DE10011281A1 - Kapazitives Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen von durch ein differentiell leitfähiges Muster codierten Informationen - Google Patents
Kapazitives Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen von durch ein differentiell leitfähiges Muster codierten InformationenInfo
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Abstract
Strichcodemuster oder andere Muster werden durch eine differentiell leitfähige Tinte aufgedruckt. Ein Sensor, der mehrere kapazitive Kopplungen erzeugt, ist in der Lage, Merkmale der Muster durch Vergleichsmessungen zu unterscheiden, die von Änderungen zwischen dem Sensor und den Mustern, die alle Kopplungen beeinflussen, im wesentlichen unabhängig sind. Die Muster können unterschieden werden, auch wenn sie vor Ansicht verborgen sind, z. B. in einem Umschlag angeordnet sind.
Description
Die Erfindung betrifft die Erfassung codierter Informa
tionen, insbesondere eines Strichcodes, der in einem diffe
rentiell leitfähigen Muster geschrieben ist und in einem Um
schlag oder einer anderen Lagenstruktur vor Betrachtung ver
borgen sein kann.
Ein großer Teil ankommender Massenpostsendungen wird
durch mindestens eine manuelle Handhabung verarbeitet, ins
besondere wenn sie Bestellungen enthalten. Wenn die Umschlä
ge einmal aufgeschnitten sind, werden sie im allgemeinen von
Hand geleert, und Informationen von ihren Inhalten werden
über eine Tastatur, durch optisches Scannen oder auf andere
Weise in einen Computer eingegeben. Die erforderlichen
Schritte zum Öffnen der Umschläge, Trennen ihrer Inhalte und
Eingeben relevanter Daten sind aufwendig und zeitintensiv.
Außerdem können bei der Dateneingabe Fehler auftreten, ins
besondere wenn auf den Umschlägen aufgedruckte Informationen
mit Informationen von ihren Inhalten verknüpft werden müs
sen.
Abgehende Massenpostsendungen sind ebenfalls anfällig
für Sortier- und andere Verarbeitungsfehler, die schwierig
erfaßbar sind, weil, wenn die Umschläge einmal versiegelt
sind, ihre Inhalte vor Betrachtung verborgen ist. Beispiels
weise können Einlagen, die vertrauliche Informationen ent
halten, in falschen Umschlägen angeordnet sein, die an Per
sonen adressiert sind, die mit vertraulichen Daten anderer
Personen vertraut werden. Es wurden viele verschiedene Ver
fahren verwendet, um durch Umschläge zu schauen und ihre In
halte zu lesen, ohne sie zu öffnen, wobei jedoch jedes die
ser Verfahren mit Problemen behaftet ist.
Im US-Patent Nr. 5522921 von Custer wird die Verwendung
von Röntgenstrahlen zum Lesen von Informationen der Inhalte
von Umschlägen vorgeschlagen, die mit speziellen, für Rönt
genstrahlen undurchlässigen Materialien bedruckt sind. Die
Röntgenstrahlen durchdringen die Umschläge und ihre Inhalte
mit Ausnahme der Stellen, an denen sie durch die speziellen
Materialien blockiert werden. Durch eine Röntgenstrahl-
Lesevorrichtung wird das resultierende Schattenmuster er
faßt. Die speziellen Materialien verursachen jedoch Zusatz
kosten und Begrenzen die Druckoptionen, und die Röntgen
strahlen bergen Gesundheitsrisiken, die für diese Zwecke
kaum zu rechtfertigen sind.
In US-Patent Nr. 5288994 von Berson wird die Verwendung
von Infrarotlicht auf eine ähnliche Weise beschrieben, um
die Inhalte versiegelter Umschläge zu lesen. Ein Infrarot
lichtstrahl von einer Lichtquelle wird durch die Umschläge
auf einen optischen Detektor gerichtet, der ein durch ver
schiedene Absorptionskenngrößen zwischen herkömmlichen Tin
ten und dem Papier, auf dem sie aufgedruckt sind, erzeugtes
Schattenmuster aufzeichnet. Solche gefüllten Umschläge sind
jedoch schlechte optische Elemente für die Transmission von
Bildern, selbst für Transmissionen im Infrarotspektrum. Pa
pier transmittiert die Infrarotbilder nicht sehr effizient.
Unregelmäßigkeiten in den Oberflächen, im Abstand, in der
Beschichtung und den Materialien der Umschläge und ihrer In
halte verursachen erhebliche Aberrationen, durch die die
Auflösung der Bilder wesentlich beeinträchtigt werden kann.
Außerdem sind Überlagerungen aus gedrucktem Material auf den
Umschlägen und ihren Inhalten schwierig separierbar, und
durch gedruckte Hintergründe kann der Kontrast beeinträch
tigt werden.
Außer hinsichtlich Unterschieden in der Wellenlänge
sind diese herkömmlichen Verfahren dem Bestrahlen einer Sei
te eines Umschlags durch ein Blitzlicht ähnlich, in der
Hoffnung, daß dunkleres gedrucktes Material durch die entge
gengesetzte Seite des Umschlags lesbar ist. Röntgenstrahlen
durchdringen Papier sehr leicht, sind jedoch gefährlich und
erfordern spezielle Materialien, um sie abzubremsen. Wellen
längen im nahen Infrarotbereich durchdringen Papier
schlecht, und ihre Bilder erfahren aufgrund optischer Inkon
sistenzen und aufgrund von Verdunkelungen durch aufgedruck
te Auflagen bzw. Schichten oder Hintergründe Aberration.
Im US-Patent Nr. 5811792 von Verschuur und Mitchell,
Jr. wird eine Kobination aus Mikrowellenheizung und Infra
rotbeobachtung vorgeschlagen, um Inhalte versiegelter Um
schläge zu erfassen. Mikrowellenenergie erwärmt differenti
ell leitfähige oder dielektrische Muster der Inhalte, und
Infrarotdetektoren zeichnen zu den Umschlagoberflächen über
tragene thermische Bilder der Muster auf.
Im US-Patent Nr. 5621200 von Irwin, Jr. et al. wird ein
elektronisches Validationssystem für Rubbellose beschrieben.
Eine leitfähige Tinte, die ein Muster von Widerständen ent
hält, wird als Teil des Rubbelmaterials oder der darunter
liegenden Spielzeichen oder -symbole aufgedruckt. Durch Kon
densatoren werden die gedruckten Widerstandsschaltungen mit
einer elektronischen Verifizierungsmaschine gekoppelt, um
elektronische Unterschriftsmuster der Widerstandsschaltungen
zu verifizieren. Die elektronischen Unterschriften sind mit
vorgegebenen Standards vergleichbar, sie enthalten jedoch
keine in herkömmlichen Formaten codierten Informationen, die
als alphanumerische Zeichen lesbar sind. Außerdem muß jedes
Los an einer vorgegebenen Position in der Verifizierungsma
schine einzeln geprüft werden.
Im US-Patent Nr. 3519802 von Cinque et al. wird ein
frühes Verfahren zum Authentifizieren von Kreditkarten mit
intern codierten Daten beschrieben. Leitfähige Platten sind
in einem Muster angeordnet, und ihr Vorhandensein, Nicht-
Vorhandensein oder ihre ungefähre Ausrichtung wird durch ei
nen Kapazitätssensor erfaßt. Für das Detektionssystem müssen
die Platten jedoch in zwei versetzten Ebenen gebogen werden,
was die Herstellung komplizierter macht, und sie sind nicht
leicht auf dünnere Substrate aufbringbar, wie beispielsweise
auf normalerweise in Umschlägen angeordnete lagenförmige
oder Blattmaterialien.
Im US-Patent Nr. 4591189 von Holmen et al. wird ein
neueres Beispiel eines Kreditkartenverifizierungssystems be
schrieben, in dem eine lichtdurchlässige Authentifizierungs
schicht zwischen zwei Antireflex-Filmlagen angeordnet ist.
Die Authentifizierungsschicht wird vorzugsweise aufgedampft,
z. B. durch Sputtern, sie kann jedoch auch durch eine ge
druckte Schicht aus leitfähiger Tinte gebildet werden. Die
Impedanz, die Leitfähigkeit oder die Kapazität der Authenti
fizierungsschicht kann erfaßt werden, obwohl die Kapazität
zum Erfassen diskreter Bereiche der Authentifizierungs
schicht nicht empfohlen wird. Außer für Authentifizierungs
zwecke enthält die leitfähige Schicht keinerlei nützliche
Informationen.
In der US-Patentanmeldung Nr. 09/059985 von Verschuur,
Mitchell, Jr. und Leordeanu wird ein kapazitives Verfahren
und eine Vorrichtung zum Lesen von auf Einlagen aufgedruck
ten und in einem versiegelten Umschlag verborgenen Strich
codes beschrieben. Änderungen in einem Meßergebnis der kapa
zitiven Kopplung zwischen zwei Elektroden bei Anwesenheit
des Strichcodes werden interpretiert, um verschiedene
Strichcodemuster zu unterscheiden. Auf diese Anmeldung wird
hierin durch Verweis Bezug genommen.
Solche kapazitiven Kopplungsmessungen können durch vie
le Faktoren beeinflußt werden, beispielsweise durch Flattern
der an den Elektroden vorbeilaufenden Umschläge, Vibrationen
während des Umschlagtransports, unterschiedlich viele oder
unterschiedlich dicke dielektrische Lagen, die den Strich
code von den Elektroden trennen, Änderungen der Position
oder Winkelausrichtung des Strichcodes und Überkopplungsef
fekte zwischen benachbarten Strichen des Strichcodes.
Durch die vorliegende Erfindung wird gemäß einer Aus
führungsform ein neuartiges Lesegerät bereitgestellt, das
kapazitive Kopplungsmessungen ausführt, um durch differen
tiel leitfähige Muster codierte Informationen zu erfassen.
Einlagen in Umschlägen und andere verborgene Substrate kön
nen mit einer leitfähigen oder dielektrischen Tinte in Form
eines Strichcodes oder anderer Symbole bedruckt und durch
das erfindungsgemäße Lesegerät transportiert werden, um an
sonsten für herkömmliche optische Lesegeräte verborgene In
formationen zu erfassen. Die Kopplungsmessungen können
gleichzeitig oder parallel ausgeführt werden und unabhängig
von Struktur-, Umgebungs- oder anderen Faktoren, die die Me
ßergebnisse gemeinsam beeinflussen, miteinander verglichen
werden, um Merkmale in den Mustern voneinander zu unter
scheiden.
Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Lesegerät zum
Erfassen von durch ein differentiell leitfähiges Muster co
dierten Informationen mehrere Elektroden aufweisen, die in
nerhalb eines oder mehrerer elektrischer Felder positioniert
sind, die durch mindestens eine der Elektroden erzeugt wer
den. Ein Signalprozessor erhält Meßergebnisse kapazitiver
Kopplungen des differentiell leitfähigen Musters zwischen
mindestens drei verschiedenen Paarungen der Elektroden, wenn
das Muster relativ durch das eine oder die mehreren elektri
schen Felder bewegt wird. Ein Logikprozessor vergleicht die
gleichzeitig erzeugten Meßergebnisse miteinander unabhängig
von Änderungen, die ähnliche Wirkungen auf die verglichenen
Meßergebnisse haben, um Merkmale des differentiell leitfähi
gen Musters zu unterscheiden.
Vorzugsweise vergleicht der Logikprozessor gleichzeitig
erzeugte Meßergebnisse von einer ersten Gruppierung der ge
paarten Elektroden und verwendet das Vergleichsergebnis, um
einen anderen Vergleich zwischen gleichzeitig erzeugten Meß
ergebnissen einer zweiten Gruppierung der gepaarten Elektro
den zu triggern, um die Merkmale des Musters zu unterschei
den. Der erstgenannte Vergleich kann auch verwendet werden,
um Bezugspunkte im Muster zu lokalisieren, wenn das Muster
an den Elektroden vorbeibewegt wird.
Bei einer zum Lesen eines Strichcodes besonders geeig
neten Ausführungsform sind die Elektroden entlang einer ge
meinsamen Achse, die mit der Richtung der Relativbewegung
zwischen dem Strichcode und den Elektroden übereinstimmt, in
einer Reihe angeordnet. Eine erste und eine dritte Elektrode
überspannen eine zweite Elektrode entlang der gemeinsamen
Achse. Der Prozessor vergleicht gleichzeitig erzeugte Meßer
gebnisse von Kopplungen zwischen einer vierten Elektrode und
jeder der ersten und zweiten Elektroden, um die Bezugspunkte
im Strichcode zu lokalisieren und einen weiteren Vergleich
zwischen Kopplungsmeßergebnissen zu triggern. Der weitere
Vergleich, durch den eine Strichabmessung des Strichcodes
bestimmt wird, vergleicht gleichzeitig erzeugte Meßergebnis
se einer Kopplung zwischen der zweiten und der vierten Elek
trode mit einer Kombination von Meßergebnissen von Kopplun
gen zwischen der vierten Elektrode und jeder der ersten und
dritten Elektroden.
Die betrachtete Strichcodeabmessung kann ein Strich
breite sein, die entlang der gemeinsamen Achse der Elektro
denreihe gemessen wird. Wenn ein breiter oder ein schmaler
Strich entlang der Elektrodenreihe zentriert ist, sind die
kapazitiven Kopplungen, in denen Paarungen mit der ersten
und der dritten Elektrode verwendet werden, im wesentlichen
gleich. Ein schmaler Strich überlappt nur die zweite Elek
trode, ein breiter Strich überlappt jedoch auch Abschnitte
sowohl der ersten als auch der dritten Elektrode. Die Elek
troden sind bezüglich den Strichbreiten so dimensioniert,
daß die Summe aus den Meßergebnissen der Kopplungen, in de
nen die erste und die dritte Elektrode verwendet werden,
größer ist als das gleichzeitig erzeugte Meßergebnis der
Kopplung, in der die zweite Elektrode verwendet wird, wenn
ein breiter Strich in der Elektrodenreihe zentriert ist, und
kleiner, wenn ein schmaler Strich ähnlicherweise zentriert
ist.
Die vierte Elektrode, die vorzugsweise Ende an Ende mit
der zweiten Elektrode ausgerichtet ist, kann als Sender die
nen, und die erste, die zweite und die dritte Elektrode kön
nen als separate Empfänger dienen. Der Signalprozessor er
hält die Signale von den separaten Empfängern und wandelt
die Signale für Vergleichsverarbeitungen in eine geeignetere
Form um. Alternativ können die erste, die zweite und die
dritte Elektrode als Sender dienen, und die vierte Elektrode
kann als Empfänger dienen. Die einzelnen Paarungen der drei
Sender mit dem einzelnen Empfänger können durch Übertragen
einer jeweils anderen Frequenz von jedem der drei Sender un
terschieden werden. Ein Demultiplexer im Signalprozessor
trennt die verschiedenen Frequenzsignale von den verschiede
nen Elektrodenpaarungen. Es können mehr Sender und mehr Emp
fänger gepaart und durch verschiedene Empfänger oder ver
schiedene Frequenzen unterschieden werden, um mehr Informa
tionen über die Vergleichsmerkmale von Strichcode- oder an
deren Informationsmustern zu erhalten.
Die Erfindung ist besonders zum Verarbeiten einer Folge
von Umschlägen mit in ihren Inhalten codierten Informationen
geeignet. Die Informationen werden in Mustern einer kontra
stierenden Dielektrizitätskonstanten aufgezeichnet. Vorzugs
weise werden die Muster mit einer elektrisch leitfähigen
Tinte auf ein dielektrisches Medium aufgedruckt, das in die
Umschläge eingefügt wird. Die Umschläge werden zusammen mit
ihren codierten Inhalten am erfindungsgemäßen Lesegerät vor
beibewegt. Gleichzeitig gemessene Änderungen mehrerer kapa
zitiver Kopplungen werden miteinander verglichen, um Merkma
le in den Mustern zu erfassen und zu unterscheiden. Die
durch die Relativmessungen erhaltenen Informationen können
sinnvoll interpretiert und verwendet werden, um eine Weiter
verarbeitung der Umschläge zu beeinflussen.
Die von den Inhalten der Umschläge erhaltenen Informa
tionen können beispielsweise gewünschte Adressaten oder Emp
fänger der Umschläge identifizieren. Die tatsächlichen Emp
fänger können durch optische Standardeinrichtungen von der
Außenseite der Umschläge gelesen und mit den von ihren In
halten erhaltenen Adresseninformationen verglichen werden,
um ihre Übereinstimmung zu verifizieren. Die Weiterverarbei
tung der Umschläge wird unterbrochen, wenn eine Nichtüber
einstimmung erfaßt wird. Alternativ können die von den In
halten der Umschläge erhaltenen Adresseninformationen ver
wendet werden, um entsprechende Adresseninformationen auf
die Außenseite der Umschläge zu drucken. Außerdem können Be
fehle zur Weiterverarbeitung von den Inhalten der Umschläge
gelesen werden.
Ein System zum Realisieren der Erfindung kann eine
Transporteinrichtung aufweisen, die eine Folge abgedeckter
oder beschichteter Substrate in eine erste Richtung trans
portiert, die mit differentiell leitfähigen Mustern bedruckt
sind. Eine Reihe von Elektroden ist entlang der ersten Rich
tung angeordnet und erzeugt zusammen mit mindestens einer
weiteren Elektrode mindestens drei kapazitive Kopplungen,
die durch die differentiellen Leitfähigkeitsmerkmale der Mu
ster beeinflußt werden. Ein Prozessor führt einen Vergleich
unter einer ersten Gruppierung der kapazitiven Kopplungen
aus und leitet einen zweiten Vergleich unter einer zweiten
Gruppierung der Kopplungen ein, wenn das erste Vergleichser
gebnis mit einem vorgegebenen Ergebnis übereinstimmt.
Die beiden Vergleiche tragen dazu bei, Merkmale in den
Mustern zu identifizieren und sie durch ihre unterschiedli
che Wirkung auf die verglichenen kapazitiven Kopplungen zu
unterscheiden. Der Prozessor kann auch die unterschiedenen
Merkmale der Muster mit gespeicherten Informationen über
ähnliche Muster abgleichen, um die codierten Informationen
zu lesen. Beispielsweise können numerische Darstellungen der
erfaßten Muster mit einer Tabelle von Daten verglichen wer
den, die das erwartete Muster oder andere bekannte Muster
beschreiben. Eine Sortiereinrichtung kann verwendet werden,
um eine anschließende Verarbeitung der abgedeckten oder be
schichteten Substrate basierend auf den codierten Informa
tionen zu unterscheiden, die ansonsten vor Betrachtung ver
borgen sind.
Die Elektroden bilden zusammen einen Sensorkopf, der
bezüglich eines sich bewegenden, differentiell leitfähigen
Musters positionsfixiert ist oder bezüglich eines stationä
ren, differentiell leitfähigen Musters bewegt wird. Für eine
Mengenverarbeitung wird vorzugsweise eine Transporteinrich
tung verwendet, um die differentiell leitfähigen Muster am
Sensorkopf vorbeizubewegen. Wenn eine solche In-line-
Verarbeitung ungeeignet ist, kann ein handgehaltener Sensor
über das differentiell leitfähige Muster bewegt werden, um
die gewünschten Signale zu erzeugen. Die handgehaltene Aus
führungsform würde außerdem praktisch sein, um auf Metall
oberflächen aufgeprägte Strichcodes zu lesen.
Obwohl das erfindungsgemäße Lesegerät insbesondere zum
Verarbeiten verborgener Informationsmuster geeignet ist,
insbesondere von Mustern, die in Umschlägen enthalten sind,
kann das erfindungsgemäße Lesegerät unabhängig davon, ob die
Informationen verborgen sind oder nicht, auf ähnliche Weise
arbeiten.
Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den
beigefügten Zeichnungen näher beschrieben; es zeigen:
Fig. 1A eine schematische perspektivische Ansicht ei
nes Paars Sende- und Empfangselektroden, die über einem vor
beibewegten leitfähigen Strichcodemuster angeordnet sind;
Fig. 1B eine ähnliche Ansicht zum Darstellen der Ab
messungen der beiden Elektroden und des leitfähigen
Strichmusters;
Fig. 2 ein Diagramm zum Darstellen der zusätzlichen
Komponenten eines kapazitiven Strichcodelesegeräts, das die
beiden Elektroden aufweist;
Fig. 3 eine Querschnittansicht eines Umschlags zum
Darstellen der relativen Position des auf einer von mehreren
Einlagen im Umschlag aufgedruckten leitfähigen Strichmu
sters;
Fig. 4 einen Graphen zum Darstellen eines von einem
einzelnen leitfähigen Strich, der die beiden Elektroden pas
siert, erwarteten Signals;
Fig. 5 einen Graphen zum Unterscheiden von Signalen,
die durch Striche verschiedener Breiten erzeugt werden, die
die Elektroden bei zwei verschiedenen Abständen von den
Elektroden passieren;
Fig. 6 eine schematische perspektivische Ansicht zum
Darstellen der Relativpositionen von drei Empfangselektroden
und einer Sendeelektrode bezüglich eines vorbeibewegten Um
schlags, der eine Einlage enthält, auf der ein Strichcodemu
ster aufgedruckt worden ist;
Fig. 7 einen Graphen zum Darstellen von Kombinationen
von Signalen von den drei Empfangselektroden, die verglichen
werden können, um Informationen über die Position und die
Breite leitfähiger Striche im Strichcodemuster zu erhalten;
Fig. 8 eine schematische perspektivische Ansicht zum
Darstellen einer ähnlichen Elektrodenanordnung, deren Sende-
und Empfangsfunktionen jedoch umgekehrt sind;
Fig. 9 eine schematische Draufsicht des gleichen Elek
trodenmusters in der Nähe eines sich bewegenden Umschlags,
der ein leitfähiges Strichcodemuster enthält;
Fig. 10 ein Diagramm zum Darstellen der zusätzlichen
Komponenten eines kapazitiven Strichcodelesegeräts, das die
drei Sendeelektroden und eine Empfangselektrode aufweist;
Fig. 11 eine schematische Endansicht eines unter den
Elektroden zentrierten schmalen leitfähigen Strichs;
Fig. 12 eine schematische Endansicht eines unter den
Elektroden zentrierten breiten leitfähigen Strichs;
Fig. 13 eine ähnliche schematische Endansicht zum Dar
stellen kapazitiver Kopplungsbeziehungen, die durch ein Mu
ster breiter und schmaler Striche erhalten werden;
Fig. 14 ein Diagramm eines anderen Lesegeräts, bei dem
eine durch eine der Sendeelektroden übertragene Frequenz
phasenverschoben auch durch die beiden anderen Sendeelektro
den übertragen wird;
Fig. 15 einen Graphen zum Darstellen verschiedener
Frequenzsignale bei Anwesenheit des gleichen vorbeibewegten
Strichcodemusters, wobei die Sendeelektroden gemäß der in
Fig. 14 dargestellten Schaltung gesteuert werden;
Fig. 16 ein Diagramm eines anderen Lesegeräts, wobei
die Sendeelektroden sowohl mit ihrer eigenen Frequenz als
auch mit der Frequenz benachbarter Elektroden in einer pha
senverschobenen Beziehung gesteuert werden;
Fig. 17 einen Graphen zum Darstellen der verschiedenen
Frequenzsignale bei Anwesenheit des gleichen vorbeibewegten
Strichcodemusters, wobei die Sendeelektroden gemäß der in
Fig. 16 dargestellten Schaltung gesteuert werden;
Fig. 18 eine schematische perspektivische Ansicht zum
Darstellen einer Reihe von drei Sende- und drei Empfangs
elektroden;
Fig. 19 ein Diagramm zum Darstellen von Komponenten
eines Lesegeräts mit den drei Sende- und den drei Empfangs
elektroden;
Fig. 20 eine schematische perspektivische Ansicht zum
Darstellen einer Reihe von fünf Sende- und drei Empfangs
elektroden;
Fig. 21 ein Diagramm zum Darstellen von Komponenten
eines Lesegeräts mit den fünf Sende- und den drei Empfangs
elektroden;
Fig. 22 eine schematische perspektivische Ansicht ei
ner alternativen Elektrodenreihe zum Überwachen einer größe
ren Breite eines vorbeilaufenden Umschlags;
Fig. 23 eine schematische perspektivische Ansicht ei
ner gedruckten Schaltung mit einer Elektrodenreihe und ande
ren Komponenten des erfindungsgemäßen Lesegeräts; und
Fig. 24 ein Diagramm eines In-line-Systems mit einer
Transporteinrichtung zum Vorbeibewegen einer Reihe von Um
schlägen, die in differentiell leitfähigen Mustern codierte,
verborgene Informationen enthalten, am erfindungsgemäßen Le
segerät.
In den Fig. 1A und 1B ist ein elektrisch leitfähiger
Strich 10 mit einer Sendeelektrode 12 und einer Empfangs
elektrode 14 eines in Fig. 2 ausführlicher dargestellten
Strichcodelesegeräts 20 ausgerichtet angeordnet. Ein Oszil
lator 22 des Strichcodelesegeräts 20 führt der Sendeelektro
de 12 eine Spannung "US" mit einer Frequenz "f" vorzugsweise
im Bereich von 20-50 kHz zu. Kapazitive Kopplungen "C1"
und "C2" zwischen der Sendeelektrode 12 und dem leitfähigen
Strich 10 und zwischen dem leitfähigen Strich 10 und der
Empfangselektrode 14 induzieren eine Spannung "Ue" in der
Empfangselektrode 14. Das Spannungssignal Ue wird durch eine
Eingangspufferstufe 24 verstärkt und durch einen Demodulator
(z. B. Gleichrichter) 26 weiterverarbeitet, um eine geeignete
Gleichspannung zu erhalten, die der durch die Elektrode 14
empfangenen Spannung proportional ist.
Die kapazitiven Kopplungen C1 und C2 sind von drei
Hauptfaktoren abhängig: (a) von Überlappungsflächen zwischen
jeder der beiden Elektroden 12 und 14 und dem leitfähigen
Strich 10, (b) Abständen zwischen jeder der beiden Elektro
den 12 und 14 und dem leitfähigen Strich 10, und (c) Dielek
trizitätskonstanten der zwischen jeder der beiden Elektroden
12 und 14 und dem leitfähigen Strich 10 angeordneten dielek
trischen Medien. Durch Vermindern dieser Abstände und Ver
größern der Überlappungsflächen und der Dielektrizitätskon
stanten werden die kapazitiven Kopplungen C1 und C2 erhöht.
Die Flächenabmessungen der beiden Elektroden 12 und 14
und des leitfähigen Strichs 10 sind in Fig. 1B dargestellt.
Ein Produkt aus einer Höhe "h" und einer Breite "w" ergibt
die Fläche des leitfähigen Strichs 20. Die Elektroden 12 und
14 haben den Produkten aus Höhen "h1" bzw. "h2" und Breiten
"w1" bzw. "w2" entsprechende Flächen. Der gesamte Überlapp
zwischen den beiden Elektroden 12 und 14 und dem leitfähigen
Strich 10 ist allgemein kleiner als die Fläche (h × w) des
leitfähigen Strichs 10, weil die Summe aus den Höhen (h1 + h2)
kleiner ist als die Höhe "h" des leitfähigen Strichs 10.
Über die Enden der Elektroden 12 und 14 herausragende Ab
schnitte des leitfähigen Strichs 10 tragen nur geringfügig
zu den kapazitiven Kopplungen C1 und C2 bei.
Ein gemeinsamer Abstand "d" zwischen den beiden Elek
troden 12 und 14 und dem leitfähigen Strich 10 ist in Fig.
3 als exemplarische Abmessung dargestellt. Ein im Quer
schnitt dargestellter Umschlag 30 enthält drei durch Luft
schichten 34 getrennte Papiereinlagen 32. Der leitfähige
Strich 10 ist auf einer der Einlagen 32 aufgedruckt. Die
Elektroden 12 und 14, die in dieser Figur Ende an Ende dar
gestellt sind, sind an der Oberseite des Umschlags 30 im Ab
stand d von leitfähigen Strich 10 angeordnet. Die abwech
selnden Lagen oder Schichten aus Papiereinlagen 32 und Luft
34 bilden ein dielektrisches Medium, das die beiden Elektro
den 12 und 14 vom leitfähigen Strich 10 trennt.
Wenn sich in der Nähe der Elektroden 12 und 14 kein
elektrischer Leiter befindet, liegt an der Empfangselektrode
14 idealerweise keine Spannung Ue an. In der Praxis exi
stiert jedoch eine kleine Kopplungskapazität "C0" zwischen
den Elektroden 12 und 14, die bei Abwesenheit eines elektri
schen Leiters eine kleine Restempfangsspannung Ue erzeugt.
Es kann eine geeignete Abschirmung verwendet werden, um die
beiden Elektroden 12 und 14 zu isolieren.
Fig. 4 zeigt die Weise, auf die das demodulierte Emp
fangssignal Ue zeitlich variiert, wenn der leitfähige Strich
10 unter den Elektroden 12 und 14 vorbeibewegt wird. Das Si
gnal Ue nimmt auf einen Maximalwert zu und kehrt dann auf
null zurück, wobei das gesamte Diagramm die Form einer Gloc
kenkurve hat.
Im Abstand d zwischen dem leitfähigen Strich 10 und den
beiden Elektroden 12 und 14 und bei einer festen Amplitude
des Sendesignals US offenbart das Empfangsspannungssignal Ue
zwei Schlüsselmerkmale: (a) die der Peak- oder Spitzenwert
amplitude des Signals Ue entsprechende Mittenposition des
leitfähigen Strichs 10 bezüglich den Elektroden 12 und 14
und (b) die einer Zeitdauer des Signals (z. B. gemessenen bei
der Halbhöhenspitzenbreite (FWHM)) entsprechende Breite w
des leitfähigen Strichs 10. Daher kann zwischen breiten und
schmalen leitfähigen Strichen unterschieden werden, so daß
die Technik zum Lesen von Strichcodemustern geeignet ist, in
denen zum Codieren von Informationen breite und schmale
Striche mit gleicher Höhe verwendet werden.
Ein Diagramm in Fig. 5 zeigt eine Folge teilweise
überlappender glockenkurvenförmiger Antworten des Signals
Ue, die erhalten werden, wenn ein Strichcodemuster 40 mit
schmalen Strichen 42 und breiten Strichen 44 an den Elektro
den 12 und 14 vorbeibewegt wird. Je dichter die leitfähigen
Striche 42 oder 44 beieinander liegen, desto höher ist die
Empfangsspannung Ue und desto geringer ist der Unterschied
zwischen Maxima und Minima der den Strichen 42 und 44 zuge
ordneten einzelnen Antwortkurven. Wenn die leitfähigen Stri
che 42 oder 44 zu dicht beieinander liegen, geht der Unter
schied zwischen den Antwortkurven verloren, wodurch die Auf
lösung des Lesegeräts 20 begrenzt wird. Die Auflösung des
Lesegeräts 20 nimmt auch mit einer Vergrößerung des Abstands
d ab. Kurven 46 und 48 in Fig. 5 zeigen Auflösungen für
zwei verschiedene Abstände d.
Im Prinzip kann durch Beobachten des Musters von Maxima
und Minima im Empfangssignal Ue zwischen breiten und schma
len leitfähigen Strichen 42 und 44 unterschieden und ihr Ab
stand voneinander bestimmt werden. Diese Möglichkeit ent
fällt jedoch, wenn der Abstand d zwischen den Elektroden 12
und 14 und den vorbeibewegten leitfähigen Strichen 42 und 44
zeitlich variiert. Dies tritt als Ergebnis einer Flatterbe
wegung auf, d. h. einer Auf- und Abbewegung des Umschlags 30
zu den Elektroden 12 und 14 hin oder von ihnen weg, oder
aufgrund anderer unerwünschter Bewegungen, z. B. Vibrationen
einer Transportvorrichtung. Diese führen dazu, daß das Emp
fangssignal Ue in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Um
schlag 30 und den Elektroden 12 und 14 zu- oder abnimmt.
Die Amplitude des Signals Ue ändert sich auch, wenn die
leitfähigen Striche 42 oder 44 sich aus der Parallelität mit
den ausgerichteten Elektroden 12 und 14 herausbewegen. Au
ßerdem werden durch Kreuzkopplung zwischen benachbarten
Strichen 42 oder 44 die Signalunterschiede dazwischen weiter
vermindert. All diese Änderungen können zu Amplitudenände
rungen des Empfangssignals Ue führen, die seine sinnvolle
Interpretation beeinträchtigen.
Wir haben jedoch Verfahren gefunden, Merkmale von
Strichcodemustern und anderen Mustern trotz Instabilitäten
zwischen Elektroden und Strichcodemustern zu unterscheiden.
In einem solchen in Fig. 6 dargestelltes Verfahren wird ein
neuartiger Sensor 50 mit einer einzigen Sendeelektrode 52
und einer Reihe von drei Empfangselektroden 54, 56 und 58
verwendet, die entlang einer gemeinsamen Achse 60 einer re
lativen Linearbewegung zwischen einem Umschlag 62 und dem
Sensor 50 angeordnet sind. Die Sendeelektrode 52 ist mit der
mittleren Empfangselektrode 56 in der gleichen Position ent
lang der gemeinsamen Achse 60 ausgerichtet. Eine im Umschlag
62 angeordnete Einlage 64 ist mit einer leitfähigen Tinte im
Strichcodemuster 70 bedruckt, das eine Reihe schmaler und
breiter leitfähiger Striche 72 und 74 aufweist.
Die Einlage 64, auf der codierte Informationen aufge
druckt sind, besteht vorzugsweise aus Papier, das ein Die
lektrikum ist. Es können jedoch auch andere nichtleitende
Materialien, einschließlich Harzschichten oder Textilmate
rialien, als Substrate zum Halten leitfähiger Substanzen
oder von Substanzen mit verschiedenen Dielektrizitätskon
stanten verwendet werden. Die zum Aufdrucken des Strichcode
musters 70 verwendete leitfähige Tinte kann sichtbar sein,
um optisch lesbare Informationen bereitzustellen, oder un
sichtbar, um andere Funktionen auszuführen, z. B. mit der
Spurführung, Buchführung bzw. Rechnungserstellung oder Si
cherheit in Beziehung stehende Funktionen. Der Strichcode 70
kann außerdem für ähnliche Zwecke zwischen Lagen zusätzli
cher Einlagen verborgen sein. Beispiele von für diese Zwecke
geeigneten leitfähigen Tinten sind die in einem Desk-Jet-
Drucker von Hewlett Packard (Modell 870CSE) verwendete Tinte
und bestimmte, zum Cold-Set-Drucken verwendete eisenbasierte
Tinten.
An den drei Empfangselektroden 54, 56 und 58 können se
parate Spannungssignale "EL", "EC" und "ER" erfaßt werden.
Ein Signalprozessor 67 kombiniert diese Signale in Verbin
dung mit einem Logikprozessor 78 (z. B. Mikroprozessor), um
drei vergleichbare Ausgangssignale zu erzeugen, d. h. (EL - ER),
EC und (EL + ER), die in Fig. 7 für ein exemplarisches Strich
codemuster separat dargestellt sind.
Das Differenzausgangssignal (EL - ER) variiert zwischen
positiven Werten, wenn einer der leitfähigen Striche 72 oder
74 näher an der Elektrode 54 angeordnet ist, und negativen
Werten, wenn der gleiche leitfähige Strich 72 oder 74 näher
an der Elektrode 58 angeordnet ist. Das Ausgangssignal (EL - ER)
hat den Wert null, wenn der Strich 72 oder 74 am näch
sten an der Elektrode 56 und in gleichen Abständen von den
Elektroden 54 und 56 angeordnet ist. Dieser Nullpunkt defi
niert eine Bezugsposition des Strichs 72 oder 74 innerhalb
der Elektrodenreihe, an dem weitere Vergleiche zwischen den
übrigen Ausgangssignalen (EL + ER) und EC ausgeführt werden.
Für einen der schmalen Striche 72, dessen Breite mit
derjenigen der Elektroden 54, 56 oder 58 vergleichbar ist,
hat das Ausgangssignal (EL + ER) ein Profil, das breiter ist
als das Ausgangssignal EC, jedoch eine kleinere Amplitude
hat, insbesondere an der Bezugsposition in Ausrichtung mit
der Elektrode 56. Die effektive Überlappungsfläche zwischen
dem schmalen Strich 72 und der Mittenelektrode 56 ist größer
als die effektive Überlappungsfläche zwischen dem schmalen
Strich 72 und den beiden Elektroden 54 und 58. Daher wird
ein schmaler Strich 72 durch die Bedingung EC < (EL + ER) er
faßt, wenn EL = ER ist.
Für einen der breiten Striche 74, dessen Breite minde
stens Abschnitte der Elektroden 54 und 58 überlappt, hat das
Ausgangssignal (EL + ER) an der Bezugsposition (EL = ER) eine Am
plitude, die größer ist als die Amplitude des Ausgangs
signals EC. Die effektive Überlappungsfläche zwischen dem
breiten Strich 74 und den beiden Elektroden 54 und 58 ist
größer als die effektive Überlappungsfläche zwischen dem
breiten Strich 74 und der Mittenelektrode 56. Daher wird ein
breiter Strich 76 durch die Bedingung EC < (EL + ER) erfaßt,
wenn EL = ER ist.
Die beiden Vergleiche EL gegen ER und EC gegen (EL + ER)
beziehen sich nur auf Relativwerte der Spannungssignale EL,
EC und ER und bleiben trotz Änderungen mit ähnlichen momenta
nen Wirkungen auf die Spannungssignale EL, EC und ER für die
Unterscheidung schmaler und breiter Striche 72 und 74 gül
tig. Vorzugsweise sind die Unterscheidungselektroden 54, 56
und 58 des Sensors 50 alle in unmittelbarer Nähe zueinander
angeordnet, so daß solche Änderungen, durch die eine der
Elektroden beeinflußt wird, die anderen Elektroden gleicher
maßen beeinflussen. Wenn beispielsweise der Abstand zwischen
dem Umschlag 62 und dem Sensor 50 sich ändert, nehmen die
Amplituden der Signale EL, EC und ER zu oder ab. Die beiden
Vergleiche EL gegen ER und EC gegen (EL + ER) werden jedoch
durch diese Abstandsänderung nicht beeinflußt, weil die Si
gnale EL, EC und ER gemeinsam variieren und nur miteinander
verglichen werden.
Ein in den Fig. 8 und 9 zuerst dargestellter alter
nativer Sensor weist eine Reihe aus drei Sendeelektroden 82,
84 und 86 und eine einzelne Empfangselektrode 88 auf. Ähn
lich wie die Empfangselektroden des Sensors 50 sind die Sen
deelektroden 82, 84 und 86 des alternativen Sensors 80 par
allel zueinander ausgerichtet und entlang einer gemeinsamen
Achse 90 der Relativbewegung zwischen einem Umschlag 92 und
dem Sensor 80 angeordnet. Die einzelne Empfangselektrode 88
ist mit der mittleren Sendeelektrode 84 an der gleichen Po
sition entlang der gemeinsamen Achse 90 ausgerichtet. Eine
im Umschlag 92 angeordnete Einlage 94 ist mit einer leitfä
higen Tinte in einem Strichcodemuster 100 bedruckt, das eine
Reihe schmaler und breiter leitfähiger Striche 102 und 104
aufweist. Die Sendeelektroden 82, 84 und 86 sind um ein Maß
getrennt, das etwa einem minimalen Abstand zwischen schmalen
Strichen 102 entspricht.
Der Sensor 80 bildet einen Teil eines Strichcodelesege
räts 110, das in Fig. 10 dargestellt ist. Drei Oszillatoren
112, 114 und 116 führen den drei Sendeelektroden 82, 84 und
86 Spannungssignale mit verschiedenen Frequenzen "f1", "f2"
und "f3" und mit Amplituden "S1", "S2" und "S3" zu. An der
Empfangselektrode 88 sind alle drei Frequenzen f1, f2 und f3
gemischt. Drei einem Puffer 118 nachgeschaltete Bandpaßfil
ter 122, 124 und 126 trennen jedoch das Empfangssignal in
drei einzelne Signale "UL", "UC" und "UR" mit Mittenfrequen
zen f1, f2 und f3. Die drei Signale UL, UC und UR werden
durch Detektoren 132, 134 und 136 demoduliert und dann einem
A/D-Wandler 128 und einem Mikroprozessor 130 für eine
gleichzeitige Verarbeitung zugeführt, die der Verarbeitung
der Signale EL, EC und ER ähnlich ist.
Die Fig. 11 und 12 zeigen primäre Kopplungen, die
zwischen den Sendeelektroden 82, 84 und 86 und den schmalen
und breiten Strichen 102 und 104 auftreten. In Fig. 11 ist
ein schmaler Strich 102 unter der Sendeelektrode 84 zen
triert, jedoch über kapazitive Kopplungen "CL", "CC" und "CR"
mit allen drei Sendeelektroden 82, 84 und 86 gekoppelt. Hin
sichtlich ihrer Nähe ist offensichtlich, daß die Kopplungen
CL und CR gleich sind und sich zu einem Wert summieren, der
kleiner ist als die Kopplung "CC". Daher kann durch die
Kopplungssignale UL, UC und UR der schmale Strich 102 durch
die Bedingung UC < (UL + UR) unterschieden werden, wenn UL = UR
ist.
In Fig. 12 ist ein breiter Strich 104 unter der Sende
elektrode 84 zentriert. Die kapazitiven Kopplungen CL und CR
sind gleich und summieren sich zu einem Wert, der aufgrund
des zusätzlichen Überlapps zwischen den Sendeelektroden 82
und 86 und dem breiten Strich 104 größer ist als die kapazi
tive Kopplung CC. Daher kann durch die Kopplungssignale UL,
UC und UR der breite Strich durch die Bedingung (UL + UR) < UC
unterschieden werden, wenn UL = UR ist.
Fig. 13 zeigt einen komplexeren Satz von Kopplungen,
die mit dem Durchlauf des gesamten Strichcodemusters 100 un
ter dem Sensor 80 in Beziehung stehen. Die Kopplungen werden
zwischen jeder Sendeelektrode 82, 84 und 86 und mehr als ei
nem der Striche 102 oder 104 sowie zwischen den Strichen
selbst erzeugt. Beispielsweise ist die Mittenelektrode 84
mit Kopplungen CC1, CC2 und CC3 zu einem breiten Strich 104
und zu zwei schmalen Strichen 102 dargestellt. Die Kopplun
gen CB treten zwischen den Strichen 102 oder 104 auf.
Fig. 14 zeigt ein Lesegerät 140, das dem Lesegerät 110
ähnlich, jedoch modifiziert ist, um die zusätzlichen Kopp
lungsmöglichkeiten zu nutzen. Die meisten Komponenten sind
gleich und durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet. Die durch
den Oszillator 114 erzeugte Frequenz f2 wird jedoch nicht
nur der Sendeelektrode 84 sondern mit einem positiven Ver
stärkungsfaktor "K2" auch den anderen Sendeelektroden 82 und
86 zugeführt. Für die Empfangsspannung U2 führt dies zu ei
ner größeren Amplitudendifferenz zwischen schmalen Strichen
102 und breiten Strichen 104, weil in einen breiten Strich
104 eine wesentlich höhere Spannung mit der Frequenz f2 ge
koppelt wird als in einen schmalen Strich 102. Effekte wech
selseitiger Überkopplung zwischen den Elektroden sind eben
falls reduziert.
Fig. 15 zeigt ein Diagramm der drei Signale UL, UC und
UR für ein dem Strichcodemuster von Fig. 5 ähnliches
Strichcodemuster. Die Auswertung der Signale UL, UC und UR
erfolgt an den Schnittpunkten der beiden Signale UL und UR,
die jeweils durch "X" gekennzeichnet sind. An diesen Punkten
X haben die beiden Sendeelektroden 82 und 86 den gleichen
Abstand von einem Bezugsstrich 102 oder 104, und die Mit
tenelektrode 84 hat den kürzesten Abstand zum Bezugsstrich
102 oder 104. Die Identifizierung dieser Schnittpunkte X
triggert die gleichzeitigen Auswertungen der anderen Bezie
hungen zwischen den drei Signalen UL, UC und UR, die schmale
und breite Striche 102 und 104 unterscheiden (d. h. den Ver
gleich von UL + UR mit UC).
Das Lesegerät 140 kann auch modifiziert werden, um den
Sendeelektroden 82 und 86 die Frequenz f2 mit einer Phasen
verschiebung von 180 Grad bezüglich des der Sendeelektrode
84 zugeführten Signals zuführen. Das bedeutet, daß das Emp
fangssignal U2 nicht zu- sondern abnimmt. Im Fall des brei
ten Strichs 104 nimmt das Signal U2 wesentlich stärker ab
als bei einem schmalen Strich 102. Außerdem wird das Signal
nicht mit gleicher, sondern mit entgegengesetzter Phase in
die benachbarten Striche 102 und 104 gekoppelt. Dadurch wird
ein Abflachen des Empfangssignals U2 durch eine Überkopplung
von benachbarten Strichen wesentlich reduziert, d. h., die
Differenz zwischen Amplitudenmaxima und -minima wird ausge
prägter (vergl. z. B. Fig. 5).
Fig. 16 zeigt ein anderes Lesegerät 150, das modifi
ziert ist, um die schmalen und breiten Striche 102 und 104
besser zu unterscheiden. Außer der Übertragung der Frequenz
f2 von benachbarten Elektroden 82 und 86 mit einer Phasen
verschiebung von 180 Grad bezüglich Übertragungen von der
Elektrode 84 werden die Frequenzen f1 und f3 von ihren be
nachbarten Elektroden auf ähnliche Weise übertragen. Die
Frequenz f1 wird mit einem Verstärkungsfaktor K1 verstärkt
und an der Sendeelektrode 84 mit der Frequenz f2 kombiniert,
und die Frequenz f3 wird ebenfalls mit dem Verstärkungsfak
tor K1 verstärkt und an der Sendeelektrode 84 mit der Fre
quenz f2 kombiniert. Beide Frequenzen f1 und f3 werden von
der Mittenelektrode 84 mit einer Phasenverschiebung von 180 Grad
bezüglich ihren primären Übertragungen von den Elektro
den 82 und 86 übertragen. Die ausgeprägteren Formen der drei
Signale UL, UC und UR sind aus ihrem Diagramm in Fig. 17 er
sichtlich.
Fig. 18 zeigt einen anderen exemplarischen Sensor 160
für noch feinere Unterscheidungen, der durch eine quadrati
sche Anordnung aus drei Sendeelektroden 162, 164 und 166 und
drei Empfangselektroden 168, 170 und 172 gebildet wird. Jede
der Sendeelektroden 162, 164 und 166 ist gepaart mit einer
der drei Empfangselektroden 168, 170 und 172 in Ausrichtung
miteinander in entlang einer gemeinsamen Achse 174 einer Re
lativbewegung zwischen dem Sensor 160 und dem Strichcodemu
ster 100 angeordneten Positionen.
Ein in Fig. 19 dargestelltes exemplarisches Lesegerät
180, das den Sensor 160 aufweist, weist drei Oszillatoren
112, 114 und 116 der vorstehend beschriebenen Lesegeräte zum
Zuführen der verschiedenen Frequenzen f1, f2 und f3 zu den
drei Sendeelektroden 162, 164 und 166 auf. Die durch die
drei Empfangselektroden 168, 170 und 172 aufgenommenen Si
gnale UL, UC und UR werden durch Puffer 182, 184, 186 ver
stärkt, durch Filter 188, 190 und 192 in verschiedene Fre
quenzen getrennt und durch Demodulatoren 194, 196, und 198
erfaßt. Die erfaßten Signale UL, UC und UR können weiterver
arbeitet werden, um relative Vergleiche auszuführen, wie
vorstehend unter Bezug auf den A/D-Wandler 128 und den Mi
kroprozessor 130 beschrieben wurde.
Alle drei Frequenzen f1, f2 und f3 können von jeder Emp
fangselektrode 168, 170 und 172 erhalten werden, um noch
mehr Informationen über die präzise Positionierung und über
Merkmale des Strichcodes 100 zu erhalten. Die verschiedenen
Frequenzen können auch von benachbarten Sendeelektroden
übertragen werden, wie in Verbindung mit den vorangehenden
Ausführungsformen beschrieben, um präzisere Informationen
bereitzustellen.
Ein in Fig. 20 dargestellter Sensor 200 ist für diesen
letztgenannten Zweck besonders geeignet. Fünf Sendeelektro
den 202, 204, 206, 208 und 210 sind über das Strichcodemu
ster mit den drei Empfangselektroden 212, 214 und 216 ver
schiedenartig gekoppelt.
Ein in Fig. 21 dargestelltes Lesegerät, das den Sensor
200 aufweist, führt jede der Frequenzen Gruppen von drei
Sendeelektroden zu. Die Frequenz f1 wird der Sendeelektrode
204 direkt zugeführt und mit einem Verstärkungsfaktor K1
verstärkt, bevor sie mit einer Phasenverschiebung von 180 Grad
benachbarten Sendeelektroden 202 und 206 zugeführt
wird. Die Frequenz f2 wird der Sendeelektrode 206 direkt zu
geführt und mit einem Verstärkungsfaktor K1 verstärkt, bevor
sie mit einer Phasenverschiebung von 180 Grad benachbarten
Sendeelektroden 204 und 208 zugeführt wird. Die Frequenz f3
wird der Sendeelektrode 208 direkt zugeführt und mit einem
Verstärkungsfaktor K1 verstärkt, bevor sie mit einer Phasen
verschiebung von 180 Grad benachbarten Sendeelektroden 206
und 210 zugeführt wird. Die empfangenen Signale UL, UC und UR
werden dann auf ähnliche Weise wie bei den anderen Ausfüh
rungsformen verstärkt, gefiltert und erfaßt.
Um die Abmessungen der leitfähigen Markierungen so
klein wie möglich zu halten (z. B. die Höhe h eines Strichs
im Strichcode so klein wie möglich zu halten), kann es not
wendig sein, eine Sensoranordnung zu bilden, die eine De
tailansicht einer großen Fläche ermöglicht, insbesondere,
wenn die Position der leitfähigen Markierungen nicht bekannt
ist. Dies kann, wie in Fig. 22 dargestellt, durch Konstru
ieren einer linearen Reihe von Sensoren ohne jeglichen Emp
findlichkeitsverlust erreicht werden. Drei oder mehr Paare
von Sende- und Empfangselektroden 132a und 134a, 132b und
134b und 132c und 134c (nicht dargestellt), sind entlang ei
ner Achse 136 angeordnet, die quer zur Richtung der Relativ
bewegung entlang einer Achse 138 verläuft. Die Sendeelektro
den 132a, 132b und 132c können parallelgeschaltet werden,
und die Empfangselektroden 134a, 134b und 134c können eben
falls parallelgeschaltet werden, wobei beide Parallelschal
tungen den Zweck haben, die Elektrodenpaare in einem einzi
gen Lesegerät anzuordnen.
Obwohl in Fig. 22 einzelne Sende- und Empfangselektro
den dargestellt sind, können die Sende- oder die Empfangs
elektroden oder sowohl die Sende- als auch die Empfangselek
troden in allen vorstehend beschriebenen Sensorausführungs
formen durch Elektroden in einer Gruppe von drei oder mehr
Elektroden ersetzt werden. Für diese Ausführungsformen, in
denen drei oder mehr Empfangselektroden oder drei oder mehr
Sendeelektroden verwendet werden, können ähnliche Parallel
schaltungen hergestellt werden, ohne daß zusätzliche Elek
tronikkomponenten erforderlich sind. Im Fall von drei Emp
fangselektroden ist es jedoch empfehlenswert, daß diese
durch einzelne Pufferstufen entkoppelt werden, um eine aus
reichend hohe Eingangsimpedanz zu erhalten.
Ein in Fig. 23 dargestellter Sensorkopf 140, der die
vorstehend beschriebenen Sensoren repräsentiert, kann unter
Verwendung einer mehrschichtigen gedruckten Schaltung 142
leicht und kostengünstig konstruiert werden. Eine Empfangs
elektrode 144 und drei Sendeelektroden 146, 148 und 150 sind
als Kupferschichten ausgebildet, die auf einer Endfläche 152
der gedruckten Schaltung 142 freiliegen. Die Dicken und Län
gen der einzelnen Kupferschichten, die mit der Endfläche 152
bündig sind, bilden die jeweiligen Elektrodenflächen. Die
gedruckte Schaltung weist außerdem eine Eingangspufferstufe
154 auf, die eine extrem hohe Eingangsimpedanz aufweist und
die erforderlichen Abschirmungsbereiche gleichzeitig steu
ert. Der Sensorkopf 140 kann durch einen auswechselbaren
Steckverbinder mit der erforderlichen elektronischen Auswer
teeinheit (Oszillator, Demodulator, A/D-Wandler, Mikropro
zessor usw.) verbunden werden. In Abhängigkeit von den An
forderungen einer spezifischen Anwendung können verschiedene
Sensorköpfe mit der gleichen Elektronikeinheit verbunden
werden.
In allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
können die in den Empfangselektroden induzierten Signale
über einen A/D-Wandler einem Mikroprozessor zugeführt und
durch Software, die Vergleiche zwischen den verschiedenen
Signalen ausführt, ausgewertet werden. Die Vergleiche bein
halten vorzugsweise Vergleiche gleichzeitig erfaßter Signale
oder von Kombinationen solcher Signale miteinander, um Er
gebnisse zu erhalten, gemäß denen Merkmale der leitfähigen
Muster unterschieden werden. Die Größe und der Abstand der
Elektroden stehen selbst in Beziehung mit der Größe und dem
Abstand der zu unterscheidenden Merkmale. Weder Änderungen
der Gesamtamplitude der Signale noch ihre Erfassungsge
schwindigkeit oder -rate (d. h. die Relativbewegung zwischen
den Sensoren und den Mustern) beeinflussen diese Vergleiche
notwendigerweise.
Fig. 24 zeigt ein In-line-System 170 mit einer Trans
porteinrichtung 172, z. B. einem Transportband oder Bandan
trieb, zum Vorbeibewegen einer Reihe von Umschlägen 174 an
einem Sensor 176, der ähnlich konstruiert sein kann wie je
der der vorangehend beschriebenen Sensoren. Strichcodemuster
sind durch eine leitfähige Tinte auf Einlagen aufgedruckt,
die in jedem der Umschläge 174 enthalten sind. Eine mit dem
Sensor 176 verbundene Signalaufbereitungs- oder -verarbei
tungsschaltung 178 führt die Sensorsignale einem Mikropro
zessor oder Computer 180 zu, und die Signale werden ausge
wertet, um Merkmale der in den Umschlägen 174 transportier
ten leitfähigen Muster zu unterscheiden. Wenn die Merkmale
unterschieden sind, können die Muster durch Standard-
Strichcodeinterpretationssoftware decodiert werden, um die
auf den Einlagen codierten und in den Umschlägen 174 verbor
genen Informationen zu rekonstruieren.
Der Mikroprozessor oder Computer 180 kann auch zum
Überwachen der gemessenen Geschwindigkeit verwendet werden,
mit der die Umschläge 174 am Sensor ankommen, und diese In
formation kann verwendet werden, um die Geschwindigkeit ei
nes Antriebs 182 für die Transporteinrichtung 172 zu ändern
bzw. die Transporteinrichtung anzuhalten. Basierend auf den
von den Inhalten der Umschläge 174 erfaßten Informationen
können verschiedenartige Zusatzverarbeitungen ausgeführt
werden. Beispielsweise können die Umschläge 174 gemäß ihren
Inhalten sortiert werden, es können Bestellungen oder Ant
worten erzeugt werden, Aufzeichnungen aktualisiert werden,
oder Informationen können verifiziert werden. Ein herkömmli
cher Drucker 184 kann gesteuert werden, um Informationen auf
die Außenfläche der Umschläge zu drucken, die mit den von
den Inhalten der Umschläge 174 erfaßten Informationen ver
knüpft werden können. Beispielsweise können Adressen ge
druckt werden, die mit Adressen oder anderen identifizieren
den Informationen übereinstimmen, die von den Inhalten der
Umschläge 174 erfaßt werden. Durch die Erfassung codierter
Strichcodemuster kann außerdem abgeleitet werden, ob im Um
schlag die korrekte Anzahl von Einlagen vorhanden ist oder
ob eine "Doppelfüllung" aufgetreten ist.
Anstatt die Adresseninformationen auf die Außenflächen
der Umschläge aufzudrucken, könnten zuvor gedruckte Adres
seninformationen durch ein herkömmliches optisches Lesegerät
von den Außenflächen der Umschläge gelesen und mit den von
ihren Inhalten erfaßten Identifizierungsinformationen ver
glichen werden. Wenn eine Nichtübereinstimmung zwischen den
beiden Adressen erfaßt wird, kann die Weiterverarbeitung der
Umschläge unterbrochen werden, und die Nichtübereinstimmung
kann korrigiert werden. Obwohl die in den Inhalten der Um
schläge codierten Informationen vorzugsweise als herkömmli
cher Strichcode vorliegen, könnten auch andere Symbole, die
als alphanumerische Zeichen interpretierbar sind, verwendet
werden, um die Weiterverarbeitung der Umschläge 174 zu un
terstützen. Es könnten auch eindeutige selbstdefinierte Sym
bole verwendet werden.
Außer zum Verarbeiten von Umschlägen mit verborgenen
Inhalten kann die Erfindung auch zum Lesen von auf andere
Weise verborgenen Informationen verwendet werden, z. B. von
in Paketen oder hinter Etiketten verborgenen Informationen.
Beispielsweise könnte eine leitfähige Tinte verwendet wer
den, um Anweisungs- oder Identifizierungsinformationen zwi
schen Etikettenlagen oder anderen Lagenstrukturen aufzudruc
ken, um weitere Verarbeitungen bezüglich oder mit den Eti
ketten zu steuern.
Claims (69)
1. Lesegerät zum Erfassen von durch ein differentiell
leitfähiges Muster codierten Informationen mit:
mehreren Elektroden, die in einem oder mehreren elektrischen Feldern angeordnet sind, die durch minde stens eine der Elektroden erzeugt werden;
einem Signalprozessor, der Meßergebnisse kapaziti ver Kopplungen der differentiell leitfähigen Muster zwischen mindestens drei verschiedenen Paarungen der Elektroden empfängt, wenn das differentiell leitfähige Muster relativ durch das eine oder die mehreren elek trischen Felder bewegt wird; und
einem Logikprozessor, der einen ersten Vergleich zwischen Kopplungsmeßergebnissen von mindestens zwei der Paarungen ausführt, um einen zweiten Vergleich zwi schen Kopplungsmeßergebnissen bezüglich anderen der Paarungen einzuleiten, um Merkmale im differentiell leitfähigen Muster zu unterscheiden.
mehreren Elektroden, die in einem oder mehreren elektrischen Feldern angeordnet sind, die durch minde stens eine der Elektroden erzeugt werden;
einem Signalprozessor, der Meßergebnisse kapaziti ver Kopplungen der differentiell leitfähigen Muster zwischen mindestens drei verschiedenen Paarungen der Elektroden empfängt, wenn das differentiell leitfähige Muster relativ durch das eine oder die mehreren elek trischen Felder bewegt wird; und
einem Logikprozessor, der einen ersten Vergleich zwischen Kopplungsmeßergebnissen von mindestens zwei der Paarungen ausführt, um einen zweiten Vergleich zwi schen Kopplungsmeßergebnissen bezüglich anderen der Paarungen einzuleiten, um Merkmale im differentiell leitfähigen Muster zu unterscheiden.
2. Lesegerät nach Anspruch 1, wobei durch den zweiten Ver
gleich Meßergebnisse gleichzeitiger Kopplungen unabhän
gig von Änderungen, die ähnliche Wirkungen auf die ver
glichenen Kopplungsmeßergebnisse haben, miteinander
verglichen werden.
3. Lesegerät nach Anspruch 2, wobei der Logikprozessor zu
nächst mindestens zwei der Kopplungsmeßergebnisse kom
biniert und die kombinierten Kopplungsmeßergebnisse mit
mindestens einem anderen der Kopplungsmeßergebnisse
vergleicht, um den zweiten Vergleich auszuführen.
4. Lesegerät nach Anspruch 2, wobei der zweite Vergleich
eingeleitet wird, wenn die Kopplungsmeßergebnisse des
ersten Vergleichs gleich sind.
5. Lesegerät nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, ferner mit ei
ner Transporteinrichtung, die das differentiell leitfä
hige Muster bezüglich den mehreren Elektroden entlang
einer Transportachse relativ bewegt.
6. Lesegerät nach Anspruch 5, wobei eine erste, eine zwei
te und eine dritte der Elektroden entlang der Trans
portachse angeordnet sind und gemeinsam bezüglich einer
vierten Elektrode ausgerichtet sind, um kapazitive
Kopplungsmessergebnisse zwischen jeder der drei Elektroden und der
vierten Elektrode zu erzeugen.
7. Lesegerät nach Anspruch 6, wobei die vierte Elektrode
mit der zweiten Elektrode in der gleichen Position ent
lang der Transportachse ausgerichtet ist.
8. Lesegerät nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Logikpro
zessor den ersten Vergleich durch Vergleichen der Meß
ergebnisse der Kopplungen zwischen der vierten Elektro
de und jeder der ersten und dritten Elektroden aus
führt.
9. Lesegerät nach Anspruch 8, wobei durch den ersten Ver
gleich ein Bezugspunkt im differentiell leitfähigen Mu
ster bestimmt wird.
10. Lesegerät nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, wobei die er
ste, die zweite, die dritte und die vierte Elektrode in
einer gemeinsamen Richtung ausgedehnt sind, die sich
senkrecht zur Transportachse erstreckt.
11. Lesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei min
destens eine der Elektroden eine Empfangselektrode und
mindestens drei andere der Elektroden Sendeelektroden
sind.
12. Lesegerät nach Anspruch 11, wobei die drei Sendeelek
troden bei verschiedenen Frequenzen senden.
13. Lesegerät nach Anspruch 12, wobei der Signalprozessor
einen Demultiplexer aufweist, der Kopplungsmeßergebnis
se bei verschiedenen Frequenzen unterscheidet.
14. Strichcodelesegerät mit:
einer Reihe von Elektroden, die zusammen mit min destens einer weiteren Elektrode entlang einer gemein samen Achse angeordnet sind, wodurch mindestens drei verschiedene kapazitive Kopplungen erzeugt werden; und
einem Prozessor, der gleichzeitig erzeugte Meßer gebnisse von einer ersten Gruppe der kapazitiven Kopp lungen vergleicht, um Bezugspunkte im Strichcode zu lo kalisieren, und der gleichzeitig erzeugte Meßergebnisse von einer zweiten Gruppierung der kapazitiven Kopplun gen vergleicht, um Änderungen einer Abmessung des Strichcodes zu unterscheiden.
einer Reihe von Elektroden, die zusammen mit min destens einer weiteren Elektrode entlang einer gemein samen Achse angeordnet sind, wodurch mindestens drei verschiedene kapazitive Kopplungen erzeugt werden; und
einem Prozessor, der gleichzeitig erzeugte Meßer gebnisse von einer ersten Gruppe der kapazitiven Kopp lungen vergleicht, um Bezugspunkte im Strichcode zu lo kalisieren, und der gleichzeitig erzeugte Meßergebnisse von einer zweiten Gruppierung der kapazitiven Kopplun gen vergleicht, um Änderungen einer Abmessung des Strichcodes zu unterscheiden.
15. Lesegerät nach Anspruch 14, wobei der Prozessor den
Vergleich der gleichzeitig erzeugten Meßergebnisse der
zweiten Gruppierung der kapazitiven Kopplungen bei ei
nem vorgegebenen Ergebnis des Vergleichs der gleichzei
tig erzeugten Meßergebnisse der ersten Gruppierung der
kapazitiven Kopplungen einleitet.
16. Lesegerät nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Prozessor
die Bezugspunkte identifiziert, wenn einzelne Striche
des Strichcodes an vorgegebenen Positionen entlang der
gemeinsamen Achse der Reihe angeordnet sind.
17. Lesegerät nach Anspruch 16, wobei durch den Vergleich
der gleichzeitig erzeugten Meßergebnisse von der zwei
ten Gruppierung der kapazitiven Kopplungen eine Brei
tenabmessung der einzelnen Striche entlang der gemein
samen Achse der Reihe unterschieden wird.
18. Lesegerät nach Anspruch 14, 15, 16 oder 17, wobei die
Elektrodenreihe eine erste und eine dritte Elektrode
aufweist, die eine zweite Elektrode entlang der gemein
samen Achse überspannen.
19. Lesegerät nach Anspruch 18, wobei der Prozessor die
gleichzeitig erzeugten Meßergebnisse der Kopplungen
zwischen der mindestens einen weiteren Elektrode und
jeder der ersten und dritten Elektroden vergleicht, um
die Bezugspunkte im Strichcode zu lokalisieren.
20. Lesegerät nach Anspruch 19, wobei der Prozessor gleich
zeitig erzeugte Meßergebnisse von Kopplungen, die zwi
schen der mindestens einen weiteren Elektrode und der
zweiten Elektrode erzeugt werden, mit gleichzeitig er
zeugten Meßergebnissen von Kopplungen vergleicht, die
zwischen der mindestens einen weiteren Elektrode und
jeder der ersten und dritten Elektroden erzeugt werden,
um Änderungen der Strichcodeabmessung zu unterscheiden.
21. Lesegerät nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die
Elektrodenreihe eine erste, eine zweite und eine dritte
Elektrode aufweist, die entlang der gemeinsamen Achse
angeordnet sind.
22. Lesegerät nach Anspruch 21, wobei die erste, die zweite
und die dritte Elektrode bei verschiedenen ersten,
zweiten und dritten Frequenzen mit der mindestens einen
weiteren Elektrode koppeln.
23. Lesegerät nach Anspruch 22, ferner mit einem Demulti
plexer zum Unterscheiden von Kopplungsmeßergebnissen
bei den verschiedenen Frequenzen.
24. Lesegerät nach Anspruch 22 oder 23, wobei die zweite
Frequenz der zweiten Elektrode mit einer ersten Bezugs
phase und der ersten und der zweiten Elektrode mit ei
ner anderen Phase zugeführt wird, um Überkopplungen
zwischen benachbarten Strichen des Strichcodes zu redu
zieren.
25. Lesegerät nach einem der Ansprüche 14 bis 24, wobei die
Elektroden eine entlang der gemeinsamen Achse gemessene
Breite aufweisen, die einem schmalsten Strich des
Strichcodes etwa gleich ist.
26. Lesegerät zum Erfassen von durch ein differentiell
leitfähiges Muster codierten Informationen mit:
einer Reihe von Sendeelektroden, durch die in Kom bination mit mindestens einer Empfangselektrode minde stens drei verschiedene kapazitive Kopplungen bereitge stellt werden;
Frequenzgeneratoren zum Zuführen von Signalen mit verschiedenen Frequenzen zu den Sendeelektroden;
einem Demultiplexer, der Meßergebnisse kapazitiver Kopplungen bei den verschiedenen Frequenzen unterschei det; und
einem Prozessor, der die Meßergebnisse der kapazi tiven Kopplungen bei den verschiedenen Frequenzen ver gleicht, um Merkmale im differentiell leitfähigen Mu ster zu unterscheiden.
einer Reihe von Sendeelektroden, durch die in Kom bination mit mindestens einer Empfangselektrode minde stens drei verschiedene kapazitive Kopplungen bereitge stellt werden;
Frequenzgeneratoren zum Zuführen von Signalen mit verschiedenen Frequenzen zu den Sendeelektroden;
einem Demultiplexer, der Meßergebnisse kapazitiver Kopplungen bei den verschiedenen Frequenzen unterschei det; und
einem Prozessor, der die Meßergebnisse der kapazi tiven Kopplungen bei den verschiedenen Frequenzen ver gleicht, um Merkmale im differentiell leitfähigen Mu ster zu unterscheiden.
27. Lesegerät nach Anspruch 26, wobei der Prozessor einen
ersten Vergleich unter einer ersten Gruppierung der ka
pazitiven Kopplungen und einen zweiten Vergleich unter
einer zweiten Gruppierung der kapazitiven Kopplungen
ausführt, der mit einem vorgegebenen Ergebnis aus dem ersten Vergleich
übereinstimmt.
28. Lesegerät nach Anspruch 27, wobei durch den ersten Ver
gleich eine Bezugsmarkierung im differentiell leitfähi
gen Muster lokalisiert wird und durch den zweiten Ver
gleich Änderungen einer Abmessung des differentiell
leitfähigen Musters unterschieden werden.
29. Lesegerät nach Anspruch 26, 27 oder 28, wobei eine er
ste, eine zweite und eine dritte der Sendeelektroden
entlang einer gemeinsamen Achse angeordnet sind und ge
steuert werden, um eine erste, eine zweite und eine
dritte Frequenz zu übertragen.
30. Lesegerät nach Anspruch 29, wobei durch die zweite Fre
quenz, mit der die zweite Sendeelektrode gesteuert
wird, auch die erste und die dritte Sendeelektrode be
züglich der zweiten Sendeelektrode phasenverschoben ge
steuert werden.
31. Lesegerät nach Anspruch 29 oder 30 mit einer vierten
und einer fünften Sendeelektrode, die die erste, die
zweite und die dritte Elektrode entlang der gemeinsamen
Achse überspannen.
32. Lesegerät nach Anspruch 31, wobei (a) durch die erste
Frequenz, mit der die erste Sendeelektrode gesteuert
wird, auch die zweite und die vierte Sendeelektrode be
züglich der ersten Sendeelektrode phasenverschoben ge
steuert werden, (b) durch die zweite Frequenz, mit der
die zweite Sendeelektrode gesteuert wird, auch die er
ste und die dritte Sendeelektrode bezüglich der zweiten
Sendeelektrode phasenverschoben gesteuert werden, und
(c) durch die dritte Frequenz, mit der die dritte Sen
deelektrode gesteuert wird, auch die zweite und die
fünfte Sendeelektrode bezüglich der dritten Sendeelek
trode phasenverschoben gesteuert werden.
33. System zum Verarbeiten verborgener Muster, die in einer
Folge abgedeckter Substrate aufgedruckt sind und bezüg
lich den Substraten eine andere Leitfähigkeit aufwei
sen, mit:
einer Transporteinrichtung zum Transportieren der Folge von mit verborgenen Mustern bedruckten, abgedeck ten Substraten in eine erste Richtung;
einer Reihe von Elektroden, die entlang der ersten Richtung angeordnet sind und zusammen mit mindestens einer weiteren Elektrode mindestens drei verschiedene kapazitive Kopplungen bereitstellen, die durch die Leitfähigkeitskenngrößen der verborgenen Muster beein flußt werden; und
einem Prozessor, der einen ersten Vergleich zwi schen einer ersten Gruppierung der kapazitiven Kopplun gen ausführt und einen zweiten Vergleich zwischen einer zweiten Gruppierung der kapazitiven Kopplungen einlei tet, wenn der mit einem vorgegebenen Ergebnis aus dem ersten Vergleich übereinstimmt, um Merkmale der verborgenen Muster zu unterscheiden.
einer Transporteinrichtung zum Transportieren der Folge von mit verborgenen Mustern bedruckten, abgedeck ten Substraten in eine erste Richtung;
einer Reihe von Elektroden, die entlang der ersten Richtung angeordnet sind und zusammen mit mindestens einer weiteren Elektrode mindestens drei verschiedene kapazitive Kopplungen bereitstellen, die durch die Leitfähigkeitskenngrößen der verborgenen Muster beein flußt werden; und
einem Prozessor, der einen ersten Vergleich zwi schen einer ersten Gruppierung der kapazitiven Kopplun gen ausführt und einen zweiten Vergleich zwischen einer zweiten Gruppierung der kapazitiven Kopplungen einlei tet, wenn der mit einem vorgegebenen Ergebnis aus dem ersten Vergleich übereinstimmt, um Merkmale der verborgenen Muster zu unterscheiden.
34. System nach Anspruch 33, wobei der Prozessor den ersten
Vergleich durch Vergleichen gleichzeitig erzeugter Meß
ergebnisse von der ersten Gruppierung der kapazitiven
Kopplungen ausführt, um Bezugspunkte in den verborgenen
Mustern zu lokalisieren, und den zweiten Vergleich
durch Vergleichen gleichzeitig erzeugter Meßergebnisse
von der zweiten Gruppierung der kapazitiven Kopplungen
ausführt, um Merkmale im verborgenen Muster zu unter
scheiden.
35. System nach Anspruch 33 oder 34, wobei die verborgenen
Muster durch einen Strichcode mit Abmessungen gebildet
werden, die entlang der ersten Richtung variieren.
36. System nach Anspruch 35, wobei durch den durch den Pro
zessor ausgeführten ersten Vergleich die Bezugspunkte
identifiziert werden, wenn einzelne Striche des Strich
codes an vorgegebenen Positionen entlang der Elektro
denreihe angeordnet sind.
37. System nach Anspruch 36, wobei durch den durch den Pro
zessor durchgeführten zweiten Vergleich die Abmessung
der einzelnen Striche in der ersten Richtung entlang
der Reihe unterschieden werden.
38. System nach einem der Ansprüche 33 bis 37, wobei die
Elektrodenreihe eine erste und eine dritte Elektrode
aufweist, die eine zweite Elektrode entlang der ersten
Richtung überspannen.
39. System nach Anspruch 38, wobei der Prozessor gleichzei
tig erzeugte Meßergebnisse von Kopplungen zwischen der
mindestens einen weiteren Elektrode und jeder der er
sten und zweiten Elektroden vergleicht, um Bezugspunkte
im Strichcode zu lokalisieren.
40. System nach Anspruch 39, wobei der Prozessor gleichzei
tig erzeugte Meßergebnisse von Kopplungen, die zwischen
der mindestens einen weiteren Elektrode und der zweiten
Elektrode erzeugt werden, mit gleichzeitig erzeugten
Meßergebnissen von Kopplungen vergleicht, die zwischen
der mindestens einen weiteren Elektrode und jeder der
ersten und dritten Elektroden erzeugt werden, um die
Abmessung einzelner Striche in der ersten Richtung ent
lang der Reihe zu unterscheiden.
41. System nach einem der Ansprüche 33 bis 40, wobei der
Prozessor die unterschiedenen Merkmale der verborgenen
Muster mit ähnlichen gespeicherten Mustern abgleicht,
um Informationen von den verborgenen Mustern zu extra
hieren.
42. System nach Anspruch 41, ferner mit einer Sortierein
richtung zum Festlegen einer nachfolgenden Verarbeitung
der abgedeckten Substrate basierend auf den von den
verborgenen Mustern extrahierten Informationen.
43. Verfahren zum Erfassen von durch ein differentiell
leitfähiges Muster codierten Informationen, mit den
Schritten:
relatives Bewegen des differentiell leitfähigen Musters in einer ersten Richtung bezüglich einer kapa zitiven Kopplungseinrichtung, die mehrere Elektroden aufweist, die in einem oder mehreren elektrischen Fel dern angeordnet sind, die durch mindestens eine der Elektroden erzeugt werden;
Erzeugen kapazitiver Kopplungen des differentiell leitfähigen Musters zwischen mindestens drei verschie denen Paarungen der Elektroden;
Ausführen eines ersten Vergleichs zwischen Meßer gebnissen von Kopplungen von mindestens zwei der Paa rungen, um einen zweiten Vergleich von Meßergebnissen zwischen Kopplungen bezüglich anderer Paarungen einzu leiten; und
Ausführen des zweiten Vergleichs, um Merkmale im differentiell leitfähigen Muster zu unterscheiden.
relatives Bewegen des differentiell leitfähigen Musters in einer ersten Richtung bezüglich einer kapa zitiven Kopplungseinrichtung, die mehrere Elektroden aufweist, die in einem oder mehreren elektrischen Fel dern angeordnet sind, die durch mindestens eine der Elektroden erzeugt werden;
Erzeugen kapazitiver Kopplungen des differentiell leitfähigen Musters zwischen mindestens drei verschie denen Paarungen der Elektroden;
Ausführen eines ersten Vergleichs zwischen Meßer gebnissen von Kopplungen von mindestens zwei der Paa rungen, um einen zweiten Vergleich von Meßergebnissen zwischen Kopplungen bezüglich anderer Paarungen einzu leiten; und
Ausführen des zweiten Vergleichs, um Merkmale im differentiell leitfähigen Muster zu unterscheiden.
44. Verfahren nach Anspruch 43, wobei der Schritt zum Aus
führen des zweiten Vergleichs das Vergleichen gleich
zeitig erzeugter Meßergebnisse von Kopplungen miteinan
der unabhängig von Änderungen aufweist, die ähnliche
Wirkungen auf die verglichenen Kopplungsmeßergebnisse
haben.
45. Verfahren nach Anspruch 44, wobei der Schritt zum Aus
führen des zweiten Vergleichs das Kombinieren von min
destens zwei der Kopplungsmeßergebnisse und das Ver
gleichen der kombinierten Kopplungsmeßergebnisse mit
mindestens einem anderen der Kopplungsmeßergebnissen
aufweist.
46. Verfahren nach Anspruch 44 oder 45, wobei der Schritt
zum Ausführen des ersten Vergleichs das Einleiten des
zweiten Vergleichs aufweist, wenn Kopplungsmeßergebnis
se des ersten Vergleichs gleich sind.
47. Verfahren nach Anspruch 43, 44, 45 oder 46, wobei der
Schritt zum relativen Bewegen das relative Bewegen des
differentiell leitfähigen Musters bezüglich einer Reihe
aus einer ersten, einer zweiten und einer dritten Elek
trode aufweist, die entlang einer sich in die erste
Richtung erstreckenden Achse hintereinander angeordnet
sind.
48. Verfahren nach Anspruch 47, wobei der Schritt zum rela
tiven Bewegen auch das relative Bewegen des differenti
ell leitfähigen Musters über eine vierte Elektrode hinaus aufweist, die mit der
ersten, der zweiten und der
dritten Elektrode kapazitiv gekoppelt ist.
49. Verfahren nach Anspruch 48, wobei der Erzeugungsschritt
das Übertragen eines jeweils anderen Signals von der
ersten, der zweiten und der dritten Elektrode aufweist,
um in Kombination mit der vierten Elektrode erzeugte
kapazitive Kopplungen zu unterscheiden.
50. Verfahren nach Anspruch 48 oder 49, wobei der Schritt
zum Ausführen des ersten Vergleichs das Vergleichen von
Meßergebnissen kapazitiver Kopplungen aufweist, die mit
der ersten und der dritten Elektrode erzeugt werden.
51. Verfahren nach Anspruch 50, wobei der Schritt zum Aus
führen des zweiten Vergleichs das Vergleichen einer
Kombination von Meßergebnissen der kapazitiven Kopplun
gen, die durch die erste und die dritte Elektrode er
zeugt werden, mit dem Meßergebnis einer kapazitiven
Kopplung aufweist, die durch die zweite Elektrode er
zeugt wird.
52. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 51, wobei der
Erzeugungsschritt das Erzeugen von Meßergebnissen kapa
zitiver Kopplungen zwischen den Elektroden bei ver
schiedenen Frequenzen aufweist.
53. Verfahren nach Anspruch 52, wobei eine durch eine Elek
trode übertragene Frequenz die gleiche ist wie eine
durch eine benachbarte Elektrode übertragene Frequenz,
und wobei die durch die benachbarte Elektrode übertra
gene Frequenz bezüglich der durch die eine Elektrode
übertragenen Frequenz phasenverschoben ist.
54. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 53, wobei die
Informationen im Strichcode codiert sind, und wobei der
Schritt zum relativen Bewegen das relative Bewegen des
Strichcodes über eine Reihe von Elektroden aufweist.
55. Verfahren zum Lesen eines durch ein differentiell leit
fähiges Muster codierten Strichcodes mit den Schritten:
relatives Bewegen des Strichcodes bezüglich einer Reihe von Elektroden, die entlang einer gemeinsamen Achse angeordnet sind und mindestens drei verschiedene kapazitive Kopplungen erzeugen;
gleichzeitiges Erzeugen von Meßergebnissen kapazi tiver Kopplungen; und
Vergleichen der gleichzeitig erzeugten Meßergeb nisse miteinander unabhängig von Änderungen, die ähnli che Wirkungen auf die verglichenen Meßergebnisse haben, um Änderungen einer Abmessung des Strichcodes zu unter scheiden.
relatives Bewegen des Strichcodes bezüglich einer Reihe von Elektroden, die entlang einer gemeinsamen Achse angeordnet sind und mindestens drei verschiedene kapazitive Kopplungen erzeugen;
gleichzeitiges Erzeugen von Meßergebnissen kapazi tiver Kopplungen; und
Vergleichen der gleichzeitig erzeugten Meßergeb nisse miteinander unabhängig von Änderungen, die ähnli che Wirkungen auf die verglichenen Meßergebnisse haben, um Änderungen einer Abmessung des Strichcodes zu unter scheiden.
56. Verfahren nach Anspruch 55, wobei der Vergleichsschritt
das Vergleichen gleichzeitig erzeugter Meßergebnisse
von einer ersten Gruppierung der kapazitiven Kopplungen
aufweist, um Bezugspunkte irrt Strichcode zu lokalisie
ren.
57. Verfahren nach Anspruch 56, wobei der Vergleichsschritt
außerdem das Vergleichen gleichzeitig erzeugter Meßer
gebnisse von einer zweiten Gruppierung der kapazitiven
Kopplungen aufweist, um Änderungen der Strichcodeabmes
sung zu unterscheiden.
58. Verfahren nach Anspruch 57, ferner mit dem Schritt zum
Einleiten des Vergleichs der gleichzeitig erzeugten
Meßergebnisse von der zweiten Gruppierung der kapaziti
ven Kopplungen bei einem vorgegebenen Ergebnis des Ver
gleichs gleichzeitig erzeugter Meßergebnisse von der
ersten Gruppierung der kapazitiven Kopplungen.
59. Verfahren nach Anspruch 55, 56, 57 oder 58, wobei die
Elektrodenreihe eine erste und eine dritte Elektrode
aufweist, die eine zweite der Elektroden überspannen,
und wobei der Vergleichsschritt das Vergleichen von
Meßergebnissen kapazitiver Kopplungen zwischen der er
sten und der dritten Elektrode aufweist, um Bezugspunk
te im Strichcode zu lokalisieren.
60. Verfahren nach Anspruch 59, wobei der Vergleichsschritt
das Vergleichen einer Kombination von Meßergebnissen
der Kopplungen der ersten und der dritten Elektrode mit
einem Meßergebnis der Kopplung mit der zweiten Elektro
de aufweist, um Änderungen des Strichcodes zu unter
scheiden.
61. Lesegerät zum Erfassen von durch ein differentiell
leitfähiges Muster codierten Informationen mit:
mehreren Elektroden, die in einem oder mehreren elektrischen Feldern angeordnet sind, die durch minde stens eine der Elektroden erzeugt werden;
einem Signalprozessor, der gleichzeitig erzeugte Meßergebnisse kapazitiver Kopplungen des differentiell leitfähigen Musters zwischen mindestens drei verschie denen Paarungen der Elektroden empfängt, wenn das dif ferentiell leitfähige Muster relativ durch das eine oder die mehreren elektrischen Felder bewegt wird; und
einem Prozessor, der die gleichzeitig erzeugten Meßergebnisse unabhängig von Änderungen, die ähnliche Wirkungen auf die verglichenen Meßergebnisse haben, miteinander vergleicht, um Merkmale des differentiell leitfähigen Musters zu unterscheiden.
mehreren Elektroden, die in einem oder mehreren elektrischen Feldern angeordnet sind, die durch minde stens eine der Elektroden erzeugt werden;
einem Signalprozessor, der gleichzeitig erzeugte Meßergebnisse kapazitiver Kopplungen des differentiell leitfähigen Musters zwischen mindestens drei verschie denen Paarungen der Elektroden empfängt, wenn das dif ferentiell leitfähige Muster relativ durch das eine oder die mehreren elektrischen Felder bewegt wird; und
einem Prozessor, der die gleichzeitig erzeugten Meßergebnisse unabhängig von Änderungen, die ähnliche Wirkungen auf die verglichenen Meßergebnisse haben, miteinander vergleicht, um Merkmale des differentiell leitfähigen Musters zu unterscheiden.
62. Lesegerät nach Anspruch 61, wobei mindestens einige der
Elektroden in einer Reihe und entlang einer gemeinsamen
Achse angeordnet sind.
63. Lesegerät nach Anspruch 61 oder 62, wobei der Prozessor
gleichzeitig erzeugte Meßergebnisse einer ersten Grup
pierung der gepaarten Elektroden vergleicht, um einen
Bezugspunkt im differentiell leitfähigen Muster zu lo
kalisieren.
64. Lesegerät nach Anspruch 61, 62 oder 63, wobei der Pro
zessor gleichzeitig erzeugte Meßergebnisse einer ersten
Gruppierung der gepaarten Elektroden vergleicht und ein
Vergleichsergebnis verwendet, um einen anderen Ver
gleich zwischen gleichzeitig erzeugten Meßergebnissen
einer zweiten Gruppierung der gepaarten Elektroden zu
triggern, um die Merkmale des differentiell leitfähigen
Musters zu unterscheiden.
65. Lesegerät nach Anspruch 62, 63 oder 64, ferner mit ei
ner Transporteinrichtung, die das leitfähige Muster
entlang der gemeinsamen Achse bezüglich den Elektroden
relativ bewegt.
66. Lesegerät nach Anspruch 65, wobei das differentiell
leitfähige Muster ein Strichcodemuster ist.
67. Lesegerät nach Anspruch 66, wobei der Prozessor die
gleichzeitig erzeugten Meßergebnisse unabhängig von Än
derungen vergleicht, die ähnliche Wirkungen auf die
verglichenen Meßergebnisse haben, um eine Breitenabmes
sung des Strichcodes entlang der gemeinsamen Achse zu
unterscheiden.
68. Lesegerät nach einem der Ansprüche 61 bis 67, wobei
durch die Meßergebnisse der kapazitiven Kopplungen ver
schiedene Grade der Überlappung zwischen den gepaarten
Elektroden und dem differentiell leitfähigen Muster un
terschieden werden.
69. Lesegerät nach Anspruch 68, wobei mindestens eine Ab
messung des differentiell leitfähigen Musters durch
mehrere gepaarte Elektroden unterschieden wird, die
durch ein Merkmal des differentiell leitfähigen Musters
überlappt werden.
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