[发明专利]布鲁斯特窗条形码扫描器

说明书

发明领域

本发明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。

本发明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。

背景技术及发明内容

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。

本发明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。本发明使用了一种出射窗，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”。

本发明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，本发明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。

联系本发明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。