(57)【要約】【課題】  流れの中で移動する物体の捕捉の改善を達成すること。【解決手段】  カメラ（１０）に対して相対的に移動する物体（１４）の流れを捕捉するためのカメラ（１０）であって、物体（１４）の画像を撮影するための画像センサ（２４）と、画像センサ（２４）の前に配置されており、１つの焦点深度領域を有する受光光学系（２２）とを備えたカメラ（１０）を提示する。この場合、受光光学系（２２）の前に、少なくとも２つのミラー要素（３２ａ〜ｃ）を備えたミラー機構（３０）が配置されており、このミラー要素が相互に、受光光学系（２２）に対する異なる間隔および／または異なる傾斜角を有しており、こうして物体流の部分領域（１８ａ〜ｃ）を、長さの異なる光路、従って異なる焦点深度領域で、画像センサ（２４）上に多重に結像する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラ（１０）に対して相対的に移動する物体（１４）の流れを捕捉するためのカメラ（１０）であって、前記物体（１４）の画像を撮影するための画像センサ（２４）と、前記画像センサ（２４）の前に配置されており、１つの焦点深度領域を有する受光光学系（２２）とを備えたカメラ（１０）において、
前記受光光学系（２２）の前に、少なくとも２つのミラー要素（３２ａ〜ｃ）を備えたミラー機構（３０）が配置されており、前記ミラー要素が相互に、前記受光光学系（２２）に対する異なる間隔および／または異なる傾斜角を有しており、こうして前記物体流の部分領域（１８ａ〜ｃ）を、長さの異なる光路、従って異なる焦点深度領域で、前記画像センサ（２４）上に多重に結像することを特徴とするカメラ（１０）。
【請求項２】
最大の画像鮮明度で結像された部分領域をそれぞれ１つ選択するために選択ユニット（２６）を有する、請求項１に記載のカメラ（１０）。
【請求項３】
コード領域（２０）の識別およびコード内容の読み取りのためのデコードユニット（２６）を備えたカメラベースのコードリーダとして構成されている、請求項１または２に記載のカメラ（１０）。
【請求項４】
照明機構を有しており、前記照明機構の光が、前記部分領域を照らし出すために前記ミラー要素（３２ａ〜ｃ）を介してそれぞれの前記部分領域（１８ａ〜ｃ）内に偏向されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のカメラ（１０）。
【請求項５】
前記ミラー要素（３２ａ〜ｃ）が、相前後してまたは上下に重ねて、段差をつけて配置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラ（１０）。
【請求項６】
前記ミラー要素（３２ａ〜ｃ）が、互いに離隔した複数の部分領域（１８ａ〜ｃ）から、異なる方向を向いた複数の物体面をそれぞれ捕捉するように相互に角度調節されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のカメラ（１０）。
【請求項７】
前記ミラー要素（３２ａ〜ｃ）が、それ自体で少なくとも２つの部分的な鏡面領域に区分されており、前記部分的な鏡面領域が、部分領域内で幅方向に相並んでいる部分を前記画像センサ（２４）上で上下に並べて結像するために、相互に角度調節されている、請求項１から６のいずれか一項に記載のカメラ（１０）。
【請求項８】
コード（２０）を備えた複数の物体（１４）を物体（１４）の流れの形で搬送するための搬送機構（１２）に定置で据え付けられている、請求項１から７のいずれか一項に記載のカメラ（１０）。
【請求項９】
前記カメラ（１０）が、前記移動する流れから外れた方向に向けられている、請求項１から８のいずれか一項に記載のカメラ（１０）。
【請求項１０】
前記カメラ（１０）が、前記移動する流れに平行に向けられている、請求項１から９のいずれか一項に記載のカメラ（１０）。
【請求項１１】
物体（１４）の移動する流れを捕捉するための方法であって、前記物体（１４）の画像が１つの焦点深度領域を有する受光光学系（２２）によって撮影される方法において、
前記撮影が、少なくとも２つのミラー要素（３２ａ〜ｃ）を備えたミラー機構（３０）を介して行われ、前記ミラー要素が相互に、前記受光光学系（２２）に対する異なる距離および／または異なる傾斜角を有しており、こうして前記物体流の部分領域（１８ａ〜ｃ）を、長さの異なる光路、従って異なる焦点深度領域で、多重に結像することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１または１１のプリアンブルに基づくカメラおよび移動する物体の流れを捕捉するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用途においてカメラは、多種多様なやり方で、物体の特性を自動的に捕捉するために用いられ、例えば物体の検査または測定のために用いられる。この場合は物体の画像を撮影し、課題に対応した方法でその画像を処理することにより該画像を分析する。カメラのさらなる用途はコードの読み取りである。このようなカメラベースのコードリーダは、今でも広く普及しているバーコードスキャナに次第に取って代わりつつある。表面にコードがある物体を画像センサにより撮影し、画像内でコード領域を識別し、その後、デコードする。カメラベースのコードリーダは、一次元のバーコードとは違いマトリクスコードのように二次元で構成された、より多くの情報を提供するコード方式でも問題なく処理できる。コードリーダの典型的な用途分野は、スーパーのレジ、小包の自動識別、郵便物の分類、空港での荷物発送、およびその他の物流用途である。
【０００３】
このようなカメラをコンベアベルトの上方に据え付けて物体の捕捉を行うことがよくある。コンベアベルト上の物体流が相対移動している間にカメラが画像を撮影し、取得した物体特性に応じてさらなる処理ステップを開始する。このような処理ステップでは、例えば、搬送される物体に作用する機械を用いて、具体的な物体に合わせてさらなる加工を行ったり、品質管理の枠内で特定の物体を物体流からはじき出すかもしくは物体流を複数の部分的な物体流に分類することにより物体の流れを変えたりする。カメラがカメラベースのコードリーダである場合、物体は、正しい分類または類似の処理ステップのため、取り付けられたコードに基づいて識別される。一般的には、搬送速度が切り替わってもいつでも物体の位置が分かるように、搬送システムがインクリメンタルエンコーダにより連続的に道程に関連するパルスを発している。
【０００４】
コードの読み取りまたは画像のその他の分析を行うには、画像が十分に鮮明であることが望ましい。これは難題である。というのも、物体の高さが異なることで撮影距離にかなりバラつきがあるからである。カメラの対物レンズの焦点深度は、必要な領域全体を常に十分にカバーできるわけではない。従ってこのために通常は、カメラに設けられた可変式の焦点調整機構を物体の距離に応じて追従させる。これはこれでまた多大な手間を意味するだけでなく、明らかに高さの異なる複数の物体を同時に捕捉するべき場合には問題も満足には解決しない。この場合、カメラは必要な焦点位置のせいぜい１つにしか調整することができない。従って、限られた被写界深度の外側の物体に関しては低品質の画像が生成され、コードの読み取りエラー（読み取り不能）を招く可能性がある。この状況は、比較的幅の広いコンベアベルトまたは複数の相並んで配置されたコンベアベルトの場合に特に頻繁に生じる。そのうえ高い物体に焦点を合わせると捕捉領域が小さくなってしまう。
【０００５】
例えばDE 102 07 538 A1またはEP 2 693 363 A1に基づく従来のアプローチは、複数の捕捉ユニットを用い、それらの焦点を協同的な手法で巧みに操作することにより、結果的に各々の物体が少なくとも１つの捕捉ユニットによって鮮明に捕捉されるようにすることにある。ただしこれは、さらなる捕捉ユニットのためのかなりの追加費用を生じさせる。
【０００６】
EP 1 931 133 A1は、画像撮影器上において互いに分離し且つずれている複数の領域に１つの構造を多重に結像するために、光学系の様々な実施形態を利用している。しかしこれは、コードの読み取りにも距離の異なる合焦にも役立たない。
【０００７】
DE 20 2013 009 198 U1では、２つのミラーを備えたアタッチメントモジュールに基づく、カメラの視野拡張システムが開示されている。これにより、画像センサ上では、拡張された視界が帯状に上下に重なって結像される。EP 2 624 042 A2は、類似の視野拡大のための、４つのミラーから成るより高価な設計のミラーアタッチメントを示している。しかしいずれの場合も、やはり受光光学系の正確な合焦が前提条件とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】DE 102 07 538 A1
【特許文献２】EP 2 693 363 A1
【特許文献３】EP 1 931 133 A1
【特許文献４】DE 20 2013 009 198 U1
【特許文献５】EP 2 624 042 A2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って本発明の課題は、流れの中で移動する物体をより良好に捕捉することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、請求項１または１１に基づくカメラおよび移動する物体の流れを捕捉するための方法によって解決される。該請求項に係る本発明は、物体流の部分領域を受光光学系により画像センサ上で多重に結像し、その際にそれぞれの光路を、少なくとも２つのミラー要素を備えたミラー機構により異なるやり方で折りたたむという基本的思想を出発点とする。
【００１１】
本発明において多重の結像には二重の意味がある。一つには、画像センサが多重に利用される。画像センサ上で、物体流の複数の部分領域を同時に、とりわけ上下に並べて結像するために、画像センサの利用可能な面の一部が放棄される。もう一つには、物体流の部分領域が多重に結像され、詳しくは異なる光路を有するミラー要素の故に多重に結像される。複数のミラー要素により光路長に変化をつけることで、撮影距離を異ならせる。つまり１つの部分領域の少なくとも１つの結像に関しては、受光光学系の焦点深度領域にぴったり合う撮影距離、従って鮮明な画像が生じる。
【００１２】
ミラー要素の適切な段差間隔および角度調節により、同じ部分領域を、様々な長さの光路で同時に画像センサ上に多重に結像することは確かに考えられる。しかしこれは必須ではない。ミラー要素の角度調節により物体流内の部分領域を明らかにずらすことで、１つの部分領域が後ろの画像内でようやく新たに撮影されるようにすることも考え得る。つまり例えば、１つの部分領域が最初は前の位置で大きな撮影距離で捕捉され、それから後ろの位置でもう１回小さな撮影距離で捕捉される。その合間の物体の移動量が、一定の搬送速度が分かっていることにより、または追加的な公知の送りセンサを使うことにより、把握されていれば、ずれは簡単に補整することができる。
【００１３】
本発明は、追加的な画像センサまたは調節可能な焦点ユニットを使用せずに、明らかに物体高さの異なる物体の鮮明な画像を撮影できるという利点を有している。焦点深度領域は、様々な光路長つまり撮影距離での多重結像によって拡げられる。画像センサの面はどんなものであれほぼ正方形であることが多いが、この面のうち物体の移動方向に対応する縦方向の長さは、もともと絶対に必要というわけではない。なぜなら撮影周波数が十分に高ければ、捕捉した画像情報はどのみち冗長にならざるを得ないからである。正方形の視界をセグメントに分けることにより、高さ方向がより良く利用され、またセグメントの視野が比較的平らであるため、物体流全体が捕捉可能なままでもある。その際、各部分を異なる光路長で、従って各々の部分領域を少なくとも１回はできるだけ鮮明に撮影するために、冗長性を利用することが有利である。光路を折りたたむことにより、高い物体の場合に視野が小さくなりすぎるという動的な焦点調節の問題も解決される（「モミの木効果（Tannenbaumeffekt）」）。
【００１４】
カメラは、最大の画像鮮明度で結像された部分領域をそれぞれ１つ選択するために選択ユニットを有することが好ましい。各部分領域は冗長に、ミラー要素ごとに１回ずつ撮影されている。それ故、その部分領域が受光光学系に対して完全に適合したまたはとにかく最も良く適合した１つの撮影距離で撮影された１つの光路が存在する。選択ユニットは、例えば部分領域の撮影画像のピクセルにより構成されたコントラストレベルによって画像鮮明度を選定し、後続の処理ステップのためにそれぞれその部分領域の画像鮮明度が最大の撮影画像を選択する。コードのデコードまたはＯＣＲ（光学式文字認識）のために画像を使用する場合には、この選択は、すべての部分領域を用いてデコードまたは文字認識を試みることであり得る。
【００１５】
カメラは、コード領域の識別およびコード内容の読み取りのためのデコードユニットを備えたカメラベースのコードリーダとして構成されるのが好ましい。コードが異なる撮影距離で撮影され、またこれにより少なくとも１回は、少なくともほぼ鮮明に撮影されるので、このデコードの読み取り速度は特に高い。
【００１６】
カメラが照明機構を有しており、この照明機構の光が、部分領域を照らし出すためにミラー要素を介してそれぞれの部分領域内に偏向されるのが好ましい。つまり、照明は受光される光と同じミラー要素を利用する。これにより、照明ユニットに関して従来の照明に比べて何ら変更を加えなくても、部分領域が照らし出される。それどころか、その照明に合焦機能があれば、受光光学系の焦点深度領域に関するのと同じメカニズムに基づき、その焦点が少なくとも１つの部分領域内に正確に合わされ、しかも、照明と受光光学系が互いに調整されていれば、鮮明に撮影される部分領域内に正確に合わされる。
【００１７】
ミラー要素は、相前後してまたは上下に重ねて、段差をつけて配置されるのが好ましい。これに関し、「相前後して」とは、物体の移動方向に少なくともほぼ一致する方向での多重配置を意味しており、「上下に重ねて」とは、それに垂直な方向での多重配置を意味している。段差をつけられたミラー要素は、次第に長くなる光路を有する一種の階段を構成する。これらのミラー要素は、物体流の捕捉される部分領域が隣接するように、互いに対してほぼ平行に向けられるのが好ましい。好ましい一実施形態では、段差をつけられたミラー要素が互いに対して少し傾けられている。というのもこうするとさらに、同じ部分領域を同時に様々な光路長で捕捉して、画像センサ上の複数のセグメント内に結像できるからである。
【００１８】
ミラー要素は、互いに離隔した複数の部分領域から、異なる方向を向いた複数の物体面をそれぞれ捕捉するように相互に角度調節されていることが好ましい。ここではつまり、前述の段差をつけた配置の場合のようにミラー要素の間隔によってではなく、主として角度調節によって長さの異なる光路が実現される。ここでは１つの部分領域が時間をずらしてようやく新たに撮影される。物体形状によっては、１つの部分領域が決して多重には捕捉されない可能性もあるが、角度調節に基づき、当該の物体領域がともかく少なくとも１回は捕捉されるのを保証することができる。これに関する一例は、既にカメラを通過した物体の背面と、カメラの直下の物体の上面と、まだカメラに向かって移動している物体の前面の同時撮影である。
【００１９】
ミラー要素は、それ自体で少なくとも２つの部分的な鏡面領域に分割され、これらの部分的な鏡面領域は、部分領域内で幅方向に相並んでいる部分を画像センサ上で上下に並べて結像するために、相互に角度調節されていることが好ましい。この実施形態は、本発明による異なる光路長での多重撮影を、冒頭に挙げたDE 20 2013 009 198 U1から知られているような視野拡大と組み合わせたものである。つまり、部分領域の相並んでいるセグメントを捕捉するため、部分的な鏡面領域を互いに対して縦方向および／または横方向に角度調節する。その際、各々のミラー要素は、DE 20 2013 009 198 U1に記載されているすべての形態で形成することができる。その代わりに、幅の広い物体流を捕捉するために複数のカメラを相並べて用いることができる。部分的な鏡面領域を介した捕捉による場合と複数のカメラによる場合のいずれにおいても、部分領域のセグメントを画像処理により互いに結合できることが有利である（イメージスティッチング）。
【００２０】
カメラは、コードを備えた複数の物体を物体流の形で搬送するための搬送機構に定置で据え付けられているのが好ましい。これは、特によくある適用例であり、この適用例では、読み取り速度を改善するために、高さの異なる物体上のコードを鮮明に捕捉することが重要である。
【００２１】
カメラは、移動する流れから外れた方向に向けられているのが好ましい。非常に技術的な表現では、受光光学系の光軸が、物体の移動方向にほぼ垂直に、且つ物体に背いて配置されている。これは、搬送機構の上方にカメラが据え付けられ、この実施形態に基づき実質的に上に向けられているというケースを想像すれば分かりやすい。この実施形態ではミラー機構により１８０°程度の偏向が行われるが、これには最大２０°〜４０°の変化も含まれる。
【００２２】
もう１つの好ましい実施形態では、カメラが、移動する流れに平行に向けられている。ここでは受光光学系の光軸が、物体の移動方向またはその逆方向を示している。この場合、ミラー機構は９０°程度の偏向をもたらすが、これには少なくとも１０°の変化も含まれる。
【００２３】
本発明による方法は、類似のやり方でさらに発展させることができ、その際には類似の利点を示す。このような有利な特徴は例示的であり、ほかにもあるが、独立請求項に続く従属請求項に記載されている。
【００２４】
以下に、実施形態に基づき、また添付した図面を参照しながら、本発明をさらなる特徴および利点に関しても例示的により詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】捕捉すべきコードが付いた物体を載せたコンベアベルトに据え付けられたカメラの概略的な三次元図。
【図２】カメラと、ミラー機構によりセグメントに分けられたカメラの視界との拡大図。
【図３ａ】つながっている視界を有する従来のカメラの正面図。
【図３ｂ】図３ａに示したカメラの三次元図。
【図４ａ】垂直な配置で段差をつけられてセグメント分けされた視界を有する本発明によるカメラの一実施形態の正面図。
【図４ｂ】図４ａに示したカメラの三次元図。
【図５】複数の部分領域において多重に撮影されたコードの例示的な画像。
【図６】水平な配置で段差をつけられてセグメント分けされた視界を有する本発明によるカメラのさらなる一実施形態の三次元図。
【図７】個別のセグメントに分けられた視界を有する本発明によるカメラのさらなる一実施形態の三次元図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、コードリーダとして形成されたカメラ１０を示しており、このカメラはコンベアベルト１２の上方に据え付けられており、コンベアベルト上では物体１４が、矢印によって示された搬送方向１６に、カメラ１０の捕捉領域１８を通って搬送される。物体１４はその外面にコード２０が付いており、このコードがカメラ１０によって読み取られる。このためにカメラ１０は受光光学系２２を介し、多数のマトリクス状または列状に配置された感光性のピクセル要素を有する画像センサ２４により、捕捉領域１８内にある物体１４の画像をそれぞれ撮影する。分析ユニット２６は、画像を分析するデコードユニットを含んでいる。その分析で、コード領域が識別され、コード２０のコード内容が読み取られる。分析機能は、少なくとも部分的にはカメラ１０の外部で実装されていてもよい。
【００２７】
コード２０は、上面に取り付けられているか、または少なくとも上から見えるように取り付けられている場合にのみ、カメラ１０によって認識することができる。従って、図１に示した構成から離れて、例えば側面または下に取り付けられたコード２０ｂを読み取るために様々な方向からの複数のカメラ１０を据え付けることで、すべての方向からのいわゆるオムニ読み取りを可能にしてもよい。コード読み取りシステムのための１つまたは複数のカメラ１０の配置は、実際にはたいてい読み取りトンネルとして構成される。読み取りトンネルに別のセンサが備わっていることもある。このセンサは代表として送りセンサ２８によって示されている。これは例えば、コンベアベルト１２の速度または送り量を確定するインクリメンタルエンコーダである。これにより、コンベアベルト１２に沿ったどこかで捕捉した情報を、コンベアベルトに沿った他の位置に換算することができる。あるいは、送り量が分かっているから、その情報を他の時点に換算することができると言っても同じである。その他の考えられるセンサは、捕捉領域１８内への物体１４の進入をそれぞれ認識するトリガ用光遮断機、または形状センサ、とりわけコンベアベルト１２上での物体１４の３Ｄ輪郭を捕捉するレーザスキャナである。
【００２８】
受光光学系２２は、１つの限られた焦点深度領域しか有しておらず、この焦点深度領域ではすべての物体高さはカバーされない。従ってカメラ１０の前に、複数のミラー要素３２ａ〜ｃを備えたミラー機構３０が配置されている。ミラー要素３２ａ〜ｃはそれぞれ１つの視界セグメント３４ａ〜ｃを作り出し、この視界セグメントによってまた、コンベアベルト１２上の捕捉領域１８のそれぞれ１つの部分領域１８ａ〜ｃが捕捉される。これを、図２では拡大して９０°回転させてもう一度示している。ミラー要素３２ａ〜ｃが、異なる高さで、従ってカメラ１０に対して異なる距離をおいて、段差をつけて配置されていることにより、異なる光路従って撮影距離が生じている。こうして、高さの異なる物体１４を少なくとも１つの部分領域１８ａ〜ｃにおいて、受光光学系２２の焦点深度領域内で捕捉することができる。従って、受光光学系２２は固定された焦点距離を有することで十分ではあるが、それでも補完的な焦点調節を必ずしも排除してはいない。
【００２９】
捕捉領域１８を部分領域１８ａ〜ｃにセグメント分けすることにより、画像センサ２４上でも画像セグメントが生成される。部分領域１８ａ〜ｃは画像センサ２４上では帯状に上下に並んで結像される。例えばＣＣＤ技術またはＣＭＯＳ技術におけるマトリクスチップとしての画像センサ２４はいずれにしても、少なくとも正方形の形状からさほど逸脱しない縦横比を有している。従って、通常の撮影周波数およびコンベアベルト１２のベルト速度では、各々のコード２０がいずれにしても何度か撮影されるので、このように画像セグメントを細長くしても、すべてのコード２０を捕捉するのに十分である。画像センサ２４の光学的な分割による影響を解消するために、撮影周波数を、とりわけミラー要素３２ａ〜ｃの数の分だけ上昇させることも考えられる。
【００３０】
図示した３つのミラー要素３２ａ〜ｃの数は、特に適切な例として理解されるべきである。この数は、典型的な物体高さをカバーするには十分であると同時に、画像センサ２４をまだそれほど過度にはセグメント分けしておらず、従って部分領域１８ａ〜ｃの幅がまだ十分に残っている。しかし、２つまたは４つ以上のミラー要素を備えたミラー機構３０も可能である。
【００３１】
１つの物体高さに焦点を合わせなければならない単なる焦点調節とは違い、ミラー機構３０を用いて、物体高さの大きく異なる複数の相並んでいる物体１４を捕捉することもできる。この場合、ミラー要素３２ａ〜ｃが段差をつけて配置されていることから、部分領域１８ａ〜ｃの１つでは、１つの物体１４に撮影距離が適合し、もう１つの別の部分領域１８ａ〜ｃではもう１つの別の物体１４に適合する。これは、物体が任意の数の場合も機能する。完全な捕捉のためには、焦点深度領域を隙間なく補うような数のミラー要素３２ａ〜ｃが設けられていればよい。
【００３２】
もう１つの利点は、図１には示されていない任意選択の能動的照明をカメラ１０に設ける場合に、その照明も画像センサ２４と同軸に配置して、その光路をミラー機構３０を介して折りたためることである。これにより部分領域１８ａ〜ｃが的確に照らし出され、それどころか照明の発光光学系により正確に焦点が合った状態で照らし出される。ミラー機構３０を介さずに大面積で照明光を導くことも可能ではあるが、それよりも前記同軸の照明の方がかなり的確に光出力を用いることができる。
【００３３】
撮影された画像は、分析ユニット２６内でまたは後続の画像処理において、部分領域１８ａ〜ｃに適合されたパラメータによって評価することができる。画像センサ２４のまたは照明のパラメータを、部分領域ごとに調整または調節することもできる。これにより例えばコントラストまたは明るさが適合される。
【００３４】
図３および図４は、カメラ１０に対して異なる距離をおいて配置されたミラー要素３２ａ〜ｃによる焦点深度領域の拡張をもう一度別の表現で図解している。この場合、結果として生じる拡張された焦点深度領域は、既に説明したように、異なる光路長により各々の割り当て範囲に応じてそれぞれの高さゾーンに分配されている。
【００３５】
図３ａと図３ｂは、最初に比較のためにミラー機構３０のない従来のカメラ１００を示している。このうち図３ａは正面図であり、図３ｂはそれに付属する斜め前方からの三次元図である。それぞれ、高さの異なる捕捉すべき物体１４ａ〜ｃが例示的に示されている。カメラ１００はその限定的な焦点深度領域により、低い物体１４ａに調整されている。部分領域１８ａ〜ｃへのセグメント分けは、理解しやすくするために描き込まれただけである。互いに直接的に隣接している部分領域１８ａ〜ｃはもちろん従来のカメラ１００の場合もその画像センサ上で上下に並んで結像される。しかしミラー機構３０がないので、光路は各部分領域１８ａ〜ｃでそれぞれ異なってはおらず、つまりこの区分けは完全に人為的な定義であり、カメラ１００の画像では認識できない。
【００３６】
より高い物体１４ｂ〜ｃは、カメラ１００の限定的な焦点深度領域の外側にあり、従って鮮明には撮影されない。これを、焦点調節によって緩和することは考えられる。しかし焦点調節可能な受光光学系は、焦点距離が固定されている受光光学系よりかなりコスト高であるだけではない。これにより２つの問題が解決されない。すなわち一つには、相並んでいる高さの異なる物体１４ａ〜ｃの場合、焦点調節は１つの物体１４ａ〜ｃしか鮮明にできない。そのうえ、図３ａから分かるように、高い物体１４ｃがカメラ１００の視野内に入りきらない。このような読み取りエリア幅の制限は、焦点調節でも帳消しにできない。
【００３７】
図４は、本発明によるカメラ１０の一実施形態について、図３に対応する状況を示している。例示的に３つのミラー要素３２ａ〜ｃを備えたミラー配置３０により、読み取り領域が折りたたまれており、これにより、拡張された焦点深度領域を取得している。そのうえ読み取り幅が、すべての物体高さにわたって等しく分配されている。高い物体１４ｃは最も遠く離れたミラー要素３２ｃを介して部分領域１８ｃにより捕捉され、真ん中の物体１４ｂは真ん中のミラー要素３２ｂを介して部分領域１８ｂにより捕捉され、かつ低い物体１４ａは一番近くに配置されたミラー要素３２ａを介して部分領域１８ａにより捕捉される。図示した様々な高さの部分領域１８ａ〜ｃまたは物体１４ａ〜ｃは、隙間なく補い合う焦点深度領域の例として解釈できる。これとは違い、相互の部分的な重なり合い、およびある程度での隙間も考えられ、隙間内ではこの場合、画像は十分な鮮明度では捕捉されなくなる。
【００３８】
ミラー要素３２ａ〜ｃは、構成および分析が複雑にならないようにするため、相互に同じ大きさであり、かつ等しく離隔していることが好ましい。これとは異なっていてもよい。そのうえミラー要素３２ａ〜ｃは、互いに平行な向きであってよく、または角度調節された向きであってよい。これは、コンベアベルト１２上の搬送方向１６での、部分領域１８ａ〜ｃの対応するずれを生じさせる。各々のずれは、例えば送りセンサ２８を介して捕捉されたコンベアベルト１２の送り量に基づいて算出することができる。ただし、ミラー要素３２ａ〜ｃを、部分領域１８ａ〜ｃが搬送方向にずれないように、互いに対して傾けることも可能である。
【００３９】
図５は、本発明によるカメラ１０によって撮影されたコード２０の画像の一例を示している。コード２０が、上下に重なった帯において、異なる画像鮮明度で３回捕捉されたことが明らかに認識できる。矢印は、成功したデコードに利用できたコード２０の撮影画像を示している。これは、各々のコード２０に関して少なくとも１回、および左のコード２０に関してはそれどころか２回成功しており、つまり左のコード２０は、同時に２つの部分領域１８ａ〜ｃ内でまだ十分な焦点深度領域内にある高さで撮影されたわけである。
【００４０】
図６は、カメラ１０および前に配置されたミラー機構３０を有する別の実施形態を示している。カメラ１０が上に向けられており、ミラー要素３２ａ〜ｃが上に向かって異なる間隔で段差をつけられている前述の実施形態とは異なり、ここではカメラ１０がその光軸を搬送方向１６に対し少なくともほぼ平行に向けている。これに対応してミラー要素３２ａ〜ｃは、水平方向で段差をつけられており、もはや１８０°偏向のためにコンベアベルト１２に平行に向けられているのではなく、約４５°傾いており、従ってこれらのミラー要素は光路を約９０°折りたたむ。これにより全体として捕捉領域１８は、カメラ１０に対して搬送方向にずれる。この配置は、例えば取り付け高さに制限のある状況に特に適している。
【００４１】
図７は、カメラ１０のもう１つの実施形態を示している。これまでは、異なる光路が主としてミラー要素３２ａ〜ｃの間隔によって達成され、傾斜角は補完的なものであったのに対し、ここでは明らかに異なる角度調節が選ばれている。これにより部分領域１８ａ〜ｃのずれが、これまで述べた実施形態より明らかに大きくなっている。この配置は、これまでのように高さの異なる物体１４ａ〜ｃを鮮明に捕捉するために利用できる。また図７は、ミラー機構３０により、１つだけのカメラ１０を用いて同時に物体１４の正面読み取り、上面読み取り、および背面読み取りを達成できることも図示している。このような場合、従来は少なくとも２つのカメラを異なる撮影位置および向きで利用していた。この図の例から、ミラー要素３２ａ〜ｃの間隔および傾斜角のどちらでも、単独でまたは組み合わされて、拡張された視界を生じさせることが分かる。さらに追加的なミラー要素３２ａ〜ｃを用いて、正面読み取り、上面読み取り、および裏面読み取りのそれぞれを長さの異なる光路により多重化し、それにより既に拡張された焦点深度領域内で各読み取りが行われるようにすることもできる。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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