一種多波長激光調(diào)制一維條碼閱讀器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多波長激光調(diào)制一維條碼閱讀器，該條碼閱讀器包括激光管、準直透鏡、光束合路鏡、反射鏡、光電接收傳感器、模擬和數(shù)字解碼電路，激光管有若干個，各個激光管發(fā)射的激光波長不同，每個激光管均對應(yīng)一個準直透鏡，各個激光管所發(fā)射激光通過其對應(yīng)的準直透鏡后進入一光束合路鏡，然后該激光合成光束照射在反射鏡上；激光經(jīng)過反射鏡反射，照射到一維條碼上，光電接收傳感器接收被一維條碼反射的信息后把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后發(fā)送到模擬和數(shù)字解碼電路。本實用新型能夠排除外部環(huán)境光線的干擾，克服現(xiàn)有技術(shù)中用與激光顏色相近的色彩印刷的一維條碼無法正確讀取的問題，具有適用場合廣泛，識別準確的優(yōu)點。
【專利說明】一種多波長激光調(diào)制一維條碼閱讀器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及條碼閱讀器研究領(lǐng)域，特別涉及一種多波長激光調(diào)制一維條碼閱讀器。
【背景技術(shù)】
[0002]一維激光條碼閱讀器是用來自動解讀印刷在商品或者物體上的一維條碼。目前，一維激光條碼閱讀器已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在商品識別、生產(chǎn)工件識別和計件、醫(yī)院信息采集等的各種環(huán)境中。目前市場上一維激光條碼閱讀器的基本構(gòu)成如圖1所示，包括:一個激光管11、準直透鏡12、反射鏡6、反射鏡6固定在其上的運動機構(gòu)、光電接收傳感器8、模擬和數(shù)字解碼電路，其中激光管11由激光驅(qū)動電路驅(qū)動，帶反射鏡6的運動機構(gòu)由運動機構(gòu)驅(qū)動電路驅(qū)動，一般為電磁線圈驅(qū)動的擺鏡或者電機旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的棱鏡。目前市場上的一維條碼閱讀器產(chǎn)品的激光波長均是在670nm左右。其工作原理是:在激光驅(qū)動電路驅(qū)動下，激光管發(fā)射激光(一般為點狀光源)，激光通過準直透鏡后經(jīng)過反射鏡反射，照射到一維條碼上，然后再被一維條碼7反射，由于一維條碼7是由一系列寬度變化的“黑”條和“白”空圖案構(gòu)成，“黑”條和“白”空圖案對激光的反射率不一樣(黑條圖案反射率低，白空圖案反射率高)，反射回來的激光強度和時間坐標包含了一維條碼的所有信息。光電接收傳感器8接收被一維條碼反射的信息后把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后發(fā)送到模擬和數(shù)字解碼電路，該電路將電信號中攜帶的一維條碼信息解碼出來并發(fā)送至主計算機。
[0003]在上述處理過程中，因為一維條碼被印制在不同的材質(zhì)上，例如各種紙張、塑料甚至橡膠上，對激光的反射率有很大的離散性，特別是有一些“黑”條是用和激光顏色相近的色彩印制，并非純黑色，激光照射在此條圖案上后，條圖案反射率和空圖案反射率的區(qū)別相當小，造成一維激光條碼閱讀器無法正確解讀條碼。
[0004]另外，因為環(huán)境干擾光的存在，特別是在光線充足的場合，光電接收傳感器接收外部干擾光的幾率增加，造成一維激光條碼閱讀器信噪比下降，極大影響解碼性能。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種多波長激光調(diào)制一維條碼閱讀器，該閱讀器能夠排除外部環(huán)境光線的干擾，避免現(xiàn)有技術(shù)中用與激光顏色相近的色彩印刷的一維條碼無法正確讀取的問題，具有適用場合廣泛，識別準確的優(yōu)點。
[0006]本實用新型的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn):一種多波長激光調(diào)制一維條碼閱讀器，包括激光管、準直透鏡、光束合路鏡、反射鏡、光電接收傳感器、模擬和數(shù)字解碼電路，反射鏡固定在一運動機構(gòu)上，該運動機構(gòu)由運動機構(gòu)驅(qū)動電路和驅(qū)動電機控制；所述激光管有若干個，各個激光管發(fā)射的激光波長不同，每個激光管均對應(yīng)一個準直透鏡，各個激光管所發(fā)射激光通過其對應(yīng)的準直透鏡后進入一光束合路鏡，光束合路鏡用于將上述激光束在光路上重疊成一激光合成光束，然后該激光合成光束照射在反射鏡上；激光經(jīng)過反射鏡反射，照射到一維條碼上，光電接收傳感器接收被一維條碼反射的信息后把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后發(fā)送到模擬和數(shù)字解碼電路。由于激光合成光束中有多個不同波長的激光，如果條碼是采用與其中一個激光的顏色相近的色彩印刷，其他波長的激光同樣可以根據(jù)發(fā)射率的明顯差異而進行準確識別，因此識別準確性更高。
[0007]更進一步的，所述條碼閱讀器包括兩個激光管，其中一個激光管為紅色光源，另一個激光管為綠色光源。
[0008]優(yōu)選的，所述條碼閱讀器還包括激光驅(qū)動調(diào)制電路，每一個激光管對應(yīng)與一個激光驅(qū)動調(diào)制電路連接，激光驅(qū)動調(diào)制電路用于調(diào)制對應(yīng)激光管所發(fā)射激光的強度；所述條碼閱讀器還包括一解調(diào)電路，該解調(diào)電路設(shè)置在光電接收傳感器、模擬和數(shù)字解碼電路之間，用于對接收到的模擬信號進行解調(diào)。
[0009]更進一步的，所述激光驅(qū)動調(diào)制電路包括一第一運算放大器和一三極管，直流激光驅(qū)動信號和交流激光驅(qū)動信號作為輸入信號接在第一運算放大器的正相輸入端，第一運算放大器的輸出端在串接限流電阻后與三極管的基極連接，三極管的發(fā)射極與第一運算放大器的反相輸入端相連接；在第一運算放大器的反相輸入端和地之間設(shè)有接地電阻；激光管接在電源和三極管的集電極之間。根據(jù)此電路，驅(qū)動激光管電流將是“直流激光驅(qū)動信號”和“交流激光驅(qū)動信號”的疊加，這樣可以達到驅(qū)動和調(diào)制的目的。
[0010]優(yōu)選的，所述解調(diào)電路包括一模擬乘法器和一第二運算放大器，光電接收傳感器、激光驅(qū)動調(diào)制電路分別與模擬乘法器的輸入端相連，模擬乘法器的輸出端與第二運算放大器的輸入端相連，第二運算放大器的輸出端與模擬和數(shù)字解碼電路相連。
[0011]一種上述多波長激光調(diào)制一維條碼閱讀器的實現(xiàn)方式，激光驅(qū)動調(diào)制電路調(diào)制各個激光管所發(fā)射激光的強度，然后各個激光管根據(jù)調(diào)制結(jié)果對外發(fā)射激光，激光束分別通過對應(yīng)的準直透鏡后在一光束合路鏡上匯合為一束激光合成光束，激光合成光束通過發(fā)射鏡的反射后照射到一維條碼上，光電接收傳感器接收一維條碼反射的信號并傳送到解調(diào)電路，解調(diào)電路根據(jù)激光驅(qū)動調(diào)制電路的調(diào)制方式對此信號進行解調(diào)，然后將解調(diào)結(jié)果發(fā)送到模擬和數(shù)字解碼電路，模擬和數(shù)字解碼電路解碼成功后，將解碼結(jié)果上傳到外部主計算機。
[0012]優(yōu)選的，所述解調(diào)電路根據(jù)激光驅(qū)動調(diào)制電路的調(diào)制方式對信號進行解調(diào)的方法是:光電接收傳感器接收到的一維條碼反射后的原始信號、激光驅(qū)動調(diào)制電路采用的交流激光驅(qū)動信號分別輸入到一個模擬乘法器，在該模擬乘法器相乘，然后進行低通濾波，濾波后的信號通過第二運算放大器組成的跟隨電路輸出。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果:
[0014]1、對于與激光顏色相近的色彩印刷的一維條碼，現(xiàn)有技術(shù)中只有一種波長的激光的條碼閱讀器存在解讀錯誤的缺陷。本實用新型提出在條碼閱讀器中設(shè)置多個激光管，分別發(fā)送不同顏色的激光，從而可以克服上述缺陷，實現(xiàn)正確讀取。
[0015]2、現(xiàn)有技術(shù)中一維激光條碼閱讀器在使用時受到外部環(huán)境光線影響較大，工作不穩(wěn)定，本實用新型提出在條碼閱讀器中對激光進行調(diào)制來排除外部環(huán)境光線的干擾，使一維激光條碼閱讀器能在不同光線環(huán)境下保持一致的解碼性能，降低人為干預(yù)的概率，極大提高生產(chǎn)和工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】[0016]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一維激光條碼閱讀器的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0017]圖2是本實施例裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0018]圖3是本實施例中調(diào)制電路原理圖；
[0019]圖4是本實施例中解調(diào)電路原理圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0021]實施例1
[0022]如圖2所示，本實施例一種多波長激光調(diào)制一維條碼閱讀器，包括兩個激光驅(qū)動調(diào)制電路、第一激光管I和第二激光管3、這兩個激光管分別對應(yīng)的準直透鏡(標號2、4)、光束合路鏡5、反射鏡6、用于固定反射鏡的運動機構(gòu)、運動機構(gòu)驅(qū)動電路、運動機構(gòu)驅(qū)動電機、光電接收傳感器8、解調(diào)電路、模擬和數(shù)字解碼電路、主計算機。其中，兩個激光驅(qū)動調(diào)制電路根據(jù)預(yù)先設(shè)定的調(diào)制方法分別對第一激光管I和第二激光管3所要發(fā)射的激光強度進行調(diào)制，第一激光管為紅色光源，其將調(diào)制后的激光A通過第一準直透鏡2照射到光束合路鏡5上，第二激光管3為綠色光源，其將調(diào)制后的激光B通過第二準直透鏡4照射到光束合路鏡5上,光束合路鏡5將上述兩束激光在光路上進行重疊形成激光合成光束，激光合成光束照射到反射鏡6上，通過運動機構(gòu)驅(qū)動電機、驅(qū)動電路驅(qū)動運動機構(gòu)進行旋轉(zhuǎn)，從而使激光合成光束通過反射鏡反射后的光能夠照射到一維條碼7上，一維條碼7反射光信號，光電接收傳感器8接收一維條碼反射的信號，此信號為帶調(diào)制的模擬信號，將該信號傳送到解調(diào)電路，解調(diào)電路根據(jù)預(yù)先的調(diào)制方法進行解調(diào)，然后將解調(diào)的模擬信號發(fā)送到模擬和數(shù)字解碼電路，從而將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后發(fā)送到主計算機，主計算機根據(jù)數(shù)字信號所表示的內(nèi)容對一維條碼進行識別。
[0023]本實施例中的激光驅(qū)動調(diào)制電路如圖3所示，包括一第一運算放大器和一三極管，直流激光驅(qū)動信號和交流激光驅(qū)動信號作為輸入信號接在第一運算放大器(例如LM358)的正相輸入端，第一運算放大器在串接限流電阻R2后與三極管的基極(或者門極)連接，然后三極管的發(fā)射極(或者源極)再和第一運算放大器的反相輸入端相連接，構(gòu)成一個電壓跟隨器。同時電路里有一個接地電阻R4接在地和第一運算放大器的反相輸入端之間，激光管接在電源和三極管的集電極(或者漏極)之間。根據(jù)此電路，驅(qū)動激光管電流將是“直流激光驅(qū)動信號”和“交流激光驅(qū)動信號”的疊加，這樣達到了驅(qū)動和調(diào)制的目的。
[0024]所述解調(diào)電路如圖4所示，包括一模擬乘法器(例如AD633)、濾波電路和一第二運算放大器(例如LM358)，光電接收傳感器與模擬乘法器的輸入端相連，用于將光電接收傳感器接收到的一維條碼反射后的原始信號輸入到模擬乘法器，激光驅(qū)動調(diào)制電路也與模擬乘法器的輸入端相連，用于將激光驅(qū)動調(diào)制電路采用的交流激光驅(qū)動信號輸入到該模擬乘法器，上述兩個信號在模擬乘法器中相乘后，通過電阻R5和電容C4組成的濾波電路進行低通濾波，然后通過第二運算放大器U3A組成的跟隨電路輸出，輸出到模擬和數(shù)字解碼電路，從而達到一維條碼信號被解調(diào)目的。
[0025]本實施例中上述多波長激光調(diào)制一維條碼閱讀器的實現(xiàn)方式是:激光驅(qū)動調(diào)制電路調(diào)制各個激光管所發(fā)射激光的強度，然后各個激光管根據(jù)調(diào)制結(jié)果對外發(fā)射激光，激光束分別通過對應(yīng)的準直透鏡后在一光束合路鏡上匯合為一束激光合成光束，激光合成光束通過發(fā)射鏡的反射后照射到一維條碼上，光電接收傳感器接收一維條碼反射的信號并傳送到解調(diào)電路，解調(diào)電路根據(jù)激光驅(qū)動調(diào)制電路的調(diào)制方式對此信號進行解調(diào)，然后將解調(diào)結(jié)果發(fā)送到模擬和數(shù)字解碼電路，模擬和數(shù)字解碼電路解碼成功后，將解碼結(jié)果上傳到外部主計算機。
[0026]本實施例中的激光A和激光B被電路結(jié)構(gòu)相同的兩個“激光驅(qū)動調(diào)制電路”模塊所驅(qū)動和調(diào)制，例如功率都被控制在0.45mff (兩個激光的總功率是0.9mff),激光強度都被同一個頻率5MHz調(diào)制。假設(shè)一維條碼的平均反射率為0.01左右，光電接收傳感器接收到的條碼信號就是9nW。通常，一維激光條碼閱讀器所應(yīng)用環(huán)境的干擾光是白光干擾光源，波長在400nm-700nm內(nèi)比較均勻分布，強度隨時間變化很緩慢，假設(shè)干擾白光被光電接收傳感器接收到的功率也是0.9nW，那么不采用激光調(diào)制的情況下，因為沒有強度調(diào)制信號的區(qū)分，光電接收傳感器接收到的信號噪聲比是1:1。如果對激光強度進行調(diào)制(例如采用如圖3所示的調(diào)制電路)，一維條碼的激光反射信號假定為Asin(Ocit) ( Coci是調(diào)制頻率)，那么解調(diào)電路(參考圖4，AD633是一個模擬乘法器)可以利用解調(diào)信號Sin(Olt)按照下面的公式計算(ω I是解調(diào)頻率，并且CO1=COqX
[0027]
【權(quán)利要求】
1.一種多波長激光調(diào)制一維條碼閱讀器，其特征在于，包括激光管、準直透鏡、光束合路鏡、反射鏡、光電接收傳感器、模擬和數(shù)字解碼電路，反射鏡固定在一運動機構(gòu)上，該運動機構(gòu)由運動機構(gòu)驅(qū)動電路和驅(qū)動電機控制；所述激光管有若干個，各個激光管發(fā)射的激光波長不同，每個激光管均對應(yīng)一個準直透鏡，各個激光管所發(fā)射激光通過其對應(yīng)的準直透鏡后進入一光束合路鏡，光束合路鏡用于將上述激光束在光路上重疊成一激光合成光束，然后該激光合成光束照射在反射鏡上；激光經(jīng)過反射鏡反射，照射到一維條碼上，光電接收傳感器接收被一維條碼反射的信息后把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后發(fā)送到模擬和數(shù)字解碼電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波長激光調(diào)制一維條碼閱讀器，其特征在于，所述條碼閱讀器包括兩個激光管，其中一個激光管為紅色光源，另一個激光管為綠色光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波長激光調(diào)制一維條碼閱讀器，其特征在于，所述條碼閱讀器還包括激光驅(qū)動調(diào)制電路，每一個激光管對應(yīng)與一個激光驅(qū)動調(diào)制電路連接，激光驅(qū)動調(diào)制電路用于調(diào)制對應(yīng)激光管所發(fā)射激光的強度；所述條碼閱讀器還包括一解調(diào)電路，該解調(diào)電路設(shè)置在光電接收傳感器、模擬和數(shù)字解碼電路之間，用于對接收到的模擬信號進行解調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多波長激光調(diào)制一維條碼閱讀器，其特征在于，所述激光驅(qū)動調(diào)制電路包括一第一運算放大器和一三極管，直流激光驅(qū)動信號和交流激光驅(qū)動信號作為輸入信號接在第一運算放大器的正相輸入端，第一運算放大器的輸出端在串接限流電阻后與三極管的基極連接，三極管的發(fā)射極與第一運算放大器的反相輸入端相連接；在第一運算放大器的反相輸入端和地之間設(shè)有接地電阻；激光管接在電源和三極管的集電極之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的多波長激光調(diào)制一維條碼閱讀器，其特征在于，所述解調(diào)電路包括一模擬乘法器和一第二運算放大器，光電接收傳感器、激光驅(qū)動調(diào)制電路分別與模擬乘法器的輸入端相連，模擬乘法器的輸出端與第二運算放大器的輸入端相連，第二運算放大器的輸出端與模擬和數(shù)字解碼電路相連。
【文檔編號】G06K7/10GK203659024SQ201320745918
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】張國軍, 陳雄群, 張永俊, 何昌銀 申請人:廣州優(yōu)庫電子有限公司