CN110298209B - 一种三维码信息读取***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种三维码信息读取***及方法，该***包括：用于发出与三维码表面垂直深度相适配且包含若干不同波长的入射光线的光源，接收入射光线的准直透镜及扩束透镜，经过扩束透镜所形成的平行光线被光束分离器所接收，并垂直入射至三维码具台阶的表面，通过光束分离器接受三维码的表面所反射的发射光线并输入至光电检测器，光电检测器根据三维码的表面所反射的发射光线的光强信号进行解析并输出电平信号。在本发明中，三维码表面的凹陷区域与非凹陷区域所反射光线基于相位相反而发生干涉，以限制不同深度的凹陷区域所形成的反射光线的光强，实现了对三维码信息的快速读取。

Description

一种三维码信息读取***及方法
技术领域
本发明涉及编码技术领域，尤其涉及一种三位码信息读取***及基于该***的一种三维码信息读取方法。
背景技术
二维码是通过扫描设备读取信息单元的颜色来进行识别二维码信息。二维码是用某种特定的集合图形按一定规律在平面分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的，它比传统的一维条形码能存储更多的信息，也能表示更多数据类型，用户通常通过二维码解码来获取二维码中储存的信息；其中，QR码是最常见的一种，也是最早支持对汉字编码的二维条码。
为了增加具有平面结构的二维码所携带的数据容量，一种方式是将二维码做得很大，但做大二维码会占用太多的面积；另一种方式是将二维码的点做的很小，然而二维码的信息表述，取决于二维条码图形中黑白点阵的发布及面积，该特点使得其在识读时，对其图形的获取要求变得很高，通常高清晰度和低畸变是最根本的要求，若做小二维码的点，则不利于图像扭曲的纠正，同时还受到分辨率的限制。为解决传统二维码存储信息量较小的问题，目前出现了三维码。公告号为CN206892906U的中国实用新型专利公开了一种立体结构三维码及防伪结构，但该现有技术并没有解决如何读取在物理空间上具三维结构的三维码所表征信息的读取方法。
有鉴于此，有必要对现有技术中的三维码信息读取方法予以改进，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于揭示一种三维码信息读取***以及方法，用以实现对三维码信息的高效、快速读取，并易于识别具物理结构的三维码信息。
为实现上述第一个目的，本发明提供了一种三维码信息读取***，包括：用于发出与三维码表面垂直深度相适配且包含若干不同波长的入射光线的光源，接收入射光线的准直透镜及扩束透镜，经过扩束透镜所形成的平行光线被光束分离器所接收，并垂直入射至三维码具台阶的表面，通过所述光束分离器接受三维码的表面所反射的发射光线并输入至光电检测器，所述光电检测器根据三维码的表面所反射的发射光线的光强信号进行解析并输出电平信号。
作为本发明的进一步改进，所述光电检测器通过其内置的模数转换电路将所述电平信号还原成三维码所携带的三维码信息。
作为本发明的进一步改进，所述光源发出的具不同波长的入射光线的数量与三维码表面所形成的台阶数量相等。
作为本发明的进一步改进，所述入射光线的波长为三维码表面所形成的台阶相对于三维码在垂直方向上的最低点之间的高度差的1/4。
作为本发明的进一步改进所述光源为LED或者及激光发生器。
作为本发明的进一步改进，所述光源发出的入射光线的波长为300～10000nm。
为实现上述第二个目的，本发明还揭示了一种三维码信息读取方法，其特征在于，使用如上述任一项发明创造所述的三维码信息读取***对三维码进行扫描，以根据三维码的表面所反射的发射光线，还原成三维码所携带的三维码信息。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在本发明中将入射至三维码表面的入射光线的波长选定为三维码表面所形成的台阶相对于三维码在垂直方向上的最低点之间的高度差的1/4，并根据三维码表面所形成的具高度差的台阶确定入射光线中所包含的不同波长的入射光线，使得三维码表面的凹陷区域与非凹陷区域所反射光线基于相位相反而发生干涉，以限制不同深度的凹陷区域所形成的反射光线的光强，并由此基于不同的光强确定该三维码基于凹陷区域与非凹陷区域所携带的三维码信息，从而实现了对三维码信息的快速读取。
附图说明
图1为本发明一种三维码信息读取***的***示意图；
图2为三维码表面具有三个台阶的局部微观示意图；
图3为光电检测器根据图2所示出的三个台阶所反射的发射光线的光强信号进行解析并输出所形成的电平信号示意图。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
请参图1至图3所揭示的本发明一种三维码信息读取***的一种具体实施方式。同时，本发明所揭示的一种三维码信息读取方法基于该***予以实现。下文重点对该三维码信息读取***予以重点阐述。该三维码信息读取方法基于该三维码信息读取***对三维码50进行扫描，以根据三维码50的表面所反射的发射光线，还原成三维码50所携带的三维码信息。
该三维码信息读取***用于对图1中平铺的三维码50表面所形成的凹凸起伏的台阶、坑(即，凹陷区域)所携带的三维码信息进行读取，以还原出该三维码所携带的信息。该三维码可附着于任何具有物理特征的商标或者商品的包装表面。
在本实施例中，该三维码信息读取***，包括：用于发出与三维码表面垂直深度相适配且包含若干不同波长的入射光线的光源10，接收入射光线的准直透镜20及扩束透镜30，经过扩束透镜30所形成的平行光线被光束分离器40所接收，并垂直入射至三维码具台阶的表面，通过所述光束分离器接受三维码的表面所反射的发射光线并输入至光电检测器60，所述光电检测器60根据三维码的表面所反射的发射光线的光强信号进行解析并输出电平信号。
参图1所示，光源10发出包含若干不同波长的入射光线，且入射光线的波长或者波长范围的数量与三维码50包面所形成的台阶数量(或者坑数量)相等。为简化表示，结合图2与图3所示，在本实施例中，三维码50的表面形成三个台阶，并由此基于该三个台阶对应形成三个坑，即坑(Y1)、坑(Y2)、坑(Y3)；三维码50在其垂直方向的最高点定义为岸。由于不同波长的光线经过三维码50表面不同形貌反射后所形成的光强信号是不同的，因此，可通过光电检测器60接收光束分离器40所接收到的三维码50所反射的不同光强的反射信号，以通过其内置的模拟-数字转换电路(AD转换电路)还原三维码50基于上述不同形貌所携带的信息。此种基于三维码50携带的信息既可以是商品的属性信息，也可以是商品的防伪信息或者其他类型的加密信息。光电检测器60通过其内置的模数转换电路将所述电平信号还原成三维码50所携带的三维码信息。
在本实施例中，该光源10发出的具不同波长的入射光线的数量与三维码表面所形成的台阶数量相等。所述入射光线的波长为三维码表面所形成的台阶相对于三维码在垂直方向上的最低点之间的高度差的1/4。光源10为LED或者及激光发生器。光源10发出的入射光线的波长为300～10000nm(近紫外至红外波段)范围内的复合光源，对应的台阶深度应为75nm～2500nm范围内。例如：三维码50有三个不同深度的坑，坑(Y1)、坑(Y2)、坑(Y3)的深度分别为75nm、100nm、150nm，对应的光源10所包含的入射光线的波长分别为300nm、400nm、600nm。三维码50所形成的台阶数量一般为三个或三个以上，光源10中所包含的不同波长的入射光线的数量与三维码50所形成的坑的数量相对应。
具体的，在本实施例中，三维码50的表面形成三个台阶，并由此形成三个坑，即坑(Y1)、坑(Y2)、坑(Y3)；三维码50在其垂直方向的最高点定义为岸。光源10向下发出的入射光线分别包含波长为λ1、λ2、λ3这三种不同波长的入射光线。入射光线通过准直透镜20(collimating lens)以将光源10发出的点光源形成平行光21，并进一步通过扩束透镜(Extender lens)以对平行光21进行扩束处理以形成平行光31，并将平行光31输入至光束分离器40中。扩束透镜用于扩大平行输入光束的直径至较大的平行输出光束，即图1中的平行光31。光束分离器40用于将同时包含不同波长的平行光31基于波长进行光线分离，以通过特定范围的波长的扫描光束对三维码50的表面进行扫描，并进一步接收由三维码50表面所反射的反射光线。为简化表示，从光束分离器40所形成的多个波长不同的扫描光束与经过三维码50表面所反射的光线统一用光线41予以标记，本领域技术人员均知，此种光线41是双向光路，并存在先后顺序。扫描光束垂直照射在三维码50的表面上。当扫描光束投射在形成岸的区域时，扫描光束全部被反射，而扫描光束投射在坑时，在坑的周围波面发生弯曲。
在本实施例中，由于将入射光线(即从光束分离器40所形成的多个波长不同的扫描光束)的波长为三维码表面所形成的台阶相对于三维码在垂直方向上的最低点之间的高度差的1/4，并具体为：入射光线λ1的波长为坑(Y1)与岸之间所形成的垂直高度的1/4，入射光线λ2的波长为坑(Y2)与岸之间所形成的垂直高度的1/4，入射光线λ3的波长为坑(Y3)与岸之间所形成的垂直高度的1/4。基于上述波长与坑深度的种类与波长选定的技术方案，使得坑与岸的反射光相位相反而发生相消干涉，以限制坑(Y1)、坑(Y2)、坑(Y3)所形成的反射光线的光强，光束分离器40接收不同光强的反射光线并发送至光电检测器60，对反射光线进行光强检测，即可通过对光强信号进行解析并输出电平信号。结合图2与图3所示，经过光束分离器40向三维码50的表面进行扫描的扫描光束入射至三维码50的表面后，岸(X1)与岸(X2)所反射的反射光线的强度高于坑(Y1)、坑(Y2)、坑(Y3)所形成的反射光线的光强，且坑(Y1)、坑(Y2)、坑(Y3)所形成的反射光线的光强依次递减。上述反射光线的光强可被光电检测器60捕获并输出电平信号，即λ1信号61、λ3信号62及λ3信号63，通过其内置的模数转换电路将所述电平信号还原成三维码50所携带的三维码信息，从而通过经过三维码50所形成的反射光线的光强检测，对三维码50基于表面形貌所表征的信息进行高效、准确的检测。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种三维码信息读取***，其特征在于，包括：用于发出与三维码表面垂直深度相适配且包含若干不同波长的入射光线的光源(10)，接收入射光线的准直透镜(20)及扩束透镜(30)，经过扩束透镜(30)所形成的平行光线被光束分离器(40)所接收，并垂直入射至三维码具台阶的表面，通过所述光束分离器接受三维码的表面所反射的发射光线并输入至光电检测器(60)，所述光电检测器(60)根据三维码的表面所反射的发射光线的光强信号进行解析并输出电平信号，所述入射光线的波长为三维码表面所形成的台阶相对于三维码在垂直方向上的最低点之间的高度差的1/4，所述三维码表面形成携带三维码信息且凹凸起伏的台阶，所述光源(10)发出的具不同波长的入射光线的数量与三维码表面所形成的台阶数量相等。
2.根据权利要求1所述的三维码信息读取***，其特征在于，所述光电检测器(60)通过其内置的模数转换电路将所述电平信号还原成三维码所携带的三维码信息。
3.根据权利要求1所述的三维码信息读取***，其特征在于，所述光源(10)为LED或者及激光发生器。
4.根据权利要求1所述的三维码信息读取***，其特征在于，所述光源(10)发出的入射光线的波长为300～10000nm。
5.一种三维码信息读取方法，其特征在于，使用如权利要求1至4中任一项权利要求所述的三维码信息读取***对三维码进行扫描，以根据三维码的表面所反射的发射光线，还原成三维码所携带的三维码信息。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112257483A (zh) * 2020-11-04 2021-01-22 无锡职业技术学院 一种梯形凸起结构的三维码及读取方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1392429A (zh) * 2001-06-19 2003-01-22 株式会社日立制作所 物镜光学***,光学头和光信息重现装置
JP2004259004A (ja) * 2003-02-26 2004-09-16 Seiko Epson Corp 三次元コードを用いたデータ処理装置、三次元コードを用いたデータ処理方法、三次元コードを用いたデータ処理プログラム、三次元コードを有する物品、タグ及び包装物
CN101387525A (zh) * 2007-07-24 2009-03-18 三丰株式会社 用于干涉测量微型光栅编码读取头的参考信号产生结构
CN103336982A (zh) * 2013-06-06 2013-10-02 北京印刷学院 一种三维码的解码方法
CN103729673A (zh) * 2014-01-28 2014-04-16 苏州大学 一种三维码及其制作方法
CN205176877U (zh) * 2015-12-07 2016-04-20 上海旗微信息科技有限公司 一种三维码扫描识别与接入服务***
CN109447208A (zh) * 2018-08-31 2019-03-08 北京目瞳科技有限公司 一种3d码及3d码的识别方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1392429A (zh) * 2001-06-19 2003-01-22 株式会社日立制作所 物镜光学***,光学头和光信息重现装置
JP2004259004A (ja) * 2003-02-26 2004-09-16 Seiko Epson Corp 三次元コードを用いたデータ処理装置、三次元コードを用いたデータ処理方法、三次元コードを用いたデータ処理プログラム、三次元コードを有する物品、タグ及び包装物
CN101387525A (zh) * 2007-07-24 2009-03-18 三丰株式会社 用于干涉测量微型光栅编码读取头的参考信号产生结构
CN103336982A (zh) * 2013-06-06 2013-10-02 北京印刷学院 一种三维码的解码方法
CN103729673A (zh) * 2014-01-28 2014-04-16 苏州大学 一种三维码及其制作方法
CN205176877U (zh) * 2015-12-07 2016-04-20 上海旗微信息科技有限公司 一种三维码扫描识别与接入服务***
CN109447208A (zh) * 2018-08-31 2019-03-08 北京目瞳科技有限公司 一种3d码及3d码的识别方法

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