专利名称：基于自动聚焦算法的激光条码扫描设备及其条码扫描方法
技术领域：
本发明涉及一种条码扫描设备，尤其是涉及一种基于自动聚焦算法的激光条码扫描设备及其条码扫描方法。
背景技术：
条码扫描器，又称为条码阅读器、条码扫描枪、条形码扫描器、条形码扫描枪及条形码阅读器。它是用于读取条码所包含信息的阅读设备，利用光学原理，把条形码的内容解码后通过数据线或者无线的方式传输到电脑或者别的设备。条码扫描器广泛应用于商业POS收银系统、快递、仓储、物流、图书、医药等多个领域的需求。在世界范围内，激光条码扫描设备的扫描的景深(DOF，cbpth of focus)范围是行业公认的难题和关键性能指标。首先扫描长距离和扫描短距离的激光条码设备都是有自己独有的光学系统，因此一般的激光条码扫描设备，会采用一个中间值来寻求长距离扫描和短距离扫描的平衡。对于长距离和短距离的扫描要求，只会特定的为客户设计。面对不同的扫描应用情境，客户需要使用三种不同景深范围的条码扫描设备，而无法使用同一种扫描设备即可长距离扫描又可以短距离扫描，十分不便，而且也大大增加了客户的成本。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种扫描距离范围较宽(5cm至IOm)的激光条码扫描设备，以实现同时兼容短距离扫描和长距离扫描的多功能应用，降低扫描设备的成本。为了达到上述目的，本发明提供一种基于自动聚焦算法的激光条码扫描设备，它包括具有中央处理器的主板、激光二极管、红外发射器和红外接受器，所述激光二极管的前端设有光学透镜，所述光学透镜固定安装在具有轴向通孔的圆筒内，其特征在于:所述圆筒可沿轴向前后运动地套设在所述激光二极管上，所述圆筒上缠绕有线圈，所述圆筒的后方还固设有磁铁，所述主板上还设有与中央处理器相连接的控制器芯片，所述线圈与所述控制器芯片相连接。较佳地，所述线圈为单层线圈。本发明还提供了一种采用上述条码扫描设备的条码扫描方法，其特征在于，包括以下步骤:
测距和运算步骤:启动系统后，红外发射器发出红外信号，接受器接收返回的红外信号，然后由中央处理器的主程序计算出条码的实际距离以及条码的大小；
自动聚焦计算步骤:中央处理器的主程序根据条码的实际距离通过自动聚焦算法计算激光光束腰与激光二极管的相对距离参数，并将该相对距离参数传送给控制器芯片；
自动聚焦调整步骤:控制器芯片根据激光光束腰与激光二极管的相对距离参数调整线圈的电流方向和大小，从而自动调整圆筒沿轴向运动使激光光束腰远离或靠近激光二极管，得到合适的激光光束腰的位置。
由于采用上述技术方案，本发明提供的一种基于自动聚焦算法的激光条码扫描设备，可根据红外发射器和红外接收器测定物品或条码的位置，通过中央处理器的自动聚焦算法来计算激光光束腰的位置参数，并将该参数传送至控制器芯片内，控制器芯片根据激光光速腰的的位置参数调整所述线圈的电流方向和大小，通电线圈产生的磁场与磁铁的磁场根据“同性相斥，异性相吸”的原理，带动圆筒沿轴向前后运动，从而使激光二极管与光学透镜相互远离或相互靠近，从而可以根据物品或条码的位置让激光光束腰远离和靠近激光二极管，实现激光条码扫描设备兼容短距离扫描和长距离扫描。相较于现有技术，本发明提供的基于自动聚焦算法的激光条码扫描设备及其条码扫描方法，克服了现有技术的局限性，能够实现一台激光条码扫描设备同时兼容长距离扫描和短距离扫描的大景深范围(5cm-10m)的扫描功能，使用十分方便，大大降低了设备的成本。
图1为本发明基于自动聚焦算法的激光条码扫描设备的圆筒和磁铁部分的剖面结构示意图。图2为本发明条码扫描方法的工作流程方框示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。请参阅图1，本发明提供一种基于自动聚焦算法的激光条码扫描设备，它包括壳体，设于壳体内的具有中央处理器的主板、激光二极管10、红外发射器和红外接受器，所述激光二极管10的前端设有光学透镜20，所述光学透镜20固定安装在具有轴向通孔31的圆筒30内，所述圆筒30可沿轴向前后运动地套设在所述激光二极管10上，所述圆筒30上缠绕有单层线圈40，所述圆筒30的后方还固设有磁铁50，磁铁50固定安装在壳体内部。所述主板上还设有与中央处理器相连接的控制器芯片，所述单层线圈40与所述控制器芯片相连接。请参阅图2，采用上述激光条码扫描设备扫描条码时，具体工作过程包括以下步骤:
测距和运算步骤:启动系统后，红外发射器发出红外信号，接受器接收返回的红外信号，然后由中央处理器的主程序不停地计算出条码的实际距离以及条码的大小，中央处理器根据条码的实际距离判断为长距离物体还是短距离物体。自动聚焦计算步骤:中央处理器的主程序根据条码的实际距离通过自动聚焦算法计算激光光束腰与激光二极管的相对距离参数，并将该相对距离参数传送给控制器芯片。自动聚焦调整步骤:控制器芯片根据激光光束腰与激光二极管的相对距离参数调整线圈的电流方向和大小，从而自动调整圆筒沿轴向运动使激光光束腰远离或靠近激光二极管，得到合适的激光光束腰的位置。解码步骤:在激光光束腰满足扫描距离的要求后，激光扫描设备即可实现对条码的扫描和解码。采用本发明的激光条码扫描设备和条码扫描方法，能够实现5cm至10米距离范围内的条码自动聚焦扫描，十分方便。而传统的激光条码扫描设备在这样的大景深范围内，需要三台具有固定激光束腰位置的激光条码扫描设备才能实现。因此，本发明极大地方便了用户的使用，也大大较低了条码扫描设备的成本。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种基于自动聚焦算法的激光条码扫描设备，它包括具有中央处理器的主板、激光二极管、红外发射器和红外接受器，所述激光二极管的前端设有光学透镜，所述光学透镜固定安装在具有轴向通孔的圆筒内，其特征在于:所述圆筒可沿轴向前后运动地套设在所述激光二极管上，所述圆筒上缠绕有线圈，所述圆筒的后方还固设有磁铁，所述主板上还设有与中央处理器相连接的控制器芯片，所述线圈与所述控制器芯片相连接。
2.根据权利要求1所述的激光条码扫描设备，其特征在于，所述线圈为单层线圈。
3.一种采用权利要求1所述的激光条码扫描设备的条码扫描方法，其特征在于，包括以下步骤: 测距和运算步骤:启动系统后，红外发射器发出红外信号，接受器接收返回的红外信号，然后由中央处理器的主程序计算出条码的实际距离以及条码的大小； 自动聚焦计算步骤:中央处理器的主程序根据条码的实际距离通过自动聚焦算法计算激光光束腰与激光二极管的相对距离参数，并将该相对距离参数传送给控制器芯片； 自动聚焦调整步骤:控制器芯片根据激光光束腰与激光二极管的相对距离参数调整线圈的电流方向和大小，从而自动调整圆筒沿轴向运动使激光光束腰远离或靠近激光二极管，得到合适的激光光束腰的位置。
全文摘要
本发明提供一种基于自动聚焦算法的激光条码扫描设备及其条码扫描方法，该条码扫描设备包括壳体、设于壳体内的具有中央处理器的主板、激光二极管、红外发射器和红外接受器，所述激光二极管的前端设有光学透镜，所述光学透镜固定安装在具有轴向通孔的圆筒内，所述圆筒可沿轴向前后运动地套设在所述激光二极管上，所述圆筒上缠绕有线圈，所述圆筒的后方还固设有磁铁，所述主板上还设有与中央处理器相连接的控制器芯片，所述线圈与所述控制器芯片相连接。本发明克服了现有技术的局限性，能够实现一台激光条码扫描设备同时兼容长距离扫描和短距离扫描的大景深范围的扫描功能，使用十分方便，大大降低了扫描设备的成本。
文档编号G02B7/28GK103198288SQ20131013272
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月17日 优先权日2013年4月17日
发明者余俊池 申请人:苏州斯普锐智能系统有限公司