Портативное считывающее устройство для декодирования символьных меток прямого нанесения

Портативное считывающее устройство для декодирования штрих кодов различного типа, в том числе символьных меток прямого нанесения, выполненное так, что рукоятка корпуса расположена сзади корпуса и плавно в него переходит, а оптическая и аппаратная части изготовлены таким образом, что импульсы светодиодов целеуказания осветительного блока оптической части не совпадают по времени с импульсами светодиодов подсветки, а оптимальный уровень освещения выбирается автоматически, за счет регулирования силы тока в светодиодах подсветки, при этом для освещения используются в том числе светодиоды с узким спектральным диапазоном излучения.

Данная полезная модель относится к портативным считывающим устройствам (сканерам), предназначенным для «захвата» и декодирования штрих кодов различного типа, в том числе символьных меток прямого нанесения (СМПН), наносимых на отдельных деталях и компонентах изделий, с целью идентификации и отслеживания их жизненного цикла.

Возникновение спроса на СМПН привело к созданию новых технологий «чтения» таких меток, поскольку работающие на прежних технологиях сканеры оказались неспособными к декодированию меток СМПН.

Компоновка сканера включает: корпус с триггерным узлом (курком), элементами светозвукового информирования оператора, такими как зуммер и несколько светодиодов различного цвета; оптическую часть, состоящую из двухлинзового объектива и осветительного блока оригинальной конструкции; аппаратную часть, состоящую из нескольких печатных схем с различными компонентами (процессор DSP, устройства ввода/вывода и т.п.), оптический сенсор; программное обеспечение, загруженное в процессор Texas Instruments, состоящее из программного обеспечения общего назначения (захват изображения, включение/выключение светодиодов осветительного блока, управление вводом/выводом) и специального программного обеспечения декодирования фреймов захваченного изображения, которое имеет уникальные декодирующие свойства, обеспечивающие мировое признание.

Разработанный дизайн корпуса значительно отличается по внешнему виду от дизайна большинства зарубежных сканеров, включая ближайшего конкурента по эффективности декодирования символьных меток прямого нанесения Cognex DataMan 7500.

В предлагаемом устройстве соединение рукоятки и корпуса имеет «револьверный» вид, при котором рукоятка располагается сзади корпуса и плавно в него переходит.См. рис.1 Общий вид корпуса сканера с противоударными накладками из упругого материала. Рис.2 Общий вид сканера - вид снизу.

Распространенные зарубежные сканеры имеют похожий дизайн, но при этом рукоятка смещена к середине корпуса сканера («пистолетный» тип). Такое решение делает конструкцию в целом компактнее, но проведенные эксперименты с предлагаемым образцом показывают преимущество последнего в удобстве работы.

Инженерная конструкция осветителя представляет собой двухкамерное устройство, обеспечивающее диффузное освещение, как под малым (меньше 45 градусов - нижняя камера), так и под большим углом (верхняя камера) - Рис 3 Конструкция «осветителя». Для увеличения «собираемости» света внутренняя поверхность верхней камеры покрыта зеркально отражающими материалами. По периметру нижней камеры установлены наклонные светодиоды (под углом 45 градусов) с маленькими «линзами», установленными над каждым из них. Для повышения глубины резкости оптической системы в конструкции сканера используется явление зависимости коэффициента преломления оптического стекла от длины волны (хроматическая аберрация). Традиционно фотографические объективы проектируются с целью минимизации проявления хроматической аберрации, так как в фотографии изображение формируется всем видимым спектром волн, а явление хроматической аберрации приводит в общем к размытию изображения. Хроматическую аберрацию в фотообъективе исключают для 1-3 значений длин волн путем подбора линз и типа оптического стекла. Однако в сканере ситуация совершенно другая - для освещения используются светодиоды с узким спектральным диапазоном излучения (красные, голубые), поэтому с явлением хроматической аберрации можно не бороться а использовать. Сканер снабжен двумя системами светодиодов - система красных и система голубых. Включаем красные светодиоды, в красном свете объектив будет иметь фокусное расстояние fkp и соответственно диапазон резкости Dminkpи Dmaxkp.Затем включаем голубые светодиоды, в голубом свете объектив будет иметь фокусное расстояние fгол и соответственно диапазон резкости Dminгол и Dmaxгол. Принципиальная схема осветителя не имеет аналогов и прототипов.

Общий вид внутренней компоновки (блок освещения, объектив, светочувствительный сенсор, печатные платы с элетронными компонентами) показан на рисунке 4.

С целью наведения сканера на штрих код, свет от двух мощных светодиодов проходит через специальные линзы, установленные перед ними, затем через переднюю оптическую крышку и формирует на предмете два ярких пятна. Импульсы свечения светодиодов целеуказания не совпадают по времени с импульсами свечения светодиодов подсветки, поэтому их не видно на изображении штрих кода, поступающего на декодирование.

Наиболее подходящим типом освещения метки пригодным для последующей цифровой обработки, является диффузное освещение.

Введение оптической передней крышки сделало корпус сканера полностью закрытым, что повысило степень защиты оптики от проникновения посторонних предметов и пыли.

Конструкция оптической передней крышки сканера с незначительными энергетическими потерями пропускает свет со стороны блока освещения к предмету и отраженный от предмета свет к объективу камеры. Кроме того, исключено отражение света от крышки к сенсору и обратно, в результате которого на сенсоре (а соответственно и на захваченном изображении) могли бы появиться блики.

Система прицеливания, входящая в состав сканера, позволяет оператору уверенно помещать декодируемую метку в поле зрения сканера. Проведенные работы по сравнению возможности декодирования серии образцов с непосредственной маркировкой, показали преимущество предлагаемого сканера, по сравнению со сканером Cognex DataMan 7500, являющимся лучшим зарубежным сканером для декодирования меток непосредственной маркировки(см. сайт производителя сканера Cognex DataMan 7500: http://www.cognex.com, http://www.micsys.ru/datamatrix_new_possibilities.php, ряд материалов на русском языке по запросу www.google.ru).

Предлагаемая полезная модель является новой и промышленно-применимой.

Портативное считывающее устройство для декодирования штрихкодов различного типа, в том числе символьных меток прямого нанесения, включающее корпус с триггерным узлом, оптическую часть, состоящую из объектива и осветительного блока, аппаратную часть и программное обеспечение, выполненное так, что рукоятка корпуса расположена сзади корпуса и плавно в него переходит, а оптическая и аппаратная части изготовлены таким образом, что импульсы светодиодов целеуказания осветительного блока оптической части не совпадают по времени с импульсами светодиодов подсветки, а оптимальный уровень освещения выбирается автоматически, за счет регулирования силы тока в светодиодах подсветки, при этом для освещения используются в том числе светодиоды с узким спектральным диапазоном излучения.