DE2018882A1 - Etikettenleser mit Einrichtungen zum Erkennen, Erfassen und Lesen von nicht lesegerecht ausgerichteten Etiketten - Google Patents

Description

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Dr.-lng. Holzhäuser 17.apr.iw Dipl.-Met. Gold bach wg/wi

Patentanwälte OFFENBACH AM MAIN Herrnstr. 37 - Tel. 88 56 42

Scanner, Incο

Houston, Texas, V.St.A·

Etikettenleser mit Einrichtungen zum Erkennen, Erfassen und Lesen von nicht lesegerecht ausgerichteten Etiketten

Die Erfindung betrifft einen Etikettenleser mit Einrichtungen zum Erkennen, Erfassen und Lesen von nicht lesegerecht ausgerichteten Etiketten, die auf Warenverpackungen oder dergleichen angebracht sind und mit diesen eine Ablesestation durchlaufen, wobei ein Bild eines Etiketts auf der Lesevorrichtung entworfen und mittels der Erfassungseinrichtung: in seiner Grosse und entsprechend dem Objektabstand scharf eingestellt und relativ zur Lesevorrichtung gedreht wird, und wobei die Erfassungseinriohtung einen Quadranten-Telautographen enthält;, und die Baten konzentrisch auf dem Etikett angeordnet sind, und das Bild des Etiketts »um Lesen gedreht wird·

Gerne-8s der vorliegenden Erfindung wird ein« Anlage vorgeschlagen, die auf der Anregung beruht, dass die auf d«m Etikett,

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d.h. auf dem Datenfeld untergebrachte Information in Bezug auf einen bestimmten Mittelpunkt angeordnet wird· Beispielswelse werden Datenbits in mehreren« konzentrisch angeordneten Spuren aufgezeichnet· Ein besonderer Bereich« auch. Suchfeld oder Prüf zone genannt, durch, die ein Datenträger mit einem Datenfeld in beliebiger Position und Orientierung hindurchgehen kann« wird duroh ein optisches oder elektronenoptisches Gerät beobachtet· Das Gerät sorgt für eine ständige Drehung des Bildes im Suchfeld« so dass in Wirklichkeit die Prüfzone überfahren wird·

Wenn ein Datenfeld in das Suchfeld eintritt, wirdsein Bild ebenfalls gedreht. Ein Bildauswerter ist vorgesehen und in der Bildebene oder einer Suchfeldebene plaziert. Das sich drehende Suchfeldbild geht über Detektoren« die zu der iuswerteinrichtung gehören« Die Auswerteinrichtung erhält eine entsprechende Energiezufuhr« wenn das Datenfeld wirklich das Suchfeld erreicht hat und sobald das Datenfeldbllci die Auswerfeinrichtung überstreicht· Die Auswerteinriehttang steuert die seitliche Einstellung des Suchfeld- oder Früfzonenbildes, so dass das Datenfeldbild besonders plaziert in Bezug auf die Datenleseelemente (zentriert) wird·

Infolge der Drehung des Suehfeldes rotiert das Datenfeldbildf im über &i@ })at@nl©s@elenent© zu streichen, doch wiElcfe *li© gemaissaae Betätiigpiag der stetigen Drehung docs Suchfeldhildse «ad der seitlichen Bildveraohiebung zwi Zentrieren its ßatsaf®MM!cL*s yater der Steuerung üMis luewiirtei£i£ialitisj^ i^ &*£" W«is®_f &&»» u±&t in

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der Tat das Datenfeldbild um seinen eigenen Hittelpunkt dreht. Die Datenleseelemente, wie die Detektoren, sind radial zum Hittelpunkt angeordnet, um die Information zu lesen, wenn das Datenfeldbild rotiert und dadurch den Datenfeldträger zu identifizieren· Die Auswerteinrichtung ist so konstruiert, daß die BildVerzerrungen durch eine ständige, folgende Kontrolle ausgeglichen werden, die insbesondere erfordert, daß die Datenlesedeftektoren in unmittelbarer Nähe eines der die Bildlage ermittelnden Elemente in der Auswerteinrichtung angeordnet sind.

Die Auswerteinrichtung enthält vorzugsweise ein Paar Detektorelemente für die Position des Datenfeldbildes, die je eine Bildablenkung in einer von zwei transversalen, vornehmlich rechtwinklig orientierten Achsen in der Bildebene kontrollieren· Diese Detektoren sprechen auf ein Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Inkrements des Datenfeldbilds als Ganzen an, wenn es die Detektoren über st reicht· Zusätzliche Detektoren können vorgesehen werden, um auf besondere Teile des Datenfeldbildes in besonderen Positionen anzusprechen, um die Position des Datenfeldbildes besonders in ^ezug auf die Ableseelemente feinzusteuern.

Während die Beschreibung mit Ansprüchen abschließt, die besonders den als Erfindung angesehenen Gegenstand hervorheben und klar beanspruchen, wird angenommen, daß die Erfindung, die Ziele und Merkmale der Erfindung und andere Zwecke, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügen Zeichnung besser hervorgehen; in dieser zeigt

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Fig· 1 zum Teil in Perspektive und zum Teil als Blockdiagramm eine Gesamtansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung}

Fig. 1a ein Zeitdiagramm für Signale, welche in der Vorrichtung der Fig. 1 gebildet werden.

Fig· 2 und 2a Draufsichten auf Etiketten mit Beispielen für zu lesende Datenfelder,

Fig· 3t 4 und 5 drei verschiedene, schematische Wiedert gaben von drei Erfassungseinrichtungen zur Er

mittlung der Bildposition und den zugehörigen Elementen der Leseeinrichtung, und

Fig. 5a, 4a und 5a Tabellen, welche die mit den Auswerteinrichtungen der Fig· 3 t ^ ^vax^ⁱ 5 erzeugten Steuersignale bzw· deren Wirkungen zusammenfassen·

Im einzelnen ist in Fig. 1 eine Anlage gezeigt, bei welcher die bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung angewandt wird. Es ist ein Förderband 1o vorgesehen, das von einem Motor 11 mit gleichbleibender oder in Zwischenzeiten mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben wird, P wobei eine Verlangsamung besonders in Abtast- und Ermittlungsphasen auftritt, die nachstehend näher beschrieben werden· Sas Förderband transportiert Handelsgegenstände 12, wie Fackungen, Behälter und dgl· *des Stück ist mit einem Etikett 4-0 versehen, das ganz allgemein als Datenträger dient·

Typische Beispiele für solche Datenfelder sind in Fig· 2a und 2b gezeigt und werden näher weiter unten beschrie-

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"ben. Zum Ausüben der Erfindung ist es nicht erforder- ' lieh, daß diese Datenfelder eine besondere ^age auf den Waren 12 haben, abgesehen davon, daß diese Datenfelder auf einer Packungs- oder Behälterfliehe vorhanden sein müssen, welche allgemein einer besonderen Richtung zugewandt ist, beispielsweise aufwärts, ohne daß es jedoch nötig ist, daß diese verschiedenen Datenfelder auf den verschiedenen Packungen planparallel sind.

Es ist nicht erforderlich, daß die Stücke 12 eine besondere L_age auf dem Förderband 10 in seitlicher oder Längsrichtung einnehmen, so weit wie die Transportrichtung in Präge kommt. Besonders brauchen die Stücke 12 und daher die Datenfelder auf ihnen keinen gleichen Abstand auf dem Förderband zu haben noch brauchen sie ausgerichtet zu laufen, d.h. sie brauchen nicht längs einer besonderen Linie zu wandern, was die Bewegung der Datenfeldmittelpunkte auf ihnen anbetrifft.

Bei der Bewegung des Förderbandes 10 gehen die Packungen mit ihren Datenfeldern durch ein Suchfeld oder eine Prüfzone 15. Der Mittelpunkt dieser Prüfzone kann durch eine optische Achse 20 definiert werden. Die Prüfzone ist optisch hinsichtlich ihrer Öffnung durch optische und elektronenoptische Geräte definiert, die längs der optischen Achse 20 angeordnet sind.

Zusätzlich oder andernfalls kann das Suchfeld 15 durch Beleuchtung von einer lichtquelle 13 definiert werden. Die Lichtquelle 13 iet vorzugsweise eine pulsierende, entweder weil eine Wechselspannung oder eine pulsierende

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Spannung die Quelle speist, oder infolge der Betätigung eines Lichtzerhackers· Eine erkannte Reflexion als Folge einer solohen pulsierenden Beleuchtung schliesst die Pulsationen als Trägerfrequenzsignal ein, und Kontraste in der Prüfzone, besonders im Datenfeld durch die optische Ausrüstung an der Achse 2o beobachtete Markierungen erscheinen und werden durch Amplitudenmodulationen eines solchen Trägerfrequenzsignals wiedergegeben·

Ein Spiegel 2o kann vorgesehen sein, um der optischen Achse eine neue Richtung zu geben. Das das optische Bild an der Achse erzeugende Gerät wird -vorzugsweise waagerecht orientiert, und es wird angenommen, dass die Datenfelder oben an den verschiedenen Behältern sind· Die Orientierung ist im Grunde unwichtig· Ein Linsensystem 22 bildet die Prüfzone 15 an der Eingangsseite eines Bildwandlers 25 ab« Das Suchfeld oder die Prüfzone 15 kann deshalb durch die wirksame Öffnung des optischen Systems als durch den Spiegel 21 und die Linse 22 definiert gelten· Ein Trapezprisma 23» ζ·Β· Dovesches (Wendeprisma) " oder Uppendahl'sches (Wendeprisma) o» dgl· sitzt in der optischen Bahn nahe oder in dem Linsensystem 22 und wird von einem Motor 24 um die optische Achse -2o gedreht, so weit diese durch das Prisma geht· Infolgedessen liefert das optische System 22 und 23 ein ständig rotierendes Bild der Prüfzone 15 auf der optischen Eingangsseite des Bildwandlers 25»

Der Bildwandler 25 kana von übliches* Bauart sein und hat einen Ausgangs- oder Zielschira 26« auf dem ein Bild der Prüf zone elektronenoptisch erlügt wird: "3®r Bildwandler -' 25 soll ein® elektronenoptische Jusrüstuisf; liaöS3% die

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eine seitliche .Ablenkung der das Bild erzeugenden Elektronen und damit des Bildes selbst erlaubt· Sie Bohre hat beispielsweise zwei Paar Ablenk'elektrodenj es ist ein Paar 27 für die senkrechte und ein Paar 28 für die waagerecht· Ablenkung des auf dem Schirm 26 erzeugten Bildes vorhanden· Die Ausdrücke "senkrecht" und "waagerecht" werden hier nur in Bezug auf die gezeigten Richtungen angewandt· Allgemein sorgen die beiden Ablenksysteme 27 und 28 für eine seitliche Bildverschiebung in der Bildebene des Wandlers 25 in zwei rechtwinkligen Richtungen·

Einzelheiten des Auffangschirms 26 werden noch eingehender erläutert· Hier genügt es für die Beschreibung der Gesamtanlage zu sagen, dass der Schirm 26 eine Erfassungseinrichtung 3o oder genauer gesagt« eine Datenfeldbildermittlungs- und Auswerteinrichtung hat, welche Ausgangssignale über ein Kabel 31 zu einer Logikschaltung 32 zum Auswerten in dieser liefert· In Wirklichkeit definieren diese durch das Kabel 31 gesendeten Signale die relative Position des Datenfeldbildes auf dem Zielschirm 26 und werden in der Logiksohaltung 32 verarbeitet, um die Bildablenkung während des Arbeitens zu steuern·

Grundsätzlich hat die Logik 32 zwei Ausgangskanäle 33 und 34» welche die Ablenkstmuerschaltungen 35 und 36 kontrollieren, die ihrerseits Ablenkspannungen zu den Elektrodenpaaren 27 und 28 senden« Einzelheiten dieser Kontroll- und Wiedergabeausführungen werden noch eingehender erörtert«

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Jeder Auffangschirm 26 ist mit zwei Detektoren 53 und 54 versehen, die auch nebeneinander angeordnet sein können, um die Datenfeldbilder zu lesen, wenn sie in besonderer Psotion projektiert werden, was auch noch eingehender zu erörtern ist.

Ehe zu der Beschreibung der Datenleseschaltung übergegangen wird, wird auf ^ ig. 2 Bezug genommen, welche verschiedene formen von Datenfeldern zeigt. Diesen Formen ist gemeinsam, daß die Information innerhalb eines runden Bereichs gedruckt, geschrieben oder sonstwie aufgezeichnet ist, der von einem schmalen, ringförmigen, äusseren Rand 41 umgeben ist» Der Rand 41 dient als Definitionsmarkierung für das Datenfeld, das eine runde Anordnung von Daten enthält. Der Rand 41 verläuft um ein Zentrum 42, das an sich nicht physikalisch oder als besondere Markierung wiedergegeben zu werden braucht. Die Daten selbst sind in zwei Spuren 43 und 44 enthalten, die parallel zum Rand 41 und konzentrisch zum Mittelpunkt 42 verlaufen.

I-ie Daten in diesen Spuren 43 und 44 sind durch kontrsdbgebende Markierungen radial zum Mittelpunkt 42 definiert. Die kontrastgebenden Markierungen in den Spuren geben einen Bitwert wieder; das ^ichtvorhandensein einer Markierung in einer Bit-Position, besonders einer Bit-Position, die radial mit einer ein Bit definierenden Markierung fluchtet, definiert den anderen Bitwert, wenn angenommen wird, daß üweiwertbits für das Kodieren verwendet werden.

Es a-ibt einen Datenπpalt A5_t der durch das iMichtvorhandannein von Man. i.orun.-jen wiedergegeben wird, die korn-

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trasterzeugende Bits definieren. Dieser ^palt definiert den Anfang und das Ende der kreisförmig angeordneten Daten und damit die Winkelorientierung des Datenfeldes. Anstelle des Spalts könnten Markierungen vorhanden a±E± sein, die keine Datenzeichen, wie eine besondere Bitfolge in einer oder "beiden Spuren, wiedergeben. Schließlich könnte der Spalt auch noch ganz schwarz sein und einen Kontrast wie die kontrastgebenden Markierungen darstellen. Zur Beschreibung der Ausführungsform der Erfindung wird angenommen, daß in der Tat ein Datenspalt 45 vorhanden ist, der durch Hichtvorhandensein konstrastgebender Markierungen wiedergegeben wird.

Ein Bild dieser beiden Datenspuren wird auf den Zielschirm 26 geworfen und von den beiden Detektoren 53 und 54 gelesen, vorausgesetzt, daß das Bild um seinen eigenen Mittelpunkt 42 (d.h. den der *iitte 42 entsprechenden Bildpunkt) rotiert und daß außerdem die beiden Detektoren 55 und 54 radial asu dieBem Eotationsmittelpunkt, der auf den Zielschirra 26 geworfen wird,angeordnet sind und den gleichen Abstand davon haben» den die beiden Spuret). 43 und 44 vom Mittelpunkt haben, multipliziert mit der Vergrößerung der Bilderzeugungs- und Prοjizeranlage.

Es ergibt sich also, daß die Detektoren 53 und 54 Signale erzeugen, welche den Vorbeigang der kontrastgebenden Markierungen in den Spuren wiedergeben, wenn das Datenfeldbild über den Detektoren rotiert. Außerdem hat das ermittelte Signal die Modulationsfrequenz, die von der Wechselstrom-Beleuchtungsanlage 13 erzaigt wird, und

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eine örtlich veränderliche Reflexion infolge des Nient-Vorhandenseins oder Vorhandenseins kontrastierender Markierungen oder ihrer Bilder bewirken eine Amplitudenmodulation eines solchen Trägersignals. Infolgedessen werden die Detektorausgangssignale an die Demodulierkreise 55 und 56 geleitet, die abgestimmte Verstärker, d.h. Verstärker haben mögen, die auf die Trägerfrequenz abgestimmt sind, die von der pulsierenden Lichtquelle mit einer Bandbreite geliefert wird, welche die Bitdichtenfrequenz reflektiert, wenn die Bilder der Datenspuren an den Detektoren vorbei rotieren.

Die Preise 55 unet' 56 haben Amplitudendemodulations- und Tiefpaßfilter zur Demodulation der Signale, die von den Detektoren 53 und 54 gesendet werden. Die Ausgangssignale der Kanäle 55-und 56 für die Auswertung der Lesesignale können als logische ^uignale angesehen werden; wenn beispielsweise ein Detektor (53 oder 54) eine kontrastgebende Markierung erkennt, wird ein erster Pegel an der Ausgangsseite der betreffenden Auswertungssohaltun-g 55 oder 56 gebildet, ifchrend ein zweiter Pegel so lange gebildet wied, wie der damit verbundene Detektor nur einen Hintergrund des Datenfeldbereichs erkennt.

Die Kanäle 55 und 56 zur Auswertung der Lesesignale dienen als Eingänge für den Datenzusammensetz- und Auswertkreis 60. Die Daten werden zum Beispiel in der V/eise !codiert, daß eine kontrasterzeugende Markierung in wenigstens einer von zwei radial ausgerichteten Bitpositionen längs einer Datenfeldspur außerhalb des Spalts 45 ist· Eine 0R-3chaltung 58 ist mit der Ausgangsseite der bei-

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den Kanäle 55 und 56 zur Auswertung der Lesesignale verbunden und liefert ein Triggersignal für einen Single-Shot oder monostabilen Multivibrator 59, der einen Impuls von kurzer Dauer an jeder Vorderflanke eines demodulierten Impulses erzeugt, der ein kontrastierendes Datenbit wiedergibt} die Impulse dienen als Taktimpulse GK, welche eine solche Bitposition wiedergeben. Der Daten verarbeitendes Kreis 60 enthält ein erstes Register

61 und ein zweites Register 62. Diesebeiden Register sind Verschieberegister und stellen die Verbindung zu den Ausgangsseiten der beiden Kanäle 55 und 56 zur Auswertung der Lesesignale her, um von da üiingangsslgnale zu empfangen. Außerdem empfangen die Register die Taktimpulse GK für Eingangs- und Verschiebesynchronisation.

Der Kreis 60 kann.einen Zähler 63 haben, der vorzugsweise dazu dient, die Gesamtzahl der von einem DatenSLd abgelesenen Bits und/oder wiederholt eine besondere Zahl von Bitpaaren zu bestimmen, die in die Register 61 und

62 für eine ^eichenzusammensetzung und eine Dekodierkontrplle eingegeben sind. Der Zähler kann bei Prüfungen behilflich sein, um abzustimmen, daß die gelesenen Daten den besonderen Formaterfordernis3en entsprechen. Hier ist angenommen, daß der Zähler 63 ein Signal an ein AHD-Tor 66 gibt, nachdem eine vorherbestimmte Zahl von Taktimpulsen gezählt worden oder diese Zahl überschritten ist» .

Außerdem hat der ^reis 60 einen Öpaltdetektor 64, der als eine Serienschaltung eines rückgeBtellteii Integrators und eines Sclusiitt-Tri^'-ers aii'-eseherr werden kann.

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Der rückgestellte Integrator in dem Spaltdetektor 64-empfängt Taktimpulse OK und wird rückgestellt, um mit jedem solchen Taktimpuls neu zu beginnen· In Abwesenheit von Taktimpulsen, d.lu beim Erkennen des Spalts, darf der rückgestellte Integrator arbeiten, bis er den Trigger-Pegel des Schmitt-Triggers im Spaltdetektor 64-erreicht; darauf sendet der Schmitt-Trigger ein logisches Signal, das an der Ausgangsseite des Spaltdetektors wirksam ist. Eine Verzögerungsschaltung 65 kann mit dem Spaltdetektor verbunden sein, um die Register 61 und 62 rückzustellen, so dass unechte oder unerwünschte Signale ausgemerzt werden, die vorher von da erhalten wurdeno

Der Spaltdetektor 64- dient dazu, ein Freigabesignal für die Auswertung der Lesesignale zu senden» Mit der ansteigenden Flanke des ersten Taktimpulses OK nach einem Spalt wird der Detektor 64- auf Hull zurückgestellt und ändert der Schmitt-Trigger in ihm sofort den Pegel₀ Das ist dann ein Zeichen dafür, dass die Rotation des Datenfeldbildes bis zu einem Punkt vorgeschritten ist, an dem nun das erste oder die ersten Datenbits der Lese- bzw. Auswerteinrichtung zugeführt werden können.

Fig. 1a erläutert typisch diesen Arbeitsgang. Ein in der Leseschaltung 55 oder 56 erzeugter DatenAmpuls DI als Folge einer Kontrastbildungs-Bitmarkierung ist im Verhältnis der Amplitude zur oberen Kurve gezeigt· Das in der unteren Kennlinie aufgenommene Signal ist der sich ergebende Taktimpuls CKo Die dritte Linie der Fig. 1a zeigt den Ausgang DD des Spaltdetektors 64-. Das Ausgangs signal des Spaltdetektors ändert den Pegel gleich

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an der Vorderflanke V des ersten Datenbit- und Taktimpulses ο Daraus lässt sich, ersehen, dass der Spaltdetektor 64 beim Spalterkennen ein unvollständiges Signal senden kannρ Die Ausgangsleistung des Spaltdetektors sinkt früh, genug, so dass die Detektorschaltung darauf ansprechen kann_e

An der Hinterflanke R des ersten Taktimpulses CK wird die Ausgangsleistung, die noch von den Kanälen 55 und 56 für die Auswertung der Lesesignale geliefert wird, synchronisiert und in die Eingangsstufen der Register 61 und 62 eingegeben. Beim Vergleich der beiden oberen Kennlinien in Figo 1a ist besonders zu erkennen, dass die Hinterflanke des Taktimpulses OK auftritt, wenn der Signalpegel des Kanals 55 und/oder 56 noch von einer kontrastierenden Markierung bestimmt wird, da ihre Breite (dividiert durch die Bildgeschwindigkeit) als grosser als die Taktimpulsdauer angenommen wird. Daraus folgt, dass Bits richtig in die Register 61 und 62 eingegeben werden und andere in der Reihenfolge der Einführung in die Detektoren 53 und 54· folgen.

Wenn nun das Datenfeldbild über die Datenlesedetektoren 53 und 54- rotiert, werden Daten der Reihe nach in die Schieberegister 61 und 62 im Takt eingegeben und durch · diese geschoben. Nachdem alle Daten gelesen sind, erscheint wieder die Lücke 4-5 und es spricht der Spaltdetektor 64- an. Das Lückensignal dient als zweiter Eingang für das Tor 66. Dieses Tor gibt nur eine echte Ausgangsleistung ab, wenn zur Zeit der Lücke 4-5 der Zähler 63 die gewünschte und benötigte oder Mindest-Zahl von Bitable-

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sungen gezählt hat. Wenn das Format, d.h.» die Zahl von Bits, die im Datenfeld vorhanden ist, festgelegt ist, kann der Zähler 63 auf die Zahl nur so ansprechen, daß das Tor 66 nur nach einer vollständigen Ablesung des ganzen Datenfeldes effektiv ist. Wenn das format des Datenfeldes nicht genau vorherbestimmt ist, wird von dem Zähler verlangt, daß er nur bis zu einer vorherbestimmten Mindestzahl von Bits zählt, von denen erwartet werden kann, daß sie stets in einem Datenfeld vorhanden sind, ehe das Tor 66 effektiv wird.

Wenn das Datenformat festliegt und der Zähler 63 eingestellt wird, um eine Ausgangsleistung zu erzeugen, nachdem die vollständige Zeichenzahl gezählt worden ist, so signalisiert das erste echte Signal des Tors 66 die Vervollständigung der Zeichenzusammensetzung xn den Registern 61 und 62. Liegt das Format nicht fest und zählt der Zähler nur eine Mindestzahl von ^eichen, ist eine echte, volle Ausgangsleistung des Tors 66 ein Signal, das zum,Anzeigen des Beginns der Zeichenzusainmensetzung benötigt wird; eine nachfolgende, zweite Ausgangsleistung des Tors 66 signalisiert deren SnAe und Vervollständigung·

Das oder die Ausgangssignale des Tors 66 werden an eine Speichervorrichtung 70 als Signale für den Beginn und/ oder das Ende der Lesesignalzusaimuensetzung in de Registern 61 und 62 gegeben. Bs ist Sache der Speichervorrichtung, diese Signale zu deuten und zu bestimmen, wann die von einem Datenfeld abgelesenen Daten in den Registern 61 und 62 sind und in den Speicher 70 für ein richtiges

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Entschlüsseln, eine Registrierung oder sonstige Verarbeitung, je nach Lage des Palis, übergeben werden können· Die von der Schaltung 65 bewirkte Verzögerung vor dem Rückstellen der Register 61 und 62 muss lang genug sein, so dass der Speicher 7o den Inhalt der Register übernommen hat« Oder aber die Register können durch ein Signal zurückgestellt werden, das in der Speichervorrichtung erzeugt wird.

Nach der Beschreibung der Auswertung der Lesesignale sind die Einzelheiten der Zentriersteuerung der Position des Datenfeldbildes, der Prüfablenkung und der Lesekontrolle zu erörtern. Das erfordert eine besondere Berücksichtigung der Form des Zielschirms 26 des elektronenoptischen .Wandlers 25· Der Eingang der Erfassungseinricuitung Jo hat besonders zwei längliche Elektroden 3oa und 3ob, wie Figo zeigt. Normen für diese Detektorelektroden werden nachstehend erörtert. Jede Elektrode erstreckt asymmetrisch in den Richtungen χ und y, die ein Koordinatensystem in der Bildebene auf dem Schirm 26 bilden und die seitlichen Verstell— und Verschiebrichtungen für das Bild sind. Insbesondere verschieben die Bildablenkvorrichtungen 26 und 27 ein elektronenoptisch erzeugtes Bild in der x- und y-Richtung auf dem Schirm 26. Die Asymmetrie der einzelnen Elektroden gegenüber den Richtungen χ und y ist nicht wesentlich.

Die Detektorelemente $oa und 3ob sind über geeignete Signalleitungen 31a und 31b mit der Logikschaltung 32 verbunden. Es ist angenommen, dass die Eingangsschaltung

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für die Logik 32 Wechselstrom-Verarbeitungskreise, Verstärker, Demodulatoren usw. enthält, um die das Bild wiedergebenden Signale als logische Signale von den zählermodulierten Signalen auszusondern, die von den Detektorelementen geliefert werden.

In der normalen oder Ruheposition der Anlage wird die optische Achse 20 auf dem Punkt 20* abgebildet. Deshalb wird das ouchfeld auf dem Schirm 26 in änem Bereich abgebildet, der von einer gestrichelten Linie umgrenzt wird. Durch Betätigen des rotierenden Trapezprismas 23 rotiert dieses Suchfeldbild beispielsweise in der durch den Pfeil 16 angezeigten ""ichtung und um den Bildpunkt 20'. Bs ist wesentlich, daß wenigstens eine der beiden Elektroden 3Ca und 3Cb sich in diesem Bildfeld befindet und sich bis zum Punkt 20' erstreckt, um von diesem einen Abstand zu haben, der kleiner als der Durchmesser des Datenfeldbildes ist.

Wenn ein Stück Ware mit einem Datenfeld 40 in die Prüfzone eintritt, kann es zunächst wie bei 40' in Fig. 3 gezeigt, abgebildet werden. Das Bild 40' des Datenfeld 40 streicht um den Mittelpunkt 20'. Deshalb trifft im gewöhnlichen Lauf der Drehung daa Bild 40' zuerst auf die iiektrode 30a, die ein entsprechendes signal in der Ausgangsleitung 31a erzeugt,, Angenoirmen, es geschieht nichts, was die Bildablenkung anbelangt, so dreht sich das DatenfeldbrMd veiter und trifft auf die Elektrode 30b, und wann inner das erfolgt, wird ein Signal dementsprechend in der leitung 31b erzeugt.

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Jedesmal wenn ein Signal von einer oder beiden oder keiner -Elektrode 30a und 30b empfangen wird, verarbeitet die Logikschaltung 32 diese Signale, um die Ablenksteuerkreise 35 und 36 gemäß den folgenden Normen zu kontrollieren oder zu triggern. Wird ein ^uignal von der Elektrode 30a besonders in Abhängigkeit von dem Bild 41' eines stark kontrastierenden, ringförmigen Randes 41 erzeugt, läßt die Kontrolle 35 das Elektrodensystem 27 eine Bildablenkung in dichtung der senkrechten y-Achse vornehmen, um die Prüfzone in der Zeichnung nach unten abzulenken. Diese Verschiebung nach unten hält so lange an, wie die Elektrode 30a Energie von einem Teil des Datenfeldbilds erhält. Die Verschiebung nach unten hält besonders ungeachtet der fortdauernden Rotation des Datenfeldbilds im Prüfzonenbild und ungeachtet der Ausbreitung des Datenfeldes über das Suchfeld an. Die komplementäre Kontrolle ist so, daß falls ein Signal nicht von den Elektroden 30a erzeugt wird, die senkrechte Ablenkkontrolle 35 das Ablenksystem 27 sich in der Richtung +y bewegen läßt. Daraus ergibt sich, daß solange kein Datenfeld ermittelt wird, das Ablenksystem das Suchfelbild in der oberen Grenzposition der senkrechten Ablenkkontrolle beläßt, die oben als die normale oder Ruheposition definiert ist, die bei 15' gezeigt ist.

Wenn entsprechend ein Bild eines Datenfeldes, insbesondere seines Randes 41, empfangen und von der Elektrode 30b erkannt wird, wird ein Triggersignal an den Steuerkreis 36 gesendet, um die waagerechten Bildablenkelektroden 28 zu betätigen, damit das Suchfeldbild nach rechts, entsprechend der Richtung +x, bewegt wird. Wenn

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kein Datenfeldbild-Imcrement von der Elektrode 30b erkannt wird, betätigt die waagerechte Ablenkkontrolle 36 die Ablenkelektroden 28, um das Bild in die äußerste linke Position zu verschieben.

Es ergibt sich daher, daß die Kontrolle in der V/eise arbeitet, daß eine -y-Ablenkung des öuchfelds unterbrochen wird, sobald das Datenfeldbild nach unten so weit verschoben ist, daß ein 3ild den untersten Punkt der Elektrode 30a verläßt oder zu verlassen beginnt. Entsprechend wird das üuchfeldtild nach rechts verschoben, bis das Datenfeldbild darin, insbesondere das Bild des kontrastierenden Randes 41, den äußersten rechten Punkt der Elektrode 30b zu verlassenbeginnt, worauf das Bild oder das 3uchfeld nach links zurück verschieben wird.

Die Tabelle der ^ig. 3a faßt die Steuerung als Folge der Erkennung des Datenfeldbildes durch die Elektroden zusammen· Die Erkennung ist symbolisch in der linken Kolonne als echte und unechte Zustände wiedergegeben. Die zweite Kolonne definiert in der symbolischen Programmiersprache fc den sich ergebenden Befehl, der den Ablenksteuerungen und 36 von der Logikschaltung 32 erteilt ist, und die dritte Kolonne erläutert zeichenmäßig die sich ergebende* Verschiebung des Datenfeldbildes. Die in Fig. 3 mit 40" bezeichnete Position zeigt die sich ergebende, gewünschte Position des Datenfeldbildes an, in der das Bild 41" des Datenfeldrandes die Tangente am untersten Punkt der Elektrode 30a als auch, an den am weitesten rechts liegenden Punkt der Elektrode 30b nach Betätigung der beiden Ablenksteuerungen ist.

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Die Gleichgewichtsstellung für das Datenfeldbild wird dynamisch aufrechterhalten, da angenommen wird, daß das Datenfeld sich translate)risen über das Suchfeld ausbreitet und nicht notwendigerweise darin anhält. Außerdem kann sich, wenn es auch iir* allgemeinen nicht der Fall sein-wird, sein I'-ittelpunkt durch die optische Achse 20 ausbreiten, so daß das Datenfeldbild nicht von sich aus um seinen Mittelpunkt rotiert, sondern stets um aas Bild der optischen Achse, das r.ur zeitweilig mit dem Kittelpunkt des Datenfeldbildes zusammenfallen kann. Diese beiden Bewegungen auf dem Datenfeldbild, Translation und Rotation, streben, das Datenfeldbild aus der gewünschten Position (40") zu verschieben. Es wird jedoch angenommen, daß die Ablenkkontrolle und die Bildablenkung merklich schneller arbeiten, um laufend suit. Datenfeldbild zurückzukehren und dieses in der jewünschten Position infolge der zweidimensionalen, nachfolgenden Kontrolle su halten.

Als gemeinsames Ergebnis der Rotation und Ablenkung wird das Datenfeidtild so in einer Position gehalten, daß das Bild des Randes 41' als Tangente an den Elektroden 50a und 30b gehalten wird, und das Datenfeldbild dreht sich um das Bild 42' des Datenfeldsentrums. Das bedeutet nicht, daj der Drehpunkt des Suchfeldes 2C* auf den: Punkt 42' abgebildet wird, aber die kombinierte Rotation des Suchfeldbildes um seinen Mittelpunkt und die Ablenkung als Folge der nachfolgenden Kontrolle laßt in "irklichkeit das Datenfeldbils sich um seinen eigenen Kittelpunkt 42' drehen.

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Die beiden Datenfeldlesedetektoren 53 und 54 sitzen an einem Radius, der vom Bildpunkt 42' des Datenfeldmittelpunkts su einem der Bildpositionsdetektoren 30a in Abständen vo:a Mittelpunkt verläuft, die ,gleich den Radien der Spuren 43 und 44, multipliziert mit der Bildvergrösserong sind, welche das ganze Abbildungs- und Projektionssystem liefert. ^Tieiir. Rotieren des Datenfeldbilds lesen die Detektoren jeweils die Spurenbilder der Reihe nach ur:d parallel zu radial ausgerichteten Eitpositionen.

■Uaraus folgt, daß In. Anbetracht der verschiedenen zusammenwirkenden Teile ein Datenfeld beim eintritt in das Juchfeld in V/irklichkeit ein auswanderndes Suchfeld betritt, was die Auswerteinrichtung 30 anbelangt,' weil aas Suchfiedbild ständig über die Elektroden 30a und 30b der Auswerteinrichtung streicht. Aus dem Grundsatz der ortischen Umkehrung folgt, daß die DatenfelddeteKtoren ;üa und ''Xc ständig über das Suchfeld zu streifen scheinen. Sobald das Datenfeld erkannt ist, lenkt das Bildablenksystem das Sachfeldbild XExixexiHKxixisii ab, um das Datenfeldbild symmetrisch zwischen und als Tangente zu den beiden elektroden 50a und 30b, wie bei 40" gezeigt, einzustellen und zu halten. Außerdem rotiert durch Wirkung der fortgesetzten Drehung das Datenfeld um seinen eigenen 3iidmittelpunkt, so daß Daten auf jeder der beiden abgebildeten Spuren der ^-eihe von den beiden Detektoren 53 und 54 gelesen werden.

Ohne die Möglichkeiten der praktischen Anwendung der Erfindung einschränken zu wollen, wird darauf hingewiesen, daß Fig. 3 'und ebenso Fig, 4 und 5), besonders

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hinsichtlich der Detektorelemente 30a, 30b, t>5 und ^4 · schematischer Natur sind. In Wirklichkeit können diese Elemente Elektroden sein, welche unmittelbar auf das Auftreffen von Elektronen ansprechen, die auf den Zielschirm 26 durch den ein elektronenoptisches Bild erzeugenden Prozeß der Röhre 25 gerichtet werden. Andererseits können diese Elemente -Bereiche einer fluoreszierenden Beschichtung sein, die je auf ihnen erzeugte elektronische Bildinkremente in optische Bildinkremente verwandeln, und die fluoreszierende Schicht wird außerhalb der Röhre von geeignet aufgestellten fotoelektrischen Detektoren getrennt beobachtet, die nun die erforderlichen Ausgangssignale erzeugen.

Vom Standpunkt des Ablesens könnten die beiden Detektoren 53 und 54 irgendwo an den Spurenbildern eines richtig plazierten Datenfeldbildes angebracht sein. Jedoch wird die abgebildete Position bevorzugt, weil dadurch eine Feinkontrolle zu erhalten ist. Durch eine ^leichstromverarbeitung der Lesesignale vom Detektor 53 kann ein logisches Signal entsprechend der Position des Außenringbildes zum Lesedetektor 53 für die äußere Spur entwickelt werden. Das ist in * ig. 1 symbolisch durch die Signalleitung 37 gezeigt, welche den Datenlesekreis mit der Logikschaltung 32 verbindet. Die Logikschaltung 32 kann das Signal mit Gleichstrom verarbeiten, um eine Bitmengen-Modulation auszuschalten und um wirksam zu werden, we,nn irgendein Kontrast (bei Trägergeschwindigkeit) vom Detektor 53 beobachtet wird, um einer Verschiebung des Suchfeldbildes auf dem Zielschirm nach links Vorschub

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zu leisten. Das hilft beirr. Einstellen des Datenfeldbildes gerade bei oder nahe bei den Lesedetektoren, wie es erforderlich ist.

Fig. 4 zeigt schenatisch eine Verbesserung der Auswerteinrichtung, die besonders berücksichtigt, daß das Datenfeldbild infolge einer Schrägstellung des Datenfeldes gegenüber der optischen Achse 20 verzerrt werden kann, die eine Ebene für das Suchfeld definiert. Eine solche Verzerrung tritt auch auf, wenn das Suchfeld ziemlich groß ist und das optische System dementsprechend eine weite Winkelöffnung hat. In beiden Fällen wird das runde Datenfeld elliptisch abgebildet.

Ein elliptisches Datenfeld kann nicht die beiden Elektroden 30a und 30b tangierend gehalten werden, während das Zentrum des Datenfeldbildes auf einer Linie durch die Detektoren 53 und 54 ohne zusätzliche Hessungen gehalten wird. Das elliptisch verzerrte Bild des Datenfeldes ist in Fig. 4 in der richtigen Leseposition gezeigt, ohne daß es die Elektrode 30a tangiert. Ohne weitere Kessungen neigt aber die Bildpositionskontrolle dazu, das Bild zu verschieben, so daß es die Elektrode 30a berührt. Das wiederum würde das BiM 41" des Randes 41 außer Berührung mit der Elektrode - 30b schieben, und eine Verschiebung zur linken Seite des Bildes wäre die ^olge· Es ergibt sich, daß die erhaltene Position des elliptisch verzerrten Bildes derart iat, daß die Datenlesedetektoren 43 und 44 nicht die richtige Lage zu den Spurenbildern haben, besonders wenn die elliptische Verzerrung so stark wie gezeigt ist·

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Um Situationen wie die beschriebene zu vermeiden, wird vorgeschlagen, das Datenfeld mit einer Zentralmarkierung 46 zu versehen, wie es Fig. 2b zeigt. Diese zusätzliche Kontrollmarkierunr ist ein runder, in der Mitte gelegener, kontastierender bereich im Datenfled. Die gewünschte -sildposition, wie in Fig. 4 gezeigt, kann nun beibehalten werden, wenn die Auswerteinrichtung noch eine Detektorelektrode 30c hat. Die richtige Position für das Datenfeldbild wird nun erreicht, wenn die verhältnismäßig kleine Elektrode 30c die Tangente zur Kante des Bilds der £entralr.arkierung 4b ist. Die von der Lorikschaltun/C 32 in diesen: Fall ausgeübte Kontrolle ist derart, dai3, wenn entweder die Elektrode 30a oder die Elektrode 30c irgendwelche kontrastierenden Inkrenente des Datenfeldbiids ausmachen, die Ablenksteuerung 35 für das senkrechte Ablenksystem 27 das 3ild sich nach unten, d.h. in der -y-Richtung bewegen Iä3t. Insbesondere sieht die Logikschaltung 32» wenn entweder die Elektrode 30a oder die elektrode 30c rildinkreicente des Datenfelds ausmachen, die logische QR-Funktion für die signale von diesen beiden Elektroden vor, um die senkrechte Ablenksteuerung 35 ^zu triggern, welche das Datenfeldbild sich nach unten verschieben läiSt. Umgekehrt vird die senkrechte Ablenksteuerung betätigt, um das Suchfeldbild und das Datenfeldbild in der "ichtung nach oben (+y) abzulenken, falls die Elektrode 30a und die Elektrode 30c ie irgendwelche Batenf eldfcildiiikreniente (30a . 30c = 1) ausmachen.

Die waagerechte Bildablenksteuerung ist dieselbe, wie-' ^: sie oben unter Bezug auf Fig. 3 erläutert wurde. Es er-

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hellt, daß die ausgedehnte Auswerteinrichtung gemäß Fig. 4 nur die Bildverzerrung so ausgleicht, daß das Datenfeldbild in der Verzerrung gemäß ^'ig. 4 überall eine richtige Position einnimmt. Nach einer Drehung um 90 verschiebt die Positionskontrolle das Bild und insbesondere dessen Mittelpunkt etwas nach links. Außerdem werden die Spuren ebenso wie ihr Abstand voneinander in dieser ^Al"ichtung, d.h. in der radialen dichtung längs der ^ Anordnung der Datenlesedetektoren etwas zusammengezogen. Auf diese Weise können die Markierungen an der inneren Spur teilweise unter dem die äußere Spur lesenden Detektor 53 erscheinen, wenn die Detektoren dicht nebeneinander sitzen, so daß zum Beispiel das normale Bild der Datenfeldspur etwa gleich dem Durchmesser jedes der Detektoren 53 und 54 ist.

Der Ablesefehler infolge einer solchen Spurzusammenziehung kann vermieden werden, indem man die Detektoren 53 und 54 , besonders in radialer Richtung, kleiner macht.

Zu kleine Detektoren für die Datenablesung erfordern jefe doch eine zu starke Vergrößerung der Lesesignale, und das verschlechtert die G-eräuscdispannungscharakteristik der Anlage. Ein empfindlicheres System, das deshalb einen größeren Verzerrungsbereich ohne gleichzeitige Verringerung der Größe der Datenlesedetektoren zuläßt, ist in Fig. 5 gezeigt.

Die in ^£ ig. 5 abgebildete Auswerteinrichtung hat alle die in **ig. 4 gezeigten Elemente, wird aber durch eine weite re Elektrode 30d vervollständigt, die im wesentlichen

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rechtwinklig zur Elektrode 30c angeordnet ist. Die Konr trolle in der Waagerechten ist nun analog der senkrechten Kontrolle in diesem System wie in dem der Fig. 4. Das Datenfeldbild steht senkrecht, indem das Bild der Markierung 46 tangential zur Elektrode 30c bleibt. Das waagerechte Ablenksystem wird getriggert, um das Bild nach rechts zu verschieben, falls jede Elektrode 30b oder 30d (oder beide) Inkremente des Datenfeldbilds erkennen. Dementsprechend wird das Bild nach links verschoben, wenn die Elektrode 30 c kein Bildinkrement erkennt und die Elektrode 30d ebenfalls kein Inkrement des Datenfeldbildes erkennt. Die Tabelle der Fig. 5a faßt die Arbeit zusammen. Auf diese Weise bleibt das Datenfeldbild zentriert, indem sein Mittelpunkt ständig auf seine Stellung in einer besonderen Position, ungeachtet der Verzerrung, geprüft wird.

Der Lesekopf besteht in diesem Fall aus einem getrennten Element 80, auf dem die Elektroden 53 und 54 sitzen. Das Element 80 ist drehbeweglich oder für eine radiale Verschiebung der beiden Detektoren 53 und 54 angeordnet, so daß sie näher an den oder weiter weg von dem Mittelpunkt 42" bewegt werden können. Hierfür ist ein Detektor 3QvSI an dem Detektorhalter 80 vorgesehen, der ebenso auf das Bild des Außenrandes 41 anspricht. Das Ausgangssignal des Detektors 3Ö wird verstärkt und verarbeitet, wie erwähnt, und steuert eine Ablenkvorrichtung, um den Detektorhalter oder -träger 80 zu schwenken, so daß die beiden Detektoren 53 und 54 auf das Zentrum 42· zu bewegt werden, wenn kein Inkrement des Datenfeldbilds ausgemacht

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wird. Falls der Detektor 30 e ein Inkrement -des Datenfeldbildes, insbesondere seinen ^ußenrand 41 ausmacht, sucht die zusätzliche Kontrolle den Träger 80 so zu bewegen oder zu schwenken, daß die Detektoren 53 und 54 vom Mittelpunkt 42" des Datenfeldbilds fort bewegt werden. Der Kontrollbereich zur Bewegung des Trägers 80 Kann sehr klein sein, da diese PBSitionsfeinkontrolle lediglieh Bild Verzerrungen, aber keine seitlichen (Jesamtver- * Schiebungen des Datenfeldbilds ausbleicht.

Von einem anderen Gesichtspunkt aus bieten im Falle der Fig. 4 und 5 die Elektroden 30a und 30b eine G-robkontrol-Ie, die besonders anfangs das Vorhandensein eines Datenfeldbilds im Suchfeld infolge dessen überfahrens erkennen. Nach einer Grobeinstellung des Datenfeldbilds, übernimmt die von der Elektrode 30c (Fig. 4) oder den Elektroden 30c, 3Od und 3Oe (Fig. 5) gebildete Feinkontrolle, um das Bild der Ü_atenspuren in der richtigen Stellung zu den Detektorköpfen zu halten»

Es sei erwähnt, daß der Detektorträger 80 innerhalb der ™ Bildwandlerröhre 25 angebracht sein muß, wenn die Detektorelektroden 3Od, 43 und 44 elektrisch auf das von der Bildwandlerröhre erzeugte, elektronische Bild ansprechen. Oder aber der Bereich des Zielschirms 26, neben dem man die Position der Detektoren 43 und 44 erwartet, kann mit einer fluoreszierenden Schicht versehen sein, die auf die gebündetlten Elektronen anspricht und ein visuelles Bild der vorbeigehenden Datenspurteile erzeugt. In diesem Fall sind die Datendetektoren fotoelektrische Detektoren auf dem Träger 80 außerhalb der Röhre 25·

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Claims (1)

1. ι?

   Ansprüche :

   1·) Etikettenleser mit Einrichtungen zum Erkennen, Erfassen und Lesen von nicht lesegerecht ausgerichteten Etiketten, die auf Warenverpackungen oder dergleichen angebracht sind und mit diesen eine Ablesestation durchlaufen, wobei ein Bild eines Etiketts auf der Lesevorrichtung entworfen und mittels der Erfassungseinrichtung in seiner Grosse und entsprechend dem Objektabstand scharf eingestellt und relativ zur Lesevorrichtung gedreht wird, und wobei die Erfassungseinrichtung einen Quadranten-Telautographen enthält, und die Daten konzentrisch auf dem Etikett angeordnet sind, und das Bild des Etiketts zum Lesen gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Telautograph lediglich zwei Quadranten (3o A, 3o B) aufweist, und dass diese streifenförmig ausgebildet sind·

   2·) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leseköpfe (53» 5*0 der Leseeinrichtung in der Nähe des einen Quadranten (3o B) angeordnet sind·

   3·) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung mindestens ein ortsfestes weiteres Erfassungselement (3o C, 3o D) für eine Kittelmar-

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   9t

   kierung (46*') des Etiketts (4o) aufweist.

   4·) Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leseköpfe (55» 54) relativ zu dem Bild des Etiketts (4o) bewegbar angeordnet sind, und dass ihre relative Lage von einem Erfassungselement (81) her gesteuert ist, welches eine ringförmige Markierung (47) des Etiketts abtastet.

   5·) Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leseeinrichtung eine Auswerteinrichtung nachgeschaltet ist, die eine Einrichtung (64) zum Erfassen einer Datenlücke (45) des Etiketts (4o) enthält, welche die Reihenfolge der Einspeicherung der gelesenen Daten in einen Hauptspeicher (7o) steuert·

   6.) Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche gekennzeichnet durch folgende Steuersignale in Abhängigkeit von den Signalen der Erfassungseinrichtung: 3o A —> Bildverschiebung abwärts

   3o A —> " aufwärts 3o B —> " rechts

   3o B -» " links.

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   7·) Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche gekennzeichnet durch folgende Steuersignale in Abhängigkeit

   ' * von den Signalen der Erfassungseinrichtung: 3o A + 3o 0 —> Bildverschiebung abwärts 3o A · 3o G -^ " aufwärts 3o B + 3o D —> ^!l rechts 3o B · 3o D —> ⁿ links 81 —> Schwenken des Lesekopfes nach aussen

   81 —^ Schwenken des Lesekopfes nach innen·

   8·) Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungseinrichtung Mittel aufweist, die das Lesen durch die Leseeinrichtung nur in Abhängigkeit von einer Taktgabe freigeben·

   9·) Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktgabe mit der Taktfrequenz einer Beleuchtungseinrichtung (13) erfolgt·

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