景深
在条形码扫描仪的许多特性参数中,被提及最多的就是景深
(DOF)。 景深是指一个扫描仪能够成功识读条形码的范围,它是决定一个扫描仪是否适用于某个场合的主要因素。
扫描仪是由光学、机械和电子部件所组成的。这些部件的联合作用决定了扫描仪的工作能力和扫描范围。但是,扫描仪中最值得人们关注的一些局限性是受扫描仪内部形成外向激光路径和聚光机制的次光学系统所限制的。
可视激光二极管(英文简称VLD), 是形成外向激光路径的核心部件。要想"看到"一个条形码,二极管发出的高偏离度激光必须聚焦成一个非常精小的激光点,并且该激光点在整个扫描路径中都必须保持在规定范围内。激光束的直径大小是决定扫描仪是否能够成功识读条形码内最小元素宽度的主要参数。简而言之,条形码越细小,激光束就应该越细。理想状态下,激光束的直径和外形应该在无限远的范围内保持恒定不变,但事实往往并非如此。实际上,从VLD发出的激光(如图1所示)在距离为d
的某一特定点("激光束的腰")聚焦,然后继续发散。这就解释了为什么较大的条码可以在较长的范围内被读取。
当聚焦后的激光扫描过条形码时,激光或是被条形码颜色较浅的空白部分反射回去,或者是被颜色较深的黑条部分所吸收。从条形码空白部分散射回来的光被收集,然后聚焦到光电感应器上。从这开始,含有条码信息的反射光信号被转化成电信号。集光与聚焦通常是通过透镜、平面镜或两者的组合所完成的。焦距的距离是从透镜开始算起的,因为是它将一束平行光聚焦成一个点。焦距的选择因扫描仪而异,它是经过严格的计算和试验得出的。
决定光学系统的焦距是一个复杂的过程,因为它与机械和电子部分的设计关系密切,初步设计后又需要在较大范围内进行多次反复试验测量。
对于某一透镜,它的焦点只有在光线平行传播时才是固定的 。如图2所示,在条形码和聚光镜之间形成了一个对顶角,其大小由两者之间的距离而定,并且会改变映象的聚焦点。这最终会改变光电感应器所捕捉到的映象大小。此外,设计时还必须补偿"反平方定律"的损失。这种物理学定律说明某一点光源的照度(这里即指反射光)与光源和接收器之间距离的平方成反比(如图3所示)。由于这些原因,设计人员在设计时可以通过选择合适的聚光机制,使它的有效聚光范围同聚焦激光束的工作距离保持一致。
因此当您查阅扫描仪性能一览表时,请记住:景深DOF值并不是一个随意选定的值。相反,它是一个在设计时就已经预先决定和明确定义了的距离,使扫描仪对于各种大小、打印对比度和类型的条码都具有一致的扫描性能。
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