Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren eines Scanners
relativ zu einer codierten Fläche und einen Scanner, insbesondere zum
Lesen von Barcodes, zweidimensionalen Codes und Farbcodes.
Um einen Scanner relativ zu einer codierten Fläche zu positionieren, wird
üblicherweise in einem festen Abstand zum Scanner eine Glasscheibe
angeordnet und die codierte Fläche wird auf diese Glasscheibe gedrückt.
Dadurch wird während des Lesens der codierten Fläche ein
vorbestimmter Abstand zwischen dem Scanner und der codierten Fläche
eingehalten. Auch bei Handlesegeräten wird dieses Verfahren eingesetzt,
wobei hier das Lesegerät mit der durchsichtigen Scheibe auf den zu
lesenden Barcode gedrückt wird, so dass wiederum ein vorbestimmter
Abstand zwischen Lesegerät und Barcode eingehalten wird.
Insbesondere bei Handlesegeräten wird jedoch häufig gewünscht, dass
der Barcode auch in einem bestimmten Abstand, der beispielsweise
zwischen 10 und 30 cm liegen kann, gelesen werden kann. Hierbei ist
jedoch ein großes Problem, den richtigen Abstand zwischen
Handlesegerät und codierter Fläche einzuhalten, um ein gutes
Leseergebnis zu erzielen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum
Positionieren eines Scanners relativ zu einer codierten Fläche und einen
Scanner, insbesondere zum Lesen von Barcodes, zweidimensionalen
Codes und Farbcodes so weiterzuentwickeln, dass das Positionieren des
Scanners erleichtert wird.
Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, dass mit einem
Projektor oder mit mehreren Projektoren, die in einem festen Abstand zu
einer Scaneinrichtung positioniert sind, Signale ausgesendet werden, die
im Bereich der codierten Fläche reflektiert werden, und die reflektierten
Signale mit einer Scan-Einrichtung gemessen und mit einem
vorgegebenen Wert verglichen werden. Dabei kann die Scan-Einrichtung
unabhängig von der Code-Lese-Einrichtung ausgestaltet sein. Um den
konstruktiven Aufwand niedrig zu halten, wird vorzugsweise der selbe
Sensor für die Scan-Einrichtung verwendet, wie für die Code-Lese-
Einrichtung.
Je nach Abstand zwischen dem Scanner und der codierten Fläche entsteht
ein anderes reflektiertes Signal, so dass aus dem Vergleich zwischen
projiziertem und reflektiertem Signal auf den Abstand zwischen Scanner
und codierter Fläche zurückgeschlossen werden kann. Vorzugsweise ist
der vorgegebene Wert der Wert, der einem bestimmten Abstand zwischen
Scanner und codierter Fläche entspricht und bei dem der Scanner optimal
auf die codierte Fläche fokussiert ist.
Bei Abweichungen zwischen dem gemessenen reflektierten Signal und
dem vorgegebenen Wert kann entweder der Abstand zwischen dem
Scanner und der codierten Fläche verändert werden, oder die
Fokussierung des Scanners wird so geändert, dass sie dem Abstand
entspricht. Bei einer schnellen Änderung der Fokussierung entsprechend
dem gemessenen Abstand kann eine zufällig gewählte Position des
Scanners relativ zur codierten Fläche unverändert bleiben. Als Alternative
kann jedoch auch über Signale auf die Richtung und den Betrag einer
notwendigen Abstandskorrektur hingewiesen werden.
Letztlich ist auch eine kontinuierliche Entfernungsvariation möglich, bei
der beispielsweise der Scanner auf die codierte Fläche zubewegt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden hierbei kontinuierlich oder
quasi kontinuierlich die Entfernungen ermittelt und bei Erreichen des
vorgegebenen Wertes, der der optimalen Fokussierung der
Scaneinrichtung entspricht, wird der Lesevorgang ausgelöst.
Eine einfache Art der erfindungsgemäßen Auswertung liegt darin, dass die
Intensität des reflektierten Signals mit einer vorgegebenen Intensität
verglichen wird. Hierbei kann beispielsweise die Leuchtkraft eines
reflektierten Laserlichtes oder die Stärke eines reflektierten
Ultraschallsignals zur Auswertung dienen. Da die Intensität des
reflektierten Signals in besonders großem Maße bei steigender Entfernung
zwischen Scanner und codierter Fläche abnimmt, ist sie für die
Entfernungsmessung gut geeignet.
Eine alternative Art der Messung sieht vor, dass die Abmessung des
reflektierten Signals mit einer vorgegebenen Abmessung verglichen wird.
Auch die Abmessungen eines Signals werden bei erhöhtem Abstand
zwischen Scanner und codierter Fläche kleiner und geben somit ein Maß
für die Entfernung an. Beispielsweise kann eine Linie, die etwas länger ist
als der Barcode auf die codierte Fläche projiziert werden. Wenn diese
Linie anschließend vom Scanner aufgenommen wird, kann ihre Länge mit
einem vorgegebenen Wert verglichen werden. Vorzugsweise ist dieser
vorgegebene Wert die Länge, die dem optimalen Abstand zwischen
Scanner und codierter Fläche entspricht. Verständlicherweise sind auch
Kreise und Quadrate für diese Messung von Vorteil, wobei die codierte
Fläche auch im Kreis oder Quadrat angeordnet werden kann. Die
zweidimensionale Erstreckung eines reflektierten Signals hat darüber
hinaus den Vorteil, dass über die Verzerrung des projizierten Musters
nicht nur der Abstand sondern auch der Winkel zwischen Scanner und
projizierter Fläche ermittelt werden kann.
Eine weitere Möglichkeit der Messung sieht vor, dass der Zeitpunkt des
reflektierten Signals mit einem vorgegebenen Zeitpunkt verglichen wird.
Der Abstand zwischen diesen Zeitpunkten ist ein genaues Maß für den
Abstand zwischen dem Scanner und der reflektierten Fläche. Hierbei stellt
verständlicherweise ein Lichtsignal höhere Anforderungen an die
Messeinrichtungen, als ein akustisches Signal.
Bevorzugt ist die Verwendung eines Laserlichtsignals als ausgesendetes
und reflektiertes Signal. Ein derartiges Lasersignal kann beispielsweise so
abgelenkt werden, daß eine Linie oder ein Quadrat entsteht, so dass deren
Reflexion zur Messung des Abstandes und der Position des Scanners
relativ zur codierten Oberfläche dienen kann.
Um Beeinträchtigungen beim Ablesen der codierten Fläche zu vermeiden,
wird vorgeschlagen, dass das ausgesendete Signal außerhalb der codierten
Fläche reflektiert wird. Vorzugsweise weist es einen zentralen lichtfreien
Bereich wie beispielsweise eine quadratische Fläche auf. Dies ermöglicht
es, das Signal am Rand der codierten Fläche zu reflektieren.
Alternativ oder zusätzlich hierzu wird vorgeschlagen, dass das
ausgesendete Signal getaktet emittiert wird. Dies ermöglicht es, zwischen
den ausgesendeten Lichtimpulsen die Fläche zu decodieren, so dass das
emittierte Licht den Ablesevorgang nicht behindert.
Eine weiter Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Abweichung
zwischen einer vorgegebenen Position des reflektierten Signals relativ
zum Code und der gemessenen Position gemessen wird. Wenn
beispielsweise eine bestimmte Position des reflektierten Signals neben der
codierten Fläche eine Position des Scanners beschreibt, in der der Scanner
optimale Ableseeigenschaften aufweist, sollte jede Abweichung von
dieser Position für das System ermittelbar sein oder dem Benutzer des
Systems mitgeteilt werden. Dies führt dazu, dass im ersten Fall das
System diese Abweichung durch Rechenvorgänge ausgleicht und im
zweiten Fall der Benutzer des Systems den Scanner so positioniert, dass
die Abweichungen geringer werden.
Vorrichtungsmäßig wird die erfindungsgemäße Aufgabe mit einem
Scanner, insbesondere zum Lesen von Barcodes, zweidimensionalen
Codes und Farbcodes gelöst, der einen Projektor aufweist, um im Bereich
einer codierten Fläche ein Reflektionssignal zu erzeugen.
Dieser Projektor projiziert beispielsweise ein Quadrat um die codierte
Fläche. Die Kantenlänge des Quadrates gibt hierbei einen Aufschluss über
die Entfernung zwischen Scanner und codierter Fläche. Dieser Wert ist
jedoch nur dann korrekt, wenn alle vier Kantenlinien des reflektierten
Quadrats gleich lang sind. Wem die Kanten unterschiedlich lang sind, ist
dies ein Hinweis darauf, dass der Scanner nicht genau senkrecht auf die
codierte Fläche gerichtet ist, sondern in einem Winkel zur codierten
Fläche steht. Aus den Verhältnissen der unterschiedlichen Kantenlängen
des Quadrates zueinander ist jedoch auf die Schräglage des Scanners
zurückzuschließen, so dass diese Ungenauigkeit rechnerisch eliminiert
werden kann. Letztlich sollte das Quadrat zentriert um die codierte Fläche
herum angeordnet sein. Insbesondere grobe Abweichungen zwischen Ist-
und Sollage können hierbei durch spezielle Signale am Scanner angezeigt
werden. Dies ermöglicht es dem Benutzer des Scanners, die Position des
Scanners entsprechend diesen Signalen auszurichten.
Um diese Anforderungen zu erfüllen, wird zunächst vorgeschlagen, dass
der Scanner eine erste Messeinheit aufweist, um das Reflexionssignal mit
einem vorgegebenen Wert zu vergleichen. Hierbei kann die Messung auf
der Abweichung der oben beschriebenen Parameter Intensität,
Abmessung oder Zeitpunkt beruhen.
Um den gemessenen Wert in eine Information umzuwandeln wird
vorgeschlagen, dass der Scanner einen ersten akustischen oder optischen
Signalgeber aufweist, der ein der Abweichung zwischen Reflexionssignal
und vorgegebenem Wert entsprechendes Signal aussendet. Dies kann
beispielsweise eine Leuchtdiode sein, die bei Annäherung an den
optimalen Abstand zwischen Scanner und codierter Fläche immer stärker
blinkt und bei der optimalen Position vollständig leuchtet.
Vorzugsweise weist der Scanner eine zweite Messeinheit auf, um die
Position des reflektierten Signals relativ zur Position des Codes zu
ermitteln. Diese Messeinheit ermittelt, in welche Richtung der Scanner
relativ zum Code verschoben werden soll, um ein optimales Ablesen des
Codes zu gewährleisten.
Um diese Information an den Benutzer weiterzugeben wird
vorgeschlagen, dass der Scanner einen zweiten akustischen oder
optischen Signalgeber aufweist, der ein der Abweichung zwischen einer
vorgegebenen Position des reflektierten Signals relativ zum Code und der
gemessenen Position entsprechendes Signal aussendet. Die vorgegebene
Position kann beispielsweise ein Leuchtpunkt in der unteren rechten Ecke
eines quadratischen Codes sein. Wenn die gemessene Position des
reflektierten Signals beispielsweise an der unteren linken Ecke des
quadratischen Codes ermittelt wird, zeigt beispielsweise ein blinkender
Pfeil am Gehäuse des Scanners in eine nach rechts weisende Richtung,
die dem Benutzer angibt, dass er den Scanner weiter nach rechts zu
bewegen hat.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unter
ansprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Scanners ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 schematisch einen Scanner, der ein Signal auf eine Fläche
projiziert,
Fig. 2 einen Scanner in einer Winkellage relativ zu einer Fläche und
Fig. 3 die Ansicht eines auf eine Fläche projizierten Signals.
Der in Fig. 1 gezeigte Scanner 1 besteht aus einem Gehäuse 2, in dem
eine Scaneinrichtung 3 angeordnet ist. In unmittelbarer Nähe der
Scaneinrichtung 3 ist im Gehäuse 2 außerdem ein Projektor 4 angeordnet,
der in Richtung einer codierten Fläche 5 ein Signal 6 projiziert. Im
vorliegenden Fall ist das projizierte Signal eine Linie 7 mit einer
bestimmten Länge.
Im Gehäuse 2 ist außerdem eine erste Messeinheit 8 angeordnet, die mit
der Scaneinrichtung 3 und einem ersten Signalgeber 9 in Verbindung
steht. Dieser erste Signalgeber 9 ist eine Leuchtdiode, die leuchtet oder
blinkt.
Eine zweite Messeinheit 10 ist mit der Scaneinrichtung 3 und einem
zweiten Signalgeber 11 verbunden. Der zweite Signalgeber 11 besteht aus
vier orthogonal zueinander angeordneten Pfeilen, die jeweils durch eine
Leuchtdiode beleuchtet werden. Diese Pfeile 12, 13, 14, 15 sind so von
der zweiten Messeinheit 10 ansteuerbar, dass sie eine beliebige
Richtungsänderung des Gehäuses anzeigen können.
Bei der Verwendung des Scanners 1 wird mittels des Projektors 4 ein
Laserlichtstreifen 7 auf die Fläche 5 projiziert. Die Scaneinrichtung 3
erfasst das reflektierte Lichtsignal der Linie 7 und die erste Messeinheit 8
ermittelt die Abweichung der Länge der Linie 7 von einem vorgegebenen
Wert. Solange der Scanner 1 zu weit von der Fläche 5 entfernt ist, ist die
gemessene Länge der reflektierten Linie 7 kleiner als der vorgegebene
Wert. Dies wird durch ein langsames Blinken des ersten Signalgebers 9
angezeigt. Wenn daraufhin der Scanner 1 näher an die Fläche 5
herangeführt wird, verringert sich die Abweichung zwischen gemessenem
Wert und vorgegebenem Wert und dabei wird das Blinken des ersten
Signalgebers 9 immer schneller, bis bei einer Übereinstimmung der Werte
ein kontinuierliches Leuchtsignal angezeigt wird.
Wenn der Scanner zu nah an die codierte Fläche herangeführt wird, ist
das gemessene Reflexionssignal der Linie 7 größer als der vorgegebene
Wert und dies führt zu einem Leuchten der Leuchtdiode des ersten
Signalgebers 9 in einer anderen Farbe. Beispielsweise kann die
Leuchtdiode zunächst in grüner Farbe blinken und bei einem zu geringen
Abstand zwischen dem Scanner 1 und der codierten Fläche 5 rot leuchten.
Während mit dem Projektor, der ersten Messeinheit und dem ersten
Signalgeber der Abstand zwischen Scanner 1 und gescannter Fläche 5
ermittelt wird, dient die Scaneinrichtung 3 in Verbindung mit der
zweiten Messeinrichtung 10 und dem zweiten Signalgeber 11 dazu, den
Scanner 1 auf die codierte Fläche 16 auszurichten. Die Scaneinrichtung 3
ermittelt hierzu die relative Position der Linie 7 zur codierten Fläche 16.
Diese relative Position wird von der zweiten Messeinheit 10 erfasst und
durch den zweiten Signalgeber 11 angezeigt.
Beispielsweise kann eine vorgegebene Lage der Linie 7 mittig unterhalb
der codierten Fläche 16 festgelegt werden. Wenn dann die Linie 7 relativ
weit rechts von der codierten Fläche gescannt wird gibt die zweite
Messeinheit 10 ein Signal an den zweiten Signalgeber 11, der den linken
Pfeil 12 mittels einer Leuchtdiode erleuchtet. Der Benutzer des Scanners
1 weiß dann, dass er den Scanner weiter nach links schwenken muss, um
ihn optimal zu positionieren. Sofern er den Scanner zu weit nach links
schwenkt, leuchtet der rechte Pfeil 15. Entsprechend werden die weiteren
Pfeile 13 und 14 dazu eingesetzt, anzuzeigen, wenn die Linie 7 zu weit
oben oder zu weit unten auf der codierten Fläche 16 liegt.
Alternativ zum Schwenken des gesamten Scanners 1 kann entsprechend
den Signalen des zweiten Signalgebers 11 auch die Scaneinrichtung 3
mittels Stellmotoren so ausgerichtet werden, dass die Abweichungen
eliminiert werden und der Scanner direkt auf die codierte Fläche 16
gerichtet wird.
Ein weiteres Positionierungsproblem besteht darin, dass der Scanner 1
häufig nicht genau in einem rechten Winkel zur codierten Fläche 5
angeordnet ist. Gerade bei einem sehr schrägen Auftreffen des Signals 6
auf der codierten Fläche 5 verlängert sich jedoch die Linie 7, wodurch
Messfehler entstehen können.
Der in Fig. 2 gezeigt Scanner projiziert daher ein Lichtsignal in Form
eines Quadrates auf die codierte Fläche 5. Die optimale Position dieses
Quadrates 17 ist eine Lage, bei der das Quadrat 17 wie ein Rahmen um
die Fläche des Codes 16 angeordnet ist.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Schräglage wird das Quadrat 17 in einem
Winkel a auf die codierte Fläche 5 projiziert und dadurch entsteht ein
Rechteck 17, dessen vergrößerte Seitenlängen 18, 19 der Schräglage des
Scanners 1 entsprechen.
Die Fig. 2 und 3 zeigen deutlich, dass die Abweichungen einer
projizierten Linie oder Fläche von der reflektierten Geometrie ein
deutliches Maß für die Winkelanordnung des Scanners relativ zur Fläche
5 bilden. Beispielsweise kann aus der Verzerrung des Quadrates auf die
Position des Scanners zurückgeschlossen werden, um entweder mittels
einer Anzeige auf zu große Winkellagen hinzuweisen. Alternativ dazu
kann die dem System somit bekannte Winkellage auch dazu genutzt
werden, beim Scannen des Codes 16 die empfangenen Signale
entsprechend der Schräglage zu korrigieren, um trotz Schräglage ein gutes
Ergebnis des Scanvorganges zu erhalten.