Tìm hiểu kỹ hơn về công nghệ quét mã vạch CCD

Tìm hiểu kỹ hơn về công nghệ quét mã vạch CCD. Chúng ta vẫn thường nghe về 2 loại công nghệ quét mã vạch là CCD và laser. Chúng ta có thể dễ dàng phân biệt được hai công nghệ này thông qua mắt thường bằng việc quan sát tia quét của chúng. Nhưng hôm nay chúng ta cùng tìm hiểu kỹ hơn về công nghệ CCD trên các máy đọc mã vạch. Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của chúng.

Nguyên lý hoạt động

Công nghệ CCD là viết tắt của cụm từ Charge Coupled Device, tạm dịch là “thiết bị tích điện kép”. Công nghệ này còn được dùng trong cả các bộ cảm biến hình ảnh của camera kỹ thuật số. Tuy nhiên, camera số dùng bộ cảm biến CCD gồm nhiều điểm ảnh cực nhỏ. Được phủ một lớp lọc Bayer Pattern gồm các điểm ảnh hai màu lục. Một màu đỏ hoặc hai màu lục, một màu lam đặt kế cạnh nhau. Lớp này sẽ làm độ phân giải giảm theo hệ số 2 và làm tăng độ nhiễu so với bộ cảm biến dò dòng tuyến tính.

Có một trường hợp ngoại lệ của một hãng cung cấp máy quét sách của Pháp. Các máy quét này dùng một loại bộ cảm biến đơn sắc và chụp. 3 kiểu phơi sáng với các bộ lọc khác nhau gắn trước bộ cảm biến. Mỗi kiểu phơi sáng dùng tất cả các điểm ảnh và sau đó được bố cục thành một hình ảnh RGB đầy đủ. Giống như tất cả các máy quét thông thường khác đã thực hiện. Vì mỗi kiểu phơi sáng phải mất hết vài giây nên cần phải đảm bảo rằng vật thể hay camera của máy quét tuyệt đối không được di chuyển. Nếu không 3 hình ảnh này sẽ không khớp với nhau. Mẫu máy quét tốt nhất của hãng này dùng chip 140Mpixel để đạt độ phân giải 600dpi trên một bề mặt DINA2.

• Cảm biến CCD mảng diện hai chiều được sử dụng trong cameravideo, webcam, máy ảnh kỹ thuật số..
• Cảm biến CCD dòng đơn được dùng trong máy fax, máy scancác kiểu, và máy đo quang phổ.

Phần tử quan trọng nhất của cảm biến CCD là photodiode thực hiện chuyển đổi ánh sáng sang điện tích. Nó cùng loại với photodiode trong Pin mặt trời. Điểm khác ở chỗ được chế ra ở dạng siêu nhỏ để thu nhận điểm ảnh trong tấm ảnh chung. Và ở giải pháp kỹ thuật để cho ra ảnh trung thực nhất có thể, và điểm quan trọng nhất. Nó hoạt động theo cơ chế của thanh ghi dịch.

>>>>>> Xem chi tiết tại https://vi.wikipedia.org/wiki/C%E1%BA%A3m_bi%E1%BA%BFn_CCD

Cơ chế hoạt động

Máy quét dùng công nghệ CCD có các bộ cảm biến tuyến tính để thu thập từng dòng đỏ. Màu lục và lam nối tiếp từ một tài liệu được chiếu sáng với ánh sáng trắng. Hình ảnh được thu nhỏ lại bằng một thấu kính quang học và chiếu lên bộ cảm biến tuyến tính CCD. Vật thể (tài liệu) này đang di chuyển đồng bộ với sự phơi sáng của các yếu tố CCD. Yếu tố đó sẽ thu thập một hình ảnh, sau đó là yếu tố lục, rồi đến yếu tố lam. Sau khi máy tính đã di chuyển các dòng này vào đúng vị trí, hình ảnh sẽ chứa các giá trị RGB. Với độ phân giải đầy đủ mà không gặp tình trạng giống như khi dùng bộ cảm biến CCD Bayer Pattern.

Các máy đọc mã vạch ngày nay đều sử dụng bộ cảm biến CCD tam tuyến tính. Các bộ cảm biến này chuyển đổi ánh sáng trên bề mặt của chúng thành tín hiệu điện. Các bộ lọc màu cho màu đỏ, lục và lam trên 3 dãy kế tiếp các thành phần CCD sẽ cho ra một gam màu rất cao. Đó là gam màu đặc thù của máy quét CCD. Kích thước điểm ảnh cho bộ cảm biến CCD chất lượng cao là khá lớn. Điểm ảnh cỡ lớn hơn giúp giảm nhiễu và các loại hiệu ứng làm giảm chất lượng hình ảnh khác. Tốc độ đo được của các loại bộ cảm biến CCD tuyến tính có thể lên đến 120 Mpixel mỗi giây trên mỗi kênh màu. Do đó các loại máy quét nhanh nhất đều dùng loại bộ cảm biến này.

Các loại máy quét cũng được dùng cho các ứng dụng kiểm tra chất lượng. Ngoài việc chỉ chụp hình ảnh, nên độ chính xác là một yếu tố quan trọng. Trong lĩnh vực máy quét thì một “bức ảnh đẹp” không thể thay thế cho một bản quét chính xác.

Đánh giá thực tế

Máy đọc mã vạch CCD tương tự như các máy ảnh kỹ thuật số. Trong đó có hàng trăm đèn LED nhỏ được sắp xếp trong một hàng dài chụp hình ảnh kỹ thuật số của mã vạch. Họ thường có tỷ lệ quét rất nhanh nhưng giới hạn phạm vi đọc (ít hơn 3 inch) so với máy in laze. Máy quét CCD cũng có chi phí thấp hơn các loại máy quét khác làm cho chúng trở thành một lựa chọn tuyệt vời. Cho các điểm bán hàng và các ứng dụng quét khối lượng thấp hơn mà việc đọc từ xa không phải là một mối quan tâm.

Máy quét Laser có thể hoạt động xa hơn từ mã vạch, với độ sâu trường lớn hơn. Vì lý do này, chúng thường dễ sử dụng hơn cho một nhà khai thác không được đào tạo. Các máy quét CCD thường phải nằm trong một vài inch của mã. Lasers có thể là một hoặc hai chân đi, tùy thuộc vào mô hình.

Máy quét laser có thể đọc mã vạch dài hơn CCDs. Bởi vì máy quét được tiếp tục từ mã, một máy quét laze có thể có một sweep rộng hơn và do đó đọc các ký hiệu mã dài hơn. Các đơn vị CCD thường được giới hạn ở độ dài từ 3 đến 4 inch, tùy thuộc vào mô hình.