Коли були створені перші лазерні та світлодіодні сканери штрих-кодів

В попередній статті ми розказували про історію створення штрих-коду та перших винахідників Джозефа Вудленда та Бернарда Сільвера, сьогодні ми розкажемо про подальшу долю та історію розвитку штрих-кодів та перших сканерів штрих-коду.

Шкала часу, історія створення штрих-коду та сканерів штрих-коду:

1949: Джозеф Вудленд і Бернанд Сільвер подають заявку на патент.

1952: І штрих-код, і сканер штрих-коду отримують патенти, пізніше придбані Philco та продані RCA, американській компанії електроніки.

1966: Національна асоціація харчових ланцюгів стає першою компанією, яка використовує штрих-коди, використовуючи їх для скорочення часу оформлення замовлення.

1969: Перший гелієво-неоновий лазерний сканер із фіксованим положенням розроблено компанією Computer Identics.

1973: Комітет під назвою Uniform Grocery Product Code рекомендує використовувати технологію штрих-коду на всіх продуктах у Сполучених Штатах.

1973: Комітет вибрав штрих-код UPC Джорджа Дж. Лорер (на основі пропозиції IBM) як промисловий стандарт.

1974: Доктор Девід Аллейс з Intermec створює Code 39, перший буквено-цифровий штрих-код. https://en.wikipedia.org/wiki/David_Allais

1982: 1982 – Symbol Technologies представила перший ручний сканер LS7000. 1982 – First CCD scanner introduced by Norand. Norand у Scan Tech у Далласі, Техас, представляє перший сканер CCD.

1984 На Олімпійських іграх в Лос-Анджелесі сканери Computer Identics використовувалися для зчитування штрих-кодів, надрукованих на бейджах спортсменів, журналістів і співробітників.

1988: Intermec Corp. створює перший 2D штрих-код.

1994: QR-код представлений Denso Wave Co. для відстеження процесу виробництва автомобілей. https://www.denso-wave.com/en/technology/vol1.html

2005: Авіакомпанії вводять штрих-коди на посадкові талони.

Більш детальна шкала розвитку штрих-коду розміщена тут https://www.a2btracking.com/wp-content/uploads/2012/04/A2B_Barcode_Timeline.pdf

Цікаво: Глобальне оприлюднення штрих-коду було сприйнято з невеликим скептицизмом з боку прихильників теорії змови, які вважали штрих-коди інтрузивною технологією стеження, а також з боку деяких християн,  які керувались книгою «The New Money System 666» Мері Стюарт Рельф яка декларувала, що коди приховують число 666, що представляє число звіра. Телеведучий Філ Донахью назвав штрих-коди «корпоративною змовою проти споживачів».

Що таке сканер штрих-коду? 

Сканер штрих-коду - це пристрій, що оптично реєструє малюнок штрих-коду і конвертує його в еквівалентний цифровий сигнал. Щоб отримати "знімок" штрих-коду, потрібно висвітлити його джерелом світла. Зазвичай для цього застосовується лазер, так як він легко може бути сфокусований протягом поля сканування.

Лазерні сканери штрих коду

Якщо в сканері застосовано лазер, то зазвичай промінь лазера проходить вздовж штрих-коду. Звідси й назва – сканер штрих-кодів. Як джерела випромінювання можуть застосовуватися інфрачервоні лазерні діоди, лазерні діоди видимого спектру і гелій-неонові лазерні трубки. З багатьох причин найпопулярнішими є лазерні діоди видимого спектру (VLD). Вони надійні, термін їхньої служби в кілька разів більший, ніж у гелій-неонових трубок. (Як ми писали вище перший гелієво-неоновий лазерний сканер із фіксованим положенням розроблено компанією Computer Identics в 1969 році.) Так як напруга живлення дуже низька - зазвичай трохи більше 2 вольт, то лазерним сканерам не потрібно спеціальне джерело живлення. Крім того, вони мають дуже компактний міцний та легкий корпус. Оскільки лазерний діод споживає дуже мало енергії, він може застосовуватись у сканерах, які живляться безпосередньо від комп'ютера або навіть батарейок (радіосканери штрих-коду чи сканери з пам'яттю).

Випромінювання видимого спектра краще, ніж інфрачервоне, оскільки було з'ясовано, що штрих-код, нанесений на деякі матеріали, не зчитується інфрачервоним лазером. Хоча ми бачимо, що код є темними штрихами, нанесеними на світле тло, інфрачервоне випромінювання поглинається іншим чином, ніж видиме. Інфрачервоні лазери не використовуються широко ще й тому, що потрібен окремий видимий націлюючий промінь на допомогу оператору, оскільки інфрачервоне випромінювання не сприймається людським оком.

Ще одна особливість лазерного діода видимого спектра – вбудований фотодіод. Крім випромінювання, що виходить від передньої поверхні кристала, частина випромінювання виходить із задньої поверхні. Ця частина випромінювання уловлюється фотодіодом, розташованим усередині корпусу лазерного діода. Сигнал фотодіода виводиться на роз'єм із задньої сторони корпусу лазерного діода. Цей сигнал може використовуватися мікросхемою для управління потужність випромінювання. І нарешті, лазерні діоди видимого спектру стають дешевшими. Лазерний діод, будучи значно дешевшим за гелій-неонову трубку, є доступним і ефективним інструментом для сканування штрих-кодів. Загалом розглянемо роботу багатоплощинного лазерного сканера. Такий сканер створює сітку з багатьох траєкторій сканування. Усередині сканера є джерело випромінювання – лазерний діод видимого спектра. У центрі розміщується багатогранник, що обертається, що складається з фасонних дзеркал. Дзеркала відбивають промінь по-різному, оскільки встановлені під різними кутами. При обертанні багатогранника траєкторія відбитого лазерного променя утворює дугу. Число дуг визначається числом дзеркал багатогранника. Потім промінь лазера, що рухається, проходить через серію фіксованих дзеркал, що створюють «кадри» сканування. Помножуючи кількість дзеркал багатогранника на кількість кадрів, ми отримуємо кількість траєкторій сканування. Приміром, 4х5=20. Кути взаємного розташування кадрів визначаються виходячи з необхідності забезпечувати наявність сітки траєкторій на всьому просторі поля сканування. В результаті виходить густа мережа траєкторій сканування, що перетинаються, що забезпечує зчитування штрих-коду незалежно від його орієнтації. 

Світлодіодні CCD-сканери.

CCD означає прилад із зарядним зв'язком (ПЗЗ). Замість променя світла тут використовується підсвічування, яке перекриває весь штрих-код. Існують контактні та безконтактні CCD-сканери. Контактні моделі раніше були дуже широко представлені. Для того, щоб відсканувати такі сканери, потрібно було прикласти до штрих-коду. Тому контактні CCD сканери майже вийшли із застосування. Такі сканери погано працюють із кодами, нанесеними на опуклі та нерегулярні поверхні. Також проблематична робота за умов яскравого зовнішнього освітлення, оскільки може створювати сильні перешкоди (засвітки).

Безконтактні CCD-сканери оснащені потужнішими світлодіодами, що створюють яскраву лінію освітлення штрих-коду, а також чутливішими фотодатчиками, що дозволяють захоплювати зображення на більшій відстані від етикетки. Деякі моделі можуть працювати на відкритому повітрі та яскравому сонячному світлі без шкоди для якості сканування. Більшість безконтактних CCD-сканерів зчитують коди на відстані 6-15 см, деякі моделі мають робочу зону 30 см. Як і всі CCD-сканери, вони компактні та мають невелику вагу.