布鲁斯特窗条形码扫描器制造技术

一种便携式光学代码符号扫描器，其特征在于包括一用于产生光束的光源，用来沿通过光路上的一点横交于光轴中心的所述光路扫描光束的装置，一个以相对于所述光轴以一布鲁斯特角安装的用来使光束通过其来往传输所述代码符号的窗。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于扫描并读取条形码和其它光学识别符号的系统，特别涉及一种适于戴在手背上等固定于手上的条形码扫描器和读取系统。本专利技术尤其适用于提供一种集成的无需手拿的条形码扫描装置，它对扫描光滑或光亮表面所碰到的不想要的镜面反射具有较高的抗扰性。(这对扫描器处于物体检测状态等非触发工作尤其有用。)此装置尤其适合配用一出射窗，它能把激光束从窗口出射的不想要的背反射减至最小。
技术介绍
及
技术实现思路
基于激光扫描器的条形码读取系统已使用了一段时间。这种扫描器一般包含一个其中装有激光器和相关元件的外壳。在杰伊·伊斯门等人于1993年4月6日提出并由此作为参考的美国专利5,200,597中，这样的激光器和相关光学元件还与包含印刷线路板的“扫描机械”上的电子元件结合在一起。此外壳一般是一个封闭的结构，它用于支撑其中产生光束检测目标的激光器和接受被扫描目标反射光的光电检测器。一般，外壳至少有一个光学窗。从激光器来的光在光学上被导向出射此窗，而从被扫描条形码返回的光进入此窗并导向光电检测器。光电检测器应只接收从目标返回的光；它不应看到从激光器来的光，因为这将“掩盖”从条形码返回的光。不幸的是，在已有技术的条形码扫描器中，从激光器来的激光还未到达目标就能到达光电检测器了。此麻烦的光的主要来源是从出射窗反射回来的。引起“出射反射”的光，即“出射被反射”的光被反射回外壳内部，从而增加了光电检测器的环境光噪声级，于是妨碍了扫描器的工作。为减少“出射反射”效应，已有技术手握式条形码扫描器已尝试了多种方法。最普遍的是用挡板来阻隔从窗反射的光到达光电检测器。然而，因为把光电检测器设计为接收通过窗来的光，所以在光电检测器和窗之间必须有一条无遮拦的光路，于是挡板不能隔断窗和光电检测器之间的所有光路，使挡板不能隔断所有的出射反射光，它不能完全解决这个问题。在谢帕德等人提出的美国专利5,130,520和5,103,497中，讨论了解决手握式条形码扫描器存在的出射反射问题的另一个方法。在这些专利中提出双窗设计作为解决办法。然而，双窗的解决方法增大了设备的尺寸，也加大了设计和操作上的难度。另一个涉及在杂货店等所看到的柜台安装的扫描器专利是博巴提出的美国专利4,955,693。博巴提出的一种窗，它的柜台下的表面弯曲，从而更好地使出射光折射并由此增大了扫描器的体积，即扫描器上方可读取物体的区域。然而，博巴没有提及内部反射的问题，与此文相反只提到了布鲁斯特角(Brewster′s angle)，例如，他提到的把它作为防止反射(在光以(大于/小于)布鲁斯特角入射时产生的)发生的某种东西，而不是用它帮助光通过窗口传播的某种东西。本专利技术的主要目的是防止不想要的“出射反射光”并能够达到此目的，而无需体大的挡板和无需附加的分隔窗。本专利技术使用了一种出射窗，它相对于扫描光束的光轴(从激光器到位于扫描的中心等沿扫描路径某点的条形码的轴线)以布鲁斯特角安装，从而基本上消除了“出射反射光”。本专利技术的另一个特性是为了防止镜面反射光遮蔽/使光电检测器过载，而在光电检测器和窗之间等光路中使用了偏振滤波器。概括地说，本专利技术提供了一种具有窗的光学扫描装置，此窗最适用于通过它传播从扫描器内到目标(例如，条形码)的光及通过它接收从目标进入扫描器接收到的光。此窗倾斜了布鲁斯特角，使来自扫描器内部的光从激光扫描器出射而不让“出射反射”光从窗的内部出射；此窗也让从扫描目标返回的光进入扫描器并由光电检测器传感。同样的窗也可用于传到光电检测器以及从激光光源来的光。此窗相对于扫描中心的扫描光束以布鲁斯特角安装，在整个扫描范围接近布鲁斯特角。联系本专利技术使用的光源最好选择经过垂直或P型线性偏振等较佳偏振的光源。此激光二极管产生指向出射窗并通过此出射窗指向扫描器外前方的垂直偏振光束。因为出射窗相对于扫描中心处激光束的光轴以布鲁斯特角经过仔细配置，所以光束全部通过窗传播(而光强基本上不减小)。光束扫描过目标(例如条形码)，由此目标散射和镜面反射从它的条形码和空隙来的光，从而光束以散射光形式和镜面反射光形式代表了条形码信息。镜面反射光和散射光都通过出射窗返回扫描器；并都指向光电检测器。依据本专利技术，在光电检测器前面放置了偏振滤波器并且把它定为垂直偏振器(即与传播光线相同的偏振方向)。此滤波器衰减了以垂直方向偏振的光。因为由条形码镜面反射的光大都是垂直偏振的，偏振滤波器将这些光到达检测器前使其衰减。同时，偏振滤波器基本上不衰减例如由条形码散射而返回的不是垂直偏振的光。此散射光进入光电检测器并在其中传感。于是，虽然偏振器(偏振滤波器)降低了进入光电检测器的信号电平，但还是提高了信噪比和对比度，并且提高了条形码扫描器的性能。此偏振滤波器尤其适用于防止光学表面在扫描器械外壳及组件的反射光在任何进候进入检测器，尤其是当激光器处于脉冲/物体检测或无触发状态时，并且防止当读取饮料罐等金属反射表面上的条形码时产生的检测系统的饱和。滤波器也隔断来自光电检测器的任何其它没有达到目标的激光，例如由装置内部光学元件散射的光，或由扫描器内部任何表面反射的光等。于是，这样来看滤波器促进了扫描器的性能。依据本专利技术的外壳在结构和操作上具有几个优点。它运用了搭锁连接的结构，方便了装配和拆卸，并且设备便于模块化，使它可以和其它设备组装在一起。于是，本专利技术提供一种改进的光学扫描系统，它增大了条形码的条码和空隙之间的对比度，增加了传输功率输出，减少了出射扫描器的光学传输光引起的不期望的反射光，从而提高了读取条形码的性能。附图概述附图说明图1是依据本专利技术的现有较佳实施例的条形码扫描器和读取器系统的立体图。图2是沿图1中2-2线得的剖面图。图3是沿图1中3-3线得的剖面图。图4是沿图3中4-4线得的剖面图。图5是图1中条形码扫描器和读取系统的光路及光线的图解图。图6是图1中条形码扫描器和读取系统的光路及光线的另一个图解图。图7是依据本专利技术一个方面的图1—6的扫描器和其它扫描器的电路设计示意图。详细描述首先参考图1—4，其中示出了便携式条形码扫描器和读取器。外壳10容纳了装置的电子元件和光学元件。它是一个具有前部12和后部14的两部分组成的外壳，其中前部12和后部14沿这两部分互连的分离面16装配在一起。互连部分的顶部位于螺钉头状的结构20处；它支撑着其下的光束衰减器22，从而可转动螺钉头状结构20把衰减器22转到位置上并遮断(通过隔断或反射)光束。(当将衰减器22用于遮断光束时，实际上也把扫描镜(以下将讨论)推到某个角度，从而通过它激光不能指向扫描器的窗外方向。)外壳10的前部12中有一前端部分18，它具有一其中装有窗24的开口。窗24是玻璃或透明塑料板。扫描光束23从此窗24出射并指向将被读取的条形码。前端部分18还有一个凹面26，其上可放置一标签(未清楚示出)；或放置于窗24下部的外边上面，或位于窗内。同样的凹面或凹痕可见之于28和30(位于位置的左右两侧；虽然只示出了右侧，但可认为左侧在外观上与其对称)。标签30使一标签贴在锁定片32上；这是为了防止静电放电(ESD)；它与整个封闭安装特征的外壳一起共同防止ESD对扫描器的损坏。锁定片32必须实质上装有倒钩；按下后，前后部就可分开。标签槽34同样位于外壳10顶部，从而显示出标签本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华·保罗·科尔曼，文森特T拉曼纳，丹尼尔·本特利，
申请(专利权)人：PSC股份有限公司，
类型：发明
国别省市：