der mittels des Bildgebers (508, 808) aufgenommen wird. Procédé (3200) destiné à générer des données d'image utiles pour un code optique sur un objet dans un volume de visionnement en utilisant un dispositif d'imagerie (508, 808) et une pluralité de miroirs fixes (520-540, 550-590, 820-840, 850-890), le procédé (3200) comprenant : la focalisation d'un champ de vision à travers une lentille et sur le dispositif d'imagerie (508, 808) ;avec un premier ensemble d'une pluralité de miroirs fixes (520-540, 820-840) placés dans le champ de vision, le partage du champ de vision du dispositif d'imagerie (508, 808) en plusieurs premières parties et la réorientation desdites premières parties dans des directions différentes en s'éloignant du premier ensemble de miroirs (520-540, 820-840) ;avec un second ensemble de miroirs fixes (550-590, 850-890) comprenant une pluralité de groupes du second ensemble de miroirs, chaque groupe du second ensemble de miroirs étant placé dans l'une respective des premières parties du champ de vision réorienté par l'un respectif du premier ensemble de miroirs (520-540, 820-840), la réorientation d'une première partie respective du champ de vision dans le volume de visionnement à partir d'une pluralité de perspectives, afin de fournir une image d'une partie au moins de l'objet à partir desdites perspectives sur une partie des éléments d'imagerie de pixel du dispositif d'imagerie (508, 808) ;etle décodage du code optique imagé par le dispositif d'imagerie (508, 808).
  13. 13
    A method (3200) according to claim 12, wherein the optical code is a one-dimensional optical code, the method further comprising:attempting to decode (3240-1) the one-dimensional optical code along a virtual scan line traversing a first portion of the imager (508, 808);attempting to decode (3240-2) the one-dimensional optical code along a virtual scan line traversing a second portion of the imager (508, 808);andattempting to decode (3240-3) the one-dimensional optical code along a virtual scan line traversing a third portion of the imager (508, 808). Ein Verfahren (3200) gemäß Anspruch 12, wobei der optische Code ein eindimensionaler optischer Code ist, das Verfahren ferner aufweisend: Versuchen, den eindimensionalen optischen Code entlang einer virtuellen Scan-Linie zu decodieren (3240-1), die einen ersten Bereich des Bildgebers (508, 808) durchläuft;Versuchen, den eindimensionalen optischen Code entlang einer virtuellen Scan-Linie zu decodieren (3240-2), die einen zweiten Bereich des Bildgebers (508, 808) durchläuft;undVersuchen, den eindimensionalen optischen Code entlang einer virtuellen Scan-Linie zu decodieren (3240-3), die einen dritten Bereich des Bildgebers (508, 808) durchläuft. Procédé (3200) selon la revendication 12, dans lequel le code optique est un code optique unidimensionnel, le procédé comprenant en outre : la tentative de décodage (3240-1) du code optique unidimensionnel le long d'une ligne de balayage virtuelle traversant une première partie du dispositif d'imagerie (508, 808) ;la tentative de décodage (3240-2) du code optique unidimensionnel le long d'une ligne de balayage virtuelle traversant une deuxième partie du dispositif d'imagerie (508, 808) ;etla tentative de décodage (3240-3) du code optique unidimensionnel le long d'une ligne de balayage virtuelle traversant une troisième partie du dispositif d'imagerie (508, 808).
  14. 14
    A method (3200) according to claim 12, further comprising reflecting a partial image off at least two mirrors and onto the imager (508, 808). Ein Verfahren (3200) gemäß Anspruch 12, ferner aufweisend Reflektieren eines Teilbildes von mindestens zwei Spiegeln und auf den Bildgeber (508, 808). Procédé (3200) selon la revendication 12, comprenant en outre la réflexion d'une image partielle sur deux miroirs au moins et sur le dispositif d'imagerie (508, 808).
  15. 15
    A method (3200) according to claim 12, further comprising illuminating (3210) the object in the viewing volume. Ein Verfahren (3200) gemäß Anspruch 12, ferner aufweisend Beleuchten (3210) des Objekts in dem Sichtvolumen. Procédé (3200) selon la revendication 12, comprenant en outre l'éclairage (3210) de l'objet dans le volume de visionnement.
Independent claims15