DE102005007456B4 - Optoelectronic device - Google Patents

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Abstract

Optoelektronische Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen innerhalb eines Abtastbereichs, mit einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender, einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger und einer Ablenkeinheit, mittels derer die Sendelichtstrahlen periodisch abgelenkt und innerhalb des Abtastbereichs geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass während jeder Periode die Sendelichtstrahlen (3) von der Ablenkeinheit direkt auf eine außerhalb des Abtastbereichs angeordnete Empfangselementanordnung (12) geführt sind, welche zwei in Abtastrichtung der Sendelichtstrahlen (3) hintereinander angeordnete Empfangselemente (13, 14) aufweist, deren Abstand so gewählt ist, dass deren Ausgangssignale überlagert sind, und dass zur Bildung eines Synchronisationssignals die Differenz der Ausgangssignale der Empfangselemente (13, 14) gebildet wird.Optoelectronic Device for detecting objects within a scanning area, with a transmitting light beam emitting transmitter, a receiving light beams receiving receiver and a deflection unit, by means of which the transmitted light beams periodically deflected and guided within the scanning area, characterized that while every period the transmitted light beams (3) from the deflection unit directly on an outside the receiving region arranged receiving element arrangement (12) are guided, which two in the scanning direction of the transmitted light beams (3) in a row arranged receiving elements (13, 14) whose spacing is so chosen is that their output signals superimposed are and that to form a synchronization signal the difference the output signals of the receiving elements (13, 14) is formed.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an optoelectronic device according to the preamble of claim 1.

Derartige Vorrichtungen weisen einen Sendelichtstrahlen emittierenden Sender sowie einen Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger auf. Um einen vorzugsweise flächigen Abtastbereich abzutasten, werden die Sendelichtstrahlen über eine Ablenkeinheit geführt. Dadurch werden die Sendelichtstrahlen periodisch innerhalb des Abtastbereichs geührt, so dass in diesem Abtastbereich angeordnete Gegenstände detektiert werden können.such Devices have a transmitting light beam emitting transmitter and a receiving light beam receiving receiver. To a preferably flat Scan the scanning, the transmitted light beams via a deflection guided. Thereby, the transmitted light beams are periodically moved within the scanning range, so that objects arranged in this scanning area can be detected.

Insbesondere kann die optoelektronische Vorrichtung als Barcodelesegerät ausgebildet sein, welches zur Detektion von Barcodes dient. Die Ablenkeinheit besteht dann vorzugsweise aus einem motorisch getriebenen, rotierenden Polygonspiegelrad mit mehreren identischen Spiegelflächen. Die Sendelichtstrahlen und Empfangslichtstrahlen werden jeweils über dieselbe Spiegelfläche abgelenkt. Durch die Rotationsbewegung des Polygonspiegelrads werden innerhalb einer Abtastperiode die Sendelichtstrahlen über die gesamte Breite der jeweiligen Spiegelfläche geführt.Especially the optoelectronic device can be designed as a barcode reader be, which serves for the detection of barcodes. The deflection unit then preferably consists of a motor-driven, rotating Polygon mirror wheel with several identical mirror surfaces. The transmitted light rays and receiving light beams are respectively deflected over the same mirror surface. By the rotational movement of the polygon mirror wheel are within a Scanning period the transmitted light beams over the entire width of respective mirror surface guided.

Zur Synchronisation derartiger Ablenkeinheiten wird innerhalb jeweils einer Abtastperiode wenigstens ein Synchronisationssignal benötigt, um die Abtastbewegung der Ablenkeinheit in geeigneter Weise zu synchronisieren. Insbesondere werden derartige Synchronisationssignale dazu benötigt, um die periodische Auswertung der am Empfänger anstehenden Empfangssignale in geeigneter Weise zu takten.to Synchronization of such deflectors is within each a sampling period requires at least one synchronization signal to to synchronize the scanning movement of the deflection unit in a suitable manner. In particular, such synchronization signals are required to the periodic evaluation of the received signals present at the receiver to clock in a suitable manner.

Bei bekannten optoelektronischen Vorrichtungen, insbesondere bei Barcodelesegeräten, ist zur Erzeugung des Synchronisationssignals ein separates Sensorsystem vorgesehen. Typischerweise besteht das Sensorsystem aus einer Reflexionslichtschranke mit einem separaten Sendeelement sowie einem Empfangselement. Mit dieser Reflexionslichtschranke wird die Ablenkeinheit abgetastet, wobei vorzugsweise pro Periode die Ablenkeinheit jeweils genau einmal derart ausgerichtet ist, dass das vom Sendeelement emittierte Sendelicht über die Ablenkeinheit zum Empfangselement geführt ist, so dass an dessen Ausgang das Synchronisationssignal generiert wird.at known optoelectronic devices, in particular barcode readers, is the Generation of the synchronization signal a separate sensor system intended. Typically, the sensor system consists of a reflection light barrier with a separate transmitting element and a receiving element. With this reflection light barrier is scanned the deflection unit, preferably in each period, the deflection unit exactly once is aligned such that emitted by the transmitting element transmitted light on the Deflection unit is guided to the receiving element, so that at the Output the synchronization signal is generated.

Nachteilig hierbei ist, dass ein derartiges Sensorsystem einen beträchtlichen konstruktiven Aufwand mit sich bringt.adversely Here it is that such a sensor system a considerable constructive effort brings with it.

Zudem müssen die Komponenten der Reflexionslichtschranke relativ zueinander justiert werden, was die Montagezeit der optoelektronischen Vorrichtung erhöht.moreover have to the components of the reflection sensor are adjusted relative to each other which increases the assembly time of the optoelectronic device.

Schließlich beansprucht ein derartiges Sensorsystem unerwünscht viel Platz, so dass die Baugröße der optoelektronischen Vorrichtung relativ groß ist.Finally claimed such a sensor system undesirably much space, so that the size of the optoelectronic Device is relatively large.

Aus der DE 101 01 985 A1 ist eine gattungsgemäße optoelektronische Vorrichtung bekannt, bei welcher zur Generierung wenigstens eines Synchronisationssignals während jeder Abtastperiode in einer vorgegebenen Ablenkposition der über die Ablenkeinheit zum Austrittsfenster geführten Sendelichtstrahlen wenigstens ein Teil der vom Austrittsfenster zurückreflektierten Sendelichtstrahlen auf ein Empfangselement geführt ist. Durch eine Schwellwertbewertung des am Ausgang des Empfangselements generierten Empfangssignals wird das Synchronisationssignal gebildet.From the DE 101 01 985 A1 a generic optoelectronic device is known in which for generating at least one synchronization signal during each scanning period in a predetermined deflection of guided over the deflection unit to the exit window transmitted light beams at least a portion of the reflected back from the exit window transmitted light beams is guided on a receiving element. By a threshold value of the received signal generated at the output of the receiving element, the synchronization signal is formed.

Vorteilhaft hierbei ist, dass zur Generierung des Synchronisationssignals die vom Sender emittierten Sendelichtstrahlen verwendet werden können, welche auch zur Erfassung der Gegenstände im Abtastbereich dienen.Advantageous In this case, that for generating the synchronization signal, the emitted by the transmitter emitted light beams can be used, which also for the detection of objects serve in the scanning area.

Nachteilig bei dieser Anordnung ist jedoch, dass das zur Generierung des Synchronisationssignals vom Austrittsfenster zurückgestreute Sendelicht nur einen kleinen Teil der vom Sender emittierten Lichtmenge bildet. Die Lichtmenge des auf das Empfangselement zurückgestreuten Sendelichts ist dabei abhängig von der Oberflächenbeschaffenheit des Austrittsfensters. Dementsprechend variiert die auf das Empfangselement zurückgestreute Lichtmenge bei auftretenden Verschmutzungen des Austrittsfensters. Durch die dadurch bedingte Änderung der Signalform des Ausgangssignals des Empfangselements wird auch eine unerwünschte Schwankung des Synchronisationssignals erhalten, welches durch die Schwellwertbewertung des Ausgangssignals erhalten wird.adversely in this arrangement, however, that is for generating the synchronization signal backscattered from the exit window Transmitted light only a small part of the amount of light emitted by the transmitter forms. The amount of light of the backscattered on the receiving element Transmission light is dependent from the surface texture the exit window. Accordingly, it varies to the receiving element backscattered Amount of light in the event of contamination of the exit window. Due to the resulting change the waveform of the output signal of the receiving element is also an undesirable Fluctuation of the synchronization signal obtained by the Threshold evaluation of the output signal is obtained.

In der DE 100 36 856 A1 ist eine Abtasteinrichtung beschrieben, welche ein Polygenspiegelrad zur periodischen Ablenkung von Sendelichtstrahlen aufweist. Mit der Abtasteinrichtung wird innerhalb eines vorgegebenen Abtastbereichs eine Fotoleitertrommel abgetastet. Außerhalb des Abtastbereichs werden die Sendelichtstrahlen auf einen Strahldetektor geführt, dessen Ausgangssignal zur Generierung eines Synchronisationssignals verwendet wird.In the DE 100 36 856 A1 a scanning device is described which has a Polygenspiegelrad for periodic deflection of transmitted light beams. With the scanning device, a photoconductor drum is scanned within a predetermined scanning range. Outside the scanning range, the transmitted light beams are fed to a beam detector whose output signal is used to generate a synchronization signal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine optoelektronische Vorrichtung mit möglichst geringem baulichen Aufwand ein Synchronisationssignal für die mit der Ablenkeinheit durchgeführte Ablenkbewegung der Sendelichtstrahlen zu generieren.The invention is based on the object for an optoelectronic device with ge as possible ringem constructional effort to generate a synchronization signal for the performed with the deflection of the deflection movement of the transmitted light beams.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.to solution This object, the features of claim 1 are provided. advantageous embodiments and appropriate training The invention are described in the subclaims.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung besteht darin, dass zur Generierung des Synchronisationssignals eine Empfangselementanordnung mit mehreren, bevorzugt zwei in Abtastrichtung der Sendelichtstrahlen hintereinander angeordneten Empfangselemente eingesetzt wird. Dabei sind die Empfangselemente derart beabstandet, dass deren Ausgangssignale, die durch die auftreffenden Sendelichtstrahlen generiert werden, teilweise überlagert sind.One significant advantage of the optoelectronic device according to the invention is that for generating the synchronization signal, a receiving element arrangement with several, preferably two in the scanning direction of the transmitted light beams one behind the other arranged receiving elements is used. The receiving elements are such spaced that their output signals by the impinging Transmitted light beams are generated, are partially superimposed.

Zur periodischen Generierung der Synchronisationssignale wird dann die Differenz der Ausgangssignale gebildet, wobei die Nulldurchgänge dieser Differenz das Synchronisationssignal bilden.to periodic generation of the synchronization signals is then the Difference of the output signals formed, the zero crossings this Difference form the synchronization signal.

Die so gebildeten Synchronisationssignale sind unempfindlich gegen Amplitudenschwankungen der Ausgangssignale der einzelnen Empfangselemente. Damit werden unerwünschte Schwankungen der Synchronisationssignale aufgrund von Bauteiltoleranzen einerseits oder auch andererseits durch externe Störeinflüsse wie Fremdlichteinstrahlungen weitgehend vermieden. Somit wird eine exakte und störungssichere Generierung von Synchronisationssignalen gewährleistet. Weiterhin ist vorteilhaft, dass die erfindungsgemäße Generierung von Synchronisationssignalen mit einem geringen konstruktiven Aufwand realisiert werden kann.The thus formed synchronization signals are insensitive to amplitude fluctuations of Output signals of the individual receiving elements. This will cause unwanted fluctuations in the Synchronization signals due to component tolerances on the one hand or on the other hand by external disturbances such as external light irradiation largely avoided. Thus, an accurate and trouble-free generation of Ensures synchronization signals. Furthermore, it is advantageous that the generation according to the invention Synchronization signals with a low design cost can be realized.

Besonders vorteilhaft ist, dass zur Erzeugung der Ausgangssignale, aus deren Differenz das jeweilige Synchronisationssignal abgeleitet wird, zwei Empfangselemente eingesetzt werden. Der zeitliche Versatz der Ausgangssignale kann bei gegebener Abtastgeschwindigkeit ein einfach und exakt durch den Abstand der Empfangselemente zueinander vorgegeben werden.Especially It is advantageous that for generating the output signals from the Difference the respective synchronization signal is derived, two Receiving elements are used. The temporal offset of the output signals can at a given scan speed a simple and accurate by the distance of the receiving elements to each other can be specified.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung besteht darin, dass die vom Sender emittierten und an der Ablenkeinheit umgelenkten Sendelichtstrahlen die außerhalb des Abtastbereichs angeordnete Empfangselementanordnung direkt beaufschlagen, so dass auf die Empfangselementanordnung eine definierte Lichtmenge zur Generierung des Synchronisationssignals geführt ist.One Another significant advantage of the optoelectronic device according to the invention is that emitted by the transmitter and at the deflection unit deflected transmitted light rays outside the scanning range arranged directly applied receiving element array, so that to the receiving element array a defined amount of light to Generation of the synchronization signal is performed.

Vorteilhafterweise durchsetzen die in den Abtastbereich geführten Sendelichtstrahlen ein Austrittsfenster in dem Gehäuse der optoelektronischen Vorrichtung. Die Empfangselementanordnung ist dann bevorzugt in dem an das Austrittsfenster angrenzenden Randbereich des Gehäuses installiert, so dass zu Beginn oder am Ende einer periodischen Abtastung die Sendelichtstrahlen über die Empfangselementanordnung geführt sind. Durch die bekannte Position der Empfangselementanordnung zum Austrittsfenster ist ein eindeutiger Bezug der Empfangselementanordnung relativ zum Abtastbereich gegeben.advantageously, enforce the guided in the scanning range transmitted light beams Exit window in the housing the optoelectronic device. The receiving element arrangement is then preferred in the edge region adjacent to the exit window of the housing installed so that at the beginning or end of a periodic scan the transmitted light beams over guided the receiving element arrangement are. Due to the known position of the receiving element arrangement for Exit window is a clear reference of the receiving element arrangement given relative to the scanning area.

Die Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The The invention will be explained below with reference to the drawings. It demonstrate:

1: Schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung. 1 : Schematic representation of an embodiment of the optoelectronic device according to the invention.

2: Zeitdiagramm der Ausgangssignale der Empfangselementanordnung der optoelektronischen Vorrichtung gemäß 1. 2 : Time diagram of the output signals of the receiving element arrangement of the optoelectronic device according to 1 ,

3: Zeitdiagramme der Differenzen der Ausgangssignale der Empfangselementanordnung zur Generierung eines Synchronisationssignals. 3 : Time diagrams of the differences of the output signals of the receiving element arrangement for generating a synchronization signal.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Vorrichtung 1 zum Erfassen von Gegenständen innerhalb eines Abtastbereichs. 1 shows an embodiment of an optoelectronic device 1 for detecting objects within a scanning area.

Prinzipiell kann die optoelektronische Vorrichtung 1 als Distanzmessvorrichtung oder dergleichen ausgebildet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die optoelektronische Vorrichtung 1 als Barcodelesegerät ausgebildet, welches zum Erfassen von definierten Kontrastmustern aufweisenden Marken dient.In principle, the optoelectronic device 1 be designed as a distance measuring device or the like. In the present embodiment, the optoelectronic device 1 designed as a bar code reader, which serves for detecting defined contrast patterns having marks.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Marken von Barcodes 2 gebildet, welche eine Folge von hellen und dunklen Linienelementen aufweisen. Vorzugsweise bestehen die Linienelemente aus einer Folge von schwarzen und weißen Linienelementen.In the present embodiment, the marks are barcodes 2 formed, which have a sequence of light and dark line elements. Preferably, the line elements consist of a series of black and white line elements.

Die Barcodes 2 werden innerhalb eines Abtastbereichs von der optoelektronischen Vorrichtung 1 periodisch abgetastet.The barcodes 2 are within a scanning range of the optoelectronic device 1 sampled periodically.

Hierzu weist die optoelektronische Vorrichtung 1 einen Sendelichtstrahlen 3 emittierenden Sender 4 und einen Empfangslichtstrahlen 5 empfangenden Empfänger 6 auf.For this purpose, the optoelectronic device 1 a transmitted light rays 3 emissive transmitter 4 and a receiving light beam 5 receiving recipient 6 on.

Der Sender 4 und der Empfänger 6 sind wie die übrigen elektrischen und optischen Komponenten der optoelektronischen Vorrichtung 1 in einem gemeinsamen Gehäuse 7 integriert.The transmitter 4 and the receiver 6 are like the other electrical and optical components of the optoelectronic device 1 in a ge common case 7 integrated.

Der Sender 4 ist vorzugsweise von einer Laserdiode gebildet, der Empfänger 6 besteht aus einer Fotodiode oder dergleichen.The transmitter 4 is preferably formed by a laser diode, the receiver 6 consists of a photodiode or the like.

Der Sender 4 und der Empfänger 6 sind an eine nicht dargestellte Auswerteeinheit angeschlossen. Die Auswerteeinheit ist von einem Mikrocontroller oder dergleichen gebildet.The transmitter 4 and the receiver 6 are connected to an evaluation unit, not shown. The evaluation unit is formed by a microcontroller or the like.

Zur Erfassung der Barcodes 2 werden die Sendelichtstrahlen 3 periodisch innerhalb des Abtastbereichs geführt. Hierzu ist eine Ablenkeinheit vorgesehen, über welche sowohl die Sendelichtstrahlen 3 als auch die Empfangslichtstrahlen 5 geführt sind.To capture the barcodes 2 become the transmitted light rays 3 periodically guided within the scanning range. For this purpose, a deflection unit is provided, via which both the transmitted light beams 3 as well as the received light beams 5 are guided.

Die Ablenkeinheit ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel von einem motorisch getriebenen, rotierenden Polygonspiegelrad 8 gebildet. Das Polygonspiegelrad 8 weist mehrere identische Spiegelflächen 9 auf, wobei im vorliegenden Beispiel acht derartiger Spiegelflächen 9 vorgesehen sind.The deflection unit is in the present embodiment of a motor-driven, rotating Polygonspiegelrad 8th educated. The polygon mirror wheel 8th has several identical mirror surfaces 9 on, in the present example, eight such mirror surfaces 9 are provided.

Die Sende- 3 und Empfangslichtstrahlen 5 werden jeweils über dieselbe Spiegelfläche 9 des Polygonspiegelrads 8 geführt. Dabei verlaufen die Strahlachsen der auf das Polygonspiegelrad 8 auftreffenden Sendelichtstrahlen 3 und die am Polygonspiegelrad 8 reflektierten Empfangslichtstrahlen 5 koaxial zueinander. Die koaxiale Strahlführung der Sende- 3 und Empfangslichtstrahlen 5 in diesem Bereich wird beispielsweise mittels eines Hohlspiegels 10, der wie in 1 dargestellt die Sendelichtstrahlen 3 und die Empfangslichtstrahlen 5 ablenkt, erreicht.The transmission 3 and receiving light beams 5 each have the same mirror surface 9 of the polygon mirror wheel 8th guided. The beam axes of the run on the polygon mirror 8th incident transmitted light rays 3 and those on the polygon mirror wheel 8th reflected received light beams 5 coaxial with each other. The coaxial beam guidance of the transmitting 3 and receiving light beams 5 in this area, for example, by means of a concave mirror 10 who like in 1 represented the transmitted light rays 3 and the received light beams 5 distracts, reaches.

Der Sender 4, der Empfänger 6 und das Polygonspiegelrad 8 sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, wobei die Spiegelflächen 9 vertikal zu dieser Ebene angeordnet sind. Die Sende- 3 und Empfangslichtstrahlen 5 sind damit ebenfalls in dieser Ebene geführt. Die Drehachse des Polygonspiegelrads 8 verläuft senkrecht zu dieser Ebene.The transmitter 4 , the recipient 6 and the polygon mirror wheel 8th are arranged in a common plane, wherein the mirror surfaces 9 are arranged vertically to this plane. The transmission 3 and receiving light beams 5 are thus also in this level. The axis of rotation of the polygon mirror wheel 8th runs perpendicular to this plane.

Durch die Drehbewegung des Polygonspiegelrads 8 werden die Sendelichtstrahlen 3 periodisch innerhalb eines Winkelbereichs α abgelenkt. Die Größe des Winkelbereichs α ist durch die Anzahl der Spiegelflächen 9 des Polygonspiegelrads 8 vorgegeben.By the rotation of the polygon mirror wheel 8th become the transmitted light rays 3 periodically deflected within an angular range α. The size of the angle range α is determined by the number of mirror surfaces 9 of the polygon mirror wheel 8th specified.

Die Dauer einer Periode, innerhalb derer die Sendelichtstrahlen 3 den Winkelbereich α überstreichen, ist durch die Drehgeschwindigkeit des Polygonspiegelrads 9 bestimmt.The duration of a period within which the transmitted light beams 3 The angle range α is crossed by the rotational speed of the polygon mirror wheel 9 certainly.

Wie aus 1 ersichtlich, ist in der Frontwand ein Austrittsfenster 11 integriert, durch welches die Sendelichtstrahlen 3 und Empfangslichtstrahlen 5 zur Erfassung des Barcodes 2 geführt sind. Die Größe des Austrittsfensters 11 bestimmt die Größe des Abtastbereichs.How out 1 can be seen, in the front wall, an exit window 11 integrated, through which the transmitted light beams 3 and receiving light beams 5 to capture the barcode 2 are guided. The size of the exit window 11 determines the size of the scanning area.

Wie aus 1 ersichtlich, werden nur die innerhalb des Winkelbereichs β abgelenkten Sendelichtstrahlen 3, welcher etwas kleiner als der Winkelbereich α ist, durch das Austrittsfenster 11 innerhalb des Abtastbereichs geführt. Die Sendelichtstrahlen 3 in dem an den Winkelbereich β anschließenden Winkelbereichen werden auf die das Austrittsfenster 11 begrenzenden Segmente des Gehäuses 7 geführt. Der Winkelbereich β definiert somit den Abtastbereich der optoelektronischen Vorrichtung. Die Zeitdauer, innerhalb derer die Sendelichtstrahlen 3 einmal am Winkelbereich β überstreichen, wird im Folgenden Abtastperiode genannt. Diese Abtastperiode ist etwas kürzer als die Periode, innerhalb derer die Sendelichtstrahlen 3 den Winkelbereich α überstreichen.How out 1 can be seen, only the deflected within the angular range β transmitted light beams 3 , which is slightly smaller than the angular range α, through the exit window 11 guided within the scanning range. The transmitted light rays 3 in the angular regions following the angle range β are on the exit window 11 limiting segments of the housing 7 guided. The angular range β thus defines the scanning range of the optoelectronic device. The length of time within which the transmitted light beams 3 once sweep the angle range β, is called a sampling period in the following. This sampling period is slightly shorter than the period within which the transmitted light beams 3 cover the angle range α.

Mit den Sendelichtstrahlen 3 wird ein im Abtastbereich 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 Empfangssignale am Ausgang des Empfängers 6 anstehenden, durch die Empfangslichtstrahlen 5 generierten Empfangssignale eine entsprechende Amplitudenmodulation auf. Diese Amplitudenmodulation der Empfangssignale wird in der Auswerteeinheit zur Dekodierung des jeweiligen Barcodes 2 ausgewertet.With the transmitted light rays 3 becomes a barcode located in the scanning area 2 sampled periodically. The at the barcode 2 reflected received light beams 5 point according to the pattern of the barcode line elements 2 an amplitude modulation on. Accordingly, also have the received signals at the output of the receiver 6 pending, by the received light beams 5 generated receive signals on a corresponding amplitude modulation. This amplitude modulation of the received signals is in the evaluation unit for decoding the respective barcode 2 evaluated.

Dabei werden in der Auswerteeinheit jeweils die während einer Abtastperiode registrierten Empfangssignale zusammen ausgewertet.there are in the evaluation respectively registered during a sampling period Receive signals evaluated together.

Damit die während der Abtastung des Barcodes 2 registrierten Empfangssignale eindeutig den einzelnen Abtastperioden zugeordnet werden können, ist ein Synchronisationssignal erforderlich.So that during the scanning of the barcode 2 Registered received signals can be clearly assigned to the individual sampling periods, a synchronization signal is required.

Dieses Synchronisationssignal wird während jeder Periode in jeweils derselben Winkelstellung der Spiegelfläche 9, über welche die Sendelichtstrahlen 3 während der jeweiligen Periode geführt sind, generiert. Anhand dieses Synchronisationssignals ist feststellbar, wann eine Periode bzw. eine Abtastperiode beginnt, bzw. wann diese Periode oder Abtastperiode endet. Daher wird das Synchronisationssignal typischerweise als „End of Scan"-(EOS)-Signal bezeichnet. Dabei muss das EOS-Signal jedoch nicht zwingend exakt am Ende einer Periode generiert werden.This synchronization signal is in each case in the same angular position of the mirror surface during each period 9 over which the transmitted light rays 3 generated during the respective period generated. On the basis of this synchronization signal it can be determined when a period or a sampling period begins or when this period or sampling period ends. Therefore, the synchronization signal is typically referred to as the "End of Scan" (EOS) signal, but the EOS signal need not necessarily be generated exactly at the end of a period.

Zur Generierung der Synchronisationssignale ist eine Empfangselementanordnung 12 vorgesehen, welche in dem an das Austrittsfenster angrenzenden Randbereich an der Innenseite des Gehäuses fixiert und an die Auswerteeinheit angeschlossen ist. Die Empfangselementanordnung 12 ist dabei innerhalb des Winkelbereichs α, jedoch außerhalb des den Abtastbereich definierenden Winkelbereichs angeordnet. Damit wird die Empfangselementanordnung 12 zu definierten, konstanten Zeiten innerhalb einer Periode direkt von den an der Ablenkeinheit reflektierten Sendelichtstrahlen 3 zur Generierung von Synchronisationssignalen beaufschlagt.To generate the synchronization signals is a receiving element arrangement 12 provided, which is fixed in the adjoining the exit window edge region on the inside of the housing and connected to the evaluation unit is. The receiving element arrangement 12 is arranged within the angular range α, but outside of the scanning range defining angle range. This is the receiving element arrangement 12 at defined, constant times within a period directly from the transmitted light rays reflected at the deflection unit 3 for generating synchronization signals acted upon.

Die Empfangselementanordnung 12 besteht im vorliegenden Fall aus zwei in definiertem Abstand zueinander angeordneten Empfangselementen 13, 14. Die Empfangselemente 13, 14 bestehen vorzugsweise aus auf einem Chip angeordneten Fotoelementen. Die Empfangselementanordnung 12 ist derart innerhalb der optoelektronischen Vorrichtung 1 orientiert, dass die Empfangselemente 13, 14 in Abtastrichtung der Sendelichtstrahlen 3 hintereinander liegen. Damit werden die Empfangselemente 13, 14 in einem vorgegebenen zeitlichen Abstand nacheinander mit den Sendelichtstrahlen 3 beaufschlagt. Der Abstand der Empfangselemente 13, 14 zueinander ist dabei so dimensioniert, dass die durch die Sendelichtstrahlen 3 generierten Ausgangssignale teilweise überlagert sind.The receiving element arrangement 12 consists in the present case of two receiving elements arranged at a defined distance from each other 13 . 14 , The reception elements 13 . 14 preferably consist of on a chip arranged photo elements. The receiving element arrangement 12 is so within the optoelectronic device 1 oriented that the receiving elements 13 . 14 in the scanning direction of the transmitted light beams 3 lie one behind the other. This will be the receiving elements 13 . 14 in a predetermined time interval successively with the transmitted light beams 3 applied. The distance of the receiving elements 13 . 14 each other is dimensioned so that by the transmitted light beams 3 generated output signals are partially superimposed.

Der zeitliche Verlauf der Ausgangssignale ist schematisch in 2 dargestellt. Das Zeitintervall zwischen 0 und T definiert die Dauer einer Periode, innerhalb derer die Sendelichtstrahlen 3 einmal den Winkelbereich α überstreichen. Das Zeitintervall zwischen t1 und t2 definiert die Dauer einer Abtastperiode, innerhalb derer die Sendelichtstrahlen 3 den Winkelbereich β überstreichen. Am Ende einer Periode, im Zeitintervall zwischen t2 und T, treffen die Sendelichtstrahlen 3 auf die Empfangselemente 13, 14 und generieren dort die Ausgangssignale, die in 2 mit A1 und A2 bezeichnet sind.The time profile of the output signals is shown schematically in FIG 2 shown. The time interval between 0 and T defines the duration of a period within which the transmitted light beams 3 once over the angle range α. The time interval between t 1 and t 2 defines the duration of a sampling period within which the transmitted light beams 3 cover the angle range β. At the end of a period, in the time interval between t 2 and T, the transmitted light beams strike 3 on the receiving elements 13 . 14 and generate there the output signals in 2 are denoted by A 1 and A 2 .

Zur Generierung des Synchronisationssignals wird in der Auswerteeinheit die Differenz der Ausgangssignale der Empfangselemente 13, 14 gebildet. Prinzipiell kann zur Differenzbildung der Ausgangssignale auch ein separates Subtrahierglied eingesetzt werden.To generate the synchronization signal, the difference between the output signals of the receiving elements in the evaluation unit 13 . 14 educated. In principle, a separate subtracting element can also be used to form the difference between the output signals.

Die Differenz der Ausgangssignale ist in 3 für unterschiedliche Strahldurchmesser der Sendelichtstrahlen 3 dargestellt. Je kleiner der Strahldurchmesser der Sendelichtstrahlen 3 desto höher ist der Anteil der auf die einzelnen Empfangselemente 13, 14 auftreffenden Sendelichtstrahlen 3 und desto höher sind die Amplituden der Ausgangssignale.The difference of the output signals is in 3 for different beam diameters of the transmitted light beams 3 shown. The smaller the beam diameter of the transmitted light beams 3 the higher the proportion of the individual receiving elements 13 . 14 incident transmitted light rays 3 and the higher are the amplitudes of the output signals.

Wie aus 3 ersichtlich, bleibt der Nulldurchgang der Differenz der Ausgangssignale bei Variation der Strahldurchmesser der Sendelichtstrahlen 3 und damit bei Variation der auf die Empfangselemente 13, 14 auftreffenden Sendelichtstrahlen 3 unverändert.How out 3 As can be seen, the zero crossing of the difference of the output signals remains with variation of the beam diameter of the transmitted light beams 3 and thus with variation of the on the receiving elements 13 . 14 incident transmitted light rays 3 unchanged.

Damit wird als Synchronisationssignal der Nulldurchgang der Differenz der Ausgangssignale als Synchronisationssignal bestimmt. Dieses Synchronisationssignal ist weitgehend unabhängig von Amplitudenschwankungen der Ausgangssignale und liefert somit einen exakten und reproduzierbaren Bezugspunkt für die einzelnen Abtastungen.In order to is the synchronization signal as the zero crossing of the difference the output signals determined as a synchronization signal. This Synchronization signal is largely independent of amplitude fluctuations the output signals and thus provides an exact and reproducible Reference point for the individual samples.

Prinzipiell kann eines der Ausgangssignale der Empfangselemente 13, 14 in der Auswerteeinheit auch mit einem Gewichtungsfaktor skaliert werden, bevor die Differenz der Ausgangssignale gebildet wird. Damit kann durch Veränderung des Gewichtungsfaktors die Lage des Nulldurchgangs und damit das Synchronisationssignal auf einfache Weise variiert werden.In principle, one of the output signals of the receiving elements 13 . 14 in the evaluation unit are also scaled with a weighting factor before the difference of the output signals is formed. Thus, the position of the zero crossing and thus the synchronization signal can be varied in a simple manner by changing the weighting factor.

11
Optoelektronische VorrichtungOptoelectronic contraption
22
Barcodebarcode
33
SendelichtstrahlenTransmitted light beams
44
Sendertransmitter
55
EmpfangslichtstrahlenReceiving light rays
66
Empfängerreceiver
77
Gehäusecasing
88th
Polygonspiegelradpolygonal
99
Spiegelflächenmirror surfaces
1010
Hohlspiegelconcave mirror
1111
Austrittsfensterexit window
1212
EmpfangselementanordnungReceiving element array
1313
Empfangselementreceiving element
1414
Empfangselementreceiving element

Claims (8)

Optoelektronische Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen innerhalb eines Abtastbereichs, mit einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender, einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger und einer Ablenkeinheit, mittels derer die Sendelichtstrahlen periodisch abgelenkt und innerhalb des Abtastbereichs geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass während jeder Periode die Sendelichtstrahlen (3) von der Ablenkeinheit direkt auf eine außerhalb des Abtastbereichs angeordnete Empfangselementanordnung (12) geführt sind, welche zwei in Abtastrichtung der Sendelichtstrahlen (3) hintereinander angeordnete Empfangselemente (13, 14) aufweist, deren Abstand so gewählt ist, dass deren Ausgangssignale überlagert sind, und dass zur Bildung eines Synchronisationssignals die Differenz der Ausgangssignale der Empfangselemente (13, 14) gebildet wird.An optoelectronic device for detecting objects within a scanning region, comprising a transmitting light beam emitting transmitter, a receiving light beam receiving receiver and a deflection unit, by means of which the transmitted light beams are periodically deflected and guided within the scanning region, characterized in that during each period the transmitted light beams ( 3 ) from the deflection unit directly onto a receiving element arrangement arranged outside the scanning area ( 12 ), which two in the scanning direction of the transmitted light beams ( 3 ) receiving elements arranged one behind the other ( 13 . 14 ) whose spacing is selected so that their output signals are superimposed, and that for forming a synchronization signal, the difference of the output signals of the receiving elements ( 13 . 14 ) is formed. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale der Empfangselemente (13, 14) mit einstellbaren Gewichtungsfaktoren gewichtet sind, und dass aus den gewichteten Ausgangssignalen die Differenz gebildet wird.Optoelectronic device according to claim 1, characterized in that the output signals of the receiving elements ( 13 . 14 ) with adjustable ba Weighting factors are weighted, and that the difference is formed from the weighted output signals. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Generierung der Synchronisationssignale die Nulldurchgänge der Differenz der Ausgangssignale ermittelt werden.Optoelectronic device according to one of claims 1 or 2, characterized in that for generating the synchronization signals the zero crossings the difference of the output signals are determined. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Abtastbereich geführten Sendelichtstrahlen (3) ein in einem Gehäuse (7) integriertes Austrittsfenster (11) durchsetzen.Optoelectronic device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the guided in the scanning range transmitted light beams ( 3 ) in a housing ( 7 ) integrated exit window ( 11 ) push through. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangselementanordnung (12) in dem das Austrittsfenster (11) anschließenden Randbereich des Gehäuses (7) angeordnet ist.Optoelectronic device according to claim 4, characterized in that the receiving element arrangement ( 12 ) in which the exit window ( 11 ) adjoining edge region of the housing ( 7 ) is arranged. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieses als Barcodelesegerät zur Detektion von Barcodes (2) ausgebildet ist.Optoelectronic device according to one of claims 1 to 5, characterized in that this as a barcode reader for the detection of barcodes ( 2 ) is trained. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkeinheit von einem motorisch getriebenen, rotierenden Polygonspiegelrad (8) mit mehreren identischen Spiegelflächen (9) gebildet ist, wobei innerhalb einer Periode die Sendelichtstrahlen (3) jeweils über eine Spiegelfläche (9) geführt und von dort in Richtung des Austrittsfensters (11) reflektiert werden.Optoelectronic device according to claim 6, characterized in that the deflection unit of a motor-driven, rotating Polygonspiegelrad ( 8th ) with several identical mirror surfaces ( 9 ), wherein within one period the transmitted light beams ( 3 ) each have a mirror surface ( 9 ) and from there in the direction of the exit window ( 11 ) are reflected. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (4), das Polygonspiegelrad (8) und die Empfangselemente (13, 14) in einer Ebene angeordnet sind, in welcher die vom Polygonspiegelrad (8) über das Austrittsfenster (11) zum Empfangselement (13, 14) geführten Sendelichtstrahlen (3) verlaufen.Optoelectronic device according to claim 7, characterized in that the transmitter ( 4 ), the polygon mirror wheel ( 8th ) and the receiving elements ( 13 . 14 ) are arranged in a plane in which the from the Polygonspiegelrad ( 8th ) over the exit window ( 11 ) to the receiving element ( 13 . 14 ) guided transmitted light beams ( 3 ).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10036856A1 (en) * 1999-07-29 2001-03-29 Asahi Optical Co Ltd Synchronizing signal detection procedure of multi-beam optical scanning instrument, involves dividing output of laser beam receiving element for every frequency, by modulating each laser beam at different frequency
DE10101985A1 (en) * 2001-01-18 2002-08-08 Leuze Electronic Gmbh & Co Optoelectronic arrangement feeds at least some of light reflected back from outlet window to receiver element whose resulting signal forms deflection synchronizing signal

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