[发明专利]具有边缘检测增强的条码读取器

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求申请号为12/948,394、提交于2011年11月17日、名称为“Barcode Reader with Edge Detection Enhancement(具有边缘检测增强的条码读取器)”的美国专利申请的优先权。要求上述申请的优先权，并其全部内容在此引入以供参考。

技术领域

本公开通常涉及处理从条码符号读取系统中生成的模拟扫描数据信号，并且更具体地，涉及增强的条码边缘检测的电路和方法。

背景技术

各种各样的光学扫描装置例如激光条码扫描仪被广泛地应用于以目标识别、数据输入等等为目的的各种环境中。扫描装置已经发展到用来读取和解码被附着、印刷或其他方法固定在要被识别的目标的光学标记，例如条码符号。在这类装置的操作期间，聚焦光束由例如可见激光二极管(VLD)的光源产生，并且反复地扫描跨过所述码符号的元素。在条码扫描应用的情况中，所述码符号的元素由一系列变化宽度的条和空白元素组成。为了辨别的目的，所述条和空白具有不同的光反射率(例如，所述空白是高的光反射性，而所述条是高的光吸收性)。当激光束扫描跨过条码元素时，所述条元素吸收相当大部分的激光束功率，而所述空白元素反射相当大部分的激光束功率。作为这个扫描过程的结果，根据在被扫描的条码符号内编码的信息结构调制激光束的强度。

当激光束扫描跨过条码符号时，反射光束的一部分被扫描器内的光学器件收集。被收集的光信号随后被聚焦到扫描器内的光电检测器上，在一个例子中，扫描器产生可被分解为许多信号分量的模拟电输出信号，即：数字扫描数据信号，具有与被扫描的码符号内的条和空白对应的第一和第二信号电平；由于该系统的光收集光学器件收集的环境光的结果产生的环境光噪声；由于信号检测和处理电路内的热活动性的结果产生的热噪声；“纸”或基底噪声，其可能由于基底的微观结构与聚焦激光扫描光束的横断面尺寸相关的结果而产生的，或者与条码的打印质量(例如，条码边缘粗糙，不需要的污点，无效的缺陷，和/或印刷差异)有关的噪声。

模拟扫描数据信号具有正向转变和负向转变，其表示被扫描的条码符号中的条与空白间的转变。然而，这样的噪声分量或在聚焦区域的操作极限附近操作扫描器的结果，从第一信号电平到第二信号电平的转变以及反之亦然不是完全鲜明，或者瞬时。因此，有时难以确定每个二进制信号电平转换在被检测的模拟扫描数据信号中发生的确切瞬间。

扫描器准确地扫描编码的符号字符和准确地产生代表在嘈杂环境中被扫描的条码符号的数字扫描数据信号的能力依赖激光扫描光束的调制深度。激光扫描光束的调制深度又依赖几个重要的因素。这些因素中(i)扫描平面上的激光束横断面尺寸与在正被扫描的条码符号的最小条码元素的宽度的比；(ii)扫描数据信号处理器在其中二进制级(1-比特)模拟到数字(A/D)信号转换发生的阶段上的信噪比(SNR)；(iii)目标距离；和(iv)视野(FOV)角。

实际来看，在多数情况中不可能产生具有精确定义信号电平转变的模拟扫描数据信号。因此，模拟扫描数据信号必须被进一步处理，以精确地确定信号电平转变发生的点。一些电路已经被开发用来实现这种扫描数据信号处理操作。通常，能够执行这样的操作的信号处理电路包含滤波器，用于消除不需要的噪声分量，和信号门限设备，用于拒绝没有超过预定信号电平的信号分量。这些方法的一个缺陷是给予模拟扫描数据输入信号的热以及“纸”(或基底)噪声倾向在一阶导数信号中产生“假的”正向和负向转变，并且还可能在二阶导数信号产生零交叉。因此，电路逻辑允许“假的”一阶导数峰值信号和二阶导数零交叉信号通过，从而在信号处理器输出级上产生错误的二进制信号电平。接下来，满是错误(error-ridden)的数字数据扫描数据信号被传送到条码扫描器的数字扫描数据信号处理器，用于转换为代表数字扫描数据信号中的二进制信号电平的长度的数字字。这能够导致在条码符号解码操作期间的显著错误，导致目标被不正确识别和/或错误的数据被输入到主机系统中。

发明内容

在此公开的一个方面中，一种用于解码符号体系(symbology)的编码的符号字符的光读取器包括激光源，用于沿光学路径生成激光束；透镜组件，用于在聚焦平面上将激光束聚焦到编码的符号字符上。用于在预定频率上振荡激光束的扫描机构根据预先描述的扫描模式扫过编码的符号字符。该光读取器进一步包括光电检测器，具有与从扫描的编码符号字符散射的激光束相应的检测的光强度作为输入。光读取器输出表示编码的符号字符的扫描数据信号编码信息。