NL9002827A - Aftastinrichting voor symboolcodes. - Google Patents

Description

Aftastinrichting voor symboolcodes.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het optischaftasten van symboolcodes, omvattende middelen voor het vormen van eenlichtbundel, eerste en tweede afbuigmiddelen, welke afbuigmiddelentijdens bedrijf roteren en de lichtbundel zowel doorlaten als afbuigen,en aandrijfmiddelen voor het roteren van de afbuigmiddelen.

Een dergelijke inrichting is bekend uit het Europese octrooi-schrift 0032794 B1.

Met de bekende inrichting is het mogelijk om symboolcodes, zoalsstreepjescodes ("bar codes”), optisch af te tasten en door detectie vanhet gereflecteerde licht de in de code besloten informatie uit te lezenen te herkennen. Deze informatie heeft in het algemeen betrekking op eenartikel, waarop de code is aangebracht. Teneinde te verzekeren dat decode betrouwbaar kan worden uitgelezen onafhankelijk van de positie vanhet artikel ten opzichte van de aftastinrichting en de relatieve positievan de code op het artikel wordt het artikel met een voorafbepaaldaftastpatroon afgetast. Dat wil zeggen, de lichtbundel beschrijft eenpatroon over het artikel, waarbij het patroon zodanig is gekozen dathet op de juiste wijze aftasten van de symboolcode wordt verzekerd.

Voor het opwekken van een dergelijk aftastpatroon is de bekendeinrichting voorzien van afbuigmiddelen, die bestaan uit een hologram eneen verder afbuigelement, zoals een Fresnel-lens. Dergelijke afbuigmid¬delen hebben het nadeel, dat zij in de praktijk een slechte efficiencyvan bijvoorbeeld 50% hebben. De uitvinding beoogt nu een andere encompacte inrichting voor het optisch aftasten van symboolcodes te ver¬schaffen, die voorzien is van eenvoudige en relatief goedkope afbuigmid¬delen en die in de praktijk een uitstekende efficiency hebben. Deinrichting volgens de uitvinding heeft hiertoe het kenmerk, dat beideafbuigmiddelen driehoekige prisma's omvatten. Dergelijke prisma's zijneenvoudig te vervaardigen en zijn derhalve relatief goedkoop. Bovendienkan met een combinatie van twee roterende prisma's een grote verschei¬denheid aan aftastpatronen worden verkregen door bijvoorbeeld verschil¬lende rotatiesnelheden en/of verschillende prismahoeken en/of verschil¬lende brekingsindices toe te passen. Hoewel verscheidene praktischeaftastpatronen kunnen worden verkregen door in dezelfde richting rote¬rende prisma's toe te passen, heeft de voorkeursuitvoeringsvorm van deinrichting het kenmerk, dat de prisma's tegengestelde draairichtingenbezitten.

In principe kan de prismahoek, dat wil zeggen de hoek tussen het intreevlak en het uittreevlak van elk prisma, een grote verscheidenheidaan waarden bezitten. Een aftastinrichting met een compacte opbouw, diede gewenste aftestpatronen opwekt, kan volgens de uitvinding bij voor¬keur worden gerealiseerd door prisma's toe te passen, waarvan de prisma-hoek minder dan 15° bedraagt. Geschikte waarden zijn bijvoorbeeld 6°, 8°en 10°. Door deze kleine hoek kunnen de prisma's relatief dun zijn,waardoor hun gewicht gering is. Dit is met name van belang voor aftast-inrichtingen die bij gebruik in de hand worden gehouden. Een verdervoordeel van het gebruik van deze prisma's is hun flexibiliteit om eenaftestpatroon van hoge dichtheid te vormen bij een beperkte richthoek.

Hoewel beide prisma's dezelfde prismahoek kunnen bezitten, is eenvoorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding voorzien van prisma's met eenonderling verschillende prismahoek. De omtrek van de prisma's kan eenwillekeurige vorm hebben, maar een zo compact mogelijke opbouw van deaftastinrichting volgens de uitvinding wordt verkregen met prisma's dieeen cirkelvorm hebben. De prisma's kunnen van glas, kunststof of elkander geschikt materiaal zijn.

De middelen voor het opwekken van een lichtbundel omvatten bij¬voorbeeld een laser, zoals een diode-laser die in het bijzonder voorcompacte opbouw geschikt is. Echter ook andere lichtbronnen kunnenworden toegepast. Teneinde een gefocusserde lichtbundel te verkrijgen isbij voorkeur een lens aanwezig voor het bundelen van het door de laserafgegeven licht.

In de voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is de laser ondereen hoek ten opzichte van de rotatie-assen van de prisma's aangebracht.Voor het naar de prisma's richten van het door de lens gebundelde laser¬licht is de voorkeursuitvoeringvorm voorzien van een spiegelend element,dat een spiegel of een prisma kan zijn. Door toepassing van een spiege¬lend element kan de hoek van de laser ten opzichte van de afbuigmiddelenwillekeurig worden gekozen, terwijl de lichtbundel toch onder de gewens¬te hoek op de afbuigmiddelen invalt.

In principe kan het door de symboolcode gereflecteerde licht dooreen afzonderlijke detector worden waargenomen. De inrichting volgens deuitvinding is echter bij voorkeur voorzien van een ingebouwde detector.Teneinde een maximale lichtopbrengst in de detector te verkrijgen wordtbij voorkeur het gereflecteerde licht gebundeld door een verdere lens.Deze lens is volgens de voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvindingvoorzien van een opening voor het doorlaten van het door de laser af-gegeven licht.

De relatieve afmeting van het aftastpatroon op het af te tasten artikel is ondermeer afhankelijk van de afstand van het artikel tot deaftastinrichting. Om nu de afmeting van het aftestpatroon onafhankelijkvan de onderlinge afstand tussen artikel en aftastinrichting in tekunnen stellen is de voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding voorzienvan een derde lens.

Voor het doen roteren van de prisma's zijn verschillende aandrijf-middelen mogelijk. De aandrijfmiddelen van de inrichting volgens deuitvinding omvatten bij voorkeur een motor met twee kranswielen, alsmedetwee op deze kranswielen ingrijpende, in tegengestelde richting draai¬bare rondsels, waarbij op elk rondsel een prisma is bevestigd, zodanigdat de centra van prisma en rondsel samenvallen. Hierdoor wordt bereikt,dat de prisma's een tegengestelde draairichting hebben, terwijl deafmetingen van het samenstel van aandrijfmiddelen en prisma's minimaalzijn. Door twee kranswielen en rondsels met verschillende diameters toete passen, kunnen de onderlinge rotatiesnelheden van de prisma's wordengevarieerd. Bij voorkeur vallen de assen van de rondsels tevens samenmet de naar de afbuigmiddelen gerichte op het eerste prisma invallendelichtbundel.

De aftastinrichting volgens de uitvinding heeft een compacteopbouw en is dus geschikt om als hand-aftastinrichting ("hand-heldscanner") te worden uitgevoerd. De behuizing van de inrichting volgensde uitvinding is bij voorkeur hieraan aangepast, bijvoorbeeld door tezijn voorzien van een handgreep.

De uitvinding zal aan de hand van de tekeningen nader wordentoegelicht, waarin:

Figuur 1 een schematisch aanzicht in perspectief toont van devoornaamste delen van de voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichtingvolgens de uitvinding; en Figuur 1a toont een opgesneden aanzicht vaneen prisma uit de inrichting van figuur 1;

Figuur 2 in perspectief de aandrijfmiddelen toont volgens deuitvinding;

Figuur 3 verschillende aftestpatronen toont die kunnen wordenopgewekt met de inrichting volgens de uitvinding; en

Figuur 4 weer andere aftastpatronen toont die met de inrichtingvolgens de uitvinding kunnen worden verkregen.

In figuur 1 zijn de belangrijkste delen van de inrichting volgensde uitvinding in perspectief weergegeven. De inrichting omvat een laser1, een bundelingslens 2, een spiegel 3, een detector 4, een detectielens5, een eerste prisma 6, een tweede prisma 7, aandrijfmiddelen 8, en eeninstellens 9. De laser 1, die bij voorkeur een diode-laser is, produ- ceert licht dat door de bundelingslens 2 wordt samengebundeld. De aldusgevormde lichtbundel 10 wordt door de spiegel 3 naar de optische as 11van de inrichting afgebogen. De lichtbundel 10 valt vervolgens door eendaartoe aangebrachte opening 12 in de detectielens 5. Door het eersteprisma 6 wordt de lichtbundel 10 onder een eerste hoek van de optischeas 11 afgebogen. Het tweede draaiende prisma 7 veroorzaakt een verdereafbuiging van de lichtbundel 10 over een tweede hoek. De aldus door detwee prisma's afgebogen lichtbundel 10 valt vervolgens door de instel¬lens 9 om op het aftastvlak (niet getoond) een aftastpatroon 13 tevormen. Met deze instellens kan de grootte van het aftastpatroon wordenaangepast aan de symbool- of bar code. Hierdoor kan de lineaire aftast¬snelheid eveneens lager worden.

Het door het aftastvlak weerkaatste licht valt door de instellens9, het tweede prisma 7 en het eerste prisma 6, en bereikt vervolgens dedetectielens 5. Het weerkaatste licht wordt door de detectielens 5gefocusseerd op de detector 4. Figuur 1a toont een opengesneden aanzichtvanhet prisma 6, 7, waarin de prismahoek φ is aangegeven.

Figuur 2 toont een mogelijke uitvoeringsvorm van de aandrijfmid¬delen 8. Deze omvatten een motor 14 met twee kranswielen 15, 18 vanverschillende diameter en twee op deze kranswielen ingrijpende en integengestelde zin draaibare rondsels 16, 17. In elk rondsel 16, 17 iseen cirkelvormig prisma 6, 7 bevestigd. Het spreekt vanzelf dat ookandere uitvoeringsvormen van aandrijving denkbaar zijn, bijvoorbeeld inhet geval dat beide prisma's dezelfde draairichting hebben. Ook kan elkeprisma desgewenst een eigen aandrijfmotor hebben. Door de motorsnel-heid(heden) te sturen kunnen verschillende patronen worden opgewekt.

Figuur 3 toont aftestpatronen die met behulp van de inrichtingvolgens de uitvinding kunnen worden verkregen, indien beide prisma's eenprismahoek van 8° en een gelijke brekingsindex van 1,5 bezitten. Eenandere brekingsindex veroorzaakt een ander patroon. Ook worden verschil¬lende andere patronen verkregen door verschillende snelheidsverhoudingente kiezen. In figuur 3a bedraagt de snelheidsverhouding 1, dat wilzeggen de prisma's draaien met dezelfde snelheden in dezelfde richting.In figuur 3b bedraagt de snelheidsverhouding -1, dat wil zeggen deprisma's draaien met eenzelfde snelheid in tegengestelde richtingen. Infiguur 3c bedraagt de snelheidsverhouding een 1/2, dat wil zeggen deprisma's draaien in dezelfde richting, maar de rotatiesnelheid van heteerste prisma bedraagt de helft van die van het tweede prisma. In figuur3d is een patroon weergegeven dat wordt verkregen indien de snelheids¬verhouding -1/2 bedraagt, dat wil zeggen de prisma's draaien in tegenge¬ stelde richtingen, waarbij de rotatiesnelheid van het eerste prisma dehelft van die van het tweede prisma bedraagt.

In figuur 4 is de invloed van het kiezen van verschillende pris-mahoeken weergegeven. De in figuur 4 weergegeven aftastpatronen zijnalle verkregen bij een snelheidsverhouding van -1,1 en een brekingsindexvan beide prisma's van 1,5. Het aftestpatroon van figuur 4a is verkregenmet een eerste prismahoek van 8° en een tweede prismahoek van 2°, ter¬wijl het aftastpatroon van figuur 4b is verkregen met een eerste pris¬mahoek van 8° en een tweede prismahoek van 4°. Het aftastpatroon vanfiguur 4c is verkregen met een eerste prismahoek van 8° en een tweedeprismahoek van 6°, terwijl in figuur 4d beide prismahoeken 8° bedragen.

Claims (11)

1. Inrichting voor het optisch aftasten van symboolcodes, omvattendemiddelen voor het vormen van een lichtbundel, eerste en tweede afbuig-middelen, welke afbuigmiddelen tijdens bedrijf roteren en de lichtbundelzowel doorlaten als afbuigen, en aandrijfmiddelen voor het roteren vande afbuigmiddelen, met het kenmerk, dat beide afbuigmiddelen driehoekigeprisma's omvatten.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarin de prisma1s tegengesteldedraairichtingen bezitten.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarin de prismahoek minderdan 15° bedraagt.

4. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarin deprisma's een verschillende prismahoek bezitten.

5. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarin deprisma's een cirkelvorm bezitten.

6. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarin demiddelen voor het vormen van een lichtbundel een laser en een eerstelens omvatten, verder voorzien van een spiegelend element voor het naarde afbuigmiddelen richten van het door de eerste lens gebundelde licht.

7. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, voorzien vaneen detector en een tweede lens voor het op de detector focusseren vanhet gereflecteerde licht, welke tweede lens is voorzien van een openingvoor het doorlaten van de door de eerste lens gefocusseerde lichtbundel.

8. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, voorzien vaneen derde lens voor het bepalen van de afmeting van het aftastpatroon.

9. Inrichting volgens een van de conclusies 2 tot 8, waarin de aan-drijfmiddelen een motor met twee kranswielen van verschillende diameter,alsmede twee op deze kranswielen ingrijpende, in tegengestelde richtingdraaibare rondsels omvatten, en waarin op elk rondsel een prisma zodanigis bevestigd dat de centra van prisma en rondsel samenvallen.

10. Inrichting volgens conclusie 9, waarin de assen van de rondselssamenvallen met de op de afbuigmiddelen invallende lichtbundel.

11. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, ondergebrachtin een zodanige behuizing, dat de inrichting tijdens bedrijf in de handkan worden gehouden.