DE2500742C2

DE2500742C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines X-förmigen Abtasters zum Lesen von Streifencode-Informationsträgern

Info

Publication number: DE2500742C2
Application number: DE2500742A
Authority: DE
Inventors: Alton Brooks Norwalk Conn. Eckert jun.; Ronald Philip Weston Conn. Sansone
Original assignee: Pitney Bowes Inc
Current assignee: Pitney Bowes Inc
Priority date: 1974-01-21
Filing date: 1975-01-10
Publication date: 1984-06-14
Also published as: CA1048649A; JPS5759586B2; DE2500742A1; FR2330083B1; FR2330083A1; SE7500573L; JPS50105027A; GB1480293A; US3916158A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruches 4.

Bei einer bekannten Vorrichtung der gattungsgemäßen Art (IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 16, No. 2, Juli 1973, S. 485, 486) sind abständig von einem Fenster, dessen Sichtbereich durch ortsfeste, X-förmige Schlitze gebildet ist, rotierend angetriebene Abtaster und reflektierende Spiegel derart angeordnet daß zwei Lichtstrahlen erzeugt werden, die in den X-förmig angeordneten ortsfesten Schlitzen bewegliche Lichtspuren erzeugen. Durch die Ortsfestigkeit des X-förmigen, von den Schlitzen vorgegebenen Abtastrasters jedoch ergeben sich bei der Ablesung des Streifencodes oft erhebliche Unbequemlichkeiten, weil dabei der Streifencode nur in einer ganz bestimmten Lage auf dem Abtastfeld lesbar ist und man den mit dem Streifencode-Informationsträger versehenen Gegenstand immer in dieser speziellen Lage über das Feld führen muß.

Da ferner dabei das ortsfeste X-förmige Abtastraster häufig eine recht erhebliche Abmessung hat, wird vom Bedienungspersonal im Hinblick darauf, daß häufig die Gegenstände auf einer entfernt liegenden Seitenkante einer Anförderbahn stehen, eine erhebliche Reichweite gefordert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, womit ein Streifencode-Informationsträger unabhängig von der Lage seines Streifencodes auf dem Abtastfeld lesbar ist.

Die erfindungsgemäBe Lösung bezüglich des Verfahrens ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches I. Bezüglich der Vorrichtung ergibt sie sieh aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 4.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein insgesamt über das Ablesefeld wanderndes X-förmiges Tastraster erzeugt, also durch die Lichtstrahlen zwei Gruppen im wesentlichen orthogonaler Spuren definiert, die auch noch translatoriseh über das Abtastfeld wandern. Dies

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gewährleistet die Lesbarkeit eines Streifencodes völlig unabhängig von dem Winkel, mit dem der den Streifencode-Informationsträger tragende Gegenstand am Abtastfeld der Abtasteinrichtung vorbeigeführt wird. Dies führt zu einer äußerst bequemen Handhabung für das Bedienungspersonal, das die Gegenstände jetzt über kürzeste Wege führen kann.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine Draufsicht auf das von der Vorrichtung nach F i g. 1 erzeugte Abtastraster,

Fig.3 eine Darstellung der Grundbewegungen der verschiedenen Vektoren, die das Abtastraster bilden,

F i g. 4 eine Draufsicht auf einen einen Streifencode tragenden Informationsträger mit Darstellung der optischen Abtastung des Streifencodes,

F i g. 5 eine schematische Darstellung eines Teiles einer weiteren Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung 10 zur Erzeugung eines X-förmigen Abtastrasters zum Lesen von Streifencode-Informationsträgern befindet sich unterhalb eines Zählwerkes 12 eines Kassenstandes, wobei das Zählwerk 12 die Wegbahn für einen mit einem einen Streifencode tragenden Informationsträger 15 versehenen Gegenstand ist, der im wesentlichen in einer Richtung (siehe F i g. 2) bewegt wird. In dem Zählwerk 12 befindet sich ein ein Ablesefeld bildendes Fenster 14.

Von einem Lasergerät 16 wird ein Lichtstrahl 17 erzeugt, der durch einen Strahlenspalter 19 in zwei Lichtstrahlen 18 und 20 zerlegt wird, wobei der Lichtstrahl 18 direkt auf den Spiegel 22 einer Einrichtung zum Überlagern der beiden Lichtstrahlen 18 und 20 gerichtet wird, während der andere Lichtstrahl 20 über einen Spiegel 21 auf den Spiegel 24 einer weiteren derartigen Einrichtung zum Überlagern gerichtet wird. Der Spiegel 22 der ersten Einrichtung steht in Wirkverbindung mit einem als Abtaster wirkenden Sägezahngenerator 26, der über eine elektrische Leitung 31 mit einem Verstärker 30 verbunden ist. Auch der Spiegel 24 ist entsprechend mit einem Sägezahngenerator 28 verbunden, der über eine elektrische Leitung 33 mit einem Verstärker 32 verbunden ist.

Die beiden Lichtstrahlen 18 und 20 werden in einer überlagerten Relation auf eine reflektierende Fläche gerichtet, die von einem Spiegel 34 gebildet ist, der mit einem Abtaster 36 verbunden ist. Die Lichtstrahlen können dabei auf ein und denselben Bereich des Spiegels 34 gerichtet werden. Der Abtaster 36 wird durch einen Sägezahngenerator 38 in einer translatorischen Bewegung angetrieben. Die Bewegung des Abtasters 36 ist dabei dergestalt, daß ein translatorischer Vekior längs dem Bisektor des Winkels zwischen den Lichtstrahlen 18 und 20 vorhanden ist, wodurch ein Rasterformat erzeugbar ist, das länger als hoch ist.

Die Funktionsabfolge der Vorrichtung in der Zeit wird durch einen Sinuswellenoszillator 42 vorgegeben, der ein Sinuswellensignal erzeugt.

Der Sinuswellenoszillator 42 schickt über eine Leitung 37 ein Signal auf ein RC-Verschiebeschaltwerk 41, das das Signal über eine Leitung 39 nach einer Phasenänderung von —45° zu dem Verstärker 30 leitet. Der Sinuswellenoszillator schickt ein weiteres Signal über eine Leitung 45 auf ein zweites ÄC-Verschiebeschaltwerk 43, das dieses Signal über eine Leitung 43'nach einer positiven Phasenverschiebung von +45° zu dem Verstärker 32 leitet Es ist somit eine 90° Phasenverschiebung in der Einspeisung der beiden die Spiegel 22 und 24 treibenden Verstärker 30 und 32 vorhanden. Dadurch wird der Lichtstrahl 20 so auf den Spiegel 34 reflektiert, daß er relativ zu dem Lichtstrahl 28, der eine Sinuskurve definiert, eine Cosinuskurve definiert

Der Sägezahngenerator 38 kann mit einer Frequenz laufen, die mehrfach geringer als die des Sinuswellenoszillators 42 ist. Das Verhältnis dieser beiden Frequenzen bestimmt die Anzahl von Durchgängen pro Abtastung in dem Fenster 14. Läßt man den Sägezahngenerator 38 freilaufen, wird kein fest vorgegebenes Raster erzeugt. Ein solches fest vorgegebenes Raster kann dadurch erzeugt werden, daß der Sägezahngenerator 38 mit dem Sinuswellenoszillator 42 synchronisiert wird. Hierzu wird durch einen Synchronisierungskreis 49 ein Impuls erzeugt, der den Sägezahngenerator 38 jedesmal erneut startet, wenn ein Zähler 47 dies auslöst. Mit dem Zähler 47 kann man die Anzahl von Durchgängen in dem Raster bestimmen, das in dem Fenster 14 erscheint. Eine von den Lichtstrahlen 18 und 20 beaufschlagbare Fotozelle 44 ist über eine Leitung 48 mit einem Verstärker 46 verbunden. Durch diese Anordnung wird ein Signal zu einem logischen Lesesystem (nicht dargestellt) geschickt.

In F i g. 3 sind die das X-Abtastraster bildenden Komponenten dargestellt. F i g. 3a zeigt eine X-Abtastrasterkomponente, die von dem Spiegel 22 erzeugt wird und durch das Fenster 44 tritt, indem sie sich als Spur 50 darstellt. Der Winkel der Spur 50 beträgt 45° relativ zur Längsseite des Fensters 14. Der Spiegel 24 erzeugt eine ähnliche Spur 52 in dem Fenster 14, versetzt um 90° zur Spur 50. Die translatorische Längsbewegung des Spiegels 34 stellt sich, wie in F i g. 3c gezeigt, als Spur 54 dar.

In Fig. 3d ist die aus den beiden Spuren 50 und 54 resultierende Spur 51 dargestellt, resultierend aus der Bewegung des Sägezahngenerators 26 des Spiegels 22 einerseits und des Abtasters 36 andererseits. Die in Fig.3e dargestellte, aus den beiden Spuren 52 und 54 resultierende Spur 53 resultiert aus der translatorischen Bewegung des Abtasters 36 sowie der Bewegung des Sägezahngenerators 28 des Spiegels 24. Man läßt dabei lediglich einen Teil der Spuren 51 und 53 in dem Fenster 14 sichtbar werden. Die bogenförmigen Endabschnitte der Sinus- und Cosinuskurven legt man außerhalb der Sichtöffnung des Fensters. Dies wird dadurch erreicht, daß man den Spuren 51 und 53, d. h. den sie bildenden Lichtstrahlen, eine Amplitude gibt, die größer ist als die Sichtöffnung des Fensters 14. Die Spuren 51 und 53 erscheinen somit im Fenster 14 als quadratisches Raster, mit einem Winkel von etwa 45° zur Längsseite des Fensters. Dieses Gesamtergebnis ist in der F i g. 2 dargestellt. Zum Zeitpunkt ίο, der Startzeit des Abtastvorganges, kommt die Spur 51 gerade in das Sichtfeld des Fensters 14 in der unteren linken Ecke. Zum Zeitpunkt fi verläßt die Spur 51 das Sichtfeld des Fensters 14, während die Spur 53 gerade das Sichtfeld an der oberen linken Ecke betritt. Zum Zeitpunkt r₂ verläßt tiie Spur 53 gerade das Sichtfeld an der unteren Kante, während die Spur 51 gerade wieder an der oberen Kante im Sichtfeld auftaucht. Die Spuren 51 und 53 erscheinen somit, rechtwinklig zueinander liegend, alternierend im Fenster 14. Das quadratische Baster wird somit aus zerhackten Sinus- und Cosinuskurven gebildet. Zwar bilden die Spuren 51 und 53 nicht völlig exakt gerade Linien im Sichtfeld des Fensters 14. Man kann das X-Abtastraster jedoch aus Gründen der Vereinfachung als aus geraden Linien bestehend ansehen.

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Mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung kann verläßlich bei der Ablesung eines Streifencodes den Parametern Datenieldlängc, Informationsträgerabmessung sowie maximale und minimale Gegenstandsgeschwindigkeit Rechnung getragen werden. Mit obigen Parametern läßt sich die Abtasifeidtiefe (von der Oberseite nach unten) errechnen, die einen vollen Abtastzyklus gewährleistet, wenn ein Informationsträger mit maximaler Geschwindigkeit bewegt wird und es läßt sich die Anzahl von Abtastungen pro Zyklus errechnen, die erforderlich sind, um sicherzustellen,daß zumindest eine Abtastung auch in das Sichtfeld des Fensters 14 fällt. Letzteres stellt sich als der Abstand dar, mit dem aufeinanderfolgende parallele Strahlen voneinander abgesetzt sind. Dies ist in F i g. 4, die einen schwierigen Fall einer Informationsträgerraumlage aufzeigt, illustriert. Der Abtaststrahlenabstand ist kleiner als das Fenster dargestellt, und zwar wegen der Informationsträgerverlagerung zw ischen zwei aufeinanderfolgenden Ablastungen. Die von dem Informationsträger zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen zurückgelegte Strecke muß von dem Fenster abgezogen werden, wenn man einen Ablesesirahlenabstand haben will, der die Ablesung eines vollen Streifencodes ermöglicht. Die Weite des Abtastrasters bestimmt sich dabei durch die speziel- 2^r> Ie Art der Zuführung zur Vorrichtung. Beispielsweise bei einem Supermarkt-Kassenstand bestimmt sich die Weite aus der Stellung der Bedienungsperson, deren Reichweite und der Größe der abzutastenden Gegenstände. In F i g. 4 ist gezeigt, daß lediglich eine Hälfte des Informationsträgers durch die beiden aufeinanderfolgenden Abtastungen abgedeckt ist. Es genügt bei vielen derartigen .Streifencodes, diesen lediglich an einem bestimmten Zeitpunkt halb abzulesen, da der Streifencode eine Mittelmarkierung aufweist, die eine Ablesung nur der einen Hälfte markiert. Es gibt ferner logische Lesesysteme, die auch bei Abtastung nur des halben Informationsträgers den vollständigen Streifencode interpretieren können.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Vorrichtung 56 vorgesehen, bei der zur Vereinfachung des konstruktiven Aufbaus das Überlagern der Lichtstrahlen mit einem Trommelabtaster 58 erfolgt dessen Umfangsmanie! in Art eines niehrfaeettigen Spiegels ausgebildet ist. wobei über den Umfang aneinandergereiht zahlreiche verspiegelte Flächensegmente 60 vorgesehen sind. Der Trommelabtaster 58 wird rotierend angetrieben.

Ein Lasergerat 16' gibt einen Lichtstrahl 17' ab, der durch einen Strahlspalter 19' in zwei Lichtstrahlen 18' ■jp.d 20' gespalten wird. Der Lichtstrahl 18' fällt direkt auf eines der verspiegelten Flächensegmente 60, während der andere Lichtstrahl 20' über eine Aufeinanderfolge von Spiegeln 63, 64 und 66 geleitet wird, die im Verhältnis zueinander und zu dem Trommelabtaster 58 so angeordnet sind, daß der Lichtstrahl 20' auf ein anderes Oberflächensegment 60 als der Lichtstrahl 18' trifft wobei auch durch diese Anordnung die beiden Lichtstrahlen 18' und 20' relativ zueinander außer Phase liegen.

Jeder der Lichtstrahlen 18' und 20' wird wieder auf eine reflektierende Fläche 34' gerichtet die durch einen Spiegel gebildet ist. der fest mit einem Abtaster 36' verbunden ist, dem wiederum eine translatorische Bewegung gegeben ist. die den Lichtstrahlen 18' und 20' relativ zum Fenster 14 eine längsbewegung erteilt Wenn die Spur 51 sich bei jedem Durchlauf des Lichtstrahles 18 über das Sichtfeld des Fensters 14 bewegt (Fig.2), liegt die bei jedem Durchlauf des Lichtstrahles 20' erzeugte Spur 53 außerhalb dieses Sichtfeldes und umgekehrt. Die Durchläufe sind somit zeitlich phasenverschoben und sie sind auch optisch zueinander etwa orthogonal verdreht, weil auch bei der Ausführungsform nach F i g. 5 ein Paar von alternierenden, zueinander senkrechten Spuren 51 und 53 erzeugt werden, die ein entsprechendes X-förmiges Abtastraster, das sich translatorisch über das Fenster 14 bewegt, erzeugen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

25 OO Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung eines X-förmigen Abtastrasters zum Lesen von Streifencode-Informationsträgern an einem Gegenstand, der mit seinem Streifencode über einen Lesebereich bewegt wird, wobei zwei sich bewegende Lichtstrahlen erzeugt werden, von denen jeder im wesentlichen diagonal zur Bewegungsrichtung des Gegenstandes verläuft und die Spuren des einen Lichtstrahles die Spuren des zweiten Lichtstrahles in einem Winkel von etwa 90° schneiden, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Lichtstrahl sinusförmig und der andere Lichtstrahl cosinusförmig abgelenkt wird und die beiden Lichtstrahlen auf einer reflektierenden Fläche überlagert werden, der eine translatorische Bewegung gegeben wird und die überlagerten Lichtstrahlen von der gemeinsamen reflektierenden Fläche auf den Ablesebereich gerichtet werden, derart, daß auf dieser das X-förmige Abtastraster translatorisch bewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Lichtstrahlen eine Amplitude auferlegt wird, die größer als die Weite des Ablesebereiches ist, so daß lediglich ein Teil der Lichtstrahlen auf dem Lesebereich als X-förmiges Abtastraster erscheint.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahlen zeitlich phasenversetzt zum Durchlauf gebracht werden und das X-förmige Abtastraster dadurch gebildet wird, daß die Richtung der Durchläufe mindestens eines der Lichtstrahlen so gedreht wird, daß sich eine orthogonale Beziehung zwischen den beiden Lichtstrahlen ergibt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Einrichtung zum Erzeugen zweier Lichtstrahlen und einer Anordnung reflektierender Flächen abständig von der Wegbahn des Informationsträgers, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung eine beiden Lichtstrahlen gemeinsame, translatorisch bewegbare reflektierende Fläche (34,34') aufweist, die beide Lichtstrahlen auf dieser Fläche (34, 34') überlagernde Einrichtungen (22, 26; 24, 28; 58, 60) vorgesehen sind und diesen Einrichtungen weitere Einrichtungen (42,41,30; 42, 43, 32; 62, 64, 66) zum geometrisch gerichteten Antreiben der Lichtstrahlen zugeordnet sind, die darauf ausgelegt sind, den einen Lichtstrahl in sinusförmiger Spur, den anderen in sich damit kreuzender cosinusförmiger Spur zu bewegen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Lichtstrahlen überlagernden Einrichtungen jeweils Spiegel (22; 24) aufweisen, die in ihren Winkellagen abständig relativ von der reflektierenden Fläche (34) angeordnet sind und die mit Sägezahngeneratoren (26; 28) verbunden sind, wobei der von einem Lasergerät (16) erzeugte Lichtstrahl (17) durch einen Strahlenspalter (19) gespalten ist und der eine Lichtstrahl (18) direkt auf den Spiegel (22) der einen Einrichtung, der andere Lichtstrahl (20) über einen weiteren Spiegel (21) auf den Spiegel (24) der anderen Einrichtung gerichtet ist und die beiden Sä'sezahngeneratoren (26 und 28) mit einem Sinuswellenoszillator (42) verbunden sind und in dieser Verbindung Phasenverschiebeeinrichtungen (41, 43) zum Verschieben der Phase der einen Sinuswellenbewegung um etwa 9CT angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die reflektierende Fläche von einem Spiegel (34) gebildet ist, der auf einem Abtaster (36) befestigt ist, der translatorisch durch einen Sägezahngenerator (38) angetrieben ist der seinerseits über eine Synchronisierungseinrichtung (47,49) mit dem Sinuswellenoszillator (42) verbunden ist

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß zur Überlagerung der Lichtstrahlen ein rotierend angetriebener Trommelabtaster (58) mit einer Mehrzahl verspiegelter Flächensegmente (60) an seinem Umfang vorgesehen ist wobei der von einem Lasergerät (16') erzeugte Lichtstrahl (17') durch einen Strahlenspalter (19') gespalten und der eine Lichtstrahl (18') direkt auf eines der Flächensegmente (60) gerichtet und der andere Lichtstrahl (20^r) über eine Gruppe von Spiegeln (62, 64, 66) gelenkt ist die derart zueinander und dem Abtaster (58) angeordnet sind, daß die Lichtstrahlen (18' und 20') auf unterschiedliche Flächensegmente (60) treffen, zueinander einen zeitlich phasenverschobenen Durchlauf haben und optisch in eine zueinander orthogonalt Durchlaufrichtung gedreht sind.