DE10037122A1

DE10037122A1 - Erkennungssystem

Info

Publication number: DE10037122A1
Application number: DE10037122A
Authority: DE
Inventors: Eugen Helbling; Thomas Wild
Original assignee: THOMAS WILD GmbH
Current assignee: THOMAS WILD GmbH
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2002-02-14

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Orten und Erkennen von Objekten 1 wie Akten mit einer einen Emitter 4 sowie einen Empfänger 5 aufweisenden Auswerteeinheit 2 und einer flachen, mit der Auswerteeinheit 2 in Wirkverbindung stehenden Einrichtung 3 zum Empfangen und Senden von Signalen, wobei die Einrichtung 3 mindestens einen an einer Randfläche 9 angeordneten Lichtwellenleiter 7 aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Orten und Erkennen von Objekten wie Akten mit einer einen Emitter sowie einen Empfänger aufweisenden Auswerteeinheit und ei ner flachen, mit der Auswerteeinheit in Wirkverbindung ste henden Einrichtung zum Empfangen und Senden von Signalen.

Es ist bereits ein Erkennungs- bzw. Ortungssystem druck schriftlich bekannt, bei dem jede Akte oder jedes zu erken nende bzw. zu suchende Objekt mit einem Briefmarkengroßen Sender - einem Transponder - versehen wird. Gefunden und i dentifiziert wird der gesuchte Gegenstand über Lesegeräte, die unter den Ablageplätzen oder Tischen angebracht sind. Der Transponder ist hierbei als induktiver Aufnehmer ausge bildet, der über das Lesegerät angeregt wird und entspre chend seinem Aufbau ein zu erkennendes, spezifisches Signal abgibt. Die Reichweite des Lesegeräts bzw. der Abstand zwi schen Lesegerät und Transponder beträgt hierbei maximal 20 cm.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Erkennungs- bzw. Ortungssystem derart auszubilden und anzuordnen, daß eine schnelle und sehr einfache Ortung bzw. Erkennung des zu suchenden Objekts auf größere Distanzen möglich wird.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Einrichtung mindestens einen an einer Randfläche angeordne ten Lichtwellenleiter aufweist. Hierdurch wird erreicht, daß die Einrichtung, die auch als Sender bezeichnet werden kann, mittels eines Lichtstrahls erfasst wird. Die Verwen dung eines Lichtleiters bzw. die Verwendung von Licht zur Signalbildung hat den Vorteil, daß auch größere Entfernun gen bewältigt werden können. Die Einrichtung kann somit an Akten, Kisten oder Ordnern angebracht werden, so daß diese im Regal oder in der Schublade über eine Auswerteeinheit erfasst bzw. gelesen werden können. Die Verwendung von Lichtleitern ist eine besonders kostengünstige und einfache Vorgehensweise, verschiedene Objekte, insbesondere Akten, zu kennzeichnen und diese auf größere Distanzen zu erken nen.

Vorteilhaft ist es hierzu auch, daß der Lichtwellenleiter mit seinen beiden Stirnflächen an mindestens einer Randflä che der Einrichtung austritt. Somit ist gewährleistet, daß der Lichtwellenleiter zum einen der Lichtquelle zugänglich ist und zum anderen sein kodiertes Signal an den Empfänger weiterleiten kann.

Zudem ist es von Vorteil, daß zumindest ein Teil der Licht wellenleiter mit seinem einen Ende mit Abstand hintereinan der und/oder linear angeordnet ist und zumindest ein Teil der Lichtwellenleiter mit seinem anderen Ende als Lichtwel lenleiterbündel ausgebildet ist oder ein Lichtwellenleiter bündel bildet und daß der Emitter der Auswerteeinheit einen oszillierenden Lichtstrahl aufweist, der die einen Enden nacheinander oder zeitlich versetzt anleuchtet. Die Licht wellenleiter werden somit durch den bewegten Lichtstrahl an ihrem einen Ende nacheinander erfasst bzw. kurzzeitig beleuchtet. An dem anderen Ende tritt dieser Lichtimpuls aus den verschiedenen Lichtwellenleitern entsprechend zeitlich verzögert aus. Durch die Bündelung wird ein mehr oder weni ger punktförmiges Lichtimpulssignal generiert, das auf den Empfänger der Auswerteeinheit auftrifft.

Ferner ist es vorteilhaft, daß zumindest ein Teil der Lichtwellenleiter in etwa die gleiche Länge aufweist. Somit ist die zeitliche Verzögerung beim Anleuchten im Eintritts bereich 1 : 1 auch noch am Austrittsbereich gegeben. Die zeitliche Verzögerung auf Grund der Laufzeitunterschiede in den verschieden langen Lichtwellenleitern steht jedoch in keinem Verhältnis zur Anleuchtefrequenz des einfallenden Lichtstrahls, so dass die Lichtwellenleiter auch größere Längenunterschiede aufweisen können. Die Längenunterschiede sind demnach allein durch die Platzverhältnisse innerhalb der Einrichtung begrenzt. Ein erheblicher Längenunterschied von mehreren Metern könnte jedoch bei einem hochfrequenten Anleuchten die zeitliche Verzögerung des ausfallenden Lichtimpulses aufgrund der Laufzeitunterschiede in den ver schieden langen Lichtwellenleitern beeinflussen.

Besonders vorteilhaft ist es, daß zumindest ein Lichtwel lenleiter unterbrochen ist oder ein Stanzloch aufweist. Hierdurch wird erreicht, daß die unterbrochenen Lichtwel lenleiter kein Signal abgeben. Bei einer Anordnung von bei spielsweise fünf Lichtwellenleitern können also 2⁵ = 32 verschiedene Kodierungsformen gebildet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemä ßen Lösung ist schließlich vorgesehen, daß der Emitter der Auswerteeinheit über einem Eintrittsbereich der Enden ange ordnet ist und der Empfänger der Auswerteeinheit über dem Austrittsbereich der gebündelt angeordneten Enden vorgesehen ist. Damit ist gewährleistet, daß der Emitter die Lichtwellenleiter nacheinander erfasst bzw. anleuchtet und die austretende Lichtimpulsfolge auf den Empfänger der Aus werteeinheit auftrifft.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, daß der Lichtstrahl linienförmig oder punktförmig ausgebil det ist und zwei senkrecht zueinander verlaufende, oszil lierende Bewegungen aufweist und daß der Empfänger punkt förmig, linienförmig oder flächenförmig ausgebildet ist. Hierdurch wird erreicht, daß zum einen die nacheinander an geordneten Lichtwellenleiter nacheinander angeleuchtet wer den und daß mittels eines punktförmigen Lichtstrahls auch seitlich versetzte Lichtwellenleiter, beispielsweise bei einer schief stehenden Akte, vom Sender und vom Empfänger erfasst werden.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, daß der Auswerteeinheit eine Auswertelogik für zeitlich versetzte Lichtimpulse zugeord net ist.

Vorteilhaft ist es ferner, daß der Auswerteeinheit eine Ka mera mit einem CCD-Sensor und eine Lichtquelle zugeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, daß großflächig eine Vielzahl von Objekten erkannt werden kann. Es wird ein Lichtimpuls generiert, der aufgrund der Entfernung der Lichtquelle zwar beide Seiten der Lichtwellenleiter eines jeden Objekts er fasst, dennoch wird letztlich ein kodierter Lichtimpuls ab gegeben, der durch die Kamera als Bildpunkt erfasst und letztlich ausgewertet wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Senders mit nebeneinander angeordneten Lichtwellenlei tern,

Fig. 2 die Anordnung des Emitters und des Empfän gers zum Sender mit emittiertem und rück laufendem Lichtstrahl,

Fig. 3 eine perspektivische Schnittdarstellung des Senders mit schematisiertem zeitlichem Ab lauf eines Lesevorgangs,

Fig. 4 die Anordnung der Sender-Emittereinheit und des Senders im Verhältnis zur Akte,

Fig. 5 einen schematisierten Lesevorgang bei meh reren Akten,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer Emp fangs-LED mit Linse und Lesefeld,

Fig. 7 die Anordnung eines Lese-Arrays für mehrere Akten.

In Fig. 1 ist mit 3 eine flach bzw. scheckkartenförmig ausgebildete Einrichtung zum Empfangen und Senden von Sig nalen, im Folgenden als Sender bezeichnet, gekennzeichnet, die zum Erkennen von Objekten bzw. Akten dient. Hierzu weist der Sender 3 mehrere nebeneinander angeordnete Licht wellenleiter 7, 7' auf.

Die Lichtwellenleiter 7 verlaufen nebeneinander in der Ebe ne des Senders 3, wobei die Lichtwellenleiter 7 bzw. ihre beiden Stirnseiten 8, 8' mit dem Rand des Senders 3 ab schließen. Die Lichtwellenleiter 7 sind auf einer Seite ei ner Randfläche 9 des Senders (hier die rechte Seite) line ar, nebeneinander bzw. hintereinander angeordnet. Zunächst verlaufen die Lichtwellenleiter 7, 7' parallel. Im weiteren Verlauf bilden diese aber einen gemeinsamen Bogen bzw. sind bogenförmig angeordnet, so daß sie an der anderen Seite der Randfläche 9 (hier die linke Seite) gebündelt aus dem Sen der 3 austreten bzw. an der Randfläche 9 ein Lichtwellen leiterbündel 14 bilden. Verschiedene Lichtwellenleiter 7 sind durch ein Stanzloch 6, 6' unterbrochen, so daß dieser Lichtwellenleiter 7' das ihn am Ende 11 bzw. im Eintritts bereich 12 treffende Licht nicht bis an sein anderes En de 10 bzw. bis zum Austrittsbereich 13 weiterleiten kann.

Fig. 2 zeigt eine Auswerteeinheit 2 in der Positionierung zum Sender. Die Auswerteeinheit 2 beinhaltet einen Emit ter 4 und einen Empfänger 5. Der Emitter 4 schließt hierbei an den Empfänger 5 an bzw. bildet mit diesem ein Bauteil. Auf einer Seite (hier die rechte Seite) tritt ein emittier ter Lichtstrahl 15 aus dem Emitter 4 aus und fällt in den Eintrittsbereich 12 des Senders 3 ein. Der Lichtstrahl 15 macht dabei eine Schwenkbewegung, so daß er einen gesamten Eintrittsbereich 12 des Senders 3 beleuchtet. Der Sender 3 ist hierzu mit seiner Randfläche 9 neben dem Emitter 4 bzw. neben der Auswerteeinheit 2 positioniert.

Während das Licht den jeweiligen Lichtwellenleiter 7 durch läuft bzw. nachdem es den jeweiligen Lichtwellenleiter 7 durchlaufen hat, tritt es in einem Austrittsbereich 13 des Senders 3 bzw. am Ende 10 des jeweiligen Lichtwellenlei ters 7, hier im unteren Bereich des Senders 3, wieder aus. Ein ausfallender Lichtstrahl 19 trifft dann auf den Empfän ger 5 der Auswerteeinheit 2.

In Fig. 3 ist die zeitliche Abfolge des Lesevorgangs sche matisch dargestellt. Der vom Emitter 4 ausgesandte Licht strahl 15 erfährt durch die Schwenkbewegung eine stetige Positionsverschiebung von links nach rechts. Hierdurch wird zu drei verschiedenen Zeitpunkten (drei beliebige Zeitpunk te, beispielhaft zur Verdeutlichung) ein wandernder Licht strahl 15, 15' und 15" emittiert. Der Lichtstrahl 15, 15', 15" beleuchtet nun nacheinander die im Eintrittsbereich 12 befindlichen Lichtwellenleiter 7, 7', 7", 7''', 7"" bzw. das jeweilige Ende 11. Durch die Schwenkbewegung werden die Lichtwellenleiter 7 nacheinander beleuchtet, so daß im Aus trittsbereich 13 eine Abfolge von Lichtimpulsen generiert wird.

Verschiedene Lichtwellenleiter 7', 7''' sind durch ein Stanzloch 6, 6' unterbrochen, so daß die am Austrittsbe reich 13 generierte Abfolge von Lichtimpulsen entsprechend der Anordnung der Stanzlöcher kodiert ist. Im unteren Be reich der Fig. 3 ist die hier erzeugte Abfolge der Licht impulse dargestellt. Die nicht unterbrochenen Lichtwellen leiter 7, 7", 7"" generieren im Austrittsbereich 13 ei nen Lichtimpuls I, I", I"". Die unterbrochenen Lichtwel lenleiter 7', 7''' generieren keinen Lichtimpuls.

Fig. 4 zeigt die Positionierung der Auswerteeinheit 2 im Verhältnis zu Akten 1 und den daran befestigten Sendern 3. Der Sender ist hierzu im Bereich einer Ecke der Akte 1 angeordnet, wobei die Randfläche 9 mit den Stirnflächen 8, 8' zur Auswerteeinheit 2 nach oben hin ausgerichtet ist.

In Fig. 5 ist der Sender 3 parallel zu einer Hauptbewe gungsrichtung 23 des Lichtstrahls 15, 15', 15" positio niert und ein zweiter Sender 3' schräg dazu. Durch die in der unteren Bildhälfte dargestellte alternierende Bewegung des Lichtstrahls 15 wird auch der schräg stehende Sender 3' vom Lichtstrahl 15 und damit von der Auswerteeinheit 2 er fasst.

Fig. 6 zeigt eine Linse 20, mit der ein flächenförmiger Erfassungsbereich 21 generiert wird. Das Licht wird über eine LED erzeugt und mittels der teilkreisförmigen Linse 20 aufgeweitet bzw. gestreut, so daß mehrere Sender 3 erfasst bzw. beleuchtet werden.

In Fig. 7 ist ein rechteckförmiges Array 16 dargestellt, welches die von auf verschiedenen Akten 1 vorgesehenen Sen dern 3 emittierten Lichtimpulsfolgen erfasst. Das Array 16 hat hierzu eine Länge, die in etwa der Breite des Erfas sungsbereichs 21 in Fig. 6 entspricht.

Bezugszeichenliste

1

Objekt, Akte

2

Auswerteeinheit

3

Einrichtung, Sender

3

' Sender

4

Emitter

5

Empfänger

6

Stanzloch

6

' Stanzloch

7

Lichtwellenleiter

7

' Lichtwellenleiter

7

" Lichtwellenleiter

7

''' Lichtwellenleiter

7

"" Lichtwellenleiter

8

Stirnfläche

8

' Stirnfläche

9

Randfläche

10

Ende bei

13

,

14

11

Ende bei

12

Eintrittsbereich

13

Austrittsbereich

14

Lichtwellenleiterbündel

15

Lichtstrahl, einfallend

15

' Lichtstrahl, einfallend

15

" Lichtstrahl, einfallend

16

Array

17

Kamera

18

Lichtquelle

19

Lichtstrahl, austretend

20

Linse

21

Erfassungsbereich

22

LED

23

Hauptbewegungsrichtung von

15

I Lichtimpuls
I' Lichtimpuls
I" Lichtimpuls
I''' Lichtimpuls
I"" Lichtimpuls

Claims

1. Vorrichtung zum Orten und Erkennen von Objek ten (1) wie Akten mit einer einen Emitter (4) so wie einen Empfänger (5) aufweisenden Auswerteein heit (2) und einer flachen, mit der Auswerteein heit (2) in Wirkverbindung stehenden Einrich tung (3) zum Empfangen und Senden von Signalen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (3) mindestens einen an einer Randfläche (9) angeord neten Lichtwellenleiter (7) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Lichtwellenleiter (7) mit seinen bei den Stirnflächen (8) an der Randfläche (9) der Einrichtung (3) austritt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Lichtwel lenleiter (7) mit seinem einen Ende (10) als Lichtwellenleiterbündel (14) ausgebildet ist oder ein Lichtwellenleiterbündel (14) bildet.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Lichtwellenleiter (7) mit ihrem anderen Ende (11) mit Abstand hintereinander und/oder li near angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Lichtwellenleiter (7) in etwa die gleiche Länge aufweisen.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Lichtwellenleiter (7) unterbrochen ist oder ein Stanzloch (6) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter (4) der Auswerteeinheit (2) über einem Eintrittsbe reich (12) der Enden (11) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (5) der Auswerteeinheit (2) über dem Austrittsbe reich (13) der gebündelt angeordneten Enden (10) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter (4) einen oszillierenden Lichtstrahl (15) aufweist, der die Enden (11) nacheinander oder zeitlich ver setzt anleuchtet.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Licht strahl (15) linienförmig oder punktförmig ausge bildet ist und zwei senkrecht zueinander verlau fende, oszillierende Bewegungen aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (5) punktförmig, linienförmig oder flächenförmig aus gebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerteein heit eine Auswertelogik für zeitlich versetzte Lichtimpulse zugeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerteein heit eine Kamera (17) mit einem CCD-Sensor und ei ne Lichtquelle (18) zugeordnet sind.