早期的条码成像仪是作为激光扫描仪的替代品而发展起来的，只能读取一维码。线性成像优于激光扫描仪的地方是能读取损坏的或印刷不好的一维条码，所以至今仍有应用市场。

如今成像仪堪称扫描界全能王，可以读取所有种类的条码，既可以读取一维码，又能够读取二维码。因为它们比激光扫描仪更不依赖于反光，所以成像仪能够在电脑和智能手机屏幕上或者其他显示终端上读取代码，包括印在纸上或塑料上的标签（代码）。你甚至可以在你的智能手机上找到一个条形码扫描仪应用程序，然后调用手机摄像头，把你手机上的摄像头作为成像器。（请尝试安装一个APP，并读取图1中的一维和二维示例条形码。）

尽管许多激光扫描仪仍在销售中，随着技术的进步和企业对条形码扫描仪能力要求的提高，以及客户需求的旺盛，成像扫描仪的市场份额正在增加，而且很可能会继续扩大。

本节集中讨论二维区域成像扫描仪——它正在迅速取代激光扫描仪的应用市场。二维区域成像扫描仪的构成：图像传感器、译码器、光电耦合电路和外壳。

条形码扫描仪中，需要各种化学物质和材料来制造用于形成图像传感器的半导体。然后用这些半导体制造光电探测器（当光线照射到它们时，这些半导体可以传输电流）以及高纯度硅的图像传感器内部的支持电路。硅中加入杂质以改变其电学特性。使用耐光性和光反应性的化学品、蚀刻剂和其他化学品制作半导体电路。

使用各种染料和颜料的滤色镜把光分解成红、绿、蓝三种颜色。图像传感器包括微透镜（非常小的透镜），一般由环氧树脂或硅树脂制成。

译码器电路也由硅半导体材料构成。译码器的印刷电路板和集成电路通常含有少量的有毒有害物质，如铅、汞和镉。

条码扫描器的外壳通常是高强度的塑料，但柜台内的条码扫描器通常使用金属外壳。扫描仪外壳上的透明窗口通常是一种合成树脂，称为聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或烯丙基二甘醇碳酸盐（也用作眼镜镜片的材料）。

用于照明的发光二极管是由如用于红色发光二极管的铝镓磷化铟和用于白色发光二极管的氮化铟镓等半导体制成的。手持式扫描仪的激光二极管也是由半导体制成的。

本节将重点介绍能够同时读取一维和二维条形码的区域成像仪。尽管这些扫描仪可以用于许多不同的需求或场所，但其基本技术是相似的：图像传感器用于捕获条形码的图像，译码器用于读取该图像。

区域成像仪

1．图像传感器，也称感光元件，是一种将光学图像转换成电子信号的设备。它是由一个像素矩阵构成的，每个像素矩阵包含一个红色传感器、一个绿色传感器和一个蓝色传感器。就像任何其他的半导体集成电路一样，图像传感器也是由硅材料制作而成。制作过程要求洁净的室内条件和专门的工艺，原始的硅片被制作成一组光敏光电探测器。在光电探测器上方形成用于放大和数据传输的半导体层。半导体层之间用于连接的导电金属是通过所谓的淀积技术添加到每一层的。

2．在光电探测器、晶体管和触点制作完成后，加入一组滤光片。用于制造彩色滤光片的材料因制造商而异。用染料或颜料将某种底材加工为红色、绿色和蓝色的滤光片。滤光片阵列中的每个滤光片元件只允许其特定的颜色通过它下面的光电探测器。

3．接下来在芯片上制作微镜头，微镜头将入射光聚焦到每个单独的像素上。在滤色片上涂抹一层透明的树脂，使滤色片表面光滑。然后在滤色片上再加一层树脂，在每个滤色镜上形成单独的圆顶透镜（见图4）。

4．完整的成像仪由像素阵列构成，如一个成像仪可能宽752像素，高480像素。

图4　图像像素的简化视图。每个像素包括用于聚焦入射光的微透镜，滤光片将红色、绿色、蓝色的光分离开，三种颜色的光每一种都有独自的光电探测器。

译码器

5．条形码扫描仪不仅能读取条形码的光反射，还能处理这些数据，并根据已知的一维和二维条形码的编写规则对其进行解码。为了实现这一功能，条形码扫描仪包含了微处理器、存储器和通信模块，以便将解码后的条形码信息输出到主机系统。这些功能模块集成在印刷电路板上。

6．成像仪可以直接安装到主电路板上，也可以用电缆或连接器连接到主电路板。

其他功能

7．条形码扫描仪还具有其他功能，如一种照亮条形码的方法。照明通常是通过合并白色和红色LED后的光线来完成的。手持单元包括一个激光器或用其他方法来瞄准扫描仪一样的东西。另一个常见的功能是，当扫描条码成功时，音频输出会发出“哔哔”声。这些功能可以集成到解码器的电路板中，或者在与主电路板接口的单独的子板上。

外壳

8．完整的条形码扫描仪组件可以作为一个独立的单元出售给第三方，也可以包装在附件中赠送，或者它可以打包在手持扫描仪或柜台式扫描仪中，作为成品条码扫描仪解决方案出售。最终包装的大小和形状因设计而异。

有些条形码扫描仪可以固定安装，待扫描的物品在传送带上呼啸而过；有些则是在工厂或仓库中对物品进行手持扫描；有些设计具有坚固的外壳，以适应恶劣的工作环境或防止跌落到坚硬的地面上摔坏。

质量检查会纳入生产过程的多个环节，完整的扫描仪必须经过几个工作测试才能获得行业认可。比如测试扫描仪测试代码读取的一致性和速度，以及其他标准，如特定符号在给定扫描角度下的读取距离。

现代成像仪可以以每秒60帧甚至更快的速度读取图像。这使得扫描仪可以通过多次扫码从而保证读码的准确性，或快速读取通过扫描仪的传送带上物品的代码。

还要测试扫描仪的纠错能力，即检验扫描仪能否更好地读取某种程度上稍有瑕疵的条形码，如代码含有墨迹、条码宽度不准确等，要求扫描仪必须能够容许代码打印过程中的一些错误，并且仍然能够准确地识别读取代码。

更好的条形码正在研制中，读取条形码的扫描仪研制也必须跟上步伐。许多公司正在开发包含第三维度（3D，或蚀刻条形码）的条形码，或者使用颜色或灰度来增加可以在其上编码的信息量。

随着图像传感器和图像处理技术的不断完善，成像技术也在不断进步。随着科学技术的发展，未来扫描仪将变得越来越小巧，价格越来越便宜，一些扫描仪将包含多个传感器。这样可以获得更大的景深，也能够有效地扫描移动物体上的条形码。

在大多数情况下，扫描速度越快越好。为了提高检测线的速度，一种新的方法是添加数字版权信息系统。该系统使用半透明水印，可以放置在所有的包装上，而不会模糊产品标签。这可以节约收银员时间，收银员不必浪费时间在扫描前寻找条形码。

条形码扫描仪的成像技术与数码相机和智能手机的成像技术非常相似。因此它们不仅能够读取条形码，还为许多可能的应用程序打开了大门。随着条码扫描仪变得越来越智能，许多公司开始对其越来越多的产品信息进行编码。扫描仪可以用来获取客户忠诚度ID的信息，扫描优惠券，等等。可以想象，未来图像处理和信息存储应用的可能性几乎是无穷无尽的。