DE102014214298B4 - Data storage for product markings - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum optischen Auslesen von Daten aus einem Hologramm (3), indem eine Abtastscheibe (7) mit einer Rekonstruktionsseite (7a) und einer Detektorseite (7b) rotiert wird undaus dem Hologramm (3) eine holographische Rekonstruktion mit voneinander beabstandet angeordneten Bits auf der Rekonstruktionsseite (7a) der Abtastscheibe (7) abgebildet wird,die Abtastscheibe (7) zum Abtasten der Bits einen in einer radialen Richtung der Abtastscheibe (7) länglich ausgebildeten streifenförmigen optischen Bereich (30) aufweist, wobeider optische Bereich (30) transmittierend ausgebildet ist und zwischen der Rekonstruktionsseite (7a) und der Detektorseite (7b) angeordnet ist und ein Detektor auf der Detektorseite (7b) angeordnet ist, oder wobei der optische Bereich (30) reflektierend ausgebildet ist und auf der Rekonstruktionsseite (7a) angeordnet ist und ein Detektor (9) auf der Rekonstruktionsseite (7a) angeordnet ist,der optische Bereich (30) die rekonstruierten Bits während der Rotationsbewegung der Abtastscheibe (7) nacheinander einzeln erfasst unddie rekonstruierten Bits auf einen Detektor (9) leitet unddie erfassten Bits ausgewertet werden.Method for optically reading out data from a hologram (3) by rotating a scanning disc (7) with a reconstruction side (7a) and a detector side (7b) and from the hologram (3) a holographic reconstruction with bits spaced apart from one another on the reconstruction side (7a) of the scanning disc (7), the scanning disc (7) for scanning the bits has a strip-shaped optical area (30) elongated in a radial direction of the scanning disc (7), the optical area (30) being designed to be transmissive and is arranged between the reconstruction side (7a) and the detector side (7b) and a detector is arranged on the detector side (7b), or wherein the optical region (30) is reflective and is arranged on the reconstruction side (7a) and a detector ( 9) is arranged on the reconstruction side (7a), the optical area (30) the reconstructed bits during the rotational movement The scanning disc (7) is recorded one after the other and the reconstructed bits are sent to a detector (9) and the recorded bits are evaluated.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum optischen Auslesen von Daten aus einem Hologramm und eine Anordnung mit einem Produkt mit einem Hologramm und mit einem Lesegerät.The invention relates to a method for optically reading out data from a hologram and to an arrangement with a product with a hologram and with a reader.
Produktmarkierungssysteme kommen heutzutage in unterschiedlichster Form zum Einsatz. Am weitesten verbreitet sind sie in Form von
Derartige optische Produktmarkierungssysteme bestehen aus einem Datenträger und einem Lesegerät und haben gemeinsam, dass der Datenträger bzw. das Produkt mit dem darauf befindlichen Datenträger und das Lesegerät keine prinzipielle mechanische Verbindung aufweisen und nur für den Leseprozess zusammengeführt werden. Abhängig von der Ausgestaltung der Anwendung können dabei Abweichungen vom Idealzustand der Positionierung zwischen Produkt und Lesegerät in allen drei Raumrichtungen, in allen Rotationsrichtungen auftreten. Weiterhin lässt sich allgemein feststellen, dass ein Lesegerät umso komplexer gestaltet werden muss, je genauer Position und Winkel des Datenträgers an das Lesegerät zueinander während des Lesevorganges eingehalten werden müssen. Typischerweise korreliert die Komplexität eines Gerätes mit seinen Herstellungskosten.Such optical product marking systems consist of a data carrier and a reading device and have in common that the data carrier or the product with the data carrier and the reading device on it do not have any mechanical connection and are only brought together for the reading process. Depending on the design of the application, deviations from the ideal position of the product and reader can occur in all three spatial directions and in all rotational directions. Furthermore, it can generally be stated that a reading device must be designed to be more complex, the more precise the position and angle of the data carrier on the reading device to one another must be maintained during the reading process. The complexity of a device typically correlates with its manufacturing costs.
Wenn bei einem ortsfesten Lesegerät eine vollkommene Rotationsfreiheit beim Auslesen des Datenträgers bezüglich einer Produktachse erwünscht ist, sind in der Regel komplexe und damit kostenintensive Lesegeräte erforderlich.If complete freedom of rotation when reading out the data carrier with respect to a product axis is desired in a stationary reading device, complex and therefore costly reading devices are usually required.
Lesegeräte, die vollkommene Rotationsfreiheit bezüglich einer Z-Achse ermöglichen, sind beispielsweise bei CD Playern bekannt, bei denen es egal ist, in welchem Drehwinkel man eine CD in das Lesegerät einlegt.Readers that allow complete freedom of rotation with respect to a Z-axis are known, for example, from CD players in which it does not matter at which angle of rotation a CD is inserted into the reader.
Aus der
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein eingangs genanntes Verfahren zum Auslesen von Daten zur Verfügung zu stellen sowie eine Anordnung, die es ermöglicht, Daten aus dem Datenträger eines Produktes mittels eines Lesegerätes auszulesen, wobei es egal ist, in welchem Drehwinkel das Produkt in das Lesegerät eingelegt ist.It is therefore the object of the present invention to provide a method for reading out data as mentioned at the beginning, as well as an arrangement which makes it possible to read out data from the data carrier of a product by means of a reader, regardless of the angle of rotation of the product the reader is inserted.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Anordnung mit einem Produkt mit einem Hologramm und einem Lesegerät gemäß Anspruch 11 gelöst. Demgemäß wird aus einem als Datenträger dienenden Hologramm eine holographische Rekonstruktion mit voneinander beabstandet angeordneten Bits auf einer Rekonstruktionsseite einer Abtastscheibe abgetastet. Die Abtastscheibe weist einen optischen Bereich zum Abtasten der Bits auf und rotiert, wobei der optische Bereich die Bits nacheinander einzeln erfasst und die erfassten Bits ausgewertet werden. Mit Bit ist im Folgenden ein heller Lichtpunkt gemeint, der durch die holographische Rekonstruktion entsteht und gespeicherte Daten des Hologramms repräsentiert.With regard to the method, the object is achieved by a method according to
Das erfindungsgemäße Verfahren macht von der Idee Gebrauch, in einem Hologramm optisch gespeicherte Daten holographisch auf einer zweidimensionalen Rekonstruktionsebene zu rekonstruieren und durch rotierendes Abtasten der zweidimensionalen holographischen Rekonstruktion die optisch gespeicherten Daten in einer zeitlichen Sequenz darzustellen. Während der Rotationsbewegung der Abtastscheibe werden einzelne Bits der holographischen Rekonstruktion nacheinander erfasst. Bei den Bits handelt es sich vorzugsweise um eine Abfolge von 0- und 1-Bits, die hier auch als Sequenz bezeichnet wird, in der die Daten kodiert sind.The method according to the invention makes use of the idea of holographically reconstructing data stored optically in a hologram on a two-dimensional reconstruction plane and displaying the optically stored data in a temporal sequence by rotating scanning of the two-dimensional holographic reconstruction. During the rotation of the scanning disc, individual bits of the holographic reconstruction are recorded one after the other. The bits are preferably a sequence of 0 and 1 bits, which is also referred to here as a sequence, in which the data are encoded.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Bits der holographischen Rekonstruktion kreissegmentförmig oder kreisförmig auf der Rekonstruktionsseite abgebildet. Der optische Bereich umfasst einen länglichen transmittierenden und/oder reflektierenden Streifen, der das jeweils auf dem Streifen in der holographischen Rekonstruktion rekonstruierte Bit auf den wenigstens einen Detektor leitet, bzw. der Detektor wird auf den Streifen gerichtet. In dem transmittierenden und/oder reflektierenden Streifen wird höchstens genau ein einzelnes Bit detektiert. Bei dem Bit handelt es sich entweder um ein 0-Bit, dessen Detektion darauf beruht, dass kein Signal erfasst wird, oder um ein 1-Bit, dessen Detektion darauf beruht, dass ein Signal erfasst wird.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the bits of the holographic reconstruction are mapped in the form of a segment of a circle or a circle on the reconstruction side. The optical area comprises an elongated transmitting and / or reflecting strip which guides the bit reconstructed on the strip in the holographic reconstruction to the at least one detector, or the detector is directed onto the strip. At most exactly one single bit is detected in the transmitting and / or reflecting strip. The bit is either a 0 bit, the detection of which is based on the fact that no signal is detected, or a 1 bit, the detection of which is based on the detection of a signal.
Durch Rotationsbewegung der Abtastscheibe wird eine in der holographischen Rekonstruktion dargestellte Bitfolge kontinuierlich wiederholt abgetastet. Problematisch ist die Feststellung des Startbits der Sequenz.A bit sequence shown in the holographic reconstruction is continuously and repeatedly scanned by rotating the scanning disk. Determining the start bit of the sequence is problematic.
Es ist vorteilhaft, einen Starttrigger in der holographischen Rekonstruktion zu erzeugen, der während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erkannt wird. Bei dem Starttrigger handelt es sich um eine Markierung innerhalb der holographischen Rekonstruktion, die auch im Hologramm gespeichert ist und die ihre relative Position zur übrigen holographischen Rekonstruktion unabhängig von der Lage des Produktes oder der Drehstellung der Abtastscheibe beibehält. Durch die Detektion des Starttriggers werden ein Startbit und ein Startzeitpunkt festgelegt. Die nach dem Startzeitpunkt detektierten Bits werden in der zeitlichen Reihenfolge ihrer Detektion ausgehend vom Startbit zu der Sequenz angeordnet, und die Sequenz wird beendet, wenn die Abtastscheibe eine vollständige 360°-Rotation durchgeführt hat und der Starttrigger wieder detektiert wird. Bei dem Starttrigger kann es sich um eine holographische Rekonstruktion eines 1-Bits handeln, der radial verschoben zu der kreissegmentförmigen Anordnung der 0- und 1-Bits angeordnet ist und mittels eines weiteren optischen Bereiches, der vom optischen Bereich getrennt ist, unabhängig detektiert wird.It is advantageous to generate a start trigger in the holographic reconstruction which is recognized while the method according to the invention is being carried out. The start trigger is a marking within the holographic reconstruction which is also stored in the hologram and which maintains its position relative to the rest of the holographic reconstruction regardless of the position of the product or the rotational position of the scanning disc. The detection of the start trigger defines a start bit and a start time. The bits detected after the start time are arranged in the chronological order of their detection starting from the start bit to the sequence, and the sequence is ended when the scanning disc has performed a complete 360 ° rotation and the start trigger is detected again. The start trigger can be a holographic reconstruction of a 1-bit which is arranged radially shifted to the circular segment-shaped arrangement of the 0- and 1-bits and which is independently detected by means of a further optical area which is separated from the optical area.
Grundsätzlich ist es auch denkbar, als Starttrigger eine Bitfolge zu wählen, die Teil der Sequenz ist, wodurch jedoch Speicherplatz für die Daten verlorengeht.In principle, it is also conceivable to select a bit sequence as the start trigger that is part of the sequence, but as a result of which storage space for the data is lost.
Vorteilhafterweise werden die rekonstruierten Bits durch das Lesegerät aufgelöst, indem eine Breite des optischen Bereiches in Rotationsrichtung der Breite eines 1-Bits angepasst wird.The reconstructed bits are advantageously resolved by the reading device by adapting a width of the optical area in the direction of rotation to the width of a 1-bit.
Die Sequenz wird in einer Ausführungsform der Erfindung erzeugt, indem die Abtastscheibe auf eine konstante Drehzahl eingestellt wird, wodurch eine Winkelstellung der Abtastscheibe und die Zeit stark korreliert sind. Zu bestimmten Zeitpunkten werden 1-Bits gemessen und dazwischenliegende Zeitpunkte werden, wenn kein Signal detektiert wird, 0-Bits zugeordnet.In one embodiment of the invention, the sequence is generated in that the scanning disc is set to a constant speed, as a result of which an angular position of the scanning disc and the time are strongly correlated. 1-bits are measured at certain times and 0-bits are assigned to intermediate times if no signal is detected.
Um Drehzahlschwankungen der Abtastscheibe und andere störende Einflüsse zu minimieren, werden vorzugsweise entlang eines Außenumfanges der Abtastscheibe Markierungen angeordnet, die während der Rotation erfasst, insbesondere gezählt werden. Dadurch wird ein drehzahlunabhängiges Maß zur Verfügung gestellt, mit dem die Stellung der Abtastscheibe bestimmt werden kann. Die Stellung der Abtastscheibe wird durch die Anzahl der durchlaufenen Markierungen bestimmt. Ein detektiertes Bit wird der zum Detektionszeitpunkt erkannten oder der Anzahl der bis dahin gezählten Markierungen zugeordnet. Die Markierungen werden mit vorgegebenen Zeitintervallen bzw. Zeitpunkten verknüpft, beispielsweise werden aufeinanderfolgenden Markierungen Abstandszeitintervalle zugeordnet, so dass aus der Summe der Abstandszeitintervalle auf ein seit einem Startzeitpunkt vergangenes Zeitintervall oder einen Zeitpunkt geschlossen werden kann. Die gemessenen 1-Bits und 0-Bts werden so über die Markierungen mit den Zeitpunkten korreliert.In order to minimize fluctuations in the rotational speed of the scanning disk and other disruptive influences, markings are preferably arranged along an outer circumference of the scanning disk, which are recorded, in particular counted, during the rotation. As a result, a speed-independent measure is made available with which the position of the scanning disc can be determined. The position of the scanning disc is determined by the number of markings it has passed through. A detected bit is assigned to the markings recognized at the time of detection or to the number of markings counted up to that point. The markings are linked to predetermined time intervals or points in time, for example spacing time intervals are assigned to successive markings so that a time interval or a point in time that has passed since a starting point can be deduced from the sum of the spacing time intervals. The measured 1-bits and 0-Bts are thus correlated with the times via the markings.
Vorzugsweise können eine Ebene der Abtastscheibe und eine Ebene des Hologramms gekippt zueinander angeordnet werden. In einer anderen Ausführungsform werden beide Ebenen parallel zueinander angeordnet.A plane of the scanning disk and a plane of the hologram can preferably be arranged tilted relative to one another. In another embodiment, both planes are arranged parallel to one another.
Insbesondere bei der gekippten Anordnung können die rekonstruierten Bits eine elliptische Anordnung auf der Rekonstruktionsseite ausbilden. Bei dieser Ausführungsform wird vorzugsweise zusätzlich eine Nullstellung der Abtastscheibe relativ zur Ellipse erkannt. Dazu kann ein an der Abtastscheibe selbst angeordneter Nullpositionsgeber verwendet werden. Der Nullpositionsgeber ist während der Durchführung des Verfahrens relativ positionsfest zu dem optischen Bereich der Abtastscheibe angeordnet. Mit ihm werden die Lage der großen und die Lage der kleinen Halbachse der elliptischen Rekonstruktion gegenüber dem optischen Bereich der Abtastscheibe erkannt und in die Auswertung mit einbezogen.In the case of the tilted arrangement in particular, the reconstructed bits can form an elliptical arrangement on the reconstruction side. In this embodiment, a zero position of the scanning disk relative to the ellipse is preferably also recognized. A zero position transmitter arranged on the scanning disk itself can be used for this purpose be used. While the method is being carried out, the zero position transmitter is arranged in a fixed position relative to the optical area of the scanning disc. With it, the position of the major and the position of the minor semiaxis of the elliptical reconstruction in relation to the optical area of the scanning disc are recognized and included in the evaluation.
Vorzugsweise werden entlang der Abtastscheibe mehrere Detektoren in einem ersten Ring ringförmig angeordnet. Bei der Detektion der Bits wird die Summe der Detektorsignale des transmittierten bzw. reflektierten holographischen Signals bestimmt, und vorzugsweise wird bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes ein 1-Bit erkannt, und bei Unterschreiten eines Schwellenwertes wird ein 0-Bit erkannt. Zur Detektion des Starttriggers kann ein zweiter Ring an Detektoren vorgesehen werden, dessen Signale ebenfalls summiert werden. Der zweite Ring ist vorzugsweise konzentrisch zum ersten Ring entlang der Detektorscheibe vorgesehen.
In dem zweiten Aspekt wird die Aufgabe durch die Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 erfüllt, wobei die Anordnung ein Produkt mit einem Hologramm, das eine voneinander beabstandete Bits aufweisende holographische Rekonstruktion erzeugt, und ein Lesegerät mit einer Aufnahme für das Produkt aufweist. Das Lesegerät umfasst einen Laserstrahl, der auf das Hologramm richtbar ist und die holographische Rekonstruktion auf einer relativ zur holographischen Rekonstruktion drehbaren Rekonstruktionsseite einer Abtastscheibe erzeugt. Die Abtastscheibe weist einen optischen Bereich zum Abtasten der Bits auf. Wenigstens ein Detektor ist auf den optischen Bereich gerichtet.A plurality of detectors are preferably arranged in a ring in a first ring along the scanning disk. When the bits are detected, the sum of the detector signals of the transmitted or reflected holographic signal is determined, and a 1 bit is preferably recognized when a predetermined threshold value is exceeded, and a 0 bit is recognized when a threshold value is not reached. A second ring of detectors can be provided to detect the start trigger, the signals of which are also summed. The second ring is preferably provided concentrically to the first ring along the detector disk.
In the second aspect, the object is achieved by the arrangement with the features of
Die Anordnung eignet sich zur Durchführung eines der oben genannten Verfahren. Das Produkt ist vorzugsweise um eine Z-Achse rotationssymmetrisch ausgebildet, und das Produkt kann mit dem als Datenträger fungierenden Hologramm frei in seiner Drehstellung relativ zur Z-Achse in die Aufnahme des Lesegerätes eingelegt werden, und das Lesegerät ermöglicht es, unabhängig von der Stellung des Produktes, die im Hologramm codierten Daten auszulesen.The arrangement is suitable for carrying out one of the above-mentioned methods. The product is preferably designed to be rotationally symmetrical about a Z-axis, and the product with the hologram functioning as a data carrier can be freely inserted in its rotational position relative to the Z-axis in the receptacle of the reading device, and the reading device enables it to be independent of the position of the Product to read out the data encoded in the hologram.
Erfindungsgemäß ist die Abtastscheibe dazu rotierbar in dem Lesegerät gelagert, wobei die Drehachse der Abtastscheibe und die freie Drehachse des Produktes vorzugsweise in Verlängerung zueinander entlang der Z-Achse angeordnet sind.According to the invention, the scanning disc is rotatably mounted in the reading device for this purpose, the axis of rotation of the scanning disc and the free axis of rotation of the product preferably being arranged as an extension of one another along the Z axis.
Das Hologramm ist günstigerweise auf einer Stirnseite des Produktes angeordnet, die vorlaufend in das Lesegerät eingelegt wird.The hologram is expediently arranged on an end face of the product, which is inserted into the reader in advance.
Vorzugsweise umfasst der optische Bereich einen länglichen transmittierenden und/oder reflektierenden Streifen, auf den der wenigstens eine Detektor gerichtet ist.The optical region preferably comprises an elongated transmitting and / or reflecting strip, onto which the at least one detector is directed.
Vorzugsweise ist eine Mehrzahl an Detektoren vorgesehen, die nacheinander günstigerweise mit sich überlappenden Messräumen während der Rotation der Abtastscheibe auf den optischen Bereich gerichtet ist. Die Mehrzahl an Detektoren kann dann über eine Summationsschaltung miteinander verbunden sein, die die Messsignale der einzelnen Detektoren summiert. Dadurch braucht vorteilhafterweise keine, bei sich überlappenden Messräumen schwierige, exakte Zuordnung der Messsignale zu einem einzelnen Detektor vorgenommen zu werden.A plurality of detectors is preferably provided, which are advantageously directed one after the other with overlapping measuring spaces during the rotation of the scanning disk onto the optical area. The plurality of detectors can then be connected to one another via a summation circuit which sums the measurement signals of the individual detectors. As a result, there is advantageously no need to undertake an exact assignment of the measurement signals to a single detector, which is difficult in the case of overlapping measurement spaces.
Der optische Bereich ist in radialer Richtung der Abtastscheibe vorzugsweise länglich, streifenförmig ausgebildet. Während der Rotation der Abtastscheibe tastet der optische Bereich auf seinem kreisförmigen Weg die holographische Rekonstruktion ab.
In radialer Richtung werden auf der Rekonstruktionsseite der Abtastscheibe in der holographischen Rekonstruktion entweder genau ein 1-Bit oder genau ein 0-Bit erzeugt. Weitere 1-Bits oder 0-Bits können, beispielsweise in Form von Starttriggern, außerhalb des optischen Bereiches holographisch rekonstruiert werden.The optical area is preferably elongated, strip-shaped in the radial direction of the scanning disk. During the rotation of the scanning disk, the optical area scans the holographic reconstruction on its circular path.
In the radial direction, either exactly one 1 bit or exactly one 0 bit is generated on the reconstruction side of the scanning disc in the holographic reconstruction. Further 1-bits or 0-bits can be holographically reconstructed outside the optical area, for example in the form of start triggers.
Der Streifen weist eine Breite in Rotationsrichtung auf, die einer Ausdehnung des rekonstruierten Bits angepasst ist. Vorzugsweise ist der Streifen etwas schmaler als der Durchmesser eines kreisförmigen 1-Bits.The strip has a width in the direction of rotation which is adapted to an extent of the reconstructed bit. Preferably the strip is slightly narrower than the diameter of a circular 1-bit.
Günstigerweise ist der Streifen transparent ausgebildet, und das Lesegerät weist wenigstens einen Detektor auf, der auf der der Rekonstruktionsseite gegenüberliegenden Detektorseite der Abtastscheibe angeordnet ist.The strip is expediently made transparent, and the reading device has at least one detector which is arranged on the detector side of the scanning disc opposite the reconstruction side.
Vorzugsweise sind auf der Detektorseite mehrere, günstigerweise eine Vielzahl von Detektoren kreisförmig um die Drehachse der Abtastscheibe angeordnet und in einer Summationsschaltung miteinander verbunden. Die Detektoren detektieren durch Summationsbildung ihrer Detektorsignale lediglich ein 1-Bit oder ein 0-Bit. Wenn sich die Abtastscheibe während eines Zeitraumes mit konstanter Drehzahl dreht, können den gemessenen 1- und 0-Bits Zeitpunkte zugeordnet werden. Die zeitliche Zuordnung ist die Sequenz.A plurality of detectors, advantageously a plurality of detectors, are preferably arranged on the detector side in a circle around the axis of rotation of the scanning disc and connected to one another in a summation circuit. The detectors detect only a 1-bit or a 0-bit by summing up their detector signals. If the scanning disc rotates at a constant speed for a period of time, points in time can be assigned to the measured 1 and 0 bits. The time allocation is the sequence.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung ist der optische Bereich reflektierend ausgebildet, und der wenigstens eine Detektor ist auf der Rekonstruktionsseite angeordnet. Es ist auch denkbar, dass die Abtastscheibe in radialer Richtung neben dem optischen Bereich einen weiteren optischen Bereich, vorzugsweise ebenfalls in Form eines Streifens, aufweist. Die optischen Bereiche und der weitere optische Bereich können jeweils reflektierend oder transparent ausgebildet sein. Die optischen Bereiche können insbesondere auch transparent und der weitere optische Bereich reflektierend ausgebildet sein oder umgekehrt, es können auch alle gleich ausgebildet sein.In some embodiments of the invention, the optical region is designed to be reflective, and the at least one detector is arranged on the reconstruction side. It is also conceivable for the scanning disk to have a further optical area in the radial direction in addition to the optical area, preferably also in the form of a strip. The optical areas and the rest optical areas can each be designed to be reflective or transparent. In particular, the optical areas can also be transparent and the further optical area reflective, or vice versa; they can also all be constructed identically.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die holographische Rekonstruktion einen Starttrigger auf, und die dem Starttrigger in entgegen der Drehrichtung nachfolgenden Bits bilden die eindimensionale Sequenz aus. Durch den Starttrigger werden der Start und auch das Ende der Sequenz definiert. Zur Detektion des Startriggers kann der weitere optische Bereich bestimmt sein. Der weitere optische Bereich ist vorzugsweise radial versetzt zum optischen Bereich an der Abtastscheibe vorgesehen.In a preferred development of the invention, the holographic reconstruction has a start trigger, and the bits following the start trigger in the opposite direction of rotation form the one-dimensional sequence. The start and end of the sequence are defined by the start trigger. The further optical area can be determined for the detection of the start trigger. The further optical area is preferably provided on the scanning disk with a radial offset to the optical area.
Vorzugsweise ist in dem Strahlengang zwischen Laser und Hologramm ein Strahlteiler vorgesehen. Bei dieser Anordnung sind die Hologrammebene und die Rekonstruktionsebene der Abtastscheibe günstigerweise parallel zueinander angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist die holographische Rekonstruktion vorzugsweise eine exakt kreisförmige Anordnung von 1-Bits und 0-Bits.A beam splitter is preferably provided in the beam path between the laser and the hologram. In this arrangement, the hologram plane and the reconstruction plane of the scanning disk are advantageously arranged parallel to one another. In this embodiment, the holographic reconstruction is preferably an exactly circular arrangement of 1-bits and 0-bits.
Vorzugsweise sind entlang eines Außenumfanges der Abtastscheibe Markierungen angeordnet, die während der Rotation erfasst werden. Bei den Markierungen kann es sich um Zähne oder um reflexive Bedruckungen oder Ähnliches handeln, die vorzugsweise äquidistant entlang des Außenumfanges vorgesehen sind und beispielsweise mittels einer Gabellichtschranke detektierbar sind. Dadurch wird ein drehzahlunabhängiges Maß zur Verfügung gestellt, mit dem die Stellung der Abtastscheibe in einer Auswerteeinrichtung bestimmbar ist und das eine Zuordnung von detektiertem Bit zu einem Zeitpunkt gestattet.Markings, which are detected during the rotation, are preferably arranged along an outer circumference of the scanning disk. The markings can be teeth or reflective imprints or the like, which are preferably provided equidistantly along the outer circumference and can be detected, for example, by means of a forked light barrier. This provides a speed-independent measure with which the position of the scanning disk can be determined in an evaluation device and which allows the detected bit to be assigned to a point in time.
In einer weiteren Ausführungsform des Lesegerätes der erfindungsgemäßen Anordnung sind Rekonstruktionsebene und Hologrammebene gekippt zueinander angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist die holographische Rekonstruktion vorzugsweise eine elliptische Anordnung von 1-Bits und 0-Bits. Die Abtastscheibe weist dabei vorzugsweise einen Nullpositionsgeber auf, der die Stellung des optischen Bereiches und/oder des weiteren optischen Bereiches zur langen und kurzen Halbachse der elliptischen holographischen Rekonstruktion erfasst. Bei dem Nullpositionsgeber kann es sich um eine sich von den übrigen Markierungen unterscheidende Markierung handeln, beispielsweise um einen besonders breiten Zahn oder eine besonders breite Bedruckung.In a further embodiment of the reading device of the arrangement according to the invention, the reconstruction plane and the hologram plane are arranged tilted relative to one another. In this embodiment, the holographic reconstruction is preferably an elliptical arrangement of 1-bits and 0-bits. The scanning disk preferably has a zero position transmitter which detects the position of the optical area and / or the further optical area in relation to the long and short semiaxis of the elliptical holographic reconstruction. The zero position transmitter can be a marking that differs from the other markings, for example a particularly wide tooth or a particularly wide printing.
Die Erfindung wird anhand von mehreren Ausführungsbeispielen in 22 Figuren beschrieben, dabei zeigen:
-
1 einen schematischen Aufbau einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lesegerätes mit eingelegtem Produkt, -
2a 64 halbkreisförmig angeordnete gültige Bit-Positionen, -
2b eine Berechnungsvorlage eines binären Fourier-Hologramms mit kreisförmiger Bitanordnung, -
2c eine vollständige holographische Rekonstruktion eines binären Fourier-Hologramms mit Berechnungsvorlage aus2b , -
3a eine Abtastscheibe mit Streifen, -
3b eine seitliche Ansicht der Abtastscheibe entlang der Linie Illb-Illb in3a , -
4a -4c verschiedene Anordnungen von Fotodetektoren, -
5 einen beispielhaften, zeitlichen Verlauf der gemessenen Gesamtintensität summierter Fotodetektorsignale, -
6a eine Abtastscheibe mit 2 Zähnen, -
6b eine Abtastscheibe mit 32 Zähnen, -
6c eine Abtastscheibe mit 32 reflektierenden Bedruckungen, -
7 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Lesegerätes mit eingelegtem Produkt, -
8 eine Abtastscheibe mit Nullpositionsgeber, -
9a eine Berechnungsvorlage eines binären Fourier-Hologramms mit kreisförmiger Bitanordnung mit Starttrigger, -
9b eine vollständige holographische Rekonstruktion des binären Fourier-Hologramms mit Berechnungsvorlage aus9a , -
10a eine Abtastscheibe mit einem weiterem Streifen und einem Nullpositionsgeber, -
10b eine Fotodetektoranordnung mit zwei Ringen an Fotodetektoren für eine Abtastscheibe in10a , -
11 einen gemessenen Intensitätsverlauf des ersten und zweiten Ringes an Detektoren in9b , -
12a zwei Abwandlungen der ersten Ausführungsform des Lesegerätes in1 mit eingelegtem Produkt, -
12b zwei Abwandlungen der zweiten Ausführungsform des Lesegerätes in7 .
-
1 a schematic structure of a first embodiment of a reader according to the invention with an inserted product, -
2a 64 valid bit positions arranged in a semicircle, -
2 B a calculation template for a binary Fourier hologram with a circular bit arrangement, -
2c a complete holographic reconstruction of a binary Fourier hologram with a calculation template2 B , -
3a a scanning disc with stripes, -
3b a side view of the scanning disc along the line Illb-Illb in3a , -
4a -4c different arrangements of photo detectors, -
5 an exemplary temporal course of the measured total intensity of summed photodetector signals, -
6a a scanning disc with 2 teeth, -
6b a scanning disc with 32 teeth, -
6c a scanning disc with 32 reflective prints, -
7th a schematic view of a second embodiment of the reader with inserted product, -
8th a scanning disc with zero position encoder, -
9a a calculation template for a binary Fourier hologram with a circular bit arrangement with start trigger, -
9b a complete holographic reconstruction of the binary Fourier hologram with a calculation template9a , -
10a a scanning disc with another strip and a zero position encoder, -
10b a photodetector arrangement with two rings of photodetectors for a scanning disc in FIG10a , -
11 a measured intensity profile of the first and second ring on detectors in9b , -
12a two modifications of the first embodiment of the reader in FIG1 with inserted product, -
12b two modifications of the second embodiment of the reader in FIG7th .
Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu.
Das Lesegerät
Das vom Hologramm
Das in
In der Ausführungsform gemäß
Das Fourier-Hologramm ist in Abbildung
Die rotierende Abtastscheibe
Das Streuelement
In den
Die Drehung der Abtastscheibe
Dazu ist es beispielsweise denkbar, einen Servomotor
Die Abtastscheibe
Eine dritte Ausgestaltungsform eines Encodersystems ist in
Das von der Laserdiode
Da die Hologrammebene und die Rekonstruktionsseite
Die
Das erfindungsgemäße Lesegerät
Das Startbit kann beispielsweise durch eine vorgegebene Sequenzfolge von 1- und 0-Bits definiert werden, die dem Startbit vorangeht. Dadurch geht jedoch Speicherplatz für Information verloren.The start bit can be defined, for example, by a predetermined sequence of 1 and 0 bits that precedes the start bit. However, this means that memory space for information is lost.
Eine weitere Möglichkeit besteht in einer mechanischen Ausgestaltung der Abtastscheibe
Die
Die
In den
Die
In der anderen Ausführungsform der
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Produktproduct
- 22
- LesegerätReader
- 33
- Hologrammhologram
- 44th
- LaserdiodeLaser diode
- 55
- SammellinseConverging lens
- 66
- StrahlteilerBeam splitter
- 6a6a
- HologrammseiteHologram side
- 6b6b
- Rückseiteback
- 77th
- AbtastscheibeScanning disc
- 7a7a
- RekonstruktionsseiteReconstruction page
- 7b7b
- DetektorseiteDetector side
- 88th
- StreukegelScatter cone
- 99
- Fotodetektor Photo detector
- 1010
- Elektromotor / ServomotorElectric motor / servo motor
- 1111
- Welle / Motorwelle Shaft / motor shaft
- 3030th
- Streifen / optischer BereichStripes / optical area
- 3131
- Streuelement Scattering element
- 6060
- Zähneteeth
- 6161
- Licht reflektierende AbschnitteLight reflecting sections
- 6262
- Licht absorbierende Abschnitte Light absorbing sections
- 8080
- NullpositionsgeberZero position transmitter
- 9090
- StarttriggerStart trigger
- 100100
- weiterer Streifen / weiterer optischer Bereichfurther stripes / further optical area
- 101101
- Fotodetektor Photo detector
- MM.
- Mittelpunkt Focus
- tt
- Zeittime
- t0 t 0
- StartzeitpunktStart time
- t1 - 11 t 1 - 11
- Zeitpunkte Points in time
- αα
- Einfallswinkel = AusfallswinkelAngle of incidence = angle of reflection
Claims (18)
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Applications Claiming Priority (1)
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2014
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Representative=s name: LOUIS POEHLAU LOHRENTZ PATENTANWAELTE PARTNERS, DE Representative=s name: LOUIS, POEHLAU, LOHRENTZ, DE |
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