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     今天為大家帶來的串口條碼掃(sao)描器-光學應用詳解原理及組成部分，激光掃描器是一種光學距離傳感器，用于危險區域的靈活防護，通過出入控制，實現訪問保護等。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(sao)描器激(ji)光掃描組成部分

  （一）激(ji)光源

     采(cai)用MOVPE（金屬(shu)氧化物氣相(xiang)外延）技術(shu)制造的可見光半導(dao)體激光器具有低功耗(hao)、可直(zhi)接調制、體積小、重量(liang)輕、固體化、可靠(kao)性高、效率(lv)高等優點(dian)。它(ta)一(yi)出現即迅速替代(dai)了原來使用的He－Ne激光器。

     半導(dao)體(ti)激光器發(fa)出的光束(shu)為(wei)非(fei)軸(zhou)對稱的橢(tuo)圓光束(shu)。出射(she)光束(shu)垂(chui)直于P－W結(jie)面方(fang)向(xiang)的發(fa)散角Ｖ⊥≈30°，平行于結(jie)面方(fang)向(xiang)的發(fa)散角Ｖ‖≈10°。如采用傳統的光束(shu)準直技(ji)術，光束(shu)會聚(ju)點兩邊的橢(tuo)圓光斑的長、短軸(zhou)方(fang)向(xiang)將會發(fa)生(sheng)交換。顯然(ran)這將使(shi)掃描(miao)器只有小的掃描(miao)景深。

     Jay M．Eastman等提出光束準直技術，克服了這種交換現象，大大地提高了掃描景深范圍。這種橢圓光束只能應用在單線串口條碼掃描器上。布置光路時，應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(ma)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(tiao)碼(ma)激光條(tiao)碼(ma)掃描(miao)器，由于光束(shu)在掃描(miao)識讀條(tiao)碼(ma)時，有(you)時以較大(da)傾斜角掃過(guo)條(tiao)碼(ma)。因此，光束(shu)光斑不(bu)宜(yi)做(zuo)(zuo)成橢圓形(xing)。通常(chang)都將它整(zheng)形(xing)成圓形(xing)。目前(qian)常(chang)用的整(zheng)形(xing)方(fang)案是在準(zhun)直透鏡前(qian)加一小圓孔(kong)(kong)光闌。此種(zhong)光束(shu)特性可用小孔(kong)(kong)的菲涅(nie)耳衍射(she)特性來(lai)很好(hao)地(di)近(jin)似。采用這種(zhong)方(fang)案，對于標準(zhun)尺寸UPC條(tiao)碼(ma)，景(jing)深能做(zuo)(zuo)到大(da)約250mm到300mm。

     這(zhe)對于一般商業POS系統(tong)已經足夠(gou)了(le)。但對如(ru)機場(chang)行李輸送線等要求大景深的(de)場(chang)合，就顯得(de)不夠(gou)了(le)。目(mu)前常(chang)用的(de)方(fang)案是(shi)(shi)增(zeng)大條(tiao)碼(ma)符號的(de)尺(chi)寸或使組(zu)成(cheng)掃描圖案的(de)不同掃描光(guang)線會聚于不同區(qu)域形成(cheng)“多(duo)焦(jiao)面”。但是(shi)(shi)更有(you)吸(xi)引力的(de)方(fang)案是(shi)(shi)采用特(te)殊(shu)的(de)光(guang)學準直元(yuan)件，使通過(guo)它(ta)的(de)光(guang)場(chang)具有(you)特(te)殊(shu)的(de)分(fen)布從(cong)而具有(you)極小的(de)光(guang)束(shu)發散角，得(de)到(dao)較(jiao)大的(de)景深。

 （二）光(guang)學(xue)掃描系統

     從激(ji)光源(yuan)發出的(de)(de)激(ji)光束(shu)還需通過掃(sao)(sao)描(miao)系統形(xing)成掃(sao)(sao)描(miao)線或掃(sao)(sao)描(miao)圖案(an)。全角度條(tiao)碼(ma)激(ji)光條(tiao)碼(ma)掃(sao)(sao)描(miao)器一般采(cai)用(yong)旋轉棱(leng)鏡(jing)掃(sao)(sao)描(miao)和全息掃(sao)(sao)描(miao)兩種方案(an)。全息掃(sao)(sao)描(miao)系統具有結構緊(jin)湊、可(ke)靠(kao)性高和造價低廉等顯著(zhu)優點。自從IBM公司在3687型(xing)掃(sao)(sao)描(miao)器上首先應用(yong)以(yi)來(lai)得(de)到(dao)了廣泛(fan)的(de)(de)應用(yong)，且不斷推陳出新。可(ke)以(yi)預料(liao)，它所占的(de)(de)市場份額將(jiang)會(hui)越來(lai)越大。

     旋(xuan)轉棱鏡(jing)掃(sao)描(miao)(miao)(miao)技術(shu)歷史(shi)較悠久，技術(shu)上(shang)較成熟。它(ta)利用(yong)(yong)旋(xuan)轉棱鏡(jing)來(lai)掃(sao)描(miao)(miao)(miao)光(guang)束，用(yong)(yong)一組折疊平面(mian)反射鏡(jing)來(lai)改變光(guang)路實(shi)現多(duo)方(fang)向(xiang)(xiang)的掃(sao)描(miao)(miao)(miao)光(guang)線(xian)。目前使用(yong)(yong)較多(duo)的MS－700等掃(sao)描(miao)(miao)(miao)器產品(pin)還(huan)使旋(xuan)轉棱鏡(jing)不(bu)同面(mian)的楔角不(bu)同而形成一個掃(sao)描(miao)(miao)(miao)方(fang)向(xiang)(xiang)上(shang)有(you)幾條掃(sao)描(miao)(miao)(miao)線(xian)。由多(duo)向(xiang)(xiang)多(duo)線(xian)的掃(sao)描(miao)(miao)(miao)光(guang)線(xian)組成一個高密度的掃(sao)描(miao)(miao)(miao)圖案(an)。這(zhe)種方(fang)法可能(neng)帶來(lai)的另一個好處是可使激光(guang)輻射危(wei)害減(jian)輕。

     全角度掃(sao)描這個概念更早是為(wei)了(le)提高超級市場的(de)流通速度而提出的(de)，并設計了(le)與之(zhi)相應的(de)UPC條碼。對(dui)于UPC碼兩個掃(sao)描方(fang)向的(de)“X”掃(sao)描圖(tu)案就已能實現全角度掃(sao)描。

     隨著(zhu)掃描技術(shu)的(de)(de)發展(zhan)，條碼應用領(ling)域的(de)(de)拓寬以(yi)及提高自(zi)動(dong)化程度的(de)(de)迫切需要，現在正在把全(quan)角(jiao)度掃描這個(ge)(ge)概念推廣到(dao)別的(de)(de)碼制，如(ru)39碼、交插(cha)25碼等。這些碼制的(de)(de)條碼高寬比較(jiao)小(xiao)，為了實現全(quan)角(jiao)度掃描將(jiang)需要多(duo)得(de)多(duo)的(de)(de)掃描方向數。為此除旋(xuan)轉棱鏡(jing)外還將(jiang)需要增加另(ling)一個(ge)(ge)運動(dong)元件，例如(ru)旋(xuan)轉圖4中的(de)(de)折疊平面鏡(jing)組等。

     手持單線(xian)掃(sao)描(miao)器(qi)由(you)于掃(sao)描(miao)速度低、掃(sao)描(miao)角度較小等(deng)原(yuan)因，能(neng)用來(lai)實現光(guang)(guang)束掃(sao)描(miao)的方案就很(hen)(hen)多(duo)。除采用旋轉棱鏡、擺鏡外，還(huan)能(neng)通(tong)過運動光(guang)(guang)學(xue)系統中的很(hen)(hen)多(duo)部件來(lai)達到(dao)光(guang)(guang)束掃(sao)描(miao)。如(ru)通(tong)過運動半導體激光(guang)(guang)器(qi)、運動準(zhun)直透鏡等(deng)來(lai)實現光(guang)(guang)束掃(sao)描(miao)。而產(chan)生這些(xie)運動的動力元件除直流電(dian)機(ji)外，還(huan)可(ke)以是壓(ya)電(dian)陶(tao)瓷和電(dian)磁線(xian)圈等(deng)。這些(xie)動力元件具(ju)有不易(yi)損壞(huai)、壽(shou)命長和使用方便等(deng)優點，估計亦將會(hui)得到(dao)一(yi)定的應(ying)用。

 （三）光接收系統

     掃描光(guang)(guang)(guang)束(shu)射到條(tiao)(tiao)碼(ma)符號上后被散射，由接(jie)收(shou)系統(tong)接(jie)收(shou)足夠多的(de)散射光(guang)(guang)(guang)。在激光(guang)(guang)(guang)全(quan)角度激光(guang)(guang)(guang)條(tiao)(tiao)碼(ma)掃描器中(zhong)(zhong)，普遍采用回向接(jie)收(shou)系統(tong)。在這種結構中(zhong)(zhong)，接(jie)收(shou)光(guang)(guang)(guang)束(shu)的(de)主光(guang)(guang)(guang)軸就是出射光(guang)(guang)(guang)線軸。這樣(yang)，散射光(guang)(guang)(guang)斑(ban)始終位于接(jie)收(shou)系統(tong)的(de)軸上。

     這種結構的(de)(de)瞬時視場(chang)極小(xiao)，可(ke)以(yi)極大地(di)提高(gao)信噪(zao)比，還能(neng)提高(gao)對(dui)條碼符號鏡面(mian)反射(she)的(de)(de)抑制能(neng)力，并且對(dui)接收(shou)透鏡的(de)(de)要求亦很低。另外，它(ta)還能(neng)使(shi)接收(shou)器的(de)(de)敏(min)感(gan)面(mian)較小(xiao)。高(gao)速(su)光電接收(shou)器敏(min)感(gan)面(mian)積一(yi)般都不大，而且小(xiao)敏(min)感(gan)面(mian)積的(de)(de)接收(shou)器成本亦較低，所以(yi)這一(yi)點也(ye)是很重要的(de)(de)。它(ta)的(de)(de)缺點是當掃(sao)描(miao)光束(shu)位于掃(sao)描(miao)系統各元件(jian)邊(bian)緣時要產生漸暈現象。除了(le)從結構上采取措施盡量減(jian)小(xiao)漸暈外，還應舍棄特(te)性太差(cha)的(de)(de)掃(sao)描(miao)角度。

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

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

     同步接(jie)收技術具有極高的(de)抑(yi)制噪聲能力，因(yin)此(ci)就(jiu)不一定采用(yong)回向接(jie)收結構。這(zhe)樣就(jiu)會給光(guang)學接(jie)收系(xi)統的(de)安排上帶來(lai)相(xiang)當的(de)靈(ling)活性(xing)。利用(yong)這(zhe)種靈(ling)活性(xing)就(jiu)能使識讀器某些方面的(de)性(xing)能得以提高。例如在回向接(jie)收方案(an)中，運(yun)(yun)動(dong)元件(jian)亦是(shi)(shi)接(jie)收系(xi)統的(de)組(zu)成部(bu)分，要(yao)求(qiu)它具有一定的(de)孔徑大小(xiao)(xiao)以保證接(jie)收到(dao)足(zu)夠多的(de)信號光(guang)。但是(shi)(shi)，如果運(yun)(yun)動(dong)元件(jian)僅(jin)僅(jin)起掃(sao)描出射光(guang)束的(de)作用(yong)，就(jiu)可以做得很小(xiao)(xiao)。顯然小(xiao)(xiao)的(de)運(yun)(yun)動(dong)元件(jian)無(wu)論對于選擇動(dong)力元件(jian)還(huan)是(shi)(shi)提高壽命、可靠性(xing)都是(shi)(shi)極為有利的(de)。

      立象條碼從事條碼行(xing)業18年了，在條碼行(xing)業具有良好的口(kou)碑，代理(li)多家進口(kou)及國產的一(yi)線品(pin)牌(pai)，串口條碼掃描器，聯系方式如(ru)下：