让我们认识下条码扫描器的一些知识

    对于经常跟条码接触的行业公司来说，一定都知道条码扫描器是不止一种的。其中的种类包括有：普通条码扫描器、激光条码扫描器、光笔扫描器、CCD扫描器等。下面让我们一起来认识下它们的工作原理、优点与缺点等知识。
 
普通条码扫描器的工作原理
 
 
常见的平板式条码扫描器一般由光源、光学透镜、扫描模组、模拟数字转换电路加塑料外壳构成。

它利用光电元件将检测到的光信号转换成电信号，再将电信号通过模拟数字转换器转化为数字信号传输到计算机中处理。

当扫描一副图像的时候，光源照射到图像上后反射光穿过透镜会聚到扫描模组上，由扫描模组把光信号转换成模拟数字信号（即电压，它与接受到的光的强度有关），同时指出那个像数的灰暗程度。这时候模拟-数字转换电路把模拟电压转换成数字讯号，传送到电脑。颜色用RGB三色的8、10、12位来量化，即把信号处理成上述位数的图像输出。

如果有更高的量化位数，意味着图像能有更丰富的层次和深度，但颜色范围已超出人眼的识别能力，所以在可分辨的范围内，对于我们来说，更高位数的条码扫描器扫描出来的效果就是颜色衔接平滑，能够看到更多的画面细节。
 
 
激光条码扫描器的工作原理
 
 
有激光手持式扫描器和全角度激光扫描器。

激光手持式扫描器是利用激光二极管作为光源的单线式扫描器，它主要有转镜式和颤镜式两种。转镜式的代表品牌是SP400，它是采用高速马达带动一个棱镜组旋转，使二极管发出的单点激光变成一线。颤镜式的制作成本低于转镜式，但这种原理的激光枪不易提高扫描速度，一般为33次／秒。个别型号，如POTICON可以达到100次／秒，其代表品牌为Symbol，PSC和POTICON。

全角度扫描器是通过光学系统使激光二极管发出的激光折射或多条扫描线的条码扫描器，主要目的是减轻收款人员录入条码数据时对准条码的劳动，选择时应着重注意其扫描线花斑分布：在一个方向上有多条平行线；在某一点上有多条扫描线通过；在一定的空间范围内各点的解读机率趋于一致。 
 
光笔扫描器的工作原理
 
 
    光笔是最先出现的一种手持接触式条码阅读器，它也是最为经济的一种条码阅读器。

    使用时，操作者需将光笔接触到条码表面，通过光笔的镜头发出一个很小的光点，当这个光点从左到右划过条码时，在“空”部分，光线被反射，“条”的部分，光线将被吸收，因此在光笔内部产生一个变化的电压，这个电压通过放大、整形后用于译码。

    光笔的优点主要是：与条码接触阅读，能够明确哪一个是被阅读的条码；阅读条码的长度可以不受限制；与其它的阅读器相比成本较低；内部没有移动部件，比较坚固；体积小，重量轻。

    缺点：使用光笔会受到各种限制，比如在有一些场合不适合接触阅读条码；另外只有在比较平坦的表面上阅读指定密度的、打印质量较好的条码时，光笔才能发挥它的作用；而且操作人员需要经过一定的训练才能使用，如阅读速度、阅读角度、以及使用的压力不当都会影响它的阅读性能；最后，因为它必须接触阅读，当条码在因保存不当而产生损坏，或者上面有一层保护膜时，光笔都不能使用；光笔的首读成功率低及误码率较高。
 
 
CCD扫描器的工作原理
 
 

    CCD扫描器是利用光电藕合（CCD）原理，对条码印刷图案进行成像，然后再译码。它的优势是：无转轴，马达，使用寿命长；价格便宜。

    选择CCD扫描器时，最重要的是两个参数：

    景深——

    由于CCD的成像原理类似于照相机，如果要加大景深，则相应的要加大透镜，从而使CCD体积过大，不便操作。优秀的CCD应无须紧贴条码即可识读，而且体积适中，操作舒适。

    分辨率——

    如果要提高CCD分辨率，必须增加成像处光敏元件的单位元素。低价CCD一般是5口像素（pixel），识读EAN，UPC等商业码已经足够，对于别的码制识读就会困难一些。中档CCD以1024pixel为多，有些甚至达到2048pixe1，能分辨最窄单位元素为0.1mm的条码。

·激光条码扫描器工作原理

     激光条码扫描器由于其独有的大景深区域、高扫描速度、宽扫描范围等突出优点得到了广泛的使用。另外，激光全角度激光条码扫描器由于能够高速扫描识读任意方向通过的条码符号，被大量使用在各种自动化程度高、物流量大的领域。

激光条码扫描器由激光源、光学扫描、光学接收、光电转换、信号放大、整形、量化和译码等部分组成。下面将详细讨论这些组成部分。

    （一）激光源

    采用MOVPE（金属氧化物气相外延）技术制造的可见光半导体激光器具有低功耗、可直接调制、体积小、重量轻、固体化、可靠性高、效率高等优点。它一出现即迅速替代了原来使用的He－Ne激光器。

    半导体激光器发出的光束为非轴对称的椭圆光束。出射光束垂直于P－W结面方向的发散角Ｖ⊥≈30°，平行于结面方向的发散角Ｖ‖≈10°。如采用传统的光束准直技术，光束会聚点两边的椭圆光斑的长、短轴方向将会发生交换。显然这将使扫描器只有小的扫描景深。Jay M.Eastman等提出采用图3所示的光束准直技术，克服了这种交换现象，大大地提高了扫描景深范围。这种椭圆光束只能应用在单线激光扫描器上。布置光路时，应让光斑的椭圆长轴方向与光线扫描方向垂直。对于单线激光条码扫描器，这种椭圆光斑由于对印刷噪声的不敏感性，将比下面所说的圆形光斑特性更好。

    对于全角度条码激光条码扫描器，由于光束在扫描识读条码时，有时以较大倾斜角扫过条码。因此，光束光斑不宜做成椭圆形。通常都将它整形成圆形。目前常用的整形方案是在准直透镜前加一小圆孔光阑。此种光束特性可用小孔的菲涅耳衍射特性来很好地近似。采用这种方案，对于标准尺寸UPC条码，景深能做到大约250mm到300mm。这对于一般商业POS系统已经足够了。但对如机场行李输送线等要求大景深的场合，就显得不够了。目前常用的方案是增大条码符号的尺寸或使组成扫描图案的不同扫描光线会聚于不同区域形成“多焦面”。但是更有吸引力的方案是采用特殊的光学准直元件，使通过它的光场具有特殊的分布从而具有极小的光束发散角，得到较大的景深。

    （二）光学扫描系统

    从激光源发出的激光束还需通过扫描系统形成扫描线或扫描图案。全角度条码激光条码扫描器一般采用旋转棱镜扫描和全息扫描两种方案。全息扫描系统具有结构紧凑、可靠性高和造价低廉等显著优点。自从IBM公司在3687型扫描器上首先应用以来得到了广泛的应用，且不断推陈出新。可以预料，它所占的市场份额将会越来越大。

    旋转棱镜扫描技术历史较悠久，技术上较成熟。它利用旋转棱镜来扫描光束，用一组折叠平面反射镜来改变光路实现多方向的扫描光线。目前使用较多的MS－700等扫描器产品还使旋转棱镜不同面的楔角不同而形成一个扫描方向上有几条扫描线。由多向多线的扫描光线组成一个高密度的扫描图案。这种方法可能带来的另一个好处是可使激光辐射危害减轻。

    全角度扫描这个概念最早是为了提高超级市场的流通速度而提出的，并设计了与之相应的UPC条码。对于UPC码两个扫描方向的“X”扫描图案就已能实现全角度扫描。随着扫描技术的发展，条码应用领域的拓宽以及提高自动化程度的迫切需要，现在正在把全角度扫描这个概念推广到别的码制，如39码、交插25码等。这些码制的条码高宽比较小，为了实现全角度扫描将需要多得多的扫描方向数。为此除旋转棱镜外还将需要增加另一个运动元件，例如旋转图4中的折叠平面镜组等。

    手持单线扫描器由于扫描速度低、扫描