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景深
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可視激光二極管(VLD)
條形碼掃描系統
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全息解碼技術(Holography)的工作原理
 
 
景深

       在條形碼掃描儀的許多特性參數中,被提及最多的就是景深 (DOF)。 景深是指一個掃描儀能夠成功識讀條形碼的范圍,它是決定一個掃描儀是否適用于某個場合的主要因素。

        掃描儀是由光學、機械和電子部件所組成的。這些部件的聯合作用決定了掃描儀的工作能力和掃描范圍。但是,掃描儀中最值得人們關注的一些局限性是受掃描儀內部形成外向激光路徑和聚光機制的次光學系統所限制的。



         可視激光二極管(英文簡稱VLD), 是形成外向激光路徑的核心部件。要想"看到"一個條形碼,二極管發出的高偏離度激光必須聚焦成一個非常精小的激光點,并且該激光點在整個掃描路徑中都必須保持在規定范圍內。激光束的直徑大小是決定掃描儀是否能夠成功識讀條形碼內最小元素寬度的主要參數。簡而言之,條形碼越細小,激光束就應該越細。理想狀態下,激光束的直徑和外形應該在無限遠的范圍內保持恒定不變,但事實往往并非如此。實際上,從VLD發出的激光(如圖1所示)在距離為d 的某一特定點("激光束的腰")聚焦,然后繼續發散。這就解釋了為什么較大的條碼可以在較長的范圍內被讀取。

        當聚焦后的激光掃描過條形碼時,激光或是被條形碼顏色較淺的空白部分反射回去,或者是被顏色較深的黑條部分所吸收。從條形碼空白部分散射回來的光被收集,然后聚焦到光電感應器上。從這開始,含有條碼信息的反射光信號被轉化成電信號。集光與聚焦通常是通過透鏡、平面鏡或兩者的組合所完成的。焦距的距離是從透鏡開始算起的,因為是它將一束平行光聚焦成一個點。焦距的選擇因掃描儀而異,它是經過嚴格的計算和試驗得出的。

        決定光學系統的焦距是一個復雜的過程,因為它與機械和電子部分的設計關系密切,初步設計后又需要在較大范圍內進行多次反復試驗測量。



        對于某一透鏡,它的焦點只有在光線平行傳播時才是固定的 。如圖2所示,在條形碼和聚光鏡之間形成了一個對頂角,其大小由兩者之間的距離而定,并且會改變映象的聚焦點。這最終會改變光電感應器所捕捉到的映象大小。此外,設計時還必須補償"反平方定律"的損失。這種物理學定律說明某一點光源的照度(這里即指反射光)與光源和接收器之間距離的平方成反比(如圖3所示)。由于這些原因,設計人員在設計時可以通過選擇合適的聚光機制,使它的有效聚光范圍同聚焦激光束的工作距離保持一致。



        因此當您查閱掃描儀性能一覽表時,請記住:景深DOF值并不是一個隨意選定的值。相反,它是一個在設計時就已經預先決定和明確定義了的距離,使掃描儀對于各種大小、打印對比度和類型的條碼都具有一致的掃描性能。

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