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     今天為大家?guī)淼?a href="http://kicme.com.cn/Products/Barcode_Scanner.html" target="_blank" title="串口條碼掃描器">串口條碼掃描器-光學(xué)應(yīng)用詳解原理及組成部分，激光掃描器是一種光學(xué)距離傳感器，用于危險區(qū)域的靈活防護，通過出入控制，實現(xiàn)訪問保護等。它掃描方式有單線掃描、光柵式掃描和全角度掃描三種方式。有興趣的朋友們請看看此文吧！

 串口條碼掃描器激光掃描組成部分

  （一）激光源

     采用MOVPE（金屬氧化物氣相外延）技術(shù)制造的可見光半導(dǎo)體激光器具有低功耗、可直接調(diào)制、體積小、重量輕、固體化、可靠性高、效率高等優(yōu)點。它一出現(xiàn)即迅速替代了原來使用的He－Ne激光器。

     半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光束為非軸對稱的橢圓光束。出射光束垂直于P－W結(jié)面方向的發(fā)散角Ｖ⊥≈30°，平行于結(jié)面方向的發(fā)散角Ｖ‖≈10°。如采用傳統(tǒng)的光束準(zhǔn)直技術(shù)，光束會聚點兩邊的橢圓光斑的長、短軸方向?qū)l(fā)生交換。顯然這將使掃描器只有小的掃描景深。

     Jay M．Eastman等提出光束準(zhǔn)直技術(shù)，克服了這種交換現(xiàn)象，大大地提高了掃描景深范圍。這種橢圓光束只能應(yīng)用在單線串口條碼掃描器上。布置光路時，應(yīng)讓光斑的橢圓長軸方向與光線掃描方向垂直。對于單線串口條碼掃描器，這種橢圓光斑由于對印刷噪聲的不敏感性，將比下面所說的圓形光斑特性更好。

     對于全角度條碼激光條碼掃描器，由于光束在掃描識讀條碼時，有時以較大傾斜角掃過條碼。因此，光束光斑不宜做成橢圓形。通常都將它整形成圓形。目前常用的整形方案是在準(zhǔn)直透鏡前加一小圓孔光闌。此種光束特性可用小孔的菲涅耳衍射特性來很好地近似。采用這種方案，對于標(biāo)準(zhǔn)尺寸UPC條碼，景深能做到大約250mm到300mm。

     這對于一般商業(yè)POS系統(tǒng)已經(jīng)足夠了。但對如機場行李輸送線等要求大景深的場合，就顯得不夠了。目前常用的方案是增大條碼符號的尺寸或使組成掃描圖案的不同掃描光線會聚于不同區(qū)域形成“多焦面”。但是更有吸引力的方案是采用特殊的光學(xué)準(zhǔn)直元件，使通過它的光場具有特殊的分布從而具有極小的光束發(fā)散角，得到較大的景深。

 （二）光學(xué)掃描系統(tǒng)

     從激光源發(fā)出的激光束還需通過掃描系統(tǒng)形成掃描線或掃描圖案。全角度條碼激光條碼掃描器一般采用旋轉(zhuǎn)棱鏡掃描和全息掃描兩種方案。全息掃描系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高和造價低廉等顯著優(yōu)點。自從IBM公司在3687型掃描器上首先應(yīng)用以來得到了廣泛的應(yīng)用，且不斷推陳出新。可以預(yù)料，它所占的市場份額將會越來越大。

     旋轉(zhuǎn)棱鏡掃描技術(shù)歷史較悠久，技術(shù)上較成熟。它利用旋轉(zhuǎn)棱鏡來掃描光束，用一組折疊平面反射鏡來改變光路實現(xiàn)多方向的掃描光線。目前使用較多的MS－700等掃描器產(chǎn)品還使旋轉(zhuǎn)棱鏡不同面的楔角不同而形成一個掃描方向上有幾條掃描線。由多向多線的掃描光線組成一個高密度的掃描圖案。這種方法可能帶來的另一個好處是可使激光輻射危害減輕。

     全角度掃描這個概念更早是為了提高超級市場的流通速度而提出的，并設(shè)計了與之相應(yīng)的UPC條碼。對于UPC碼兩個掃描方向的“X”掃描圖案就已能實現(xiàn)全角度掃描。

     隨著掃描技術(shù)的發(fā)展，條碼應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬以及提高自動化程度的迫切需要，現(xiàn)在正在把全角度掃描這個概念推廣到別的碼制，如39碼、交插25碼等。這些碼制的條碼高寬比較小，為了實現(xiàn)全角度掃描將需要多得多的掃描方向數(shù)。為此除旋轉(zhuǎn)棱鏡外還將需要增加另一個運動元件，例如旋轉(zhuǎn)圖4中的折疊平面鏡組等。

     手持單線掃描器由于掃描速度低、掃描角度較小等原因，能用來實現(xiàn)光束掃描的方案就很多。除采用旋轉(zhuǎn)棱鏡、擺鏡外，還能通過運動光學(xué)系統(tǒng)中的很多部件來達(dá)到光束掃描。如通過運動半導(dǎo)體激光器、運動準(zhǔn)直透鏡等來實現(xiàn)光束掃描。而產(chǎn)生這些運動的動力元件除直流電機外，還可以是壓電陶瓷和電磁線圈等。這些動力元件具有不易損壞、壽命長和使用方便等優(yōu)點，估計亦將會得到一定的應(yīng)用。

 （三）光接收系統(tǒng)

     掃描光束射到條碼符號上后被散射，由接收系統(tǒng)接收足夠多的散射光。在激光全角度激光條碼掃描器中，普遍采用回向接收系統(tǒng)。在這種結(jié)構(gòu)中，接收光束的主光軸就是出射光線軸。這樣，散射光斑始終位于接收系統(tǒng)的軸上。

     這種結(jié)構(gòu)的瞬時視場極小，可以極大地提高信噪比，還能提高對條碼符號鏡面反射的抑制能力，并且對接收透鏡的要求亦很低。另外，它還能使接收器的敏感面較小。高速光電接收器敏感面積一般都不大，而且小敏感面積的接收器成本亦較低，所以這一點也是很重要的。它的缺點是當(dāng)掃描光束位于掃描系統(tǒng)各元件邊緣時要產(chǎn)生漸暈現(xiàn)象。除了從結(jié)構(gòu)上采取措施盡量減小漸暈外，還應(yīng)舍棄特性太差的掃描角度。

     全角度串口條碼掃描器中還普遍采用光學(xué)自動增益控制系統(tǒng)，使接收到的信號光強度不隨條碼符號的距離遠(yuǎn)近而改變。這可以縮小信號的動態(tài)范圍，有利于后續(xù)處理。

     手持槍式激光串口條碼掃描器具有掃描速度較慢、信號頻率較低等特點。而低響應(yīng)頻率的接收器如硅光電池具有較大的敏感面積，并且這低頻系統(tǒng)也容易達(dá)到較高的信噪比。因此，除可采用上述回向接收方案外還可以采取別的方案。例如可利用半導(dǎo)體激光器的易調(diào)制性，將出射激光束以某一較高頻率調(diào)制。而后，在電信號處理時再采用同步接收放大技術(shù)取出條碼信號。只要調(diào)制頻率遠(yuǎn)大于條碼信號頻率，它所帶來的條碼寬度誤差將可忽略不計。

     同步接收技術(shù)具有極高的抑制噪聲能力，因此就不一定采用回向接收結(jié)構(gòu)。這樣就會給光學(xué)接收系統(tǒng)的安排上帶來相當(dāng)?shù)撵`活性。利用這種靈活性就能使識讀器某些方面的性能得以提高。例如在回向接收方案中，運動元件亦是接收系統(tǒng)的組成部分，要求它具有一定的孔徑大小以保證接收到足夠多的信號光。但是，如果運動元件僅僅起掃描出射光束的作用，就可以做得很小。顯然小的運動元件無論對于選擇動力元件還是提高壽命、可靠性都是極為有利的。

      立象條碼從事條碼行業(yè)18年了，在條碼行業(yè)具有良好的口碑，代理多家進口及國產(chǎn)的一線品牌，串口條碼掃描器，聯(lián)系方式如下：