DE10113641A1 - Optoelektronische Vorrichtung - Google Patents
Optoelektronische VorrichtungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung (1) zur Erfassung von Marken innerhalb eines Lesebereichs (L) mit wenigstens einem Sendelichtstrahlen (3) emittierenden Sender (4) und wenigstens einem Empfangslichtstrahlen (5) empfangenden Empfänger (6). Die Sendelichtstrahlen (3) sind dabei auf die Marken geführt und die von den Marken zurückreflektierten Empfangslichtstrahlen (5) sind auf den Empfänger (6) geführt, dessen Empfangssignale zur Erfassung der Marken einer Auswerteeinheit (10) zugeführt sind. Dabei sind Mittel zur Distanzmessung vorgesehen, mittels derer das Eindringen eines Objektes in einen Überwachungsbereich (U) erfassbar ist. In Abhängigkeit der Anwesenheit eines Objektes im Überwachungsbereich (U) ist die Erfassung von Marken innerhalb des Lesebereiches (L) aktiviert.
Description
Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung gemäß dem Ober
begriff des Anspruchs 1.
Bekannte Vorrichtungen dieser Art dienen zur Erfassung von Marken mit defi
nierten Kontrastmustern. Insbesondere werden derartige optoelektronische Vor
richtungen zur Detektion von Barcodes eingesetzt.
Dabei werden die Marken innerhalb eines vorgegebenen Lesebereichs erfasst.
Die Vorrichtung weist hierzu einen Sendelichtstrahlen emittierenden Sender
und einen Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger auf. Zudem ist eine
Ablenkeinheit vorgesehen, über welche die Sendelichtstrahlen geführt sind.
Beispielsweise ist die Ablenkeinheit von einem rotierenden Polygonspiegelrad
gebildet, welches eine vorgegebene Anzahl von Spiegelflächen aufweist, an
welchem die Sendelichtstrahlen reflektiert werden. Entsprechend der Anzahl
und der Ausbildung der Spiegelflächen werden die Sendelichtstrahlen perio
disch innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs abgelenkt und in einer
Ebene geführt. Die so von den Sendelichtstrahlen periodisch überstrichene
Teilebene bildet den Lesebereich der Vorrichtung.
Liegt eine Marke innerhalb des Lesebereichs in einem vorgegebenen Abstands
bereich, dem sogenannten Tiefenschärfebereich, so ist die Marke mittels der
Vorrichtung erfassbar.
Zur Erfassung des Kontrastmusters einer Marke werden die Sendelichtstrahlen
über diese Marke geführt. Die an der Marke reflektierten und zum Empfänger
geführten Empfangslichtstrahlen weisen eine dem Kontrastmuster der Marke
entsprechende Amplitudenmodulation auf. Die Erfassung der Marke erfolgt in
einer an den Empfänger angeschlossenen Auswerteeinheit dadurch, dass die
Amplitudenmodulation des am Ausgang des Empfängers anstehenden Emp
fangssignals, welches durch die auf den Empfänger auftreffenden Empfangs
lichtstrahlen generiert wird, ausgewertet wird.
Ein typisches Einsatzgebiet derartiger optoelektronischer Vorrichtungen ist das
Gebiet der Förder- und Automatisierungstechnik. Dort werden Objekte auf
Förderstrecken transportiert, wobei auf die Oberflächen der Objekte Marken,
insbesondere Barcodes, aufgebracht sind. Die Marken dienen insbesondere zur
Identifikation der einzelnen Objekte.
Mittels der optoelektronischen Vorrichtung, die im Bereich der Förderstrecke
montiert ist, werden die Marken auf den einzelnen Objekten erfasst.
Zusätzlich muss eine Zuordnung der erfassten Marken zu dem jeweiligen Ob
jekt erfolgen.
Hierzu können optische Sensoren, insbesondere Lichtschranken, vorgesehen
sein, mittels derer eine Triggerung der Erfassung der Marken erfolgt. Im ein
fachsten Fall ist eine einzelne Lichtschranke an der Förderstrecke in Förder
richtung unmittelbar vor der optoelektronischen Vorrichtung montiert.
Dabei wird durch ein auf der Förderstrecke transportiertes Objekt der Strahlen
gang der Lichtschranke unterbrochen. Dadurch wird in der Lichtschranke ein
Triggersignal an die optoelektronische Vorrichtung weitergegeben, anhand
dessen die darauf folgende Erfassung dieser Marke dem mit der Lichtschranke
erfassten Objekt zugeordnet wird.
Mittels dieser Triggerung können die Marken, die in der optoelektronischen
Vorrichtung erfasst werden, mit großer Sicherheit den Objekten, auf welchen
diese Marken angeordnet sind, zugeordnet werden.
Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die optoelektronische
Vorrichtung, insbesondere deren Sender, ausgeschaltet bleiben kann, solange
mit der Lichtschranke kein Objekt erfasst wird. Erst wenn das Objekt in den
Strahlengang der Lichtschranke eintritt, wird durch das Triggersignal der Licht
schranke die optoelektronische Vorrichtung, insbesondere deren Sender einge
schaltet, damit dann die auf diesem Objekt angeordnete Marke erfasst werden
kann. Vorzugsweise nach einem vorgegebenen Zeitintervall wird die optoe
lektronische Vorrichtung beziehungsweise deren Sender wieder ausgeschaltet.
Durch den Intervallbetrieb der optoelektronischen Vorrichtung wird insbeson
dere die Lebensdauer des Senders dieser Vorrichtung erheblich erhöht. Dies
wirkt sich insbesondere vorteilhaft bei Vorrichtungen aus, welche einen als
Laser ausgebildeten Sender aufweisen.
Nachteilig bei derartigen Anordnungen ist der hohe konstruktive Aufwand.
Insbesondere bedeutet der Einsatz von zusätzlichen Sensoren, insbesondere
Lichtschranken, einen erheblichen Aufwand, der zur Triggerung der optoe
lektronischen Vorrichtung vorgenommen werden muss.
Prinzipiell kann zur Triggerung der optoelektronischen Vorrichtung an der
Förderstrecke eine Trigger-Marke angeordnet sein. Die Trigger-Marke und die
optoelektronische Vorrichtung sind so beidseits der Förderstrecke angeordnet,
dass die Trigger-Marke von den Sendelichtstrahlen abgetastet wird, solange in
diesem Bereich kein Objekt auf der Förderstrecke liegt.
Tritt ein Objekt in diesen Bereich ein, wird die Trigger-Marke von dem Objekt
verdeckt, so dass es von den Sendelichtstrahlen der Vorrichtung nicht mehr
erfasst wird. Dadurch wird in der Vorrichtung intern ein Triggersignal ausge
löst, so dass mit der Vorrichtung die Erfassung der Marke auf dem Objekt er
folgen kann. Zudem ist durch das Triggersignal eine eindeutige Zuordnung der
Marke zu dem Objekt gewährleistet.
Nachteilig hierbei ist, dass die Trigger-Marke in großem Abstand zur optoe
lektronischen Vorrichtung angeordnet ist. Dementsprechend muss die Trigger-
Marke eine erhebliche Größe aufweisen, um von der Vorrichtung erfasst wer
den zu können. Zudem muss die Vorrichtung exakt relativ zur Trigger-Marke
ausgerichtet werden, damit diese sicher erfasst werden kann.
Derartige großflächige Trigger-Marken stellen somit Sonderanfertigungen dar,
deren Herstellung kostenintensiv ist. Weiterhin ist deren Montage und Justage
unerwünscht Zeit- und damit kostenaufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache und kos
tengünstige Triggerung für eine optoelektronische Vorrichtung der eingangs
genannten Art bereitzustellen, anhand derer eine Zuordnung von Marken zu
vorgegebenen Objekten möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.
Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin
dung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung weist zur Erfassung von
Marken innerhalb eines Lesebereichs wenigstens einen Sendelichtstrahlen
emittierenden Sender und wenigstens einen Empfangslichtstrahlen empfangen
den Empfänger auf. Die Sendelichtstrahlen sind dabei auf die Marken geführt.
Die von den Marken zurückreflektierten Empfangslichtstrahlen sind auf den
Empfänger geführt. Dessen Empfangssignale sind zur Erfassung der Marken
einer Auswerteeinheit zugeführt. Weiterhin sind Mittel zur Distanzmessung
vorgesehen, mittels derer das Eindringen eines Objektes in einen Überwa
chungsbereich erfassbar ist. In Abhängigkeit der Anwesenheit eines Objektes
im Überwachungsbereich ist die Erfassung von Marken innerhalb des Lesebe
reiches aktiviert.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, in der optoelektroni
schen Vorrichtung intern ein Triggersignal zu erzeugen, anhand dessen eine
eindeutige Zuordnung einer Marke zu einem Objekt ermöglicht wird. Dabei
sind zur Generierung des Triggersignals keine externen Einheiten notwendig.
Insbesondere ist eine genaue Zuordnung von Marken auf Objekten möglich, die
auf einer Förderstrecke transportiert werden.
Erfindungsgemäß weist die optoelektronische Vorrichtung Mittel zur Distanz
messung auf, die zur Generierung des Triggersignals dienen. Dabei wird an
hand der Mittel zur Distanzmessung ein vorgegebener Überwachungsbereich
erfasst. Dringt ein Objekt in den Überwachungsbereich ein, wird ein Trigger
signal generiert, das heißt es erfolgt eine Erfassung von Marken in einem Lese
bereich. Besonders vorteilhaft sind die Mittel zur Distanzmessung von einem
Distanzsensor gebildet, dessen Sendeelement vom Sender und dessen Emp
fangselement vom Empfänger der optoelektronischen Vorrichtung gebildet ist.
Die Mittel zur Distanzmessung erfordern somit keine zusätzlichen Bauele
mente.
Der Lesebereich und der Überwachungsbereich sind dabei derart gewählt, dass
eine im Lesebereich erfasste Marke eindeutig dem im Überwachungsbereich
angeordneten Objekt zugeordnet werden kann.
Im einfachsten Fall sind der Überwachungsbereich und der Lesebereich iden
tisch. Vorzugsweise kann die Vorrichtung eine Ablenkeinheit aufweisen, mit
tels derer die Sendelichtstrahlen innerhalb einer Ebene einen vorgegebenen
Winkelbereich periodisch überstreichen. Dieser Winkelbereich bildet dann
zugleich den Lesebereich und den Überwachungsbereich.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bildet der
Überwachungsbereich nur einen Teilbereich des Lesebereichs.
In diesem Fall kann der Sender der Vorrichtung zur Erhöhung seiner Lebens
dauer während vorgegebener Zeitintervalle ausgeschaltet sein, solange kein
Objekt im Überwachungsbereich angeordnet ist. Dabei ist der Sender vorzugs
weise nur dann eingeschaltet, wenn die Sendelichtstrahlen innerhalb des Über
wachungsbereichs geführt sind.
Eine weitere Erhöhung der Lebensdauer kann dadurch erzielt werden, wenn der
Sender alternierend während erster vorgegebener Abtastperioden abgeschaltet
und während zweiter vorgegebener Abtastperioden eingeschaltet ist, solange
kein Objekt im Überwachungsbereich registriert wird.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 Schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung.
Fig. 2-4 Unterschiedliche Anordnungen der optoelektronischen Vor
richtung gemäß Fig. 1 an einer Förderstrecke.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Vorrichtung 1
zum Erfassen von Marken innerhalb eines Lesebereichs L.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Marken von Barcodes 2 gebil
det, welche eine Folge von hellen und dunklen Linienelementen aufweisen.
Vorzugsweise bestehen die Linienelemente aus einer Folge von schwarzen und
weißen Linienelementen.
Die Barcodes 2 werden innerhalb des Lesebereichs L von der optoelektroni
schen Vorrichtung 1 periodisch abgetastet.
Hierzu weist die optoelektronische Vorrichtung 1 einen Sendelichtstrahlen 3
emittierenden Sender 4 und einen Empfangslichtstrahlen 5 empfangenden
Empfänger 6 auf.
Der Sender 4 und der Empfänger 6 sind wie die übrigen elektrischen und opti
schen Komponenten der optoelektronischen Vorrichtung 1 in einem gemein
samen Gehäuse 7 integriert.
Der Sender 4 ist vorzugsweise von einer Laserdiode gebildet, der Empfänger 6
besteht aus einer Fotodiode oder dergleichen.
Zur Strahlformung der Sendelichtstrahlen 3 ist dem Sender 4 eine Sendeoptik 8
nachgeordnet. Dem Empfänger 6 ist eine Empfangsoptik 9 vorgeordnet, mittels
derer die Empfangslichtstrahlen 5 auf den Empfänger 6 fokussiert werden. Zur
Verstärkung der am Ausgang des Empfängers 6 anstehenden Empfangssignale
kann diesem ein nicht dargestellter Verstärker nachgeordnet sein.
Der Sender 4 und der Empfänger 6 sind an eine Auswerteeinheit 10 ange
schlossen. Die Auswerteeinheit 10 ist von einem Mikrocontroller oder derglei
chen gebildet.
Zur Erfassung der Barcodes 2 werden die Sendelichtstrahlen 3 periodisch in
nerhalb des Lesebereichs L geführt. Hierzu ist eine Ablenkeinheit vorgesehen,
über welche sowohl die Sendelichtstrahlen 3 als auch die Empfangslichtstrah
len 5 geführt sind.
Die Ablenkeinheit ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel von einem moto
risch getriebenen, rotierenden Polygonspiegelrad 11 gebildet. Das Polygon
spiegelrad 11 weist mehrere identische Spiegelflächen 12 auf, wobei im vorlie
genden Beispiel zehn derartiger Spiegelflächen 12 vorgesehen sind.
Die Sende- 3 und Empfangslichtstrahlen 5 werden jeweils über dieselbe Spie
gelfläche 12 des Polygonspiegelrads 11 geführt. Dabei verlaufen die Strahlach
sen der auf das Polygonspiegelrad 11 auftreffenden Sendelichtstrahlen 3 und
die am Polygonspiegelrad 11 reflektierten Empfangslichtstrahlen 5 koaxial
zueinander. Die koaxiale Strahlführung der Sende- 3 und Empfangslichtstrah
len 5 in diesem Bereich wird beispielsweise mittels eines Umlenkspiegels 13,
der wie in Fig. 1 dargestellt die Sendelichtstrahlen 3 ablenkt, erreicht. Die
Empfangslichtstrahlen 5, die am Polygonspiegelrad 11 reflektiert werden, wer
den am Umlenkspiegel 13 vorbei zum Empfänger 6 geführt.
Der Sender 4, der Empfänger 6 und das Polygonspiegelrad 11 sind in einer ge
meinsamen Ebene angeordnet, wobei die Spiegelflächen 12 vertikal zu dieser
Ebene angeordnet sind. Die Sende- 3 und Empfangslichtstrahlen 5 sind damit
ebenfalls in dieser Ebene geführt. Die Drehachse des Polygonspiegelrads 11
verläuft senkrecht zu dieser Ebene.
Durch die Drehbewegung des Polygonspiegelrads 11 werden die Sendelicht
strahlen 3 periodisch innerhalb eines Winkelbereichs abgelenkt, welcher den
Lesebereich L bildet. Die Größe des Winkelbereichs ist durch die Anzahl der
Spiegelflächen 12 des Polygonspiegelrads 11 vorgegeben.
Die an den Spiegelflächen 12 des Polygonspiegelrads 11 reflektierten Sende
lichtstrahlen 3 durchsetzen ein Austrittsfenster 14 in der Frontwand des Gehäu
ses 7. Die Abmessungen des Austrittsfensters 14 sind an die Größe des Win
kelbereichs, der von den Sendelichtstrahlen 3 überstrichen wird, angepasst.
Mit den Sendelichtstrahlen 3 wird ein im Lesebereich L angeordneter Barcode
2 periodisch abgetastet. Die am Barcode 2 reflektierten Empfangslichtstrahlen
5 weisen entsprechend dem Muster der Linienelemente des Barcodes 2 eine
Amplitudenmodulation auf. Dementsprechend weisen auch die Empfangssig
nale am Ausgang des Empfängers 6 anstehenden, durch die Empfangslicht
strahlen S generierten Empfangssignale eine entsprechende Amplitudenmodu
lation auf. Diese Amplitudenmodulation der Empfangssignale wird in der
Auswerteeinheit 10 zur Dekodierung des jeweiligen Barcodes 2 ausgewertet.
Die optoelektronische Vorrichtung 1 weist zur Detektion von Objekten inner
halb eines Überwachungsbereich U Mittel zur Distanzmessung auf. Die Mittel
zur Distanzmessung sind von einem Distanzsensor gebildet, der ein Sendeele
ment und ein Empfangselement aufweist. Die Distanzmessung kann nach dem
Lichtlaufzeitverfahren erfolgen. Im vorliegenden Fall erfolgt die Distanzmes
sung nach dem Phasenmessprinzip. Hierzu emittiert das Sendeelement Sende
lichtimpulse mit einem symmetrischen Puls-Pausen-Verhältnis. Das Puls-
Pausen-Verhältnis wird dabei über eine in der Auswerteeinheit 10 integrierte
Steuereinheit vorgegeben. Aus der Laufzeitdifferenz eines Sendelichtimpulses
und des zugehörigen, von einem Objekt auf das Empfangselement zurückre
flektierten Empfangslichtimpulses wird in der Auswerteeinheit 10 die Objekt
distanz berechnet.
Prinzipiell kann die optoelektronische Vorrichtung 1 neben dem Sender 4 und
dem Empfänger 6 ein separates Sendeelement und ein separates Empfangsele
ment aufweisen. Im vorliegenden Fall ist das Sendeelement vom Sender 4 ge
bildet. Ebenso ist das Empfangselement vom Empfänger 6 gebildet. Die Puls
frequenz der vom Sendeelement emittierten die Sendelichtstrahlen 3 bildenden
Sendelichtimpulse ist dabei erheblich größer als die Frequenz der Amplitu
denmodulationen der die Empfangslichtstrahlen 5 bildenden Empfangslichtim
pulse, welche durch die Kontrastmuster der zu erfassenden Marken hervorgerufen
sind. Dadurch ist gewährleistet, dass die Distanzmessung und die Erfassung
der Marken voneinander unbeeinflusst sind.
Da die Sendelichtimpulse von den Sendelichtstrahlen 3 gebildet sind, werden
diese über das Polygonspiegelrad 11 geführt und verlaufen in derselben Ebene
in welcher der Lesebereich L liegt. Der von den Sendelichtimpulsen überstri
chene Überwachungsbereich U kann prinzipiell identisch mit dem Lesebereich
L sein. Im vorliegenden Fall bildet der Überwachungsbereich U wie in Fig. I
dargestellt einen Ausschnitt des Lesebereichs L.
Die Erfassung der Marken innerhalb des Lesebereichs L wird in Abhängigkeit
davon aktiviert, ob ein Objekt in den Überwachungsbereich U eindringt oder
nicht.
Hierzu wird der Überwachungsbereich U periodisch mit den Sendelichtimpul
sen abgetastet. Solange sich kein Objekt innerhalb des Überwachungsbereichs
U befindet, ist die Erfassung der Marken deaktiviert, das heißt in der Auswer
teeinheit 10 ist die Auswertung zum Lesen der Marken deaktiviert.
Sobald ein Objekt in den Überwachungsbereich U eindringt, wird in der Aus
werteeinheit 10 ein Triggersignal generiert. Durch dieses Triggersignal wird die
Erfassung der Marken aktiviert, das heißt innerhalb des Lesebereichs L ange
ordnete Marken werden mit den Sendelichtstrahlen 3 erfasst und anhand der
durch das Kontrastmuster einer Marke den Empfangslichtstrahlen 5 aufge
prägten Amplitudenmodulation erfolgt in der Auswerteeinheit 10 die Dekodie
rung der jeweiligen Marke.
Sollen während einer Abtastperiode der von der Ablenkeinheit ausgeführten
Ablenkbewegung sowohl Marken innerhalb des Lesebereichs L erfasst als auch
Distanzen von Objekten innerhalb des Überwachungsbereichs U bestimmt
werden, ist der Sender 4 während der gesamten Abtastperiode aktiviert. Die
Grenzen des innerhalb des Lesebereichs L liegenden Überwachungsbereichs U
sind in der Auswerteeinheit 10 abgespeichert. Anhand dieser abgespeicherten
Abmessungen des Überwachungsbereichs U ist gewährleistet, dass die Dis
tanzbestimmung von Objekten nur innerhalb des Überwachungsbereichs U
erfolgt.
Besonders vorteilhaft ist der Sender 4 solange kein Objekt in den Überwa
chungsbereich U eindringt nur dann aktiviert, wenn die Sendelichtstrahlen 3
den Überwachungsbereich U überstreichen. Dadurch wird die Lebensdauer des
Senders 4 erhöht. Dieser Effekt kann dadurch auch gesteigert werden, wenn bei
fehlendem Triggersignal nicht während jeder Abtastperiode der Sender 4 akti
viert wird. Vorteilhaft wird der Sender 4 alternierend während einer ersten An
zahl von Abtastperioden dauernd ausgeschaltet und während einer zweiten An
zahl von Abtastperioden nur innerhalb des Überwachungsbereichs U einge
schaltet, um die Distanzen von Objekten zu erfassen.
Das Triggersignal wird deaktiviert, sobald das Objekt den Überwachungsbe
reich U wieder verläßt. Alternativ kann die Deaktivierung auch erst dann erfol
gen, wenn das Objekt den Lesebereich L wieder verläßt. Mit der Deaktivierung
des Triggersignals wird die Erfassung der Marken wieder deaktiviert.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Marken definierten Objekten
eindeutig zugeordnet werden.
Ein Beispiel hierfür ist die Erkennung von Marken auf Objekten, die auf einer
Förderstrecke 15 transportiert werden. Verschiedene Ausführungsformen einer
derartigen Anordnung sind in den Fig. 2-4 dargestellt.
Die Förderstrecke 15 weist ein Förderband oder dergleichen mit einer ebenen
Auflagefläche auf. Auf der Auflagefläche liegen Objekte bildende Pakete 16
auf, die mit einer Fördergeschwindigkeit v in Längsrichtung der Förderstrecke
15 bewegt werden.
Auf jedem Paket 16 ist als Marke ein Barcode 2 zu dessen Identifizierung auf
gebracht. Mit der optoelektronischen Vorrichtung 1 werden die Barcodes 2 auf
den einzelnen Paketen 16 erfasst. Dabei ist die optoelektronische Vorrichtung 1
in jeder der Anordnungen gemäß den Fig. 2-4 derart orientiert, dass die
Leseebene senkrecht zu den Längsachsen der Linienelemente der Barcodes 2
auf den einzelnen Objekten verläuft.
Mit der erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung I ist zudem ge
währleistet, dass die erfassten Barcodes 2 jeweils eindeutig den Paketen 16, auf
welchen die Barcodes 2 angebracht sind, zugeordnet werden können. Diese
Zuordnung ist insbesondere auch dann gegeben, wenn eine Vielzahl von Pake
ten 16 dicht hintereinander auf der Förderstrecke 15 transportiert wird.
Fig. 2 zeigt eine erste Anordnung mit einer Förderstrecke 15 und einer an
dieser seitlich montierten optoelektronischen Vorrichtung 1. An den auf der
Förderstrecke 15 transportierten Paketen 16 ist jeweils einer Seitenfläche in
einer bestimmten Höhe der zu erfassende Barcode 2 angebracht. Die Vorrich
tung 1 ist so montiert, dass deren Sendelichtstrahlen 3 die Seitenfläche der Pa
kete 16 mit den Barcodes 2 abtasten. Dabei verläuft die Ebene, in welcher der
Lesebereich L und der Überwachungsbereich U liegen, parallel zur Auflageflä
che in horizontaler Richtung.
Der Überwachungsbereich U bildet wie in Fig. 2 dargestellt nur einen kleinen
Teilbereich des Lesebereichs L. Dabei ist der Überwachungsbereich U zu gro
ßen Distanzen hin durch einen Maximal-Distanzwert dmax und zu kleinen Dis
tanzen hin durch einen Minimal-Distanzwert dmin begrenzt. Diese Werte sind
so dimensioniert, dass der Überwachungsbereich U nur einen schmalen Bereich
der Förderstrecke 15 umfasst, welchen die Pakete 16 beim Transport auf der
Förderstrecke 15 passieren müssen. Insbesondere sind die Werte für dmax und
dmin so gewählt, dass nahezu die gesamte Breite der Förderstrecke 15 von der
optoelektronischen Vorrichtung 1 erfasst wird. Die Werte für dmax und dmin sind
vorteilhaft in der Auswerteeinheit 10 als Parameterwerte abgespeichert.
Solange sich kein Objekt im Überwachungsbereich U befindet, ist der Sender 4
nur dann aktiviert, wenn die Sendelichtstrahlen 3 innerhalb des Überwa
chungsbereichs U geführt sind. Dringt ein Objekt in den Überwachungsbereich
U ein, so wird das Triggersignal aktiviert. Dann überstreichen die Sendelicht
strahlen 3 den Lesebereich L zur Erfassung der Marke.
Sobald das Objekt den Überwachungsbereich U verlässt, wird das Triggersig
nal wieder deaktiviert. Dann wird mit den Sendelichtstrahlen 3 wieder der
Überwachungsbereich U überstrichen, bis das nächste Objekt in den Überwa
chungsbereich U eindringt.
Die Breite des Überwachungsbereichs U ist an die Ausdehnung der Objekte in
Förderrichtung angepasst. Besonders vorteilhaft ist die Breite des Überwa
chungsbereichs U geringer als die Ausdehnungen der Objekte. Damit können
auch dicht hintereinander auf der Förderstrecke 15 liegende Objekte einzeln
mit der Vorrichtung 1 erfasst und die Barcodes 2 den Objekten, auf welchen
diese angeordnet sind, sicher zugeordnet werden.
Fig. 3 zeigt eine zweite Anordnung mit einer Förderstrecke 15 und einer an
dieser angebrachten optoelektronischen Vorrichtung 1. Die Anordnung ent
spricht im Wesentlichen der Anordnung gemäß Fig. 2. Im Unterschied zur
Anordnung gemäß Fig. 2 ist bei der Anordnung gemäß Fig. 3 die optoe
lektronische Vorrichtung 1 derart orientiert, dass der Überwachungsbereich U
und der Lesebereich L in einer vertikalen Ebene liegen. Analog zu dem Aus
führungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist auch in diesem Fall der Überwachungsbe
reich U durch einen Maximal-Distanzwert dmax und einen Minimal-Distanzwert
dmin begrenzt, so dass der Überwachungsbereich U auf die Breite der Förder
strecke 15 begrenzt ist. Der Winkelbereich, über welchen sich der Überwa
chungsbereich U erstreckt, ist so gewählt, dass der Bereich oberhalb der För
derstrecke 15 erfasst wird. Der Lesebereich L umfasst einen größeren Winkel
bereich als der Überwachungsbereich U, wobei die Größe des Lesebereichs L
so gewählt ist, dass die Barcodes 2 an den Seiten der Pakete 16 sicher erfasst
werden. Die Auswertung in der optoelektronischen Vorrichtung 1 erfolgt ana
log zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2.
Da der Überwachungsbereich U senkrecht zur Förderrichtung der Objekte auf
der Förderstrecke 15 orientiert ist, können auch dicht hintereinander auf der
Förderstrecke 15 liegende Objekte sicher unterschieden werden. Entsprechend
ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel eine eindeutige Zuordnung der Barco
des 2 zu den jeweiligen Objekten gewährleistet.
Eine eindeutige Zuordnung der Marken zu den Objekten, auf welchen diese
Marken angeordnet sind, ist insbesondere auch dann gewährleistet, wenn bei
spielsweise aufgrund eines Defekts oder einer Verschmutzung eine Marke nicht
lesbar ist.
Wird ein Objekt innerhalb des Überwachungsbereichs U detektiert, wird in
jedem Fall das Triggersignal aktiviert. Erfolgt im darauf folgenden Lesebetrieb
keine Erfassung einer Marke, so wird dies als Fehllesung für dieses Objekt in
der optoelektronischen Vorrichtung 1 registriert. Danach wird das Triggersig
nal deaktiviert, sobald das Objekt den Überwachungsbereich U verlässt.
Anschließend wird von neuem der Überwachungsbereich U abgetastet. Wird
dann von neuem ein Objekt detektiert, wird das Triggersignal von neuem akti
viert und die darauf erfasste Marke diesem Objekt korrekt zugeordnet.
Fig. 4 zeigt eine dritte Anordnung mit einer Förderstrecke 15 und einer an
dieser angeordneten optoelektronischen Vorrichtung 1. Analog zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die Ebene, in welcher der Überwachungsbe
reich U und der Lesebereich L liegen, senkrecht zur Auflagefläche der Förder
strecke 15 orientiert. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3
ist die optoelektronische Vorrichtung 1 oberhalb der Förderstrecke 15 montiert.
Der Überwachungsbereich U ist so dimensioniert, dass die Sendelichtstrahlen 3
auf die Auflagefläche gerichtet sind, welche den Überwachungsbereich U be
grenzen. Zu kleinen Distanzen hin ist der Überwachungsbereich U durch den
Minimal-Distanzwert dmin begrenzt, der wiederum als Parameterwert in der
Auswerteeinheit 10 abgespeichert ist. Der Wert für dmin ist vorzugsweise an die
maximale Höhe eines Objektes angepasst. Der Lesebereich L und der Überwa
chungsbereich U erstrecken sich nahezu über denselben Winkelbereich.
Die Auswertung in der optoelektronischen Vorrichtung 1 erfolgt analog zu dem
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, wobei im vorliegenden Fall Barcodes 2
auf den Oberseiten der Pakete 16 erfasst werden. Auch bei dieser Ausführungs
form ist eine sichere Zuordnung der Marken zu den Objekten gewährleistet.
1
Optoelektronische Vorrichtung
2
Barcode
3
Sendelichtstrahlen
4
Sender
5
Empfangslichtstrahlen
6
Empfänger
7
Gehäuse
8
Sendeoptik
9
Empfangsoptik
10
Auswerteeinheit
11
Polygonspiegelrad
12
Spiegelflächen
13
Umlenkspiegel
14
Austrittsfenster
15
Förderstrecke
16
Paket
dmin
dmin
Minimal-Distanzwert
dmax
dmax
Maximal-Distanzwert
L Lesebereich
U Überwachungsbereich
v Fördergeschwindigkeit
L Lesebereich
U Überwachungsbereich
v Fördergeschwindigkeit
Claims (18)
1. Optoelektronische Vorrichtung zur Erfassung von Marken innerhalb ei
nes Lesebereichs mit wenigstens einem Sendelichtstrahlen emittierenden
Sender und wenigstens einem Empfangslichtstrahlen empfangenden
Empfänger, wobei die Sendelichtstrahlen auf die Marken geführt sind
und die von den Marken zurückreflektierten Empfangslichtstrahlen auf
den Empfänger geführt sind, dessen Empfangssignale zur Erfassung der
Marken einer Auswerteeinheit zugeführt sind, dadurch gekennzeichnet,
dass Mittel zur Distanzmessung vorgesehen sind, mittels derer das Ein
dringen eines Objektes in einen Überwachungsbereich (U) erfassbar ist,
und dass in Abhängigkeit der Anwesenheit eines Objektes im Überwa
chungsbereich (U) die Erfassung von Marken innerhalb des Leseberei
ches (L) aktiviert ist.
2. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, dass die Mittel zur Distanzmessung von einem nach dem Laufzeit
verfahren oder nach dem Phasenmessverfahren arbeitenden Distanzsen
sor gebildet sind.
3. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, dass der Distanzsensor ein Sendelichtimpulse emittierendes Sende
element und ein Empfangslichtimpulse empfangendes Empfangselement
aufweist.
4. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, dass das Sendeelement von dem Sender (4) gebildet ist, und dass das
Empfangselement von dem Empfänger (6) gebildet ist.
5. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch
gekennzeichnet, dass diese eine Ablenkeinheit aufweist, mittels derer die
Sendelichtstrahlen (3) periodisch innerhalb des Lesebereichs (L) geführt
sind.
6. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, dass mittels der Ablenkeinheit die Sendelichtimpulse des Sendeele
ments periodisch innerhalb des Überwachungsbereichs (U) geführt sind.
7. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, da
durch gekennzeichnet, dass der Lesebereich (L) und der Überwachungs
bereich (U) in derselben Ebene liegen.
8. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, dass der Lesebereich (L) und der Überwachungsbereich (U) identisch
sind.
9. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, dass sich der Überwachungsbereich (U) über einen vorgegebenen
Teil des Lesebereichs (L) erstreckt.
10. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, dass bei Aktivierung der Erfassung von Marken der Sender (4) dau
ernd eingeschaltet ist.
11. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, dass bei Nichtaktivierung der Erfassung von Marken der Sender (4)
innerhalb vorgegebener Zeitintervalle ausgeschaltet ist.
12. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, dass innerhalb einer Abtastperiode der von der Ablenkeinheit durch
geführten Ablenkbewegung der Sender (4) und/oder das Sendeelement
nur dann eingeschaltet ist bzw. sind, wenn die Sendelichtstrahlen (3) den
Überwachungsbereich (U) überstreichen.
13. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (4) alternierend während erster
vorgegebener Abtastperioden abgeschaltet und während zweiter vorgege
bener Abtastperioden eingeschaltet ist.
14. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch
gekennzeichnet, dass diese an einer Förderstrecke (15) montiert ist, auf
deren Auflagefläche die Objekte transportiert werden.
15. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, dass die Marken von auf den Objekten aufgebrachten Barcodes (2)
gebildet sind.
16. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, dass diese seitlich an der Förderstrecke (15)
montiert ist.
17. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich
net, dass die Ebene, in welcher der Lesebereich (L) und der Überwa
chungsbereich (U) verläuft, parallel oder senkrecht zu der in einer hori
zontalen Ebene verlaufenden Auflagefläche der Förderstrecke (15) orien
tiert ist.
18. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, dass diese oberhalb der Förderstrecke (15)
montiert ist, so dass die Sendelichtstrahlen (3) auf die Auflagefläche der
Förderstrecke (15) ausgerichtet sind.
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- 2001-03-21 DE DE2001113641 patent/DE10113641B4/de not_active Expired - Fee Related
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