基於自動聚焦算法的雷射條碼掃描設備及其條碼掃描方法
2023-09-12 07:43:50 1
專利名稱：基於自動聚焦算法的雷射條碼掃描設備及其條碼掃描方法
技術領域：
本發明涉及一種條碼掃描設備，尤其是涉及一種基於自動聚焦算法的雷射條碼掃描設備及其條碼掃描方法。
背景技術：
條碼掃描器，又稱為條碼閱讀器、條碼掃描槍、條形碼掃描器、條形碼掃描槍及條形碼閱讀器。它是用於讀取條碼所包含信息的閱讀設備，利用光學原理，把條形碼的內容解碼後通過數據線或者無線的方式傳輸到電腦或者別的設備。條碼掃描器廣泛應用於商業POS收銀系統、快遞、倉儲、物流、圖書、醫藥等多個領域的需求。在世界範圍內，雷射條碼掃描設備的掃描的景深(DOF，cbpth of focus)範圍是行業公認的難題和關鍵性能指標。首先掃描長距離和掃描短距離的雷射條碼設備都是有自己獨有的光學系統，因此一般的雷射條碼掃描設備，會採用一個中間值來尋求長距離掃描和短距離掃描的平衡。對於長距離和短距離的掃描要求，只會特定的為客戶設計。面對不同的掃描應用情境，客戶需要使用三種不同景深範圍的條碼掃描設備，而無法使用同一種掃描設備即可長距離掃描又可以短距離掃描，十分不便，而且也大大增加了客戶的成本。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種掃描距離範圍較寬(5cm至IOm)的雷射條碼掃描設備，以實現同時兼容短距離掃描和長距離掃描的多功能應用，降低掃描設備的成本。為了達到上述目的，本發明提供一種基於自動聚焦算法的雷射條碼掃描設備，它包括具有中央處理器的主板、雷射二極體、紅外發射器和紅外接受器，所述雷射二極體的前端設有光學透鏡，所述光學透鏡固定安裝在具有軸向通孔的圓筒內，其特徵在於:所述圓筒可沿軸向前後運動地套設在所述雷射二極體上，所述圓筒上纏繞有線圈，所述圓筒的後方還固設有磁鐵，所述主板上還設有與中央處理器相連接的控制器晶片，所述線圈與所述控制器晶片相連接。較佳地，所述線圈為單層線圈。本發明還提供了一種採用上述條碼掃描設備的條碼掃描方法，其特徵在於，包括以下步驟:
測距和運算步驟:啟動系統後，紅外發射器發出紅外信號，接受器接收返回的紅外信號，然後由中央處理器的主程序計算出條碼的實際距離以及條碼的大小；
自動聚焦計算步驟:中央處理器的主程序根據條碼的實際距離通過自動聚焦算法計算雷射光束腰與雷射二極體的相對距離參數，並將該相對距離參數傳送給控制器晶片；
自動聚焦調整步驟:控制器晶片根據雷射光束腰與雷射二極體的相對距離參數調整線圈的電流方向和大小，從而自動調整圓筒沿軸向運動使雷射光束腰遠離或靠近雷射二極體，得到合適的雷射光束腰的位置。
由於採用上述技術方案，本發明提供的一種基於自動聚焦算法的雷射條碼掃描設備，可根據紅外發射器和紅外接收器測定物品或條碼的位置，通過中央處理器的自動聚焦算法來計算雷射光束腰的位置參數，並將該參數傳送至控制器晶片內，控制器晶片根據雷射光速腰的的位置參數調整所述線圈的電流方向和大小，通電線圈產生的磁場與磁鐵的磁場根據「同性相斥，異性相吸」的原理，帶動圓筒沿軸向前後運動，從而使雷射二極體與光學透鏡相互遠離或相互靠近，從而可以根據物品或條碼的位置讓雷射光束腰遠離和靠近雷射二極體，實現雷射條碼掃描設備兼容短距離掃描和長距離掃描。相較於現有技術，本發明提供的基於自動聚焦算法的雷射條碼掃描設備及其條碼掃描方法，克服了現有技術的局限性，能夠實現一臺雷射條碼掃描設備同時兼容長距離掃描和短距離掃描的大景深範圍(5cm-10m)的掃描功能，使用十分方便，大大降低了設備的成本。
圖1為本發明基於自動聚焦算法的雷射條碼掃描設備的圓筒和磁鐵部分的剖面結構示意圖。圖2為本發明條碼掃描方法的工作流程方框示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明優選的實施方式進行詳細說明。請參閱圖1，本發明提供一種基於自動聚焦算法的雷射條碼掃描設備，它包括殼體，設於殼體內的具有中央處理器的主板、雷射二極體10、紅外發射器和紅外接受器，所述雷射二極體10的前端設有光學透鏡20，所述光學透鏡20固定安裝在具有軸向通孔31的圓筒30內，所述圓筒30可沿軸向前後運動地套設在所述雷射二極體10上，所述圓筒30上纏繞有單層線圈40，所述圓筒30的後方還固設有磁鐵50，磁鐵50固定安裝在殼體內部。所述主板上還設有與中央處理器相連接的控制器晶片，所述單層線圈40與所述控制器晶片相連接。請參閱圖2，採用上述雷射條碼掃描設備掃描條碼時，具體工作過程包括以下步驟:
測距和運算步驟:啟動系統後，紅外發射器發出紅外信號，接受器接收返回的紅外信號，然後由中央處理器的主程序不停地計算出條碼的實際距離以及條碼的大小，中央處理器根據條碼的實際距離判斷為長距離物體還是短距離物體。自動聚焦計算步驟:中央處理器的主程序根據條碼的實際距離通過自動聚焦算法計算雷射光束腰與雷射二極體的相對距離參數，並將該相對距離參數傳送給控制器晶片。自動聚焦調整步驟:控制器晶片根據雷射光束腰與雷射二極體的相對距離參數調整線圈的電流方向和大小，從而自動調整圓筒沿軸向運動使雷射光束腰遠離或靠近雷射二極體，得到合適的雷射光束腰的位置。解碼步驟:在雷射光束腰滿足掃描距離的要求後，雷射掃描設備即可實現對條碼的掃描和解碼。採用本發明的雷射條碼掃描設備和條碼掃描方法，能夠實現5cm至10米距離範圍內的條碼自動聚焦掃描，十分方便。而傳統的雷射條碼掃描設備在這樣的大景深範圍內，需要三臺具有固定雷射束腰位置的雷射條碼掃描設備才能實現。因此，本發明極大地方便了用戶的使用，也大大較低了條碼掃描設備的成本。上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍，凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種基於自動聚焦算法的雷射條碼掃描設備，它包括具有中央處理器的主板、雷射二極體、紅外發射器和紅外接受器，所述雷射二極體的前端設有光學透鏡，所述光學透鏡固定安裝在具有軸向通孔的圓筒內，其特徵在於:所述圓筒可沿軸向前後運動地套設在所述雷射二極體上，所述圓筒上纏繞有線圈，所述圓筒的後方還固設有磁鐵，所述主板上還設有與中央處理器相連接的控制器晶片，所述線圈與所述控制器晶片相連接。
2.根據權利要求1所述的雷射條碼掃描設備，其特徵在於，所述線圈為單層線圈。
3.一種採用權利要求1所述的雷射條碼掃描設備的條碼掃描方法，其特徵在於，包括以下步驟: 測距和運算步驟:啟動系統後，紅外發射器發出紅外信號，接受器接收返回的紅外信號，然後由中央處理器的主程序計算出條碼的實際距離以及條碼的大小； 自動聚焦計算步驟:中央處理器的主程序根據條碼的實際距離通過自動聚焦算法計算雷射光束腰與雷射二極體的相對距離參數，並將該相對距離參數傳送給控制器晶片； 自動聚焦調整步驟:控制器晶片根據雷射光束腰與雷射二極體的相對距離參數調整線圈的電流方向和大小，從而自動調整圓筒沿軸向運動使雷射光束腰遠離或靠近雷射二極體，得到合適的雷射光束腰的位置。
全文摘要
本發明提供一種基於自動聚焦算法的雷射條碼掃描設備及其條碼掃描方法，該條碼掃描設備包括殼體、設於殼體內的具有中央處理器的主板、雷射二極體、紅外發射器和紅外接受器，所述雷射二極體的前端設有光學透鏡，所述光學透鏡固定安裝在具有軸向通孔的圓筒內，所述圓筒可沿軸向前後運動地套設在所述雷射二極體上，所述圓筒上纏繞有線圈，所述圓筒的後方還固設有磁鐵，所述主板上還設有與中央處理器相連接的控制器晶片，所述線圈與所述控制器晶片相連接。本發明克服了現有技術的局限性，能夠實現一臺雷射條碼掃描設備同時兼容長距離掃描和短距離掃描的大景深範圍的掃描功能，使用十分方便，大大降低了掃描設備的成本。
文檔編號G02B7/28GK103198288SQ20131013272
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月17日 優先權日2013年4月17日
發明者餘俊池 申請人:蘇州斯普銳智能系統有限公司