用于条形码信号中的噪声减少的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于读取条形码的系统和方法，该系统和方法可以包括：传送以选择的频率脉冲化的光以照明条形码；将条形码读取器从条形码接收到的光转换成电信号；通过信号调节电路将该电信号传送至滤波器，并对该电信号进行放大，从而提供调节后的电信号；以选择的频率对调节后的电信号进行采样；从采样的调节后的电信号中去除由于条形码读取器的外壳内的光散射而产生的能量；基于上述去除步骤所生成的信号的值生成逻辑“1”和逻辑“0”输出中的一个；将上述生成步骤的输出解析成表示条形码上的信息的数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于条形码信号中的噪声减少的系统和方法相关申请专利号为7354000和7526130的美国专利为共同受让，并且这里通过引用合并于此。
技术介绍
在包括零售商店、办公楼、仓库、医院和私人住宅的各种环境中正发生着从荧光和其它形式的传统照明到发光二极管(LED)照明的转变。除了其它所期望的特征以外，LED照明还可以提供功耗低、运行成本低、寿命长以及显色效果高的优点。出于环境的原因，一些国家正在禁止传统灯泡的进一步制造。条形码读取器通常用于包括便利店和超市等的零售环境。一般来说，激光扫描的条形码读取器通过在条形码上方扫过通常具有650nm波长的激光束以及接收从条形码反射的光能量来进行操作，其中该光能量被处理以产生条形码信号。在典型的应用中，根据条形码的分辨率和读取距离(从条形码到条形码读取器的距离)，使用100Hz扫描率的激光束将产生具有30kHz(千赫)至200kHz的频率范围的信号。为了抑制能耗，通常以大约30kHz至100kHz范围内的频率驱动LED灯泡，其中该范围与很多条形码信号的频率重叠。如果周围光和条形码信号这两种信号类型的频率范围重叠，则条形码读取器难以对来自周围光的光能量和来自条形码信号的光能量进行区分。为了消除周围光对条形码读取器的干扰，专利号为6811087的美国专利公开了一种利用以2MHz(兆赫)的频率脉冲化的激光并且利用同步检测器对该频率并优选不对其它频率进行检测来扫描条形码的技术，该专利文献通过引用合并与此。该技术从高频LED照明中显著地去除具有恒定强度(诸如太阳光等)和光能量的周围光。然而，在存在与条形码信号共同的周围光频率分量情况下，条形码读取器内的解码器可能将周围光误读成条形码信号的一部分，这可能导致信号读取失败。此外，如下文的讨论，在条形码读取环境中可能存在其它可能的噪声源。激光扫描条形码读取器通常具有由玻璃或塑料(即，聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯材料)制成的出射窗以保护读取器外壳内的敏感部件。尽管涂有抗反射膜，但是出射窗上的灰尘或指纹将产生光学阻塞，从而导致指向光传感器的大量背向散射光。在回归反射型条形码读取器中，背向散射光将更为严重，其中射出的激光束和读取器接收到的收集光束共用相同的光学路径。来自300mm到500mm距离处的条形码的信号强度具有大约0.1uW(微瓦)的大小，而背向散射光可以达到1uW的大小，于是该散射光的大小是条形码信号大小的十倍。因此，上述情形会导致条形码读取器无法准确读取条形码。因此，需要一种使条形码读取器能够使读取设备集中于从条形码反射的光能量并且将来自周围光的光能量筛出的方案。用于实现该筛选过程的一个工具是采用同步检测器，其中该同步检测器以与射出的激光的脉冲速率相同的速率进行采样。在现有系统中，通常紧挨在同步检测发生后将条形码信号赋值为二进制值“1”或“0”。通常，与其它系统相比，使用同步检测的设备受周围光的影响要小，但趋向于难以从期望从中提取数字条形码信号的信号能量中去除内部散射光的低频分量，其中该光是诸如从出射窗和/或外壳反射的光等。在对包括大量低频分量的信号进行放大的情况下，该信号可能获得超过处理信号的装置的操作范围的大小。结果，条形码信号分量将在最终输出信号中衰竭。即使同步检测的输出已处于最大大小，在低频噪声分量大的情况下，也无法将目标条形码信号充分放大。因此，无法将所得到的信号输出有效地解析成逻辑“1”和逻辑“0”值，这种情形可能导致无法适当读取条形码。因此，本领域需要用于将条形码读取设备中的噪声分量去除的改进的系统和方法。
技术实现思路
根据一个方面，本专利技术涉及一种用于读取条形码的系统和方法，其可以包括传送以选择的频率脉冲化的光以照明条形码；将条形码读取器从条形码接收到的光转换成电信号；经由信号调节电路传送该电信号以对该电信号进行滤波和放大，从而提供调节后的电信号；以选择的频率对调节后的电信号进行采样；从采样得到的调节后的电信号中去除由条形码读取器的外壳内的光散射而产生的能量；基于由去除步骤所生成的信号的值生成逻辑“1”输出和逻辑“0”输出中的一个；以及将生成步骤的输出解析成表示条形码上的信息的数据。当结合附图描述本专利技术的优选实施例时，其它方面、特征、优势等对于本领域技术人员将变得明显。附图说明为了说明本专利技术各个方面的目的，附图中显示了目前优选的形式，但是，应当理解本专利技术并不限于示出的这些精确的配置和机构。图1是根据本专利技术的一个实施例的包括频率滤波和增益控制的条形码读取器的框图；图2是根据本专利技术的另一实施例的包括频率滤波和增益控制的条形码读取器的框图；图3是根据本专利技术的又一实施例的包括频率滤波和增益控制的条形码读取器的框图；图4是根据本专利技术的又一实施例的包括频率滤波和增益控制的条形码读取器的框图；图5是可以与本专利技术的一个或多个实施例一起使用的计算系统的框图。具体实施方式在以下说明中，为了解释的目的，记载了具体数目、材料和结构以提供对本专利技术的深入理解。然而，对于一个本领域的普通技术人员来说，可以在不具有这些具体细节的情况下实施本专利技术将是明显的。在一些实例中，可能省略或简化了已知的特征以免掩盖本专利技术。此外，说明书中对如“一个实施例”或“实施例”的短语的引用表示有关该实施例所描述的特定特征、结构或特性包含在本专利技术的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的如“在一个实施例中”或“在实施例中”的短语未必都指相同的实施例。这里，在一个实施例中，我们通过高通滤波器或差分电路来输出同步检测到的信号，以从信号中去除低频分量。在另一实施例中，我们对高通滤波器所产生的信号施加自动增益控制(AGC)，以使得能够将信号放大到足以被转换成两个二进制值中的一个二进制值。以这种方式，在将该信号充分放大后，我们将二进制值赋值给该信号。即使从出射窗和/或外壳反射的内部散射光很大，上述信号处理的序列也可以使条形码被成功读取。在下文中，我们将提出对在条形码读取器10的检测电路中接收到的光能量的处理的概述，随后更详细地描述本专利技术的特定实施例。图1是根据本专利技术的一个实施例的具有频率滤波和增益控制的条形码读取器10的框图。条形码读取器10可以包括主条形码电路100和另一信号处理电路200。主条形码电路100包括振荡器102、脉冲化激光驱动器104、激光二极管(LD)106、扫描镜112、光电二极管(PD)116、前置放大器118、高通滤波器(HPF)120、第一自动增益控制电路(AGCl)122和/或同步检测器124。HPF120优选具有大约500KHz的截止频率。同步检测器124可以包括带通滤波器，其具有的通过频带的中心频率与从脉冲化激光驱动器104所产生的信号的频率相同或大致相同。该带通滤波器(未示出)优选能够使同步检测器124以与从脉冲化激光驱动器104产生的信号相同或大致相同的频率对来自AGC1122的信号进行采样。同步检测器124还可以包括波形检测器。同步检测器124还可以包括乘积检测器，其中，该乘积检测器能够工作以使得检测器124以与从脉冲化激光驱动器104产生的信号相同或大致相同的频率对来自AGC1122的信号进行采样。另一信号处理电路200可以包括滤波器/增益电路202，其中滤波器/增益电路202可以依次包括低频去除电路204和/或AGC2(自动增益控制电路2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种条形码读取器，包括：激光输出电路，其能够工作以朝向条形码提供具有指定频率的脉冲化的激光输出；光电二极管，其将所述条形码读取器接收到的光转换成电信号；第一信号调节电路，用于对所述电信号进行滤波和放大，从而提供调节后的电信号；检测电路，其能够工作从而以所述指定频率对所述调节后的电信号进行采样，以产生采样电信号；第二信号调节电路，其能够工作以将由于所述条形码读取器的外壳内的光散射而产生的光能量滤除，并且对所述采样电信号进行放大；以及数字化器，其用于基于经放大的采样电信号的值生成逻辑“1”输出和逻辑“0”输出中的一个；以及解码器，其用于将来自所述数字化器的输出解析成表示所述条形码上的信息的数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.01 US 13/363,8941.一种条形码读取器，包括：激光输出电路，其能够工作以朝向条形码提供具有指定频率的脉冲化的激光输出；光电二极管，其将所述条形码读取器接收到的光转换成电信号；第一信号调节电路，用于对所述电信号进行滤波和放大，从而提供调节后的电信号；检测电路，其能够工作从而以所述指定频率对所述调节后的电信号进行采样，以产生采样电信号；第二信号调节电路，其包括第一高通滤波器和第一自动增益控制电路，其中所述第一高通滤波器能够工作以将由于所述条形码读取器的外壳内的光散射而产生的光能量从所述采样电信号中滤除，并且所述第一自动增益控制电路能够工作以对滤除了所述光能量的采样电信号进行放大，从而生成滤除了所述光能量且经放大的采样电信号；数字化器，其包括比较器，其中所述第一自动增益控制电路的输出端直接电性连接至所述比较器的输入端，以将滤除了所述光能量且经放大的采样电信号直接提供至所述比较器，并且所述比较器能够工作以将滤除了所述光能量且经放大的采样电信号的电压与阈值电压进行比较，以基于所述比较的结果输出以下中的一个：(a)与逻辑“1”值对应的电压值；和(b)与逻辑“0”值对应的电压值；以及解码器，其用于将来自所述数字化器的输出解析成表示所述条形码上的信息的数据。2.根据权利要求1所述的条形码读取器，其中，所述第一信号调节电路包括：前置放大器，其用于对从所述光电二极管输出的电信号进行放大；第二高通滤波器，其用于对从所述前置放大器产生的信号进行滤波；第二自动增益控制电路，其用于对来自所述第二高通滤波器的信号进行放大。3.根据权利要求1所述的条形码读取器，其中，所述激光输出电路包括振荡器，所述振荡器使得所述激光输出以所述指定频率脉冲化。4.根据权利要求3所述的条形码读取器，其中，所述检测电路包括：检测器，其与所述振荡器同步，从而使得所述检测器以所述振荡器的所述指定频率对来自第一信号调节电路的信号进行采样。5.根据权利要求1所述的条形码读取器，其中，还包括：低通滤波器，其位于所述第二信号调节电路和所述比较器之间，用于去除来自所述第二信号调节电路的滤除了所述光能量且经放大的采样电信号中的高频噪声分量，以提供所述阈值电压，其中所述第一自动增益控制电路的输出端直接电性连接至所述低通滤波器的输入端，以将滤除了所述光能量且经放大的采样电信号直接提供至所述低通滤波器。6.根据权利要求1所述的条形码读取器，其中，所述数字化器以数字电路上所执行的软件来实施。7.根据权利要求1所述的条形码读取器，其中，所述数字化器和所述解码器以至少一个单一数字电路上的软件来实施。8.一种用于读取条形码的方法，包括：传送以选择的频率脉冲化的光以照明所述条形码；将条形码读取器接收到的来自所述条形码的光转换成电信号；经由信号调节电路传送所述电信号以对所述电信号进行滤波和放大，从而提供调节后的电信号；以所述选择的频率对所述调节后的电信号进行采样，以生成采样电信号；去除步骤，从所述采样电信号中去除由于所述条形码读取器的外壳内的光散射而产生的能量，其中去除所述能量的步骤包括：(i)将所述采样电信号发送至高通滤波器，以从所述采样电信号中滤除所述能量；以及(ii)将滤除了所述能量的采样电信号发送至自动增益控制电路，以对滤除了所述能量的采样电信号进行放大，从而生成滤除了所述能量且经放大的采样电信号；直接输出步骤，通过所述自动增益控制电路将滤除了所述能量且经放大的采样电信号直接输出至比较器的输入端；生成步骤，通过所述比较器将滤除了所述能量且经放大的采样电信号的电压与阈值电压进行比较，以基于所述比较的结果生成以下中的一个：(a)与逻辑“1”值对应的电压值；和(b)与逻辑“0”值对应的电压值；以及将来自所述生成步骤的输出解析成表示所述条形码上的信息的数据。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述阈值电压由位于所述自动增益控制电路和所述比较器之间的低通滤波器提供，并且所述自动增益控制电路将滤除了所述能量且经放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：广野光明，新关尚也，季德培，
申请(专利权)人：OPTO电子有限公司，欧光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP