DE1932510C3 - Einrichtung zum Lesen eines auf einem Gegenstand angebrachten Codezeichens - Google Patents

Description

60

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem ijattungsbegriff des Anspruchs 1.

Codezeichen zur Kennzeichnung beliebiger Gegenstände hat man z. B. entwickelt, um die Kassen η Supermärkten, Kaufhäusern usw. zu automatisic- :en. Bei einer bekannten Einrichtung (US-PS 994) dienen an den Erzeugnissen angebrachte, binärverschlüsselte Etiketten zum Auszeichnen der Preise. Die Erzeugnisse und damit die codierten Etiketten werden durch Abtastlicht optisch abgetastet, wobei codierte Lichtsignale gewonnen werden, die dann decodiert werden. Auf diese Weise ergibt sich automatisch der Gesamteinkaufspreis, ohne daß Verkäufer oder an der Kasse sitzende Personen die Preise zahlreicher Erzeugnisse und Artikel ablesen und registrieren müssen. Eine derartige Einrichtung läßt sich dahingehend weiterbilden, daß die Erzeugnisse zusätzlich für Inventurzwecke gekennzeichnet werden.

Damit sämtliche erforderlichen Informationen über einen der zehntausende in einem Kaufhaus, Supermarkt od. dgl. verkauften Artikel ausgezeichnet werden können, ist für das codierte Etikett eine hohe Packungsdichte der information (Daten) erforderlich. Wenn eine solche große Menge von kennzeichnenden Informationsdaten in einem relativ kleinen Etikett untergebracht werden soll, muß man sich sorgfältig überlegen, wie man das Etikett selbst und die Kennzeichnung darauf auslegt und welche Codierung man wählt, so daß das Etikett sämtliche erforderlichen Daten speichern kann und dennoch ein verläßliches Ablesesignal bei der Abtastung liefert. Statt einer hohen Packungsdichte kann man auch entsprechend große Etiketten venvenden. Dabei ergeben sich jedoch anderweitige Probleme, beispielsweise die Unmöglichkeit der Etikettierung kleiner Artikel. Ein weiteres Problem bei der optischen Abtastung der Etiketten ergibt sich daraus, daß die Größe und Form der verschiedenen Artikel sehr unterschiedlich ist, und zwar auch auf der Unter- und/oder Oberseite der Artikel, wo die abzutastenden Etiketten gewöhnlich angebracht werden. Beispielsweise haben Konservenerzeugnisse, Glaswaren usw. konkave Böden, die von Erzeugnis zu Erzeugnis verschieden sind. Die Tiefenschärfe eines optischen Abtastsystems muß daher groß sein. Daraus ergibt sich das Problem einer zu vermeidenden Nachfokussierung des optischen Abtastsyitems für unterschiedliche Artikel, damit das Abtastlicht nicht so weit streut, daß bei dicht bepackten Etiketten jeweils die benachbarten Binärdaten miterfaßt werden.

Aus der OE-PS 2 14 680 ist eine maschinell lesbare Kennzeichnung von Sortiergut, insbesondere zur Steuerung des Verteilungsvorgangs im Postbetrieb bekannt, die ein matrixartig aufgebautes Codefeld mit in Zeilen übereinander angeordneten Zeichen aus spaltenweise voneinander getrennten Informationselementen enthält. Jedes Informationselement besteht aus zwei Flächenbereichen unterschiedlichen Reflexionsverhaltens, deren Reihenfolge dem Binärwert der betreffenden Daten entspricht. Aus einem Teil des Lesesignals, der beim Abtasten einer Zeile des Codefeldes erzeugt wird, können Taktimpulse erzeugt werden. Das Taktsignal wird dazu verwendet, mittels Torimpulsen eine Aaswerteschaltung nur im Bereich der Feldermitte, & h. der Schwarz/Weiß-Ubergänge, wirksam zra machen. Bei dem bekannten System wird vorausgesetzt, daß der geometrische Abstand der Codeelemente voneinander konstant und bekannt ist, damit auch eine: richtige Decodierung der Codeelemente der Zeilen möglich ist, aus deren Abtastung keine Taktsignale hergeleitet werden. Dies ist aber in der Praxis problematisch, weil die erforderliche Genauigkeit nicht immer gewährleistet werden kann und die Zeilen außerdem genau parallel abgetastet werden müssen. Davon abgesehen ist die

Ii.

Packungsdichte der Kennzcichnungsmfonnationen Die Ablesestation 24 enthält eine Laseistrahlquelle

nicht sehr hoch. 26, deren Laserstrahl 28 durch eine Fokussierlinse

Aus der US-PS 29 94 853 ist ferner eine Einrieb- 30 zu einem sehr feinen Abtastfleck auf einsn vieltung der vorliegenden Art bekannt, bei der ein strei- flächigen Spiegel 32 gebündelt wird. Als Laserstrahlfenförmiges Datenmuster, dessen Bits durch je zwei 5 quelle kann beispielsweise ein Helium-Neonlaser verbenachbarte: Streifen unterschiedlicher Farbe wendet werden, der durch Pumpenergie so angeregt (Schwarz/Weiß oder umgekehrt) gebildet sind, mit wird, daß er einen kontinuierlichen Laserstrahl aus zwei benachbarten Wandlerköpfen abgetastet wer- monochromatischem Rotlicht von ungefähr 6238 A den, die zwei entsprechend verschiedene Lesesignale erzeugt. Der Spiegel 32 ist durch einen Motor 34 mit erzeugen, aus deren Signalwechseln Taktsignale zum io im wesentlichem konstanter Drehzahl um eine Mittel Decodieren der gelesenen Information gewonnen wer- achse 38 drehbar and so angeordnet, daß er den den. Abgesehen von dem relativ hohen Schaltungs- Laserstrahl 28 auffängt und als Abtaststrahl in den aufwand stellt diese bekannte Einrichtung hohe An- Schlitz 18 des Oberteils 14 richtet Der Drehspiegel forderungen an die geometrische Genauigkeit des 32 ist gegenüber dem Schlitz 18 versetzt angeordnet. Datenmusters und läßt außerdem nur eine relativ »5 so daß etwa durch den Schlitz 18 fallender Schmutz geringe Packungsdichte der Daten zu. usw. nicht auf den Spiegel 32 auftreffen kann. Durch

Aufgabe der Erfindung ist, eine Einrichtung an- die Drehung des Spiegels 32 wird eine Folge von Lazugeben, mit der die für eine richtige Decodierung serstrahlabtastungen des Schlitzes 18, und zwar jeder Daten des Codezeichens notwendigen Taktsignale weils in Richtung allgemein quer zur Laufrichtung auch dann zuverlässig erzeugt werden können, wenn *° des Artikels 16 erzeugt Die Anzahl und Größe der das Codezeichen eine große: Datenpackungsdichte hat Flächen des Spiegels 32 sind so gewählt, daß jeweils und keine hohen Anforderungen an seine geome- immer nur ein Abtastfleck auf der Unterseite des Artrische Genauigkeit gestellt werden können. tikels 16 erzeugt wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kenn- An der Unterseite oder dem Boden jedes Artikels

zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. as 16 ist eine codierte Kennzeichnung angebracht Die

Die Erfindung hat den Vorteil, daß das Code- codierte Kennzeichnung kann beispielsweise aus

zeichen selbst bei sehr hoher Informationspackungs- einem am Artikel 16 befestigten Etikett oder Anhän-

dichte stets zuverlässig gellesen werden kann, ohne ger, z. B. Metallanhänger oder einem mittels eines

daß einzelne Informationen verlorengehen oder Ab- Klebmittels 39 auf den Artikel 16 aufgeklebten

kseiehler auftreten. 3° Klebeetikett bestehen oder aber einfach auf den Ar-

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfin- tikel 16 aiufgestempelt sein. Im vorliegenden Fall sei

dung wird nachstehend an Hand der Zeichnung im beispielsweise vorausgesetzt, daß die Kennzeichnung

einzelnen erläutert. Es zeigt in Form eines codierten Etiketts 36 angebracht ist.

F i g. 1 das Blockschaltschema einer Einrichtung Wie in F i g. 2 gezeigt, weist ein solches Etikett 36

zum Ablesen von auf einem Erzeugnis angebrachten 35 eine Anzahl von konzentrischen Ringen zweier ver-

Kennzeichen gemäß der Erfindung, schiedener Lichtreflexionseigenschaften oder -werte

Fig.2 die bildliche Darstellung eines typischen auf, wobei der erste Reflexionswert durch weiße

Kennzeichens zur Verwendung in der Einrichtung Kreisringe undl der zweite Reflexionswert durch

nachFig. 1, dunkle oder schwarze konzentrische Ringe gegeben

F i g. 3 ein Diagramm, das eine Reihe von an ver- 4° ist. Die konzentrischen schwarzen und weißen Ringe

schiedenen Stellen der Einrichtung nach Fig. 1 auf- bilden jeweils paarweise Bits einer Binänahl, z. B.

tretenden Schwingungsverläufen wiedergibt, repräsentiert ein äußerer Weißring in Verbindung

F i g. 4 eine Reihe von Schwingungsverläufen, mit einem benachbarten inneren Schwarzring (Weiß/

weiche die Art und Weise der Gewinnung der posi- Schwarz-Übergang) eine binäre >1«, während ein

tiven und negativen Übergänge aus dem Lesesignal 45 äußerer Sichwarzring in Verbindung mit einem be-

bei Abtastung des Kennzeichens nacb Fig.2 ver- nachhalten inneren Weißring (Schwarz/Weiß-Über-

anschaulichen, und gang) eine binäre »0« repräsentiert. Natürlich kann

F i g. 5 eine bildliche Darstellung einer anderen man auch; andere Farben verwenden. Sieht man sine

Codierungsart, die für das Kennzeichen verwendet relativ große Anzahl von solchen Paaren, z. B. in der

werden kann. 5° Größenordnung von dreißig auf dem Etikett 36 vor,

Die in F i g. 1 gezeigte Einrichtung 10 enthalt eine so reicht die Anzahl von verfügbaren binären Bits

Kontrollstation mit z. B. einem Ladentisch 12 mit aus, um sämtliche verschiedenartigen Artikel zu

einein beweglichen Oberteil 14 zum Transportieren kennzeichnen, tue heutzutage in Kaufhäusern ange-

von Erzeugnissen oder Artikeln 16 über eine Abtast- boten werden.

öffnung oder einen Schlitz 18. Das Oberteil 14 kann 55 Die Paarung der konzentrischen Schwarz- und z. B. zwei nintereinandergeschaltete Förderbänder 20 Weißringe und deren Aneinanderfügung entsprechend und 22 aufweisen, die zwischen sich den Schlitz 18 dem gewählten Binärcode hat zur Folge, daß in der bilden. Die Förderbänder 20 und 22 befördern die Mitte jeder Bitzelle ein ausgeprägter Sprang des ReArtikel mit im wesentlichen konstanter Geschwindig- flexionsvennögens auftritt. Ein derartiger Reflexionskeit über den Schlitz 18. Der Schlitz 18 kann bei- ^6o übergang erzeugt einen entsprechenden Wechsel despielsweise ungefähr 2,54 cm breit und 15,24 cm tief, Amplitude eines durch Abtastung eines Etiketts M in Richtung senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1, erhaltenen Ablesesignals. Somit ergibt sich selbst bei sein. Der Rest des Oberteils 14 sowie dessen Seiten- hohen Packungsdichten ein Amplitudenwechsel füschienen sind der Einfachheit halber in Fig. 1 nicht jedes auf dem Etikett 36 aufgezeichnete Bit und kann gezeigt. Der Schlitz 18 ist so bemessen, daß die ein- ⁶S die charakteristische Information aus dem Ablesczelnen Artikel 16 mittels einer unterhalb des Ober- signal gewonnen werden. Dies ermöglicht die Verteils 14 angeordneten optischen Ablesestation abge- Wendung verhältnismäßig kleiner Kennzeichnungstastet werden können. etiketten von z. B. 2,54 cm Durchmesser für die

Kennzeichnnug der Artikel. Solche kleinen Etiketten nimmt die positiven und negativen Übergänge im Ablassen sich auch an sehr kleinen Artikeln befestigen. lesesignal wahr. Ein solches Ablesesignal kann bei-Ein rundes Etikett 36 ist zweckmäßig, da dann das spielsweise die Form des Signals 48 in F i g. 3 (c) Etikett in beliebiger Richtung unter Gewinnung stets haben. Dieses Ablesesignal 48 hat zwei verschiedene des gleichen Informationsinhalts abgetastet werden 5 Perioden Ί\ und T₂. Die Teile des Ablesesignah 48 kann. Auf das Etikett 36' können außerdem arabische mit der Periode T₁ entsprechen benachbarten gleichen Ziffern aufgedruckt sein, so daß es zusätzlich visuell Ziffern im Binärcode, d. h. einer Folge von Ziffern identifiziert werden kann. Die Ziffern können in »1« oder »0«, während die Teile mit der Periode T₂ einer Farbe aufgedruckt sein, gegen welche der Ab- jeweils einem Wechsel zwischen benachbarten Ziftaster unempfindlich ist. »Unempfindlich« soll hier io fern im Binärcode von »1« auf »0« und »0« auf »1 < bedeuten, daß das Reflexionsvermögen der Schwarz- entsprechen. Jeder Teil des Ablesesignals wechselt und Weißflächen des Etiketts 36 für den Laserstrahl zwischen zwei Amplitudenpegeln L₁ und L₂. Der 28 durch die Anwesenheit der das Zeichen bildenden Pegel L₂ entspricht im wesentlichen dem Schwarz-Druckfarbe oder anderweitigen Farbstoffe, gleich- pegel des Signals, während der Pegel L₁ der Spitzengültig ob das Zeichen über oder unter dem Couplet- 15 amplitude oder dem Weißpegel des Signals entspricht, muster (gesehen in Fig. 2) angeordnet ist, nicht we- Die Amplitudenübergänge oder -Sprünge zwischen sentlich geändert wird. Im Falle der obengenannten diesen beiden Pegeln beinhalten die codierten Da-Laserstrahlquelle 26 kann für die Zeichen die Farbe ten des Ablesesignals. Jedoch erscheint an der Grenze Rot verwendet werden. einer Bitzeile, bei der die beiden aufeinanderfolgen-

Während in der Mitte jedes Ringpaares ein kenn- 20 den Binärziffern den gleichen Wert haben, ein un-

zeichnender oder gültiger Übergang des Reflexions- gültiger Übergang, angedeutet durch den Übergang

Vermögens auftritt, gibt es an der Grenze bestimmter 50 in F i g. 3 (c). Der Übergang 50 entspricht dem

Ringpaare auch ungültige Übergänge, und zwar zwi- Übergang an der Grenze zwischen den beiden ersten

sehen zwei aufeinanderfolgenden Bits mit dem glei- Bitzellen des Etiketts 36 bei Speicherang der Binär-

chen Binärwert, weil in diesem Fall die Reflexions- 25 zahl 110100 gemäß Fig. 3 (a) und (b).

Wertänderungen wiederholt werden müssen, damit Der Detellctor 46 nimmt die negativen und positiven

das zweite Bit dargestellt werden kann. Die Entfer- Übergänge im Signalverlauf ohne Rücksicht darauf

nung solcher ungültiger Übergänge aus dem Ablese- wahr, ob diese Übergänge gültig oder ungültig sind,

signal und die Gewinnung der gültigen Übergänge Der Detektor 46 enthält eine Verzögerungsschaltung

aus dem Signal werden später beschrieben. 3° oder -leitung 52, die den Signalverlauf des Ablese-

Ein Laser eignet sich besonders gut als Abtaster signals 48 um im wesentlichen ein Viertel der Dauer für das Etikett 36, da das durch einen Laser emit- der Periode T₁, d. h. T_1/4 verzögert, und zwar aus tierte kohärente Licht zu einem sehr kleinen Abtast- noch zu erläuternden Gründen. Das verzögerte Signal fleck mit dennoch hoher Lichtintensität fokussiert wird über einen Koppelkondensator 54 auf den einen werden kann. Ein vom Etikett 36 reflektiertes Laser- 35 Eingang 56 eines Differenzverstärkers 58 gekoppelt, Strahlsignal ist so hell, daß es ohne weiteres aus dem während das unverzögerte Signal über einen Koppel-Umgebungslicht extrahiert werden kann. Der kleine kondensator 60 auf den anderen Eingang 62 dieses Abtastfleck ermöglicht ferner schmale Informations- Differenzverstärkers gekoppelt wird. Der Eingang 56 ringpaare von ungefähr 0,25 mm auf dem Etikett ist durch eine hohe Vorspannungsquelle V₁ über und damit hohe Infonnationspackungsdichten. 40 einen Widerstand 64 vorgespannt, während der Ein-

An der Ablesestation 24 sind ferner ein optisches gang 62 von einer Niederspannungsquelle V₂ über Filter 40 und ein photoempfindliches Aufnahme- einen Widerstand 66 mit einer niedrigen Vorspannung element, beispielsweise eine Photoelektronen-Verviel- vorgespannt ist. Der Differenzverstärker 58 erzeugt facherröhre (Photorchre) 42 in gegenüber dem nur dann ein Ausgangssignal, wenn das Eingangs-Schlitz 18 versetzter Hintereinanderanordnung vor- 45 signal am Eingang 62 größer oder positiver als das gesehen, um das vom Artikel 16 und Etikett 36 re- Eingangssignal am Eingang 56 ist. Wie noch erläutert flektierte diffuse Licht aufzunehmen. Die diffuse werden wird, ist dies nur dann der Fall, wenn im Lichtreflexion wird gegenüber der Spiegelreflexion unverzögerten Ablesesignal ein positiver Übergang bevorzugt, da letztere das Etikett 36 unleserlich auftritt. Der Differenzverstärker 58 erzeugt also für machen kann. Das optische Filter 40 ist an das mono- 50 jeden positiven Übergang im Ablesesignal ein Auschromatische Licht des Laserstrahls 28 angepaßt und gangssignal.

filtert das Umgebungslicht, c'sssen Wellenlängen Das verzögerte Ablesesignal gelangt außerdem übet außerhalb des Durchlaßbereichs des Filters liegen, einen Koppelkondensator 68 auf den zweiten Einheraus. Auf diese Weise empfängt die Photoröhre 42 gang 70 eines zweiten Differenzverstärkers 72, dei nur wenig Fremdlicht, obwohl an der Bearbeitungs- 55 die negativen Übergänge im Ablesesignal wahrnimmt, station aus Betriebsgründen nrit ziemlich heller Be- Der Eingang 70 ist durch die Niederspannungsquelle leuchtung gearbeitet werden kann. Wenn derartig F₈ über einen Widerstand 74 mit einer niedrigen helles Fremdlicht (Weißlicht) zar Photoröhre 42 ge- Vorspannung vorgespannt. Das unverzögerte Ablangen könnte, so würde dadurch möglicherweise lesesignal gelangt außerdem über einen Koppelkondas Ablesesignal vom Etikett 36 maskiert und damit 60 densator 76 auf den ersten Eingang 78 des Differenzunlesbar. Die Photoröhre 42 wandetl: das diffuse Verstärkers 72. Der Eingang 78 ist durch die Hoch Licht des Ablesesignals von der Abtastung des Ar- Spannungsquelle V₁ über einen Widerstand 80 mi tikels 16 in ein entsprechendes eleküisches Signal einer hohen Vorspannung vorgespannt. Der Diffe um. Dieses elektrische Ablesesignal wird in einem renzverstärker 72 erzeugt nur dann ein Ausgangs der Photoröhre 42 nachgeschalteten Verstärker 44 65 signal, wenn das Signal an seinem zweiten Eingan; verstärkt 70 größere Amplitude hat oder positiver ist als da

Dem Verstärker 44 ist ein Flanken- oder Über- Signal am Eingang 78. Dies ist nur dann der Fall

gangsdetektor 46 nachgeschaltet. Der Detektor 46 wenn das verzögerte Signal einen negativen Über

7 8

gang aufweist, wie noch erläutert werden wird. Der rand des Etiketts 36 gewonnen werden. Ein mit den zweite Differenzverstärker 72 nimmt also die negati- beiden Schieberegistern 96 und 102 gekoppelter Verven Übergänge im Ablesesignal wahr. gleicher 104 zeigt an, wenn Übereinstimmung zwi-

Die Differenzverstärker 58 und 72 nehmen samt- sehen beiden herrscht. Wenn dies der Fall ist, aktiliche positiven und negativen Übergänge im Ablese- 5 viert der Verglcicher 104 die Übertragungsgatter 106, signal 48 ohne Rücksicht darauf wahr, ob die Über- so daß die im Schieberegister 102 gespeicherten Bigänge gültig oder ungültig sind. In einer an den Über- närdaten zu einem Decodierer 108 übertragen wergangsdetektor 46 angekoppelten Impulsabtrennschal- den. Der Decodierer 108 decodiert diese Biinärdaten tung 84 für gültige Übergänge werden lediglich die und zeigt einem Computer 110 die Identität des abgültigen Übergänge im Ablesesignal 48 gewonnen io getasteten Artikels 16 an. Der Computer 110 liefert und anschließend gespeichert. Die Ausgangssignale den Preis des abgetasteten Artikels 16 und speichert der beiden Differenzverstärker 58 und 72 werden auf diesen Preis zusammen mit den anderen Preisen anein ODER-Glied 86 gekoppelt und anschließend derer Artikel, und er liefert am Ende des gesamten einem monostabilen Multivibrator oder Univibrator Kaufvorganges einen Gesamtwert. Der Computer 110 (Monoflop) 88 zugeführt. Der Univibrator 88 erzeugt 15 vermittelt außerdem eine Inventur- oder Bestandsjeweils bei Triggerung durch die einzelnen wahrge- kontrolle, indem er die Abnahme der einzelnen Kaufnommenen Übergänge einen Ausgangsimpuls und artikel anzeigt.

gewinnt damit effektiv die in den Übergängen des Die Einrichtung 10 enthält ferner eine Schaltung

Ablesesignals enthaltene Takt- oder Zeitsteuerinfor- 112 für die Überprüfung der Impulsgültigkeit. Diese

mation. Die Breite oder Dauer des vom Univibrator 20 Schaltung 1':." erzeugt einen allgemeinen Leschimpuls

88 erzeugten Impulses beträgt 0,75 T₁. Diese Impuls- zum Lösch · :;r Schieberegister 96 und 102 sowie

breite ist so bemessen, daß die ungültigen Übergänge zum Rückstellen des Zählers 98, wenn Stör- oder

im Ablesesignal unterdrückt werden. Fremdimpulse auftreten sowie wenn bei der Ab-

Die Ausgangsimpulse der Differenzverstärker 58 tastung des Etiketts 36 an Stellen, wo die Abtastun- und 72 sind außerdem dem einen Eingang eines 25 gen nicht den Mittelbereich 37 des Etiketts 36 überentsprechenden von zwei UND-Gliedern 90 und 92 queren, Impulse erzeugt werden. Die Schaltung 112 zugeführt. Der andere Eingaoig dieser beiden UND- enthält einen Univibrator 114, der mit dem Univi-Glieder 90 und 92 ist ein Sperreingang, wie durch brator 88 so gekoppelt ist, daß er durch die Hinterdie kleinen Kreise an den Schaltsymbolen angedeutet. flanke jedes Ausgangsimpulses des Univibrators 88 Das Ausgangssignal des Univibrators 88 ist diesen 30 aktiviert wird. Der Ausgangsimpuls des Univibrators beiden Sperreingängen zugeführt, um zu verhindern, 114 hat die gleiche Dauer wie die Ausgatigsimpulse daß die UND-Glieder 90 und 92 durch einen Über- des Univibrators 88, nämlich 0,75 T₁. Die gültigen gangsimpuls während der Zeit, da der Univibrator 88 Impulse vom UND-Glied 94 werden außerdem über einen Ausgangsimpuls erzeugt, aktiviert werden. Da- ein UND-Glied 116 einem weiteren Univibrator 118 durch werden die ungültigen Ubergangsimpulse effek- 35 zugeführt, wenn der Univibrator 114 aktiviert ist. tiv unterdrückt, wie noch erläutert werden wird. Samt- Der Univibrator 118 erzeugt bei seiner Aktivierung liehe über das ODER-Glied 86 gekoppelten positiven oder Triggerung einen Ausgangsimpuls mit der Dauer und negativen Übergangsimpulse sind dem einen Ein- 0,3 T₁. Dieser Ausgangsirnpuls setzt den Univibrator gang eines UND-Gliedes 941 zugeführt. Der andere 114 zurück. Durch die Hinterflanke des Ausgangs-Eingang des UND-Gliedes 94 ist ein vom Univibrator 40 impulses des Univibrators 114 wird ein weiterer Uni-88 gespeister Sperreingang. Das UND-Glied 94 liefert vibrator 120 getriggert, so daß er einen Löschimpuls die Taktimpulse zum Verschieben der Daten von den erzeugt, der dem einen Eingang eines UND-Gliedes UND-Gliedern 90 und 92 in ein erstes Speicher- 122 zugeführt ist, dessen anderer Eingang ein vom schieberegister 96. Der Ausgangsimpuls des UND- Univibrator 118 gespeister Sperreinganf; ist. Wenn Gliedes 94 rückt außerdem einen Zähler 98 vor. 45 somit etwa ein Schmutzfleck einen Impuls erzeugt.

Der Zähler 98 zählt sämtliche gültigen Übergangs- der die Einrichtung 10 durchläuft, so wird der Univi-

impulse, um zu bestimmen, wann das Ende der gül- brator 114 und damit auch der Univibrator 120 akti-

tigen Binärdaten erreicht ist. Die ungültigen Über- viert und folglich ein Löschimpuls erzeugt, der da:

gangsimpulse werden durch das UND-Glied 94 blök- UND-Glied 122 durchläuft, da angenommen werder

kiert. Der Zähler 98 ist an eine Anzahl von Über- 50 kann, daß keine weiteren Schmutzflecke in dem Zeit

tragungsgattern 100, und zwar je eines für jede Flip- Intervall zwischen 0,75 T₁ und 1,5 T₁ auftreten unc

fiopstu^fe ο es Schieberegisters 96 angekoppelt, so daß folglich der Univibrator 118 nicht aktiviert und somi

die im schieberegister 96 gespeicherten Binärdaten das UND-Glied 122 nicht gesperrt wird. Die Schal

in ein zweites Speicherschieberegister 102 festüberrra- tung 112 wird später noch ausführlicher eriäuter

gen werden. Allerdings werden durch die Übertra- 55 werden.

gungsgatter 100 die binären Komplemente der im Zur Erläuterung der Arbeitsweise der Einrichtun;

ersten Schieberegister 96 gespeicherten Binärzahlen 10 nach F i g. 1 sei vorausgesetzt, daß lüe Informa

statt der Binärzahlen selbst übertragen. Außerdem er- tionsbitfolge gemäß Fig. 3(a) den Anfangsteil de

folgt die Übertragung in umgekehrter Reihenfolge, Kennzeichnung auf dem abgelesenen Brikett 36 bil

d. h. indem das Komplement der Binärzahl der ersten 60 deL Jede Bitzelle besteht dabei aus eimern weiße:

Stufe des Schieberegisters 96 in die letzte Stufe des und einem schwarzen Teil, bezeichnet mit »W« bzw

zweiten Schieberegisters 102 eingegeben wird usw. »ß« in Fig.3(b). Die dem Schwarz- und Weißinha]

Dies geschieht deshalb, weil das Etikett 36 Kreis- dieser Teile entsprechenden Signale werden erzeug

ringe aufweist und eine Abtastung vom Außenrand wenn der Abtaststrahl das Etikett 36> längs eine

zur Mitte des Etiketts 36 Daten liefert, die sowohl in 65 Durchmessers, d. h. unter Erfassen des Mittelteils 3

der umgekehrten Reihenfolge auftreten als auch das des Etiketts überstreicht Die durch die entsprecher

binäre Komplement derjenigen Daten bilden, die bei den Ringpaare verkörperten Binärziffern sind i

Fortsetzung der Abtastung von der Mitte zum Außen- F i g. 3 (a) oben angegeben. Das abgelesene Etike

ίο

36 ist an der Unterseite eines Artikels 16 befestigt. Obwohl der Boden des Artikels 16 beträchtlich konkav gekrümmt sein kann, bleibt infolge der großen Schärfentiefe der Laserstrahlquelle 26 der Laserstrahl zu einem feinen Fleck gebündelt. Eine Nachfokussierung ist selbst dann nicht nötig, wenn der nächste abzutastende Artikel 16 statt einer gekrümmten eine ebene Bodenfläche aufweist. Der Artikel 16 wird durch die Förderbänder 20 und 22 mit konstanter Geschwindigkeit über den Abtastschlitz 18 transportiert. Der Laserstrahl 28 wird auf den vielflächigen Drehspiepcl 32 fokussiert, so daß er durch den Schlitz 18 den Boden des Artikels 16 mit mehreren aufeinanderfolgenden Abtastlinien überstreicht.

Es sei zunächst angenommen, daß der Abtastfleck das Etikett 36 auf einem Durchmesser durch dessen Mittelpunkt überquert. Wegen seiner runden Form kann das Etikett 36 in beliebiger Richtung abgetastet werden, so daß der Artikel in bezug auf den Abtastschlitz nicht besonders orientiert zu werden braucht. Das Licht vom Laserstrahl 28 trifft auf das Etikett 36 auf. Die Photoröhre 42 nimmt das vom Etikett 36 reflektierte diffuse Licht auf. Durch das unmittelbar vor der Photoröhre 42 angeordnete optische Filter 40, das in seiner Frequenzcharakteristik im wesentlichen auf die Frequenz des Laserstrahls 28 abgestimmt ist, wird das gesamte Umgebungslicht mit Ausnahme des monochromatischen Lichtes im Durchlaßbereich des Filters herausgefiltert. Das das Filter 40 durchsetzende diffuse Licht vom Etikett 36 wird in der Photoröhre 42 in das elektrische Ablesesignal 48 gemäß F i g. 3 (c) umgewandelt. Das Ablesesignal 48 enthält Übergänge von niedriger zu hoher Amplitude und umgekehrt, entsprechend den Übergängen des Reflexionswertes im Etikett 36. Und zwar enthält das Signal 48 sowohl gültige als auch ungültige Übergänge.

Das Signal 48 gelangt nach Verstärkung durch den Verstärker 44 zum Übergangsdetektor 46, der sämtliche Übergänge im Signal ohne Rücksicht darauf, ob sie gültig oder ungültig sind, wahrnimmt. Die Verwendung eines einfachen Schwellwertdetektors an Stelle des Übergangsdetektors 46 ist nicht möglich, da bei Änderungen des Umgebungslichtes der gewählte Schwellwert unzuverlässig werden würde. Ferner ist auch die Verwendung einer einfachen Differenzierschaltung für die Wahrnehmung der positiven und negativen Übergänge im Ablesesignal 48 nicht angängig, wenn die Größe des Abtastflecks der Breite oder Stärke eines Ringes auf dem Etikett 36 angenähert ist, da in diesem Fall das Ablesesignal 48 nahezu einer Sinusschwingung entspricht und eine Differenzierschaltung folglich die Informationsdaten nicht verläßlich wahrnehmen würde.

Bei der vorliegenden Einrichtung ist eine verläßliche Ablesung gewährleistet. Das Ablesesignal 48 wird zunächst in der Verzögerungsleitung 52 verzögert, und sowohl das verzögerte als auch das unverzögerte Signal werden dann sowohl dem ersten als auch dem zweiten Differenzverstärker 58 bzw. 72, und zwar an gegensinnigen Eingängen dieser Verstärker zugeführt. Der erste Differenzverstärker 58 nimmt die positiven Übergänge wahr, während der zweite Differenzverstärker die negativen Übergänge wahrnimmt, wie aus den Signalverläufen nach F i g. 4 (a) und (b) ersichtlich.

In F i g. 4 (a) ist das verzögerte Ablesesignal 130, das wegen der Vorspannung durch die Quelle V_x eine größere Amplitude hat als das unverzögerte Ablesesignal 132, dem unverzögerten Signal 132 überlagert. Die Vorspannung ist so gewählt, daß das Signal l?0 um ungefähr ¹U der Spitze-Spitze-Amplitude des Ablesesignals 48 größer ist als das Signal 132. Die in F i g. 4 (a) dargestellte überlagerung ergibt sich daraus, daß das verzögerte Signal 130 im eisten Differenzverstärker 58 vom unverzögerten Signal 132 subtrahiert wird. Da der Differenzverstärker 58 kein

ίο negatives Ausgangssignal erzeugen kann, liefert er lediglich dann ein Ausgangssignal, wenn das unverzögerte Ablesesignal 132 größer, d. h. positiver als das verzögerte Signal 130 ist. Dies ist nur bei den positiven Übergängen 134 im unverzögerten Ablesesignal der Fall. Folglich werden diese Übergänge vom ersten Differenzverstärker 58 wahrgenommen, der entsprechend einen Ausgangsimpuls für jeden positiven übergang erzeugt. Die Verzögerung der Verzögcrungsschaltung 52 ist so bemessen, daß die negativen

»ο und die positiven Übergänge aus dem Ablesesignal leicht extrahiert werden.

Wie durch die überlagerten Signalverläufe in Fig. 4 (b) dargestellt, wird im zweiten Differenzverstärker 72 das unverzögerte Signal 132 vom verzögerten Signal 130 subtrahiert. In diesem Fall hai das unverzögerte Signal 132 eine größere Amplitude als das verzögerte Signal 130, so daß folglich der zweite Differenzverstärker 72 ein Ausgangssignal nur dann erzeugt, wenn das verzögerte Signal 130 das unverzögerte Signal 132 in der Amplitude übersteigt. Dies ist nur bei den negativen Übergängen 136 des verzögerten Ablesesignals 130 der Fall. Folglich nimmt der zweite Differenzverstärker 72 sämtliche negativen Übergänge wahr. Mittels den beiden Differenzverstarkem 58 und 72 nachgeschalteter Impulsformerstufen (nicht gezeigt) werden gleichförmige Ausgangsimpulse, entsprechend den Impulsen 140 in F i g. 3 (d) erzeugt.

Die negativen und positiven Übergänge könner; entweder gültig oder ungültig sein. In der an des Ausgang des Ubergangsdetektors 46 angeschalteter Impulsabtrennschaltung 84 werden die gültigen vor den ungültigen Ubergangsimpulsen abgetrennt und für dis Decodierung und Ermittlung der Bedeutum der Impulsfolge gespeichert. Und zwar werden sämtliche positiven und negativen Übergangsimpulse übei das ODER-Glied 86 dem Univibrator 88 zugeleitet der dadurch getriggert wird. Der erste übergang wire stets so gewählt, daß er ein Übergang von Weiß nacl Schwarz ist, um einen Bezugspunkt für die Zeitsteue rung zu gewinnen. Dieser erste Übergangsimpuls 140 gelangt durch das UND-Glied 92 in das Schieberegi ster 96. Infolge der anfänglichen Abwesenheit eine: Ausgangsimpulses vom Univibrator 88 wird auch da UND-Glied 94 aktiviert, so daß es einen Schiebe impuls für das Register 96 erzeugt Wie in F i g. 3 (e gezeigt, erzeugt der Univibrator 88 bei Auftreten de Kinterflanke des ersten Übergangsimpulses 140 einen Impuls 142, der eine über den ersten ungültigei

Übergangsimpuls 140 a hinausreichende Dauer hai Folglich werden die UND-Glieder 90, 92 und da ODER-Glied 94 durch diesen Impuls 142 gesperrt so daß der erste ungültige Übergangsimpuls 140. blockiert wird. Der Sperrimpuls 142 endet jedocl vor dem Eintreffen des nächsten Übergangsimpulses der ein gültiger Impuls ist. Folglich wird auch de zweite gültige Übergangsimpuls in das erste Schiebe register 96 eingeschoben und dort gespeichert. Au

W't

diese Weise werden die ungültigen Übergangsimpulse aus dem Ablesesignal eliminiert und sämtliche gültigen Übergangsimpulse in das erste Schieberegister 96 eingespeichert. Der Zähle;: 98 zählt diese gültigen Übergangsimpulse, die während der Abtastung dos Etiketts 36 vom Außenrand zur Mitte auftreten. Wenn der Zähler 98 die erforderliche Anzahl von impulsen gezählt hat, wird ein Übertragungssignal erzeugt, durch das die Komplemente der im ersten Schieberegister 9r> gespeicherten Binärbits in umgekehrter Reihenfolge in das zweite Schieberegister 102 eingegeben werden. Außerdem wird das erst.; Schieberegister 96 rückgestellt. Bei der Erzeugung des Ubertragungszählwertes ist der Zähler 98 auf seinen Anfangszustand zurückgesprungen.

Es erfolgt nunmehr die Abtastung des Etiketts 36 von innen nach außen. Durch diesen Teil der Abtastung werden in umgekehrter Reihenfolge die Komplemente der bei der ersten Hälfte der Abtastung herausgelesenen Binärdaten erzeugt. Am Ende dieses »o Teils der Abtastung vergleicht der Vergleicher 104 die Daten im ersten Schieberegister 96 mit den Daten im zweiten Schieberegister 102. Bei Gleichheit erzeugt der Vergleicher 104 ein Übertragungssignal, durch das die Daten vom Register 102 in den Decodierer 108 übertragen werden. Das Übertragungssignal des Vergleichers 104 sperrt die Übertragungsgatter 100 und verhindeit die Übergabe des Inhalts des Registers 96 ram Register 102. Der Decodierer 108 decodiert die Binärbits und erzeugt ein entsprechendes Ausgangssignal, durch das der betreffende Artikel 16 identifiziert wird. Der Decodierer 108 löscht außerdem die Register 96 und 102. Das Identifizierungssignal wird dem Computer 110 zugeleitet, wo der Artikel 16 auf seinen Preis überprüft und der Preis in den Gesamtkaufpreis eingerechnet wird. Der Gesamtpreis wird dem Kassierer od. dgl. angezeigt. Außerdem erfolgt eine Bestandskontroüe, indem die Anzahl und Typen der gekauften Artikel gezählt und mit den vorhandenen Lagerbeständen verglichen werden.

Es soll jetzt die Arbeitsweise der Schaltung 112 für die Ermittlung der Impulsgültigkeit erläutert werden. Bei den anfänglichen Abtastungen des Etiketts 36 überquert der Laserstrahl 28 die konzentrischen Ringe des Etiketts 36 in einem Winkel, der von der Senkrechten zu den Ringen (d. h. von der Radialrichtung) erheblich abweicht. Die erzeugten Ableseimpialse sind daher langer als die bei Abtastung durch die Mitte des Etiketts 36 entstehenden Impulse. Diese verlängerten Impulse veranlassen (Se Schaltung 112, Löschimpulse zu erzeugen, welche die Schieberegister 96 und 102 sowie den Zähler 98 rückstellen, so daß etwaige auf Grund dieser verlängerten Impulse gespeicherte Daten gelöscht werden.

Wenn durch einen Übergang zwischen diesen verlängerten Weiß- und SchwarzpegeBmpulsen der Univibrator 88 getriggert wird, triggert die Hinterflanke des Ausgangsimpulses dieses Univibrators den Univibrator 114. Da vor dem Ende des Ausgangsimpulses des Univibrators 114 kein Übergang wahrgenommen wird, wird das UND-Glied 116 nicht aktiviert und der Univibrator 118 nicht getriggert Die Hinterflanke des Ausgangsimpulses des Univibrators 114 triggert den Univibrator 120, so daß (fieser einen Löschimpuls erzeugt, der das UND-Glied 122, da dieses kein Sperrsignal vom Univibrator 118 empfängt, durchläuft.

Wenn der Abtaststrahl das Etikett 36 nahe seiner Mitte überquert, liegen die erzeugten Übergang.--impulse dicht beieinander, so daß der Univibrator 118 in der Schaltung 112 getriggert wird, während der Univibrator 114 noch ein Ausgangssignal erzeug;. Der Ausgiuigsimpuls des Univibrators 118 setzt den Univibrator 114 zurück, und obwohl daraufhin deUnivibrator 120 einen Löschimpuls erzeugt, wir ei dessen Übertragung zu den Schieberegistern 96 und 102 sowie zum Zähler 98 durch das UND-Glied 122 blockiert. Die gültigen Übergänge werden daher in diesen Einrichtungen gespeichert.

Fig. 5 veranschaulicht eine andere Codierungs .r; für ein Etikett 36. Bei dieser Codierungsart werde: ebenfalls konzentrische Kreisringe verwendet, wöbe, jedoch die einzelnen Informationsbits jeweils in eincir. Schwarzring, der beiderseits von je einem Weißring eingefaßt ist, enthalten sind. Jede Informationsbitzelle weist also bei der Abtastung einen Schwarte!! in der Mitte, der beiderseits von je einem Weißteil flankiert ist, auf. Für die Darstellung beispielsweise einer binären »0« dient dabei ein schmaler, durch einen schmalen Schwarzring erzeugter Schwarzieil, während eine binäre >1« durch einen breiteren Schwarzring dargestellt wird. Und zwar kann bei einer Bitzelle mit einer Breite von z. B. 0.254 mm ein einer binären »0« entsprechender Schwarzring 0,076 mm und ein einer binären »1« entsprechender Schwarzring 0,178 mm breit sein, wobei reit »Breite die Differenz zwischen Außen- und Innendurchmesser der Ringe gemeint ist. Die in Fig. 5 gezeigte Bitfoige ist daher 0011. Entsprechend haben die Weißringe beiderseits des eine binäre »0' darstellenden Schwarzringes eine Breite von 0,089 mm und die Weißringe beiderseits des eine binäre »1« darstellenden Schwarzringes eine Breite von 0,038 mm.

Die Erkennung der Binäxziffcrn bei einer derartigen Codierung beruht auf der Wahrnehmung eine:; Weiß-Schwarz-Überganges im Differenzverstärker 72 der den Beginn des Schwarzringes anzeigt. Soda:;η wird ein vorbestimmtes Zeitintervall eingestellt und nach einem das Ende des Schwarzrinaes anzeigenden Schwarz-Weiß-Übergang innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls im Differenzverstärker 51} Ausschau gehalten. Tritt ein solcher Schwarz-Weiß-Übergang innerhalb des vorbestimmten ZeitintervaHs auf, so ist eine binäre >0« wahrgenommen, während anderenfalls eine binäre >1« wahrgenommen ist. Für die Einstellung des ■vorbestimmten Zeitintervalls kann ein Univibrator verwendet werden.

Man kann auch anderweitige Codierungen verwenden, beispielsweise derart, daß ein Übergang im Reflexionsvermögen eines Etiketts 36 nur dann vorgesehen ist, wenn eine Binärziffer in einer Inlonnationsbitzelle von der Binärziffer in der unmittelbar vorausgehenden Informationsbitzelle abweicht. Bei einei derartigen Codierung wären die Wiederholungen dei gleichen BinärziSeT, d. h. die Folgen von Binärwerter >1« oder »0« zu begrenzen, so daß genügend Übergänge für die Ausnutzung der in häufig auftretender Übergängen enthaltenen Taktinformation zur Verfügung stehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Lesen eines auf einem Gegenstand angebrachten Codezeichens, das ein die Bits einer Binärzahl darstellendes Muster aus nebeneinanderliegenden Bereichen mit unterschiedlichen Reflexionseigenschaften aufweist, mit einer Abtastvorrichtung, die ein oder mehrere Lesesignale erzeugt, welche zwei den Reflexionseigenschäften entsprechende Pegel und dazwischen Signalwechsel haben, von denen einige das Auftreten von Bits im Lesesignal bezeichnen, während die übrigen Signalwechsel ungültig sind, und mit einem Detektor, der auf Grund jedes Übergangs zwischen den beiden Pegeln die Erzeugung von Taktimpulsen bewirkt, mit denen entsprechende Bits der Binärzahl decodiert werden können, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (46) nur auf die Signalwechsel in einem einzigen Lesesignal (48) anspricht und eine Schaltung (86, 88, 94) zur Erzeugung von Taktimpulsen vorgesehen ist, die nur denjenigen Impulsen (140) des Detektors (46) entsprechen, welche aus den das Auftreten eines Bits im Lesesignal bezeichnenden Signalwechseln gewonnen werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bits auf dem Codezeichen (36) durch eine Anzahl von Paaren benachbarter konzentrischer Ringe gebildet sind, von denen jeweils der eine Ring die erste und der andere Ring die zweite Lichtrefiexionseigenschaft hat, und daß zur Berücksichtigung von ungültigen Übergängen im Lesesignal, die sich an den Grenzen von benachbarten Ringpaaren ergeben, in denen sich die gleiche Binärziffer wiederholt, der Detektor (46) eine Trennschaltung (84) enthält, weiche den Übergängen an den Grenzen aufeinanderfolgender Ringpaare entsprechenden Ausgangssignale von die positiven und die negativen Übergänge zwischen den beiden Pegeln des Lesesignals wahrnehmenden Flankendetektorschaltungen (58,72) unterdrückt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Binärzahl durch die Übergänge zwischen deu beiden Reflexionswerten auf dem Codezeichen (36) definiert wird, und daß die Schaltung (84) zur Erzeugung von Taktimpulsen ein Zeitglied (88) enthält, das nach Erzeugung eines Taktimpulses die Auswertung des nächsten Impulses des Detektors (46) für eine Zeitdauer verhindert, die in einem gegebenen Maße kürzer ist als die Dauer (Periode T₁) der Abtastung eines Bits auf dem Codezeichen.

55