[发明专利]双成像视觉系统相机、瞄准仪及其使用方法

权利要求书

1.一种对表面上的视场内有用特征进行读取的视觉系统，至少具有适合于聚焦在所述表面上的第一相机总成，所述系统包括：

主要瞄准仪总成，包括远离所述第一相机总成的相机光学器件的光轴布置的第一发射器，所述第一发射器引导主要瞄准仪光束到所述光轴上；以及

次要瞄准仪总成，包括投射次要瞄准仪光束的第二发射器，所述第二发射器使得所述次要瞄准仪光束被定向为与所述光轴成锐角；

其中，每个瞄准仪总成根据所述第一相机总成的焦点距离，分别将结构化光的离散光束投射到所述表面上；

其中，所述主要瞄准仪和次要瞄准仪光束投射组合图案，所述组合图案代表了所述表面和第一相机总成之间的距离范围；以及

其中，所述次要瞄准仪光束限定了受控光束几何形状，使得次要瞄准仪光束沿着所述表面和所述第一相机总成之间的距离范围跨过所述主要瞄准仪光束，所述距离范围对应于工作距离范围。

2.如权利要求1所述的视觉系统，其中，所述主要瞄准仪光束限定了所述表面上的近似地限定了视场的几何图案。

3.如权利要求2所述的视觉系统，其中，所述主要瞄准仪光束的几何图案为线，所述线的端点位于所述视场的近似边界上，所述视场由激光器和光学总成所投射。

4.如权利要求1所述的视觉系统，其中，所述次要瞄准仪光束在所述视场的中心上跨过所述主要瞄准仪光束。

5.如权利要求1所述的视觉系统，其中，所述次要瞄准仪光束在所述表面上投射几何形状，所述几何形状的边界与所述工作距离范围的相对边界对齐，所述工作距离范围具有由所述主要瞄准仪光束投射的几何形状。

6.如权利要求5所述的视觉系统，其中，由所述次要瞄准仪光束所投射的几何形状限定了长方形、正方形、正多边形和不规则多边形中的至少一种。

7.如权利要求1所述的视觉系统，其中，所述第二发射器具有可变地投射光束的可变光学器件总成，以用于以下各项中的至少一项，(a)适合不同的焦点距离以及(b)基于在所述表面上投射的次要光束的可变图案为用户提供进一步的信息。

8.如权利要求7所述的视觉系统，其中，所述可变光学器件包括机械可变透镜、液体透镜和可变LCD窗口中的一种。

9.如权利要求1所述的视觉系统，其中，所述主要瞄准仪光束限定了第一波长，以及次要瞄准仪光束限定了与所述第一波长可见地离散的第二波长。

10.如权利要求1所述的视觉系统，其中所述有用特征限定了小型ID码。

11.如权利要求1所述的视觉系统，还包括第二相机总成，其中所述第一相机总成的相机光学器件同轴对齐，以及所述第二相机总成的光学器件限定了沙氏关系。

12.如权利要求11所述的视觉系统，其中，所述主要瞄准仪光束和次要瞄准仪光束被设置为依照以下各项中的至少一项在所述表面上投射：(a)第二相机总成的视场的近似中心，以及(b)第一相机总成的光轴相对于第二相机总成的光轴的交叉点。

13.一种对相机总成进行对焦的方法，用于通过与所述相机总成相关联的图像处理器读取表面上的特征，所述方法包括以下步骤：

相对于所述表面定位所述相机总成，以相对于所述特征对齐主要瞄准仪光束投射的形状，使得所述主要瞄准仪光束位于所述相机总成的相机光学器件的光轴上；以及

调整所述相机总成至所述表面的距离，使得次要瞄准仪光束相对于所述主要瞄准仪光束所在光轴以锐角投射的形状穿过所述主要瞄准仪光束；

投射所述主要瞄准仪和次要瞄准仪光束的组合图案，所述组合图案代表了所述表面和第一相机总成之间的距离范围；

通过所述次要瞄准仪光束限定受控光束几何形状，使得次要瞄准仪光束沿着所述表面和所述第一相机总成之间的距离范围跨过所述主要瞄准仪光束，所述距离范围对应于读取器正确对焦的工作距离范围，以此指示所述相机总成位于工作距离范围内以读取所述特征。