DE69732565T2

DE69732565T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Lesen eines optischen Codes

Info

Publication number: DE69732565T2
Application number: DE69732565T
Authority: DE
Inventors: Antonio De Renzis; Claudio Mazzone
Original assignee: Datalogic SpA
Current assignee: Datalogic SpA
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2017-07-19
Also published as: EP0892357A1; US6129280A; ATE289691T1; EP0892357B1; DE69732565D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lesen von optischen Codes, insbesondere Strichcodes, auf die die folgende Beschreibung lediglich beispielhaft Bezug nimmt.
Es sind zahlreiche Strichcode-Lesetechniken bekannt, wobei die am weitesten verbreitete Technik vorsieht, eine Linie über den gesamten Strichcode laufen zu lassen, wie in 1 dargestellt ist. Diese Technik wird insbesondere verwendet, wenn der Strichcode in einer bestimmten Weise bezüglich der Scanlinie bzw. Scanzeile orientiert ist, und liefert verläßliche Ergebnisse, wenn der Strichcode um weniger als ein vorgegebener Winkel zu der Scanlinie geneigt ist (beispielsweise ±45° für rechteckige Abschnittscodes im Hochkantformat [oversquare section codes]). Anderenfalls werden ein oder mehrere Strichcodeelemente (Striche oder Lücken) von der Scanlinie nicht überstrichen.
Zufällig orientierte Strichcodes, die beispielsweise an einem zufällig angeordneten Produkt auf einem Förderband angeordnet sind, werden andererseits wie oben beschrieben durch Scannen bzw. Abtasten gelesen, jedoch geschieht dies in zwei zueinander senkrechte Richtungen, um einen Winkel von 180° zu überdecken, wodurch gewährleistet ist, daß der Strichcode unabhängig von seiner Orientierung decodiert wird.
Eine weitere gleichermaßen übliche Technik sieht vor, den Strichcode teilweise zu scannen und mittels bekannter Algorithmen zu rekonstruieren; das heißt, daß eine Anzahl von Scans entlang paralleler Scanlinien ausgeführt werden, die bezüglich des Strichcodes geneigt sind, wobei sich jede einzelne nur über einen Abschnitt des Codes erstreckt, wie in 2 dargestellt ist.
Jeder Scan liefert einen Abschnitt des Strichcodes, und die Scanlinien sind derart angeordnet, daß ein vorgegebener Abschnitt des Codes von verschiedenen Abschnitten aufeinanderfolgender Scanlinien überstrichen wird. Wenn daher die einzelnen Abschnitte des Codes vorliegen, die sich aus einzelnen Scans ergeben, kann der Strichcode als ganzes decodiert werden, indem ein bekannter, sogenannter Musterübereinstimmungs-Algorithmus (pattern matching algorithm) verwendet wird.
Die Teilscans werden üblicherweise ausgeführt, indem der Leser und der Code gegeneinander bewegt werden, insbesondere indem der Code bezüglich des Lesers bewegt wird, der den Code entlang einer einzelnen Scanlinie wiederholt scant bzw. abtastet.
Die oben genannten Strichcode-Lesetechniken werden unter Verwendung eines Lesers implementiert, der eine Laserlichtquelle sowie eine Photodetektoreinrichtung umfaßt, die nahe der Lichtquelle angeordnet ist, und die eingerichtet ist, lediglich mit diffusem Licht zu arbeiten. Insbesondere erzeugt die Laserlichtquelle einen Lichtstrahl, der auf dem Strichcode in einer Richtung auftrifft, die nicht senkrecht zur Codeebene ist, so daß sich das von dem Code reflektierte Licht in eine andere Richtung als die des einfallenden Strahls bewegt und die photodetektierende Vorrichtung daher nur das Licht fängt, das von dem Code gestreut wird.
Bei normalen Betriebsbedingungen des Lesers des oben genannten Typs kann Licht jedoch in die Ausbreitungsrichtung des einfallenden Strahls reflektiert werden, wodurch sich eine Sättigung der Photodetektorvorrichtung und der zugeordneten elektronischen Schaltkreise ergibt, wodurch der Leser „geblendet" wird.
Um diesen Nachteil zu überwinden, sehen einige Leser Polarisierungsfilter vor, um die reflektierten Strahlen zu eliminieren, die erneut in den Leser eintreten und die von den meisten bekannten Reflexionsoberflächen erzeugt werden.
Einige reflektierenden Materialien erzeugen jedoch reflektierte Strahlen, die nicht durch Polarisationsfilter eliminiert werden können, z.B. wenn der Strichcode auf einer Kunststoffoberfläche angebracht ist oder von dieser überdeckt ist, wodurch sich nicht zu vernachlässigendes reflektiertes Licht ergibt, das derart polarisiert ist, daß es nicht gefiltert werden kann.
Als solcher ist keiner der bekannten Leser immun gegenüber Blenden und damit gegenüber fehlerhaftem Lesen des Strichcodes.
Ferner gefährdet die Anwesenheit von unfilterbarem reflektiertem Licht unzweifelhaft das Lesen, auch wenn dadurch der Leser nicht tatsächlich geblendet wird, für den Fall, daß dieje rige Scantechnik verwendet wird, welche zwei senkrechte Scanrichtungen vorsieht, und insbesondere, wenn die Technik des teilweisen Scannens verwendet wird, deren relativ komplexer und anspruchsvoller Wiederherstellungsalgorithmus bei jedem Teilscan optimale Lesebedingungen und erfolgreiches Decodieren des überstrichenen Strichcodeabschnitts erfordert.
Das Dokument JP-A-60 238977 offenbart einen Strichcodeleser mit einer Laserdiode und einem rotierenden polygonalen Scanspiegel mit reflektierenden Oberflächen, deren Winkel sich schrittweise um einen speziellen Winkel ändern. Der von der Laserdiode stammende Laserstrahl wird von reflektierenden Oberflächen derart reflektiert, daß der optische Code entlang einer Vielzahl von Scanlinien gescannt wird, die über den Code hinweg voneinander beabstandet sind.
Das Dokument EP 0 848 344 , das ein vorveröffentlichtes Dokument nach Art. 54(3) EPÜ darstellt, offenbart einen Leser und ein Verfahren zum Lesen eines optischen Codes, der auf einer Vorderwand eines in Bewegung befindlichen Artikels angeordnet ist. Zumindest ein erster und ein zweiter Lichtstrahl werden ausgebildet, die auf Ebenen liegen, welche um einen ersten und einen zweiten vorbestimmten Winkel zu der Vorderwand geneigt sind. Der erste Lichtstrahl führt einen Leseschritt des optischen Codes innerhalb eines ersten vorbestimmten Abstandbereichs entlang der Richtung der Vorwärtsbewegung des Artikels durch, und der zweite Lichtstrahl führt einen Leseschritt des optischen Codes innerhalb eines zweiten vorbestimmten Entfernungsbereichs entlang der Richtung der Vorwärtsbewegung des Artikels durch.
Das Dokument US 5,280,164 beschreibt einen ortsfesten oder in der Hand zu haltenden Leser, der Blendungsprobleme aufweist, wenn der Sensor gespiegeltes (d.h. reflektiertes) Licht anstatt gestreutem (d.h. diffusem) Licht empfängt. Das Problem des Blenden des Lesers (das bei der Verwendung als handgehaltenen Leser durch den Benutzer selbst verursacht wird, der das Lesefenster instinktiv parallel zur Codeebene anordnet) wird in drei Arten gelöst, und zwar durch geeignetes Modifizieren des optischen Pfads bezüglich des Lesefensters, und/oder durch geeignetes Modifizieren der Größe des optischen Systems zum Sammeln des von dem Code zurückgeworfenen Lichts.
Das Dokument US 5,149,948 offenbart ein System zum Lesen von Strichcodes, wobei die Ebene des Codes bezüglich des Lesers geeignet orientiert ist. Ferner wird ein Polarisierer verwendet, um zu verhindern, daß ein Großteil des gespiegelten Lichts in den Leser eintritt.
Das Dokument US 5,177,346 offenbart das Problem des Blendens von Lesern für Strichcodes, die auf Halbleiterwafer angeordnet sind, und führt einige bereits bekannte mögliche Lösungen auf, beispielsweise das Neigen der Waferebene oder das Verwenden von Polarisiereinrichtungen. Die Lösung sieht eine Kombination von Polarisationsfiltern vor.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lesen eines optischen Codes vorzusehen, welches das Lesen des optischen Codes bei jeder Betriebsbedingung verläßlich und ohne Blenden ermöglicht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Durchführen einer Lesung eines optischen Codes vorgesehen, sowie eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens von Anspruch 1 bzw. 8.
Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Eine Anzahl bevorzugter und nicht einschränkender Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei die Zeichnungen darstellen:
1 zeigt eine Strichcode-Lesung mittels einer ersten bekannten Lesetechnik;
2 zeigt eine Strichcode-Lesung mittels einer zweiten bekannten Lesetechnik;
3 zeigt schematisch eine erste Ausführung der Lesevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, um speziell orientierte Strichcodes zu lesen;
4 zeigt schematisch die gegenseitige Anordnung der zwei Lesevorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung, um zufällig orientierte Strichcodes zu lesen;
5 zeigt eine schematische Ansicht eines Rotors, der einen Teil der Lesevorrichtung von 3 bildet;
6 zeigt schematisch eine bevorzugte gegenseitige Anordnung benachbarter reflektierender Seiten des Rotors von 5;
7–10 zeigen schematisch verschiedene gegenseitige Anordnungen benachbarter reflektierender Seiten des Rotors von 5;
11 zeigt schematisch eine zweite Ausführung der Lesevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
12 zeigt eine detailliertere Ansicht eines Teils der Vorrichtung von 11;
13 zeigt eine schematische Teilansicht einer dritten Ausführung der Lesevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
14 zeigt eine detailliertere Ansicht eines Teils der Vorrichtung von 13;
15 zeigt eine vierte Ausführung der Lesevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das Bezugszeichen 1 in der 3 kennzeichnet eine Lesevorrichtung gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung, die lediglich das Lesen von Strichcodes 2 erlaubt, die um weniger als um einen vorgegebenen Winkel zur Scanrichtung geneigt sind. Insbesondere ist der Strichcode 2 in der 3 auf einer Verpackung 4 angebracht, die auf einem Förderband 6 vorliegt, das sich in die durch den Pfeil dargestellte Richtung bewegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt die Leseeinrichtung 1 nacheinander einen ersten und einen zweiten Laserstrahl 8, 10 (mit gestrichelten Linien dargestellt), die zueinander divergieren und bezüglich einer ersten und einer zweiten Scanebene 12, 14 (durch die punktgestrichelten Linien dargestellt) beweglich sind, die sich voneinander unterscheiden und sich schneiden.
Insbesondere führen die Laserlichtstrahlen 8, 10 nacheinander ein erstes und zweites Scannen bzw. Abtasten des Strichcodes 2 entlang einer ersten bzw. einer zweiten Scanlinie bzw. -zeile 16, 18 durch (dargestellt durch die durchgezogenen Linien), die sich voneinander unterscheiden und insbesondere zueinander parallel sind.
Sollte der erste Laserlichtstrahl 8 auf den Strichcode 2 bei einem Winkel von 90° auftreffen, so daß die Lesevorrichtung 1 von dem Strahl geblendet wird, der von dem Strichcode 2 reflektiert wird, dann trifft der zweite Laserlichtstrahl 10 folglich auf dem Strichcode 2 mit einem Winkel ungleich 90° auf, so daß die Lesevorrichtung 1 nicht länger geblendet wird, und somit den Strichcode 2 lesen und decodieren kann.
Die 4 zeigt schematisch die gegenseitige Anordnung zweier oben beschriebener Lesevorrichtungen 1, um auch zufällig orientierte Strichcodes 2 zu lesen. Insbesondere sind die Lesevorrichtungen 1 in der 4 derart angeordnet, daß die von diesen erzeugten jeweiligen Scanlinienpaare 16, 18 senkrecht zueinander sind, um einen Winkel von 180° abzudecken.
Die divergierenden ersten und zweiten Laserlichtstrahlen 8, 10 können erzeugt werden, indem ein Rotor des Typs verwendet wird, der in 5 dargestellt ist und der einen Teil der Lesevorrichtung 1 bildet.
Wie in 5 dargestellt, ist der mit 20 gekennzeichnete Rotor im wesentlichen zylindrisch, rotiert im Betrieb um eine entsprechende Rotationsachse A, und hat eine seitliche Oberfläche, die eine Anzahl flacher rechteckiger erster und zweiter reflektierender Seiten 24, 26 definiert, welche sich um die Rotationsachse A herum abwechseln, und wobei benachbarte reflektierende Seiten 24, 26 mit entsprechenden verschiedenen Winkeln bezüglich der Rotationsachse A geneigt sind.
Insbesondere sind die ersten reflektierenden Seiten 24 gleich und sind mit den gleichen vorbestimmten Winkeln zu der Rotationsachse A geneigt; und die zweiten reflektierenden Seiten 26 gleichen einander und sind mit den gleichen vorbestimmten Winkeln bezüglich der Rotationsachse A geneigt, jedoch mit einem anderen Winkel, als die ersten Oberflächen 24.
Insbesondere sind benachbarte reflektierende Seiten 24, 26, wie im Detail in 6 dargestellt ist, um jeweilige Winkel +α₀, –α₀ geneigt, die den gleichen Absolutwert und entgegengesetzte Vorzeichen haben.
Wenn der Rotor 20 rotiert, erzeugen daher benachbarte reflektierende Seiten 24, 26 divergierende reflektierte Strahlen, wenn dieser von einem einfallenden Laserlichtstrahl getroffen wird, der von einer Laserlichtquelle 28 erzeugt wurde und der in 5 mit 22 bezeichnet ist. Insbesondere wird der erste Laserlichtstrahl 8 erzeugt und scannt den Strichcode 2 entlang einer ersten Scanlinie 16, wie in der 5 mit der gestrichelten Linie dargestellt ist, wenn der Laserlichtstrahl 22 auf eine der ersten reflektierenden Seiten 24 trifft; und der zweite Laserlichtstrahl 10 wird erzeugt und scannt, wie in 5 durch die durchgezogenen Linien dargestellt, den Strichcode 2 entlang der zweiten Scanlinie 18, die parallel zur ersten Scanlinie 16 ist, wenn der Laserlichtstrahl 22 auf die reflektierenden Seiten 26 im Supplementwinkel zu der vorher getroffenen reflektierenden Seite 24 trifft.
Die 7 bis 10 zeigen Variationen des Rotors 20, in denen Seiten 24, 26 mit Winkeln geneigt sind, die sich von den oben beschriebenen unterscheiden, allerdings dennoch den gleichen technischen Effekt erreichen. Insbesondere sind die benachbarten reflektierenden Oberflächen 24, 26 des Rotors 20 um jeweilige Winkeln (–α₁ und +α₂) mit verschiedenen Absolutwerten und Vorzeichen geneigt; in den 8 und 9 sind benachbarte reflektierende Seiten 24, 26 des Rotors 20 um jeweilige Winkel (+α₃, +α₄ in 8 und –α₅, –α₆ in 9) geneigt, die verschiedene Absolutwerte und das gleiche Vorzeichen haben; und in 10 ist eine der zwei reflektierenden Seiten, beispielsweise die reflektierende Seite 26, parallel zur Rotationsachse A des Rotors 20, während die andere reflektierende Seite, die in dem Beispiel als Seite 24 dargestellt ist, um einen gegebenen Winkel (in 10 mit +α₇ gekennzeichnet) geneigt.
Es sollte bemerkt werden, daß das Lesen der Strichcodes mittels des Leseverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der Teilscantechnik bestimmte spezifische Randbedingungen erfordert.
Das heißt, daß zum verläßlichen Decodieren erforderlich ist, daß der Musterübereinstimmungsalgorithmus (pattern matching algorithm) lediglich anhand Scans bzw. Abtastungen ausgeführt werden kann, die entlang entsprechender Scanlinien bzw. -zeilen ausgeführt werden, d.h. entweder nur entlang der Scanlinie 16 oder nur entlang der Scanlinie 18, da jeder Teilscan des Strichcodes 2 daher aufeinanderfolgende erste und zweite Scans entlang jeweiliger erster und zweiter Scanlinien 16 und 18 umfaßt.
Diese Beschränkung resultiert aus der Tatsache, daß zwei aufeinanderfolgende Abtastungen entlang verschiedener Scanlinien hinsichtlich des Inhalts nicht miteinander in Beziehung stehen, da diese Abschnitte des Strichcodes überstreichen, die sich nicht überlappen, wodurch der Strichcode fehlerhaft decodiert wird.
Wenn das vorliegende Verfahren in Verbindung mit der Teilscan-Technik verwendet wird, muß daher jeden Teilscan Information zugeordnet werden, die angibt, welcher von den ersten und zweiten Komponenten-Scans zum Decodieren des entsprechenden optischen Codeab- schnitts vorgesehen ist (d.h. Informationen, die die reflektierende Seite oder die Spiegelposition angibt, wodurch das Decodieren des jeweiligen Strichcodeabschnitts ermöglicht wird).
Aus diesem Grund werden die Teilscans in zwei „Klassen" unterteilt, d.h. eine für jede reflektierende Seite oder Spiegelposition, wodurch das Decodieren des jeweiligen Strichcodeabschnitts ermöglicht wird, und der Musterübereinstimmungsalgorithmus arbeitet lediglich auf Informationen von Teilscans, die der gleichen Klasse angehören.
Die Zahl 30 in 11 kennzeichnet eine Lesevorrichtung nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Die zweite Ausführung unterscheidet sich von der oben beschriebenen ersten Ausführung dadurch, daß der Strichcode 2 nur für den Fall entlang der zweiten Scanlinie 18 gescannt bzw. abgetastet wird, daß durch den ersten Scan entlang der ersten Scanlinie 16 der Strichcode 2 nicht decodiert werden kann, d.h. für den Fall, daß der erste Laserlichtstrahl 8 auf dem Strichcode 2 mit einem Winkel von 90° auftrifft, wodurch die Lesevorrichtung 1 geblendet wird.
Insbesondere sieht die zweite Ausführung das Detektieren der Intensität desjenigen Laserlichtstrahls vor, der während des ersten Scans von dem Strichcode 2 reflektiert wird, und sieht das Ausführen des zweiten Scans für den Fall vor, daß die Intensität des reflektierten Laserlichtstrahls über einem vorbestimmten Schwellwert liegt.
Um dies auszuführen, umfaßt die Lesevorrichtung 30, wie in 11 dargestellt, eine Laserlichtquelle 32 zum Emittieren eines Laserlichtstrahl 34 (mit gestrichelter Linie dargestellt); eine Steuereinheit 36, zum Steuern der Laserlichtquelle 32; optische Fokussierungselemente 38, die entlang des Wegs des Laserlichtstrahls 34 angeordnet sind; einen prismenförmigen Rotor 40, der entlang des Wegs des Laserlichtstrahls 34 angeordnet ist, und der eine polygonale Grundfläche aufweist (in 11 hexagonal), und eine seitliche Oberfläche, die eine Anzahl flacher rechteckiger reflektierender Seiten 41 definiert, die parallel zu der Rotationsachse B des Rotors sind; und einen perforierten Spiegel 42, der entlang des Wegs des Laserlichtstrahls 34 angeordnet ist und dem Rotor 40 vorgeschaltet ist, um den Laserlichtstrahl 34 passieren zu lassen und um den von dem Strichcode 2 gestreuten Anteil des Laserlichts auf ein optisches Fokussierungselement 50 abzulenken, das im weiteren beschrieben ist.
Die Lesevorrichtung 30 umfaßt ferner einen flachen Spiegel 44, der dem Rotor 40 entlang des Wegs des von dem Rotor 40 reflektierten Laserlichtstrahls nachgeschaltet ist, und der, wie im weiteren beschrieben ist, zwischen einer ersten und zumindest einer zweiten Betriebsposition beweglich ist, um erste und zweite Scans des Strichcodes auszuführen; und eine Aktuatoreinrichtung 46, die mit dem Spiegel 44 zusammenarbeitet, um diesen zwischen der ersten und zweiten Betriebsposition zu bewegen. Wenn notwendig, können dem Spiegel 44 nachgeschaltet weitere bekannte Ablenkungsvorrichtungen (schematisch durch einen Spiegel 48 dargestellt) vorgesehen werden, um die von dem Spiegel 44 abgelenkte Strahlen auf den Strichcode 2 zu lenken.
Wie im weiteren detaillierter in 12 dargestellt ist, ist der Spiegel 44 derart bezüglich des Rotors 40 angeordnet, daß er eine erste Achse H1 aufzuweist, die mit einem vorbestimmten Winkel zu der Rotationsachse des Rotors 40 geneigt ist, und eine zweite Achse H2 aufweist, die senkrecht zur ersten Achse H1 ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung rotiert die Aktuatoreinrichtung 46 den Spiegel 44 um die zweite Achse H2 zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsposition (mit durchgezogenen bzw. gestrichelten Linien dargestellt), wobei die erste Achse H1 bezüglich der Rotationsachse B des Rotors 40 bei jeweiligen Winkeln (+α₀, –α₀, in 12) des gleichen Betrags und mit entgegengesetzten Vorzeichen angeordnet ist.
Die Rotation um die zweite Achse H2 erzeugt daher erste und zweite Laserlichtstrahlen 8, 10 (3 und 4), um den Strichcode 2 entlang der ersten und zweiten Scanlinie 16 und 18 zu scannen, während die kontinuierliche Rotation des Rotors 40 die Laserlichtstrahlen 8, 10 in den Scanebenen 12, 14 bewegt.
Wie auch die reflektierenden Seiten 24, 26, kann der Spiegel 44 mit Winkeln geneigt sein, die sich von den oben bezüglich der Rotationsachse B des Rotors 40 beschriebenen Winkeln unterscheiden, und kann insbesondere mit Winkeln geneigt sein, die sich im Absolutwert unterscheiden und entgegengesetzte Vorzeichen haben, bzw. im Absolutwert unterscheiden und das gleiche Vorzeichen haben, und wobei einer der Winkel gleich null sein kann.
Die Lesevorrichtung 30 umfaßt ferner ein optisches Fokussierungselement 50, das dem perforierten Spiegel 42 nachgeschaltet ist; eine Photodetektions- und Vorverstärkungsvorrichtung 52, die dem optischen Fokussierungselement 50 nachgeschaltet ist und ein elektrisches Signal erzeugt, das mit der Intensität des darauf einfallenden Laserlichtstrahls korreliert ist; eine Verstärkungseinrichtung 54, deren Eingang mit dem Ausgang der Photodektions- und Vorverstärkungseinrichtung 52 verbunden ist, um das elektrische Signal am Ausgang der Photodetektions- und Vorverstärkungseinrichtung 52 weiter zu verstärken; eine Digitalisierungseinrichtung 56, deren Eingang mit dem Ausgang der Verstärkereinrichtung 54 verbunden ist, um das von der Verstärkungseinrichtung 54 gelieferte Signal zu digitalisieren und eine Folge binärer Daten zu erzeugen; eine Mikroprozessor-Decodiereinheit 58, deren Eingang mit dem Ausgang der Digitalisierungseinrichtung 56 verbunden ist, um den Strichcode 2 gemäß der von der Digitalisierungseinrichtung 56 gelieferten Folge binärer Daten zu decodieren.
Die Lesevorrichtung 30 umfaßt ferner eine Spitzendetektionseinrichtung 60, deren Eingang mit dem Ausgang der Photodetektions- und Vorverstärkungseinrichtung 52 verbunden ist, und ein elektrisches Signal erzeugt, das mit der Amplitude der höchsten Spitze des elektrischen Signals korreliert, welches von der Photodetektions- und Vorverstärkungseinrichtung 52 erzeugt wird; eine Vergleichereinrichtung 62, deren Eingang mit dem Ausgang der Spitzendetektionseinrichtung 60 verbunden ist, und die das Vergleichen des von der Spitzendetektionseinrichtung 60 erzeugten elektrischen Signals mit einem vorbestimmten Schwellwert vorsieht, um einen möglichen Leseblendungs-Zustand zu ermitteln, und um ein Informationssignal zu erzeugen, welches das Vorliegen oder die Abwesenheit eines solchen Zustands angibt; und eine Steuereinrichtung 64, deren Eingang mit dem Ausgang der Vergleichereinrichtung 62 verbunden ist und ein Steuersignal für die Aktuationseinrichtung 46 erzeugt, um den Spiegel 44 zwischen der ersten und der zweiten Betriebsposition in Abhängigkeit von dem Informationssignal zu bewegen, das von der Vergleichereinrichtung 62 erzeugt wird.
Im weiteren ist der Betrieb der Leseeinrichtung 30 anhand einer anfänglichen Konfiguration beschrieben, in der der Spiegel 44 auf die erste Betriebsposition eingestellt ist.
Die Laserlichtquelle 32 emittiert einen ersten Laserlichtstrahl 34, der von dem optischen Fokussierelementen 38 fokussiert wird, durch den perforierten Spiegel 42 läuft, und von dem prismaförmigen Rotor 40 und Spiegel 44 (und jeder weiteren Ablenkungseinrichtung) abgelenkt wird, um den Strichcode 2 entlang einer ersten Scanlinie zu scannen bzw. abzutasten.
Der Anteil des Laserlichtstrahls, den der Strichcode 2 streut, wird von dem perforierten Spiegel 42 durch die optische Fokussierungseinrichtung 50 hindurch zu der Photodetektions- und Vorverstärkungseinrichtung 52 abgelenkt.
Die Photodetektions- und Vorverstärkungseinrichtung 52 erzeugt ein elektrisches Signal, das mit der momentanen Intensität des einfallenden Lichtstrahls korreliert ist, und das sowohl an die Spitzendetektionseinrichtung 60, und, nachdem dieses weiter verstärkt und digitalisiert wurde, an die Decodiereinheit 54 angelegt wird, die das Decodieren des Strichcodes 2 vorsieht.
Die Spitzendetektionseinrichtung 60 erzeugt ein elektrisches Signal, das mit dem höchsten Spitzenwert des Signals korreliert ist, welches von der Photodetektions- und Vorverstärkungseinrichtung 52 erzeugt wird, und das von der Vergleichereinrichtung 62 mit einem vorbestimmten Schwellwert verglichen wird, um zu ermitteln, ob das elektrische Signal auch nur zeitweise den Schwellwert überschreitet, wodurch angegeben wird, daß die Reflektion an dem Strichcode 2 möglicherweise zu einem Leseblendungs-Zustand führt.
Wenn das von der Photodetektions- und Vorverstärkungseinrichtung 52 erzeugte elektrische Signal den vorbestimmten Schwellwert nicht überschreitet, erzeugt und liefert die Vergleichereinrichtung 62 dementsprechend ein korrespondierendes Informationssignal an die Steuereinrichtung 64. Wenn beispielsweise ein binäres (ein/aus) Informationssignal verwendet wird, erzeugt die Vergleichereinrichtung 62 ein Informationssignal mit einem ersten vorbestimmten Pegel (beispielsweise 0).
Daher wird von der Steuereinrichtung 64 kein Signal zum Steuern der Aktuatoreinrichtung 46 erzeugt, so daß der Spiegel 44 ortsfest bleibt und bereitsteht, den nächsten Strichcode 2 zu scannen.
Für den Fall, daß, im Gegensatz hierzu, das von der Photodetektions- und Vorverstärkungseinrichtung 52 erzeugte elektrische Signal den vorbestimmten Schwellwert überschreitet, erzeugt die Vergleichereinrichtung 62 dementsprechend ein korrespondierendes Informationssignal und liefert dies an die Steuereinrichtung 64: in dem beschriebenen Beispiel wäre dies ein Informationssignal mit einem zweiten vorbestimmten Pegel (beispielsweise 1).
Die Änderung des Logikpegels des Informationssignals definiert ein Freigabesignal, um die Steuereinrichtung 64 freizugeben, die dementsprechend ein Steuersignal zum Steuern der Aktuatoreinrichtung 46 erzeugt, die wiederum den Spiegel 44 um die zweite Achse H2 von der ersten zu der zweiten Betriebsposition rotiert.
Wenn der Spiegel 44 in der zweiten Betriebsposition von dem Laserlichtstrahl 34 getroffen wird, der von der Laserlichtquelle 32 erzeugt und von dem Rotor 40 abgelenkt wird, erzeugt der Spiegel 44 ein Laserlichtstrahl, der anders als derjenige Strahl geneigt ist, welcher in der ersten Betriebsposition erzeugt wird, um ein zweites Scannen des Strichcodes 2 entlang einer zweiten Scanlinie und parallel zu der ersten durchzuführen.
Am Ende des zweiten Scans 44 kann die Steuereinrichtung 64 die Aktuatoreinrichtung 46 steuern, um entweder den Spiegel auf die erste Betriebsposition zurückzustellen, oder diesen in der zweiten Betriebsposition zu lassen.
Die Zahl 70 in der 13 kennzeichnet eine Lesevorrichtung gemäß einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung, die zahlreiche Teile umfaßt, die denen der Lesereinrichtung 30 gleichen, und ist ferner nur teilweise dargestellt und nur insofern beschrieben ist, als sie sich von der Vorrichtung 30 unterscheidet, wobei das gleiche Bezugszeichensystem für die bereits beschriebenen, gleichen Teile verwendet wird.
Insbesondere, wie in 13 dargestellt, unterscheidet sich die Lesevorrichtung 70 von der Vorrichtung 30 dadurch, daß der Rotor 40 und der Spiegel 44 durch einen einzelnen Spiegel 72 ersetzt sind, der eine kombinierte Bewegung aufweist, die im weiteren mit Bezug auf 14 beschrieben ist.
Insbesondere, wie in 14 dargestellt, umfaßt der Spiegel 72 eine erste und eine zweite Rotationsachse K1, K2, die zueinander und zu der Ausbreitungsrichtung des einfallenden Laserlichtstrahls 34, der von der Laserlichtquelle 32 erzeugt wird, gekreuzt sind, und kann mit der Aktuatoreinrichtung 46 kontinuierlich und in entgegengesetzte Richtungen um die erste Rotationsachse K1 und diskret um die zweite Rotationsachse K2 zwischen einer ersten und zumindest einer zweiten Betriebsposition rotiert werden.
Die diskrete Rotation um die zweite Rotationsachse K2 zwischen einer ersten und zumindest einer zweiten Betriebsposition erzeugt daher erste und zweite Laserlichtstrahlen 8, 10 (3 und 4), um den Strichcode 2 entlang einer ersten und einer zweiten Scanlinie 16, 18 zu scannen, während die kontinuierliche Rotation in entgegengesetzte Richtungen um die erste Rotationsachse K1 die Laserlichtstrahlen in den Scanebenen 12, 14 bewegt.
Ähnlich wie Spiegel 44 wird die Rotation des Spiegels 72 um die zweite Rotationsachse K2 von der ersten in die zweite Betriebsposition von Einrichtung 64 als Funktion des Informationssignals gesteuert, welches von der Vergleichereinrichtung 62 erzeugt wird.
Die Zahl 80 in der 15 kennzeichnet eine Lesereinrichtung gemäß einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung, die zahlreiche Teile umfaßt, die denen der Lesereinrichtung 30 gleichen, und ist lediglich teilweise und nur insofern beschrieben ist, als sie sich von der Vorrichtung 30 unterscheidet, wobei für alle Teile, die den oben beschriebenen gleichen, das gleiche Bezugszeichensystem verwendet wird.
Insbesondere, wie in 15 dargestellt, unterscheidet sich die Leservorrichtung 80 von der Vorrichtung 30 dadurch, daß der Rotor 40 und der Spiegel 44 eliminiert sind, und dadurch, daß die ersten und zweiten Laserlichtstrahlen 8, 10 zum Scannen des Strichcodes 2 entlang erster und zweiter Scannlinien 16, 18 von einer Laserlichtquelle 82 erzeugt werden, die von der Aktuatoreinrichtung 46 um eine und um eine zweite Achse J1, J2 rotiert werden, die senkrecht zueinander sind (und möglicherweise ebenfalls weitere Ablenkungseinrichtungen zum Lenken des Strahls auf den Strichcode 2 verwenden).
Insbesondere rotiert die Laserlichtquelle 82 kontinuierlich und in entgegengesetzten Richtungen um die erste Rotationsachse J1, um die Laserlichtstrahlen 8, 10 in Scanebenen 12, 14 zu bewegen (3 und 4), und rotiert diskret um die zweite Rotationsachse J2 zwischen einer ersten und zumindest einer zweiten Betriebsposition, um erste und zweite Laserlichtstrahlen 8, 10 zum Scannen des Strichcodes 2 entlang erster und zweiter Scanlinien 16, 18 zu erzeugen, die parallel zueinander sind.
Wie auch bei Spiegel 44 wird die Rotation der Laserlichtquelle 82 um die zweite Rotationsachse J2 von der ersten in die zweite Betriebsposition von der Einrichtung 64 als Funktion des Informationssignals gesteuert, das von der Vergleichereinrichtung 62 erzeugt wird.
Die Vorteile des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ergeben sich klar aus der vorangegangenen Beschreibung.
Insbesondere sieht das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eine starke Reduzierung der negativen Effekte der beispielsweise von Kunststoffreflektionsoberflächen reflektierte Strahlen vor, so daß das Blenden der Lesereinrichtungen vollständig eliminiert ist, wobei der Strichcode auch in der Anwesenheit reflektierter Strahlen gelesen werden kann, und die Verläßlichkeit des Lesers gemäß der vorliegenden Erfindung verbessert ist.
Offensichtlich können Änderungen an dem Leseverfahren und der Lesevorrichtung, wie hier beschrieben und veranschaulicht, ausgeführt werden, ohne jedoch den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Beispielsweise können die ersten und zweiten Scanlinien 16, 18 in der Scanrichtung leicht divergieren oder konvergieren, anstatt exakt parallel zu sein.
Ferner können der Rotor 40 und der Spiegel 44 sowie der Spiegel 72 und die Laserlichtquelle 82 durch den Rotor 20 ersetzt werden, um Laserlichtstrahlen 8, 10 kontinuierlich zu erzeugen, und nicht nur, wie oben beschrieben, um den Strichcode 2 entlang der zweiten Scanlinie 18 zu scannen, wenn der Strichcode 2 nicht mit dem ersten Scanvorgang entlang der ersten Scanlinie 16 decodiert wird.

Claims

Verfahren zum Lesen eines optischen Codes (2), der an einem Produkt (4) angebracht und auf einer Anbringungsoberfläche (6) plaziert ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: – Erzeugen eines Laserlichtstrahls (22, 34); – Scannen des optischen Codes (2), indem der Laserlichtstrahl (22, 34) nur zwei Scanebenen (12, 14) durchläuft, die einen ersten und einen zweiten Winkel (α1, α2) zu der Ebene der Anbringungsoberfläche (6) aufweisen; – Abfühlen des von dem optischen Code (2) zurückgeworfenen Lichts, – wobei der erste und zweite Winkel (α1, α2) so gewählt werden, daß in dem Schritt des Abfühlens das von dem optischen Code (2) zurückgeworfene Lich diffuses Licht und nicht reflektiertes Licht umfaßt, wenn beim Scannen der Laserlichtstrahl (22, 34) zumindest eine der zwei Scanebenen (12, 24) durchläuft.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Scanebenen (12, 14) die Anbringungsoberfläche (6) entlang einer ersten und einer zweiten parallelen Scanlinie (16, 18) schneiden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Scanebenen (12, 14) verschieden sind und sich schneiden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner den Schritt umfaßt: Ermitteln, ob der optische Code (2) erfolgreich decodiert wurde, auf Grundlage des Scannens in einer ersten der zwei Scanebenen (12, 14); und Durchführen des Scannens in einer zweiten der zwei Scanebenen (12, 14), wenn das Decodieren des optischen Codes (2) auf Grundlage des Scannens der ersten Scanebene nicht erfolgreich ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Abfühlens den Unterschritt umfaßt: Ermitteln der Intensität des Lichts, das während des Scannens in einer ersten der zwei Scanebenen (12, 14) abgefühlt wird, und Durchführen des Scannens in einer zweiten Scanebene der zwei Scanebenen (12, 14) in dem Fall, daß die Intensität einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, das für eine Lesetechnik mit teilweisem Scannen vorgesehen ist, mit folgenden Verfahrensschritten: Durchführen einer Anzahl von Teilscans entlang paralleler Scanlinien, die zu dem optischen Code (2) geneigt sind und die sich jeweils über einen entsprechenden Abschnitt des optischen Codes (2) erstrecken; und Decodieren des optischen Codes auf Grundlage der Teilscans; wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: nacheinander Durchführen von Scans in der ersten und der zweiten Scanebene (12, 14) für jeden Teilscan; Zuordnen von Information, die jeweils eine Klasse angibt, zu jedem der Teilscans; und Decodieren des optischen Codes (2) auf Grundlage derjenigen Teilscans, welche der gleichen Klasse angehören.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Zuordnens von Information, die jeweils eine Klasse angibt, zu jedem der Teilscans den Schritt des Zuordnens von Information zu jedem Teilscan umfaßt, wobei die Information angibt, in welchem Scanvorgang, der in der jeweiligen ersten und zweiten Scanebene (12, 14) stattfand, es möglich war, den entsprechenden optischen Codeabschnitt zu decodieren.
Vorrichtung (1, 30, 70, 80) zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruchs 1, wobei die Vorrichtung umfaßt: – eine Laserlichtquelle (28, 32, 82), die einen Laserlichtstrahl (22, 34) erzeugt; – Scanmittel (20, 40, 44, 72, 82), um den Laserlichtstrahl in nur zwei Scanebenen (12, 14) bei einem ersten und einem zweiten Winkel (α1, α2) zur Ebene der Anbringoberfläche (6) durchlaufen zu lassen; – Mittel (52) zum Abfühlen des von dem optischen Code (2) zurückgeworfenen Lichts; wobei – der erste und zweite Winkel (α1, α2) so gewählt sind, daß das von den Abfühlmitteln (52) abgefühlte Licht, das von dem optischen Code (2) zurückgeworfen wurde, diffuses Licht und nicht reflektiertes Licht umfaßt, wenn der optische Code (2) dadurch gescannt wird, daß der Laserlichtstrahl zumindest eine der zwei Scanebenen (12, 14) durchläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Scanebenen (12, 14) die Anbringungsoberfläche (6) entlang einer ersten und einer zweiten parallelen Scanlinie (16, 18) schneiden.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Scanmittel (20; 40, 44; 72; 82) ausrichtbare Ablenkmittel (20; 40, 44; 72) umfassen, welche entlang der Ausbreitungsrichtung des Laserlichtstrahls (22; 34) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ausrichtbare Ablenkmittel (20) einen Rotor (20) umfassen, der im Betrieb um eine jeweilige Rotationsachse (A) rotiert und eine seitliche Oberfläche aufweist, die eine Anzahl von ersten und zweiten reflektierenden Seiten (24, 26) definiert, welche sich um die Rotationsachse (A) herum abwechseln; und benachbarte reflektierende Seiten (24, 26), die mit jeweils verschiedenen Winkeln zur Rotationsachse (A) geneigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten reflektierenden Seiten (24, 26) jeweils um Winkel geneigt sind, die den gleichen Absolutwert und das entgegengesetzte Vorzeichen haben.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten reflektierenden Seiten (24, 26) jeweils um Winkel geneigt sind, die unterschiedliche absolute Werte und das entgegengesetzte Vorzeichen haben.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten reflektierenden Seiten (24, 26) jeweils um Winkel geneigt sind, die unterschiedliche absolute Werte und das gleiche Vorzeichen haben.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ausrichtbaren Ablenkmittel (40, 44) einen auf einer polygonalen Form basierenden, im wesentlichen prismenförmigen Rotor (30) aufweisen, der im Betrieb um eine jeweilige Rotationsachse (B) rotiert und eine Seitenfläche aufweist, die eine Anzahl von dritten reflektierenden Oberflächen (41) definiert, die im wesentlichen parallel zu der Rotationsachse (B) sind; und die Ablenkmittel ferner einen ersten ausrichtbaren Spiegel (44) aufweisen, der entlang der Ausbreitungsrichtung der von dem Rotor (40) abgelenkten Strahlen angeordnet, und zwischen einer ersten und zweiten Betriebsposition beweglich ist, wobei der erste orientierbare Spiegel (40) mit einem ersten bzw. zweiten Winkel bezüglich der Rotationsachse (B) geneigt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ausrichtbaren Ablenkmittel (72) einen zweiten ausrichtbaren Spiegel (72) aufweisen, der entlang der Ausbreitungsrichtung des von der Laserlichtquelle (32) erzeugten Laserlichtstrahls (34) angeordnet ist und eine erste und eine zweite Rotationsachse (K1, K2) aufweist, die zueinander und zu der Ausbreitungsrichtung des Laserlichtstrahls schräg verlaufen; wobei der zweite ausrichtbare Spiegel (72) kontinuierlich und in entgegengesetzten Richtungen um die erste Rotationsachse und diskret um die zweite Rotationsachse (K2) zwischen einer ersten und zumindest einer zweiten Betriebsposition gedreht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Scanmittel (82) eine Laserlichtquelle (82) umfassen, die um eine erste und eine zweite Achse (J1, J2) drehbar ist, die schräg zueinander verlaufen; wobei die Laserlichtquelle (82) kontinuierlich und in entgegengesetzten Richtungen um die erste Rotationsachse (J1) und diskret um die zweite Rotationsachse (J2) zwischen einer ersten und zumindest einer zweiten Betriebsposition rotiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Auswertemittel (52, 60, 62) umfaßt, um erfolgreiches Decodieren des optischen Codes (2) auf der Grundlage des in einer ersten der zwei Scanebene (12, 14) durchgeführten Scannen zu ermitteln, und um ein Freigabesignal zu erzeugen, wenn das Decodieren des optischen Codes (2) auf der Grundlage des Scannens in der ersten Scanebene nicht erfolgreich ist; und ferner Aktivierungsmittel (64) umfaßt, die das Freigabesignal empfangen und ein Aktivierungssignal erzeugen, um die Scanmittel (44, 72, 82) zum Abtasten des Laserlichtstrahls (34) in einer zweiten der zwei Scanebenen (12, 14) in Reaktion auf das Freigabesignal zu aktivieren.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertemittel (52, 60, 62) umfassen: Sensormittel (52), die ein erstes elektrisches Signal erzeugen, das mit der Intensität des von dem optischen Code (2) stammenden Laserlichtstrahls korreliert ist; Spitzendetektionsmittel (60), die mit dem Eingang und dem Ausgang der Sensormittel (52) verbunden sind und ein zweites elektrisches Signal erzeugen, das mit der Amplitude der höchsten Spitze des ersten elektrischen Signals korreliert ist; und Vergleichermittel (62), die mit dem Eingang und dem Ausgang der Spitzendetektionsmittel (60) verbunden sind, wobei die Vergleichermittel das zweite elektrische Signal mit einem vorbestimmten Schwellwert vergleichen, um ein Freigabesignal für den Fall zu erzeugen, daß das zweite elektrische Signal den vorbestimmten Schwellwert übersteigt.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite ausrichtbare Spiegel (44, 72) und die Laserlichtquelle (82) in Reaktion auf das Aktivierungssignal, welches von den Aktivierungsmitteln (62) erzeugt wurde, zwischen den ersten und zweiten Betriebspositionen bewegt werden.