[发明专利]自适应条码扫描器

说明书

本发明一般性地涉及用于电光地读取具有不同的光反射率部分的标记的扫描器，例如，条码符号，并且更具体地涉及这种扫描器中使扫描器能够适应特定的应用环境及符号可读性条件的控制电路。本发明同时涉及用于在返回的光径上消除收集光学部件的一种光学设计，从标记上反射的光是沿这一返回光径行进的。

在此以前，已经研制出各式各样的用于读取出现在一个物体的表面上的一张标签上的条码符号的光学扫描系统。条码符号本身是标记的一种编码图形，在该图形中包含互相分隔开的具有不同宽度的一系列条纹来定界不同宽度的间隔，条纹与间隔具有不同的光反射特性。阅读器与扫描系统将图形标记电光地变换成电信号，再将这些电信号解码成用于描述该物体或其某种特征的字母数字型字符。这些字符通常是以数字的形式表示的并用作一个数据处理系统的输入，供在销售点处理、库存管理等中应用。这种通用型式的扫描系统已在诸如4，251，798；4，369，361；4，387，297；4，409，470；4，760，248；4，896，076号美国专利中公开，所有这些专利都已转让给本申请的受让人。

如上述专利中某些专利所公开的，其中这一扫描系统的一个实施例为用户托住的一种手持式便携激光扫描头，它是装配成使该用户能够将该头(具体地说，一个光束)瞄准在一个要读取的目标与符号上的。

激光扫描器条码阅读器中的光源通常是一个气体激光器或半导体激光器。在扫描系统中使用半导体器件作为光源，由于它们体积小、成本低及功率要求低而特别受青睐。激光束通常由一个聚焦光学组件光学地修正而在目标距离上形成一个具有一定大小的光束斑。束斑在目标距离上的截面最好约等于具有不同光反射率的区域，即符号的条纹与间隔，之间的最小宽度。

条码符号是由具有多种可能宽度的通常是矩形的条纹或元素构成的。这些元素的特定排列按照一组所采用的代码或“符号表示法”的规则与定义来定义所表示的字符。条纹与间隔的相对尺寸是由所采用的码型确定的，条纹与间隔的实际尺寸也是这样。每英寸中条码符号所表示的字符数称作该符号的密度。为了编码一个要求的字符序列，将一组元素的排列连接在一起来构成完整的条码符号，信息的每一个字符由其本身所对应的元素群表示。在某些符号表示中采用一个独特的“起始”与“终止”字符来指示条码的开始与结束位置。存在着若干不同的条码符号表示法，在这些符号表示法中包括UPC/EAN、Code 39、Code 128、Codabar及5中交插2(Intereaved 2of 5)。

为了讨论的目的，一种符号表示法所识别与定义的字符将称为合法字符。而一种给定的符号表示法所不能解码的一个元素排列便称作该符号表示法的一个非法字符。

为了提高在一个给定大小的表面区域上所能表示或存储的数据量，最近开发了多种新的条码符号表示法。这些新的代码标准之一，Code 49，通过字符行垂直地叠在一起而不是仅水平地延伸条码而引入了一种“二维的”概念。即，存在着若干行条纹与间隔的图形而不只是一行。在4，794，239号美国专利中描述了Code 49的结构，在这里引用它作为参照。在461，881号美国专利申请中描述了另一种称作“PDF 417”的结构。

在本技术领域中已知的扫描系统中，光束是沿一条光径被一个透镜或类似的光学部件导向表面上包含一个条码符号的一个目标的。扫描器利用一个扫描部件的运动在一条或一系列横越该符号的线上反复扫描光束来进行工作，这种扫描部件是诸如设置在光束的光径中的一面反射镜。扫描部件可令束斑跟踪一条横越并超过该符号的一条扫描线扫过该符号，或者扫描该扫描器的视野，或者两者兼做。

条码阅读系统还包括一个传感器或光检测器，它的作用是检测符号的反射或散射光。光检测器或传感器设置在扫描器中的一条光径上，使其视野横越符号延伸并略为超出该符号。从符号上反射或散射的光线中的一部分被检测到并被转换成一个电信号，电子电路或者软件将电信号解码成所扫描到的符号所表示的数据一种数字表示。例如，光检测器所生成的模拟电信号可转换成一个脉冲宽度调制的数字信号，其宽度对应于条纹与间隔的物理宽度。然后根据该符号所采用的特定符号表示法将这一数字化信号解码成编码在该符号中的数据的二进制表示，并随即解码成所表示的字母数字型字符。