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          條碼掃描系統組成結構原理
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          條碼掃描系統組成結構原理

          • 分類:條碼系統實施
          • 作者:
          • 來源:
          • 發布時間:2020-07-01 09:16
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          【概要描述】

          條碼掃描系統組成結構原理

          【概要描述】

          • 分類:條碼系統實施
          • 作者:
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          • 發布時間:2020-07-01 09:16
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            條碼掃描系統組成結構原理,掃描系統的主體是光學結構,該結構應該具備以下兩個性能:

            1、具有一個掃描光路,以產生一個光點,該光點在人工或自動控制下能沿某一軌跡作直線運動且通過一個條碼符號的左空白區、起始符、數據符、終止符及右空白區。

            2、具有一個條碼符號反射光的接收系統,它應能夠并擅長接收掃描光點從條碼符號上反射回來的漫反射光。

            條碼掃描系統可采取不同的光源、掃描形式、光路設計來實現上述功能。

            (1)掃描槍的光源

            條碼掃描槍所選用的光源種類很多,主要有半導體光源、激光光源,也有選用白熾燈、閃光燈等光源的。在這里主要介紹半導體發光管和激光器。

            ①半導體發光管

            半導體發光管又稱發光二極管,它實際上就是一個由P型半導體和N型半導體組合而成的二極管。當在P-N結上施加正向電壓時發光二極管就發出光來,如圖2-29(a)和圖2-29(b)所示

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            圖2-29 半導體發光二極管

            ②激光器

            激光技術的發展已有30多年的歷史,它現已廣泛應用于各個領域。激光器的種類很多,早期的條碼掃描槍一般采用氦氖激光器作為掃描光源,到了80年代,半導體激光器得到了迅速發展,由于它具有功耗低、體積小、工作電壓低、可靠性高、價格低廉這些特點,所以使原來使用的氦氖激光器迅速被取代。

            我們常見的半導體激光器都是些小功率的,體積像一個普通三極管那么大,所以半導體激光器又稱激光二極管。因為條碼掃描槍普遍采用了激光二極管,所以其體積和成本大大降低,剛開始時,只有只能發出紅外激光的激光二極管,90年代后才出現了紅色光激光二極管(現在已經有藍色激光二極管),激光二極管的發展已成為近些年來條碼技術發展的重要方面。

            激光與其它光源相比,有其獨特的性質:

            1、有很強的方向性。

            2、單色性和相干性極好。其它光源無論采用何種濾波技術也得不到像激光器發出的那樣的單色光。

            3、可獲得極高的光強度。條碼掃描系統采用的都是低功率的激光二極管,使之短暫射入人眼時不會給人眼帶來傷害,但它仍具有其他光源難以達到的光照度。

            (2)掃描方式

            掃描槍掃描識讀條碼符號主要方式分為手動掃描、自動掃描及CCD掃描。

            ①手動掃描

            手動掃描比較簡單,掃描槍內部不帶有掃描裝置,發射的照明光束的位置相對于掃描槍固定,完成掃描過程需要手持條碼掃描槍掃過條碼符號,這種條碼掃描槍屬于固定光束掃描槍。光筆和大多數卡式條碼閱讀器都采用這種掃描方式。光筆掃描示意圖見圖2-30。

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            ②自動掃描

            自動掃描是指條碼掃描槍內部含有使掃描光束做掃描運動的裝置,如旋轉鏡組、擺鏡等。自動掃描的掃描光源為激光,圖2-31所示的為自動掃描的基本原理圖。

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            圖中,掃描光束從激光器(LS)發出,穿過半反透鏡面(BSP),再通過周期性旋轉的棱鏡(PG)的各反射鏡面,形成激光束的掃描運動。與此同時,照明光點在條碼符號上的反射光通過旋轉棱鏡的鏡面,經半反透鏡面(BSP)反射,經過會聚透鏡匯聚的光電探測器上。在這個掃描結構中,激光的掃描光束未經過接收光的透鏡系統,保持著激光光束細窄、光能集中的特點。但在透鏡系統外,激光光束和接收系統的光軸保持重合,這樣就保證了激光的照明點就是探測器的接收點。

            手持激光條碼掃描槍的掃描裝置一般用擺鏡代替棱鏡,在內部震動線圈的驅動下擺動,實現掃描。而在超級市場中的全向激光掃描槍注一般采用旋轉棱鏡掃描和全息掃描兩種方案。這兩種掃描方式都能產生多個方向、多個位置的掃描。

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            圖2-32旋轉棱鏡掃描結構示意圖

            在圖中的掃描光路中,每一個平面鏡和棱形旋轉鏡的多個鏡面(圖中是6個)組合就能形成某一個方向上的多條掃描線。三個平面鏡和旋轉鏡面的組合就構成了三個方向上的多線掃描。而掃描光點經平面鏡、旋轉鏡面原路返回,再由復合物鏡匯聚到光電探測器上。

            全息掃描的掃描原理更加新穎,其掃描裝置為一個旋轉的全息盤,這種全息盤代替了上面的旋轉棱鏡。圖2-33所示的是一個反射式全息掃描的結構示意圖。

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            圖2-33反射式全息掃描結構示意圖

            全息掃描基本過程為:激光束①射到全息盤②,旋轉的全息盤實現光束掃描,然后掃描線掃過條碼符號③,最后反射光信號返回全息盤②,通過全息透鏡匯聚到光電探測器④上。

            在該全息盤上,有多達20個掃描透鏡,加上和多個平面反射鏡的配對,它能掃除多達100條的掃描光線。經過設計,它特別擅長在多個距離上實現多方向多線掃描。另外全息掃描裝置具有結構緊湊、可靠性高和造價低廉等顯著優點。

            ③CCD掃描

            CCD(Charge Coupled Device)——電荷耦合裝置是一種電子自動掃描的光電探測器,由光電二極管構成條碼掃描槍首先將條碼符號的整個圖像呈現在線陣的CCD上,然后CCD對其上的光信號進行光電轉換并進行自動掃描,并不需要增加任何運動機構,所以它是一種特殊的自動掃描。

            深圳鴻興永利電子科技有限公司【www.gslszz.com】是專業從事條碼自動識別技術的研究和應用的高科技企業,集條碼硬件、條碼耗材、條碼自動識別技術、條碼應用系統集成于一體,為客戶提供優質的條碼相關產品和系統集成專業服務。

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