[发明专利]带有包括光收集光学装置的出射窗的电光扫描器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于读取条形码的便携式电光扫描器，更具体说，是涉及带有包括光收集系统的出射窗的非向后反射式扫描器，该光收集系统采用内全反射表面。

背景技术

电光扫描器被广泛用于读取条形码，包括一维和两维的条形码。扫描器通常包括扫描模块，该扫描模块：产生扫描光束；反复引导光束并使光束横越目标物扫描，例如横越条形码扫描；从目标物接收反射光束；和对反射光数字化并解码，以便对条形码中编码的信息解码。扫描模块支承在手持便携式扫描器的外壳中，该外壳还支承电源和扫描器的其他电子装置。

扫描模块的扫描光束(一般是激光二极管发射的激光束)，被引导到振荡的扫描反射镜上。接着，振荡的扫描反射镜向外引导光束通过扫描器的出射窗。扫描器出射窗的功能，是保护支承在扫描器外壳内的扫描器部件，避免受外界环境影响。振荡反射镜的振荡，使扫描光束横越目标物，例如横越要读取的条形码振荡。实质上是，光束产生的光束光斑，反复地横越条形码移动或扫描条形码。

条形码的浅色单元或空格单元反射激光束的照射，而条形码暗的或黑线条单元吸收激光束。从目标条形码反射的光，被诸如收集反射镜的反射表面和/或透镜接收，然后向诸如光电二极管的光电检测器电路引导。反射光的图形，如扫描模块光电二极管接收的图形，是条形码图形的表示。就是说，当光电二极管接收反射光时的时间序列，代表激光束光斑横越条形码空格的移动，而当光电二极管没有接收反射光时的时间序列，代表激光横越暗线条的移动。因为激光反向移动的扫描速率或速度是已知的，光电二极管接收光所经过的时间，能够被变换为与空格对应的条形码单元宽度，而光电二极管没有接收光所经过的时间，能够被变换为与线条对应的条形码单元宽度。

光电二极管是光电检测器电路的一部分，该光电检测器电路把反射光变换为模拟信号。扫描模块包括A/D变换器或数字变换器，用于使光电二极管产生的模拟信号数字化。数字变换器输出代表条形码图形的数字条形码图形(DPB)信号。扫描模块的解码器输入该DPB信号并对条形码解码。被解码的条形码通常包括关于贴有该条形码的商品标识信息。在对被扫描的条形码成功解码后，扫描器可以向扫描器操作员提供音频和/或可视信号，以指示条形码成功读取和解码。扫描器通常包括向操作员显示该标识信息的显示器，和储存被解码的条形码信息的储存器。

一种类型的电光扫描器，亦称向后反射式扫描器，采用向后反射式的光收集。在向后反射式扫描器中，扫描模块包括反射镜，该反射镜：1)向目标条形码或另一个反射镜引导扫描光束；和2)从目标条形码接收反射光并向光传感器电路引导该反射光。另一种类型的电光扫描器，亦称非向后反射式扫描器。在这种非向后反射式扫描器中，接收被反射的照射并向光传感器电路引导该被反射照射的反射镜，与把激光束向目标条形码引导的反射镜，在物理上是分开的。

现有技术的便携式电光非向后反射式扫描器，如图1中200所示。扫描器200包括支承扫描模块220的外壳212，外壳212包括激光二极管光配件230，用于发射扫描光束。扫描光束(以SB1标记)被引导到反射镜250，该反射镜围绕竖直轴Y-Y扫过扫描角β反复振荡。被重新引导的扫描光束(以SB2标记)通过出射窗218从外壳212出射。由于反射镜250的振荡，使扫描光束SB2反复地沿水平方向扫描，形成直线的扫描线SL。

因为光束线SB2是水平扫描的，所以光束形成水平的扫描线SL(图1)，扫描线SL横越条形码100伸延。因此形成从振荡反射镜250发出的薄饼形扫描平面SP。为扫描和读取目标条形码100，扫描线SL被置于与目标条形码相交的位置，如图1中所示。从扫描线SL发出的照射或光，被目标条形码100反射(图1中以RSB标记)，通过光收集透镜260并聚焦在光电检测器电路240上。

在非向后反射式扫描器中，光收集透镜260(或透镜系统)，通常用于收集从目标条形码100反射的光，并把反射光线RSB聚焦在光电检测器电路240上。从图1中可见，光收集透镜260与扫描光束SB2是彼此隔开的，就是说，扫描光束SB2不通过光收集透镜。一个与非向后反射式扫描器的收集透镜260有关的问题，起源于视差效应。因为收集透镜260与光束线SB2彼此隔开，所以透镜光轴不与扫描光束SB2在同一轴上，从而存在视差效应。透镜光轴被定义为通过透镜表面曲率中心的直线。通过扫描平面SP的中心光线，被定义为扫描光束线的轴A-A。