CH658138A5

CH658138A5 - DEVICE FOR DETECTING OPTICAL CODE STAGS APPLIED TO ITEMS.

Info

Publication number: CH658138A5
Application number: CH725082A
Authority: CH
Inventors: Arthur Walter; Juergen Erdmann; Guenter Fetzer; Felix Schoerlin
Original assignee: Sick Optik Elektronik Erwin
Priority date: 1982-02-04
Filing date: 1982-12-13
Publication date: 1986-10-15
Also published as: FR2520901B1; DE3203720C2; GB2114792B; FR2520901A1; GB8301249D0; GB2114792A; DE3203720A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Erkennung von auf Gegenständen angebrachten, optischen Codemarken gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a device for recognizing optical code marks attached to objects according to the preamble of patent claim 1.

In der Industrie werden heutzutage in zunehmendem Masse Fertigprodukte, Einzelteile, Etiketten, Gebrauchsanweisungen, Produktbeschreibungen usw. mit irgendwelchen Codierungen bedruckt. Sie dienen z.B. dazu, ein Durcheinanderbringen unterschiedlich codierter Objekte zu erkennen und somit zu verhindern. Ferner können mittels derartiger Codierungen Steue-rungs-, Zähl- und Registrierfunktionen ausgelöst werden. Nowadays in the industry, finished products, individual parts, labels, instructions for use, product descriptions etc. are increasingly being printed with any codes. They serve e.g. to recognize and thus prevent confusion between differently coded objects. Furthermore, control, counting and registration functions can be triggered by means of such codes.

Geräte zur Erkennung von gedruckten Codemarken und ihrer Umsetzung in elektrisch auswertbare Signale tasten die gedruckten Codemarken im allgemeinen berührungslos optisch ab und setzen sie in auswertbare elektrische Signale um. Weiter wird im allgemeinen ein Ausgangssignal abgegeben, das feststellt, ob sich gerade ein Objekt in der Lesestation befindet, um die weitere Auswertung der durch die Codemarken erzeugten Impulsfolge zu aktivieren. Devices for recognizing printed code marks and converting them into signals that can be evaluated electrically optically contactlessly scan the printed code marks and convert them into evaluable electrical signals. Furthermore, an output signal is generally emitted which determines whether an object is currently in the reading station in order to activate the further evaluation of the pulse sequence generated by the code marks.

Ein gattungsgemässes Gerät zur Erkennung von Codemarken ist aus dem IMB Technical Disclosure Bulletin, 18 (1076), S. 3277 bis 3280 bekannt. Bei diesem Gerät werden zwei Photoempfänger nacheinander mit den Bildern eines Code beaufschlagt, der direkt unter einer Linse vorbeigeführt wird. A generic device for recognizing code marks is known from the IMB Technical Disclosure Bulletin, 18 (1076), pp. 3277 to 3280. With this device, two photo receivers are successively exposed to the images of a code that is passed directly under a lens.

Bei einem derartigen optischen Abtastsystem besteht aber das Problem, dass eine genaue Führung des bezüglich seiner Codemarken abzulesenden Objektes notwendig ist. Grössere Toleranzen im Tastabstand oder Tastwinkel beeinträchtigen die Lesesicherheit oder machen eine korrekte Lesung unmöglich, da eine Abstandsänderung des Codeträgers und eine relative Winkeländerung des Codeträgers bezogen auf die Abtastvorrichtung eine Photostromänderung des dem von der Oberfläche reflektierten Licht zugeordneten Photoempfängers bewirken. Hierdurch wird bei üblichen Lesesystemen ein Kontrastsprung durch einen Codestrich vorgetäuscht. However, the problem with such an optical scanning system is that precise guidance of the object to be read with respect to its code marks is necessary. Larger tolerances in the scanning distance or scanning angle impair reading reliability or make correct reading impossible, since a change in the distance of the code carrier and a relative change in the angle of the code carrier with respect to the scanning device cause a change in the photocurrent of the photo receiver assigned to the light reflected from the surface. As a result, a jump in contrast is simulated by a code line in conventional reading systems.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zur Erkennung von auf Gegenständen angebrachten, optischen Codemarken der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, dass auch bei grösseren Abweichungen im Tastabstand oder Tastwinkel die Lesesicherheit der Codemarken nicht beeinträchtigt wird. The invention is based on the object of developing a device for detecting optical code marks attached to objects of the type mentioned in the preamble of claim 1 such that the reading security of the code marks is not impaired even in the event of larger deviations in the scanning distance or scanning angle.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. According to the invention, this object is achieved by the features of patent claim 1.

Durch die Bewertung der Photoströme der beiden Photoempfänger und mittels einer vorzugsweise als Differenzverstärkers ausgebildeten Differenzbildungsstufe, wird durch die eingangs genannte Störgrösse «Abstands- und Winkeländerung» das Ausgangssignal dieser Stufe keine Pegeländerung aufweisen, da die Störgrösse beide Photoströme gleich beaufschlagt. Wird jedoch eine Codemarke unter dem Lesesystem vorbeigeführt, so tritt in jedem Fall eine Pegeländerung am Ausgang der Differenzbildungsstufe auf. Somit ist ein Unterscheidungsmerkmal zwischen Photostromänderung durch Ab-stands- bzw. Winkeländerung und dem Lesen eines Codestriches gegeben. By evaluating the photocurrents of the two photoreceivers and by means of a differential formation stage, which is preferably designed as a differential amplifier, the output signal of this stage will have no level change due to the disturbance variable “distance and angle change” mentioned at the outset, since the disturbance variable affects both photocurrents equally. However, if a code mark is passed under the reading system, a level change occurs in any case at the output of the difference formation stage. There is thus a distinguishing feature between a change in the photocurrent by changing the distance or angle and the reading of a code line.

Zwar ist es aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin, 13 (1970), S. 1062 f. bekannt, die Ausgangssignale zweier Photoempfänger einem Differenzverstärker zuzuführen. Bei diesem optischen Abtastsystem zur Kontrolle von Masken, die bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen verwendet werden, werden zwei benachbarte Masken getrennt beleuchtet und das jeweils durch die beiden benachbarten Masken hindurchtretende Licht beaufschlagt jeweils einen der beiden Photoempfänger. Die Unterschiede in den Ausgangssignalen der beiden Photoempfänger, die von dem Differenzverstärker registriert werden, stellen also ein Mass für die Abweichung der beiden benachbarten Masken voneinander dar. It is from the IBM Technical Disclosure Bulletin, 13 (1970), p. 1062 f. known to supply the output signals of two photo receivers to a differential amplifier. In this optical scanning system for controlling masks, which are used in the manufacture of integrated circuits, two adjacent masks are illuminated separately and the light passing through the two adjacent masks acts on one of the two photoreceivers. The differences in the output signals of the two photo receivers, which are registered by the differential amplifier, therefore represent a measure of the deviation of the two adjacent masks from one another.

Die bekannte Anordnung eines Differenzverstärkers zur unmittelbaren Fehlerfeststellung kann den Erfindungsgedanken nicht nahelegen, der darin zu sehen ist, dass beim Beginn einer vorbeilaufenden Codierung diese zunächst nur von dem einen Photoempfänger gesehen wird, was zu einem Differenzsignal The known arrangement of a differential amplifier for the direct detection of errors cannot suggest the concept of the invention, which can be seen in the fact that at the beginning of a passing coding, this is initially only seen by the one photoreceiver, resulting in a differential signal

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und zu einer entsprechenden Lesefreigabe führt, während eine Signaländerung aufgrund einer Abstands- und Winkeländerung bei beiden Photoempfängern gleichmässig auftritt und somit kein Differenzsignal erzeugt. and leads to a corresponding read release, while a signal change due to a change in distance and angle occurs evenly in both photo receivers and thus does not generate a difference signal.

Eine vorteilhafte bauliche Verwirklichung des Erfindungsvorschlages ist so ausgebildet, dass die Ausgänge der Analog-Digital-Wandler über eine Rückführung das Rücksetzen des Komparators nur dann erlauben, wenn die Ausgänge der beiden Analog-Digital-Wandler ein Signal entsprechend der Breite einer Codemarke abgegeben haben. An advantageous structural implementation of the proposed invention is designed in such a way that the outputs of the analog-to-digital converters, via feedback, only allow the comparator to be reset if the outputs of the two analog-to-digital converters have emitted a signal corresponding to the width of a code mark.

Durch die Rückführung wird das Komparator-Rückschalten verboten, und zwar so lange, bis beide Ausgänge des Analog-Digital-Wandlers «Codestrich-Ende» melden. The comparator switching back is prohibited by the feedback until both outputs of the analog-digital converter report "end of code stroke".

Die zu lesenden beleuchteten Codemarken erzeugen gegenüber dem Untergrund durch unterschiedliches Reflexionsvermögen in den beiden Photoempfängern unterschiedliche Photoströme. Unterschiedliche Photoströme kommen weiterhin zustande durch eine Abstands- bzw. Winkeländerung zwischen dem Photoempfänger und den Codemarken. Zur Auswertung darf jedoch nur die durch die Codemarken erzeugte Photostromänderung führen. Dies wird durch die erfindungsgemäss in Leserichtung hintereinander angeordneten beiden Photoempfänger gewährleistet. The illuminated code marks to be read produce different photocurrents compared to the background due to different reflectivity in the two photoreceivers. Different photocurrents continue to arise due to a change in distance or angle between the photoreceiver and the code marks. However, only the photocurrent change generated by the code marks may lead to the evaluation. This is ensured by the two photo receivers arranged one behind the other in the reading direction.

Wird jedoch zunächst auf einem der Photoempfänger eine Codemarke abgebildet, so entsteht am Ausgang der Differenzbildungsstufe ein Ausgangssignal, das über den Komparator die Digitalisierung freigibt. Durch die Rückführung der digitalen Signale auf dem Komparator wird die Digitalisierung so lange freigegeben, bis an den Ausgängen der Analog-Digital-Wandler entsprechend der Breite der Codemarken Impulse abgegeben worden sind. Somit ist also sichergestellt, dass nur Impulse von den Analog-Digital-Wandlern abgegeben werden, wenn tatsächlich Codemarken vorliegen und nicht etwa schon dann, wenn Photostromänderungen durch Abstands- bzw. Winkeländerungen verursacht sind. However, if a code mark is first imaged on one of the photo receivers, an output signal is generated at the output of the difference formation stage, which enables the digitization via the comparator. By returning the digital signals on the comparator, the digitization is released until pulses have been emitted at the outputs of the analog-digital converters according to the width of the code marks. It is thus ensured that only pulses are emitted by the analog-digital converters when code marks are actually present and not, for example, when photocurrent changes are caused by changes in distance or angle.

Um festzustellen, zu welchem Zeitpunkt die Signale an den Analog-Digital-Wandlern gültig sind bzw. welche Impulsgruppen zusammengehören, ist es notwendig, ein Lesefenster bereitzustellen. Dies kann alternativ mit einem optischen Taster oder mit einer Lichtschranke verwirklicht werden. In order to determine at what point in time the signals at the analog-digital converters are valid or which pulse groups belong together, it is necessary to provide a reading window. Alternatively, this can be achieved with an optical button or with a light barrier.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist demnach vorgesehen, dass ein dritter Photoempfänger die Anwesenheit eines Codemarkenträgers im Gesichtsfeld des Gerätes erkennt und daraus einen Lesefensterimpuls bildet. Dabei soll der dritte Photoempfänger gegebenenfalls über einen Verstärker an einen Analog-Digital-Wandler angeschlossen sein, der den Lesefensterimpuls abgibt. According to a preferred embodiment, it is accordingly provided that a third photo receiver detects the presence of a code label carrier in the field of view of the device and forms a reading window pulse therefrom. The third photoreceiver should optionally be connected via an amplifier to an analog-to-digital converter which emits the reading window pulse.

Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der dritte Photoempfänger den Infrarotanteil des Empfangslichtes erhält. Insbesondere soll dabei die Anordnung so sein, dass ein Farbteilerspiegel das im Sichtbaren liegende Messlicht für die beiden ersten Photoempfänger von dem zu dem einen dritten Photoempfänger gelangenden Licht trennt. It is preferably provided that the third photo receiver receives the infrared portion of the received light. In particular, the arrangement should be such that a color splitter mirror separates the measuring light in the visible for the first two photo receivers from the light reaching the third photo receiver.

Wichtig ist, dass die als Sender vorzugsweise verwendete Glühlampe ein sehr breites Anregungsspektrum im sichtbaren und Infrarotbereich besitzt. Eine auswertbare Information beim Lesen der Codemarken kommt jedoch vor allem im sichtbaren Bereich zustande, weil im Infrarotbereich nur geringe Kontraste zwischen den verschiedenen Farben vorhanden sind. Deshalb wird durch eine Aufspaltung mittels des Farbteilerspiegels und vorzugsweise auch Befilterung des zu den beiden ersten Photoempfängern reflektierten Lichtes nur der sichtbare Anteil bei der Messung ausgewertet. It is important that the incandescent lamp, which is preferably used as a transmitter, has a very wide excitation spectrum in the visible and infrared range. However, information that can be evaluated when reading the code marks comes about above all in the visible range because there are only slight contrasts between the different colors in the infrared range. For this reason, only the visible portion of the measurement is evaluated by splitting using the color splitter mirror and preferably also filtering the light reflected to the first two photo receivers.

Das von der Beleuchtungsoptik beleuchtete Objekt kann im Infrarotbereich als guter Reflektor angesehen werden. Selbst visuell schwarz erscheinende Codemarken reflektieren im Infrarotbereich noch einen beträchtlichen Teil des auftreffenden Lichtes. Das von den ersten beiden Photoempfängern durch den Farbteilerspiegel abgetrennte Infrarotlicht fällt auf den dritten Photoempfänger. Das Ausgangssignal dieses dritten Photoempfängers wird mittels des erwähntenAnalog-Digital-Wandlers digitalisiert und bildet somit einen Lesefensterimpuls. 5 Alternativ kann aber der dritte Photoempfänger auch Teil einer Lichtschranke sein, welche auf die Anwesenheit des Codemarkenträgers im Gesichtsfeld anspricht. Insbesondere kann die Anordnung hier so sein, dass hinter dem Codemarkenträger ein Reflektor angeordnet ist, welcher mit der Beleuchtungsoptik io und dem anderen dritten Photoempfänger eine Autokollima-tionslichtschranke bildet. The object illuminated by the illumination optics can be regarded as a good reflector in the infrared range. Even code marks that appear black in the infrared reflect a considerable part of the incident light. The infrared light separated from the first two photo receivers by the color splitter mirror falls on the third photo receiver. The output signal of this third photoreceiver is digitized by means of the analog-to-digital converter mentioned and thus forms a reading window pulse. 5 Alternatively, however, the third photo receiver can also be part of a light barrier that responds to the presence of the code label holder in the visual field. In particular, the arrangement here can be such that a reflector is arranged behind the code mark carrier, which forms an autocollimation light barrier with the illumination optics 10 and the other third photo receiver.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwei dritte Photoempfänger vorhanden sind, welche durch einen Umschalter wahlweise an den Analog-Digital-Wandler anschliessbar sind. It is particularly advantageous if there are two third photo receivers, which can be optionally connected to the analog-digital converter by means of a changeover switch.

i5 Kann somit der Lesefensterimpuls nicht mittels des Infrarottasters erzeugt werden, so kann über den erwähnten Umschalter die Autokollimationslichtschranke abgefragt werden. Hierzu wird im Sichtbereich der Lichtschranke und hinter dem zu lesenden Objekt der Reflektor angebracht. Befindet sich kein 20 Objekt im Strahlengang, so erhält der der Lichtschranke zugeordnete dritte Photoempfänger das vom Reflektor zurückgeworfene Licht. Der Strahlengang wird jedoch unterbrochen, wenn sich ein Objekt in der Leseposition befindet. Das Ausgangssignal des betreffenden dritten Photoempfängers wird 25 dann über dem Umschalter dem Analog-Digital-Wandler zugeführt, der wiederum an seinem Ausgang den Lesefensterimpuls bereitstellt. i5 If the reading window pulse cannot be generated using the infrared button, the autocollimation light barrier can be queried using the switch mentioned. For this purpose, the reflector is attached in the field of view of the light barrier and behind the object to be read. If there is no object in the beam path, the third photo receiver assigned to the light barrier receives the light reflected by the reflector. However, the beam path is interrupted when an object is in the reading position. The output signal of the third photoreceiver in question is then fed via the changeover switch to the analog-digital converter, which in turn provides the read window pulse at its output.

Wie schon erwähnt wurde, ergibt sich beim Lesen der Codemarken aufgrund der zeitlich versetzten Abtastung eine Diffe-30 renz am Ausgang der Differenzbildungsstufe. Diese Differenz ist proportional der Differenz des Reflexionsvermögens von Codemarkenträger und Codemarke. Da eine minimale Differenz auftreten muss, um die Digitalisierung freizugeben, eignet sich die Amplitude des Differenzsignals zur Beurteilung der Le-35 sesicherheit. Hohe Amplituden ergeben eine besonders hohe Lesesicherheit. As already mentioned, when reading the code marks, there is a difference at the output of the difference formation stage due to the time-shifted sampling. This difference is proportional to the difference in the reflectivity of the code mark carrier and code mark. Since a minimal difference has to occur in order to enable digitization, the amplitude of the difference signal is suitable for assessing readability. High amplitudes result in particularly high reading reliability.

Durch die Kombination der beiden ersten Codeerkennungs-Photoempfänger mit den beiden alternativ zu betreibenden Be-leganwesenheits-Photoempfängern kann der die gesamte An-40 Ordnung enthaltende Lesekopf autark ohne zusätzliche Hilfsmittel betrieben werden. Durch die Auswertung der Photostromdifferenz der beiden ersten Photoempfänger kann zur Lesefreigabe zwischen einer Photostromänderung durch eine Tast-abstandsänderung oder Codestricherkennung unterschieden 45 werden. Erfindungsgemäss wird die dem Kontrast proportionale Differenz der Photoströme der beiden ersten Photoempfänger zur Kontrastbeurteilung herangezogen. Vorzugsweise ist auch eine Abstandslehre vorgesehen. By combining the first two code recognition photo receivers with the two occupancy photo receivers to be operated alternatively, the reading head containing the entire An-40 order can be operated independently without additional aids. By evaluating the photocurrent difference of the first two photodetectors, a read distinction can be made between a change in the photocurrent by a change in the scanning distance or code line detection. According to the invention, the difference in the photo currents of the two first photo receivers, which is proportional to the contrast, is used for the contrast assessment. A distance gauge is preferably also provided.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der so Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt: The invention is described below for example with reference to the drawing; in this shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäs-sen Gerätes zur optischen Erkennung von gedruckten Codemarken, 1 shows a schematic representation of the device according to the invention for the optical recognition of printed code marks,

Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild der Auswerteelek-55 tronik des Gerätes nach Fig. 1 und 3 shows a schematic block diagram of the evaluation electronics of the device according to FIGS. 1 and

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines bevorzugt bei dem erfindungsgemässen Gerät verwendeten Codes in Beziehung zu den schematisch angedeuteten Photoempfängern. Fig. 3 is a schematic representation of a code preferably used in the device according to the invention in relation to the schematically indicated photo receivers.

Nach Fig. 1 bilden eine Glühlampe 41 und ein Kondensor 42 60 eine Beleuchtungsoptik 40, welche einen Codemarken 29 tragenden Codemarkenträger 37 schräg mit einem etwas konvergierenden Lichtbündel 43 beleuchtet. Im Bereich des Codemarkenträgers 37 besitzt das Lichtbündel 43 eine derartige Ausdehnung, dass die Codemarken 29 gerade voll ausgeleuchtet wer-65 den. According to FIG. 1, an incandescent lamp 41 and a condenser 42 60 form an illumination optics 40 which illuminates a code mark carrier 37 carrying code marks 29 obliquely with a somewhat converging light bundle 43. In the area of the code mark carrier 37, the light bundle 43 has such an extent that the code marks 29 are just fully illuminated.

Hinter dem Codemarkenträger 37 befindet sich senkrecht zur optischen Achse 44 der Beleuchtungsoptik 40 ein Reflektor 39, auf dessen Oberfläche das Licht der Glühlampe 41 konzen Behind the code mark carrier 37 there is a reflector 39 perpendicular to the optical axis 44 of the illumination optics 40, on the surface of which the light from the incandescent lamp 41 is concentrated

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triert wird, sofern der Codemarkenträger 37 nicht anwesend ist. is trated if the code mark holder 37 is not present.

Senkrecht zu dem im wesentlchen eben dargestellten Codemarkenträger 37 erstreckt sich die optische Achse 45 einer Empfangsoptik 46, welche aus einer Linse 47 und einem Farbteilerspiegel 38 besteht, welcher den sichtbaren Teil des Empfangslichtes seitlich ausspiegelt und über ein Filter 48, welches das sichtbare Licht herausfiltert, auf zwei im Abstand nebeneinander angeordnete Photoempfänger 11, 12 konzentriert. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist angenommen, dass der Codemarkenträger 37 in einer Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene bewegt wird, so dass die von der Linse 47 in der Ebene der Photoempfänger 11 und 12 entworfenen Bilder der Codemarke 29 nacheinander auf die Photoempfänger 11 und 12 fallen. Und zwar fällt bei der Bewegung des Codemarkenträgers 37 das Bild der Codemarke 29 zuerst auf den Photoempfänger 11 und eine gewisse Zeit später auf den Photoempfänger 12. Zu einer bestimmten Zeit kann sich also das Bild der Codemarke 29 entweder auf dem Photoempfänger 11, auf dem Photoempfänger 12 oder auf beiden befinden. The optical axis 45 of a receiving optic 46 extends perpendicular to the code tag carrier 37, which is shown in the foregoing, and consists of a lens 47 and a color splitter mirror 38, which laterally mirrors the visible part of the received light and a filter 48, which filters out the visible light, concentrated on two spaced-apart photodetectors 11, 12. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, it is assumed that the code mark carrier 37 is moved in a direction perpendicular to the plane of the drawing, so that the images of the code mark 29 designed by the lens 47 in the plane of the photodetectors 11 and 12 fall successively onto the photodetectors 11 and 12 . In fact, when the code mark carrier 37 moves, the image of the code mark 29 falls first on the photo receiver 11 and a certain time later on the photo receiver 12. At a certain time, the image of the code mark 29 can either be on the photo receiver 11, on the photo receiver 12 or on both.

Die Photoempfänger 11, 12 sind an die Auswerteelektronik 50 angeschlossen, welche aus den Signalen der Photoempfänger 11, 12 Ausgänge 23, 24 bzw. 29 speist, die weiter unten anhand von Fig. 2 im einzelnen erläutert werden. The photo receivers 11, 12 are connected to the evaluation electronics 50, which feeds from the signals of the photo receivers 11, 12, outputs 23, 24 and 29, which are explained in more detail below with reference to FIG. 2.

Das durch den Farbteilerspiegel 38 hindurchgehende Infra-rotlicht beaufschlagt einen weiteren Photoempfänger 30, der ebenfalls an die Auswerteelektronik 50 angeschlossen ist und in der anhand von Fig. 2 erläuterten Weise einen weiteren Ausgang 51 beaufschlagt. The infrared light passing through the color splitter mirror 38 acts on a further photo receiver 30, which is likewise connected to the evaluation electronics 50 and acts on a further output 51 in the manner explained with reference to FIG. 2.

Der Reflektor 39 arbeitet über einen auf der optischen Achse 44 angeordneten kleinen Umlenkspiegel 52 mit einem weiteren Photoempfänger 34 zusammen, welcher das vom Reflektor 39 in sich zurückgeworfene Licht teilweise seitlich ausspiegelt und zu dem Photoempfänger 34 lenkt. Der kleine Umlenkspiegel 52 ist unmittelbar vor dem Kondensor 42 angeordnet. Auch der Photoempfänger 34 ist an die Auswerteelektronik 50 angeschlossen und beaufschlagt in der im folgenden anhand von Fig. 2 beschriebenen Weise den Ausgang 51. Schliesslich liefert das Netzgerät der Auswerteelektronik 50 über eine Leitung 53 auch den Strom für die Glühlampe 41 der Beleuchtungsoptik 40. The reflector 39 works via a small deflection mirror 52 arranged on the optical axis 44 with another photo receiver 34, which partially reflects the light reflected back from the reflector 39 to the side and directs it to the photo receiver 34. The small deflecting mirror 52 is arranged directly in front of the condenser 42. The photo receiver 34 is also connected to the evaluation electronics 50 and acts on the output 51 in the manner described below with reference to FIG. 2. Finally, the power supply unit of the evaluation electronics 50 also supplies the current for the light bulb 41 of the illumination optics 40 via a line 53.

Durch die unterschiedlichen Reflexionswerte der Codemarken 29 und des Codemarkenträgers 37 entstehen unterschiedliche Lichtintensitäten im reflektierten Licht. Durch die Bewegung des Codemarkenträgers 37 senkrecht zur Ebene der Fig. 1 werden die Codemarken 29 nacheinander auf den Photoempfängern 11 und 12 abgebildet. Durch die Farb-Codemarken werden also auswertbare Photostromänderungen in den Photoempfängern 11 und 12 hervorgerufen. The different reflection values of the code marks 29 and the code mark carrier 37 result in different light intensities in the reflected light. By moving the code mark carrier 37 perpendicular to the plane of FIG. 1, the code marks 29 are imaged one after the other on the photo receivers 11 and 12. The color code marks thus cause evaluable photocurrent changes in the photoreceivers 11 and 12.

Aufgrund der Anwesenheit des Photoempfängers 30, welcher den vom Farbteilerspiegel 38 durchgelassenen Anteil des Lichtes im Infrarotbereich aufnimmt, wird bei Anwesenheit eines Codemarkenträgers 37 im Gesichtsfeld der Anordnung der Photoempfänger 30 stets Licht empfangen und so die Anwesenheit eines Beleges melden. Due to the presence of the photoreceptor 30, which receives the portion of the light transmitted through the color splitter mirror 38 in the infrared range, light is always received when a code label carrier 37 is present in the field of view of the arrangement of the photoreceptors 30 and thus report the presence of a document.

Die durch das Lichtbündel 43, den Reflektor 39, den Umlenkspiegel 52 und den Photoempfänger 34 gebildete Autokolli-mationslichtschranke meldet ebenfalls die Anwesenheit eines Codemarkenträgers 37 im Gesichtsfeld, denn beim Vorbeilaufen eines Codemarkenträgers 37 wird der Strahlengang der Lichtschranke unterbrochen und der Photoempfänger 34 nicht mehr beleuchtet. Somit fällt der Photostrom dieses Photoempfängers ab, was das Vorhandensein eines Beleges signalisiert. Wichtig ist noch, dass vor dem Photoempfänger 34 eine Blende 54 angeordnet ist, die nur das vom Spiegel 52 reflektierte Licht durchlässt. The autocollimation light barrier formed by the light bundle 43, the reflector 39, the deflecting mirror 52 and the photoreceptor 34 likewise reports the presence of a code tag carrier 37 in the visual field, because when a code tag carrier 37 passes by, the beam path of the light barrier is interrupted and the photo receiver 34 is no longer illuminated . The photocurrent of this photoreceptor thus drops, which signals the presence of a document. It is also important that an aperture 54 is arranged in front of the photoreceiver 34, which only allows the light reflected by the mirror 52 to pass through.

Nach Fig. 2 sind die Photoempfänger 11, 12 über Verstärker 21, 22 an die beiden Eingänge einer Differenzbildungsstufe 2, the photoreceivers 11, 12 are via amplifiers 21, 22 to the two inputs of a difference formation stage

13 angelegt. Ausserdem führen die Ausgangssignale der Verstärker 21, 22 an die Eingänge 19, 20 von Analog-Digital-Wandlern 17 bzw. 18. 13 created. In addition, the output signals of the amplifiers 21, 22 lead to the inputs 19, 20 of analog-digital converters 17 and 18, respectively.

Der Ausgang der Differenzbildungsstufe 13 führt einmal zum Ausgang 49 der Auswerteelektronik 50, deren wesentliche Bestandteile in Fig. 2 dargestellt sind. The output of the difference formation stage 13 leads once to the output 49 of the evaluation electronics 50, the essential components of which are shown in FIG. 2.

Der Ausgang der Differenzbildungsstufe 13 ist ausserdem an einen Komparator 14 angelegt, der die Steuereingänge 15, 16 der beiden Analog-Digital-Wandler 17, 18 beaufschlagt. The output of the difference formation stage 13 is also applied to a comparator 14, which acts on the control inputs 15, 16 of the two analog-digital converters 17, 18.

Von den Ausgängen 23, 24 der Analog-Digital-Wandler 17, 18 sind jeweils Rückkopplungsleitungen zu Rückstelleingängen 25, 26 des Komparators 14 geführt. Feedback lines are led from the outputs 23, 24 of the analog-digital converters 17, 18 to reset inputs 25, 26 of the comparator 14.

Sofern die Photoempfänger 11, 12 von der gleichen Lichtmenge beaufschlagt werden, liegt am Ausgang der Differenzbildungsstufe 13 kein Signal vor. If the same amount of light is applied to the photodetectors 11, 12, there is no signal at the output of the difference formation stage 13.

Wird jedoch zunächst auf einem der Photoempfänger, z.B. dem Photoempfänger 11 eine Codemarke 29 abgebildet, so entsteht am Ausgang der Differenzbildungsstufe 13 ein Ausgangssignal, das über den Komparator 14 die Digitalisierung durch die Analog-Digital-Wandler 17, 18 freigibt. Durch die Rückführung der digitalen Signale an die Rückstelleingänge 25, 26 des Komparators 14 wird die Digitalisierung nur so lange freigegeben, bis an den Ausgängen 23 , 24 entsprechend der Breite der Codemarken 29 Impulse 27 bzw. 28 abgegeben worden sind. Somit ist also sichergestellt, dass nur Impulse 27, 28 an den Ausgängen 23, 24 der Analog-Digital-Wandler 17, 18 abgegeben werden, wenn tatsächlich Codemarken vorliegen und nicht schon dann, wenn Photostromänderungen durch Abstandsbzw. Winkeländerungen verursacht sind. However, if it is first installed on one of the photo receivers, e.g. A code mark 29 is mapped to the photoreceiver 11, so an output signal is produced at the output of the difference formation stage 13, which enables the digitization by the analog-digital converter 17, 18 via the comparator 14. By returning the digital signals to the reset inputs 25, 26 of the comparator 14, the digitization is only released until pulses 27 and 28 have been emitted at the outputs 23, 24 corresponding to the width of the code marks. This thus ensures that only pulses 27, 28 are output at the outputs 23, 24 of the analog-digital converter 17, 18 when code marks are actually present and not already when photocurrent changes due to distance or. Angle changes are caused.

Um festzustellen, zu welchem Zeitpunkt die Ausgangssignale an den Ausgängen 23, 24 bzw. 49 gültig sind, werden mittels der Photoempfänger 30 bzw. 34 Lesefensterimpulse erzeugt. Dies kann alternativ mit einem optischen Taster oder mit einer Lichtschranke realisiert werden. In order to determine at what point in time the output signals at the outputs 23, 24 and 49 are valid, 30 or 34 reading window pulses are generated by means of the photoreceivers. Alternatively, this can be achieved with an optical button or with a light barrier.

Der Photoempfänger 30, der durch den Farbteilerspiegel 38 das Infrarotlicht des Objektes empfängt, ist über einen Verstärker 31 und einen Umschalter 36 an den Analog-Digital-Wandler 33 angeschlossen, an dessen Ausgang 51 der Lesefensterimpuls 32 erscheint. The photoreceiver 30, which receives the infrared light of the object through the color splitter mirror 38, is connected via an amplifier 31 and a switch 36 to the analog-to-digital converter 33, at the output 51 of which the reading window pulse 32 appears.

Sofern der Lesefensterimpuls 32 nicht mittels des Photoempfängers 30 erzeugt werden kann, kann der Umschalter 36 in die andere Schaltstellung umgeschaltet werden, in der er mit einem Verstärker 35 verbunden ist, der von dem Lichtschranken-Photoempfänger 34 beaufschlagt wird. If the reading window pulse 32 cannot be generated by means of the photoreceiver 30, the changeover switch 36 can be switched to the other switching position in which it is connected to an amplifier 35 which is acted upon by the photoelectric barrier 34.

Sofern der Strahlengang durch den Codemarkenträger 37 unterbrochen wird, wird in dem Analog-Digital-Wandler 33 ein entsprechender Lesefensterimpuls 32 erzeugt, der die Lesefreigabe bewirkt. If the beam path is interrupted by the code mark carrier 37, a corresponding reading window pulse 32 is generated in the analog-to-digital converter 33, which effects the reading release.

Der Codeleser erkennt ausschliesslich Grauwertkontraste zwischen Codeaufdruck und Codeträger. Die Codierung selbst, d.h. die einzelnen Striche können in unterschiedlichsten Farben aufgebracht werden, wobei wiederum ausschliesslich die Breite der Codestriche mit den dazwischenliegenden Lücken die Information beinhaltet. Farbige Codestriche werden in der Praxis verwendet, weil der Aufdruck des Etiketts, der Gebrauchsanweisung oder einer Verpackung bereits farbig gedruckt ist und man für die Aufbringung des Codes keinen weiteren Durckvor-gang durchführen will. The code reader only recognizes gray value contrasts between code printing and code carrier. The coding itself, i.e. the individual lines can be applied in a wide variety of colors, with the width of the code lines with the gaps in between exclusively containing the information. Colored code lines are used in practice because the printing of the label, the instructions for use or the packaging is already printed in color and you do not want to carry out any further printing to apply the code.

Weiterhin kann das Codewort auch aus unterschiedlichen farbigen Strichen bestehen. Dies ist dann der Fall, wenn wichtige Informationen einer Beschreibung durch eine bestimmte Farbe gekennzeichnet sein sollen. Ist diese Farbe gleichzeitig Bestandteil mindestens eines Codestriches des gesamten Codewortes, so wird beim Lesen gleichzeitig kontrolliert, ob dieser wichtige Farbdruck ausgeführt wurde. Furthermore, the code word can also consist of different colored lines. This is the case when important information in a description is to be identified by a certain color. If this color is at the same time part of at least one code line of the entire code word, it is checked at the same time when reading whether this important color printing was carried out.

Das zu lesende Codewort besteht nach Fig. 3 aus dicken und dünnen Strichen mit dazwischenliegenden Lücken. Die Breite des dicken Striches entspricht dreimal der Breite des dünnen According to FIG. 3, the code word to be read consists of thick and thin lines with gaps between them. The width of the thick line is three times the width of the thin line

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

658 138 658 138

Striches. Die Lücke zwischen zwei Strichen entspricht zweimal der Breite des dünnen Striches. Die Abmessungen der beiden Photoempfänger 11, 12 sind so gewählt, dass sie über dem Ver-grösserungsmassstab der Optik jeweils 0,4 mm breit sind und die Mitte der beiden Empfänger 0,5 mm auseinanderliegt. Das bedeutet, dass zwischen jedem Codestrich beide Empfänger den Untergrund sehen. Ein dicker Codestrich wird beide Empfänger beaufschlagen. Dashes. The gap between two lines is twice the width of the thin line. The dimensions of the two photo receivers 11, 12 are chosen such that they are each 0.4 mm wide above the magnification scale of the optics and the center of the two receivers is 0.5 mm apart. This means that between each code line both recipients see the background. A thick line of code will affect both recipients.

Die Farbe der einzelnen Codestriche haben keinen Bezug zueinander und keinen Bezug zur Information des Codewortes. Da zwischen zwei unterschiedlich farbigen Codestrichen die Breite von 1 mm Lücke liegt, wird niemals der Zustand eintreten, dass beide Empfänger unterschiedliche Farben sehen. The color of the individual code lines has no relation to each other and no reference to the information of the code word. Since there is a 1 mm gap between two differently colored code lines, there will never be a situation where both receivers see different colors.

Letztendlich arbeitet jeder einzelne Photoempfänger auf eine dazugehörige Auswerteelektronik im Tastkopf, so dass hier zwei Kontrastmarken-Taster mit Elektronik vorhanden sind. Ist der Photostrom beider Photoempfänger identisch und geht somit die Ausgangsspannung der Differenzbildungsstufe 13 gegen 5 Null, werden die dazugehörigen Analog-Digital-Wandler 17 und 18 ausgeschaltet. Tritt eine Differenz in den Photoströmen der beiden Photoempfänger auf, was gleichbedeutend mit dem Einlaufen einer Kante einer Kontrastmarke ist, werden die Wandler 17 und 18 aktiviert und werten nun den Spannungs-lo sprung des dazugehörigen Photoempfängers bezogen auf den Photostromwert der einzelnen Empfänger gerade eben vor der Aktivierung aus. Für die Zeit des anstehenden Kontrastsprun-ges wird über eine Rückführungsleitung das Rücksetzen des Auswerte-Erlaubnis-Signals verboten. Ultimately, each individual photo receiver works on the associated evaluation electronics in the probe, so that there are two contrast mark buttons with electronics. If the photocurrent of both photoreceivers is identical and the output voltage of the difference formation stage 13 approaches 5 zero, the associated analog-digital converters 17 and 18 are switched off. If there is a difference in the photocurrents of the two photodetectors, which is synonymous with the entry of an edge of a contrast mark, the converters 17 and 18 are activated and now just evaluate the voltage jump of the associated photodetector based on the photocurrent value of the individual receivers activation. For the time of the upcoming jump in contrast, resetting the evaluation permission signal via a feedback line is prohibited.

v v

3 Blätter Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

658 138

1. Device for recognizing optical code marks (29) attached to objects (37) and converting them into electronically evaluable signals with an optical lens system (40) for the object, a receiving lens system (46) for imaging the code marks on two photo receivers (11, 12) and with evaluation electronics (50) connected to the photo receivers, a relative movement taking place between the device and the objects, on the basis of which the code marks are successively imaged on the photo receivers (11, 12), and the two photo receivers (11 , 12) are arranged one behind the other at such a distance that the code marks are first imaged on one and then on the other photoreceiver, characterized in that the outputs of the photoreceivers (11, 12) via amplifiers (21, 22) to a difference formation stage (13) are connected and that a comparator (14) is applied to the difference formation stage, which ei when exceeded nes predetermined input signal amount reacts and the output of which acts on the control inputs (15, 16) of two analog-digital converters (17, 18), the signal inputs (19, 20) of which are each connected to one of the photo receivers (11 and 12) are, in the event of an output signal occurring at the difference formation stage (13), the comparator (14) releases the digitization of the code mark signal in the analog-digital converters (17, 18) via the control inputs (15, 16).

2. Device according to claim 1, characterized in that the outputs of the analog-digital converter (17, 18) via a feedback only allow the comparator to be reset if the outputs of the two analog-digital converter (17, 18) Have given pulses corresponding to the width of a code mark.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that a third photo receiver (30, 34) detects the presence of a code label carrier (37) in the field of view of the device and forms a reading window pulse (32) therefrom.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the third photo receiver (30, 34) is connected via an amplifier (31, 35) to an analog-digital converter (33) which emits the reading window pulse (32).

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the third photo receiver (30) receives the infrared portion of the received light.

6. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the third photo receiver (34) is part of a light barrier which responds to the presence of the code label holder (37) in the visual field.

7. Device according to claims 5 and 6, characterized in that a second third photo receiver (30, 34) is present, and that the two third photo receivers can be connected to the analog-digital converter (33) by a switch (36) are.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that a color splitter mirror (38) separates the visible measurement light for the two photodetectors (11, 12) from the light reaching the third photodetector (30).

9. Apparatus according to claim 7, characterized in that a reflector (39) is arranged behind the code mark carrier (37), which forms an autocollimation light barrier with the illumination optics (40) and the other third photo receiver (34).