DE2153245A1 - Datenabtastsystem - Google Patents

Description

THE NATIONAL CASH REGISTER COMPANY Dayton, Ohio (V.St.A.)

Patent anmeldung Unser Az.: 1341/Germany DATENABTASTSYSTEM

Die Erfindung betrifft Datenabtastsysteme.

-Die Erfindung betrifft insbesondere solche Systeme, bei denen Aufzeichnungsträger abgetastet werden, die Daten, in Form codierter Flächen mit unterschiedlichen Strahlungsreflektionseigenschaften tragen. Beispielsweise können diese Daten die Form einer Reihe von Strichen unterschiedlicher Farbe auf einem Etikett haben, das an einer in einem Laden zu verkaufenden Ware angebracht ist. Bei einem bekannten Datenabtastsystem zum Lesen derartiger Etikette wird ein von Hand bedienbarer optischer Leser verwendet, der von der Bedienungsperson über das Etikett längs einer Reihe von Strichen geführt wird, wobei das von den Strichen reflektierte Licht zum Zwecke der Abtastung der durch diese Striche dargestellten Daten aufgenommen wird. Die decodierten Daten können in eine Registrierkasse zur Registrierung eines Verkaufs oder zu irgend einer anderen Registrierung geführt werden. Das bekannte Datenabtastsystem ist insofern kompliziert, als es getrennte Lichtdetektoien zur Feststellung des von den Strichen unterschiedlicher Farbe reflektierten Lichts verwendet .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,ein Datenabtantsystem der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem nur ein Lichtdetektor erforderlich ist.

Die Erfindung geht somit aus, von einem Datenabtastfjystem iür einen Daten in Form codierter Flächen mit unterschiedlichen Strahlungsrei'lektiont:eigonschaften tragenden

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Aufzeichnungsträger, mit einer ersten Strahlungsquelle, die eine Strahlung einer ersten Art emittiert und ist gekennzeichnet, durch eine zweite Strahlungsquelle zur Atagabe einer Strahlung einer zweiten Art, Zeitgabevorrichtungen zum abwechselnden Erregen der ersten und zweiten Quelle, derart, daß jeweils eine Quelle eingeschaltet ist, wenn die andere abgeschaltet ist, Vorrichtungen, mit denen Strahlung von der ersten und der zweiten Quelle auf die codierten Flächen gerichtet wird, wobei die Strahlung erster Art vornehmlich von ersten der codierten Flächen und Strahlung zweiter Art vornehmlich von zweiten der genannten Flächen reflektiert wird, durch einen Strahlungsdetektor, der von den codierten Flächen reflektierte Strahlung Ik erster.und zweiter Art empfängt und ein Ausgangssignal abgibt, das abhängig ist von dem Betrag der empfangenen Strahlung, und durch Dekodiervorrichtungen zur Dekodierung des Ausgangssignals.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Farbcodelesers gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Ansicht eines farbcodierten Etiketts zur Verwendung mit dem Farbcodeleser,

Fig. 3 eine Gesamtansicht des Detektors des Farbcodelesers ,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linien 4-4 der Fig. 3, " Fig. 5 eine teilweise schematische,teilweise block-

förmige Darstellung des Farbcodelesers und der in ihm verwendeten Schaltung,

Fig. 6 ein Zeitdiagramm der Zeitgabeimpulse,wie sie in den logischen Schaltungen des Farbcodelesers verwendet werden,

Fig. 7A ein Schaltdiagramm eines ersten Teiles, der in dem Farbcodeleser verwendeten Schaltung,

Fig. 7B ein Schaltdiagramm eines zweiten Teiles, der in dem Farbcodeleser verwendeten Schaltung, Fig. 8 ein zweites Ausführungr-beispiel der Erfindung, Fig. 9 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels

gemäß Fig. 8 und

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Fig. 10 ein Zeitdiagramm von analogen Kurvenformen, wie sie den Schaltungselementen der Fig. 7B zugeführt werden.

Die Fig. 1 und 2 zeigen im einzelneu einen Farbcodeleser 10 in Form eines länglichen Stiftes, mit dem ein Etikett 12 mit einer Vielzahl von unterscheidbaren Farbflächen abgetastet werden können, wobei jede Farbfläche eine bestimmte lichtreflektierende Eigenschaft besitzt. Die verschiedenen Reflektionsflächen auf dem Etikett 12 sind weiß, grün und schwarz, und zwar in Form von Strichen oder Streifen. Die Farbstreifen treten auf dem Etikett 12 in einem vorbestimmten Code auf, der ein Übergangscode sein kann, bei dem jeder Farbübergang gemäß folgender Darstellung die binären Zustände"1" und'O" bedeuten kann:
Farbübergang

weiß nach schwarz) weiß nach grün ) schwarz nach grün)= 1 grün nach schwarz)= 0 grün nach weiß ) schwarz nach weiß)

Es zeigt sich, daß drei Möglichkeiten zur Identifizierung einer 1 und drei Möglichkeiten zur Identifizierung einer 0 bestehen. Der Farbcodelesei- 10 besteht aus einem Gehäuse 11, das eine längliche Form besitzt und an dem einen Ende durch einen reflektierenden Kegel 14 mit einer Öffnung 15 und an dem anderen Ende durch ein Kabel 26 abgeschlossen ist, das mit dem Gehäuse in Verbindung steht. In dem Gehäuse 11 befindet sich ein Detektor 16,der gemäß den Fig. 3 und 4 eine infrarotlichtabgebende Galliumarseniddxode 18, eine rotlichtabgebende Galliumarsenidphosphiddiode 20 und einen Halbleiter-Photosensor 22 enthält. Der Detektor 16 ist innerhalb des Gehäuses 11 so angeordnet, daß der Photosensor 22 längs der Achse, sowohl des Gehäuses 11 als auch der Öffnung 15 liegt. Innerhalb des reflektierenden Kegels 14 ist ein Linsensystem 24 derart angeordnet, daß seine optische Achse mit der Achse des Photosensors 22 und des Gehäuses 11 zusamiuenfällt. Das von den Dioden 18 und 20 ausgestrahlte Licht läuft durch das Linsensystem 24 das dieses Licht zu einem Lichtbündel konzentriert. Der reflektierende Kegel 14 empfängt das konzentrierte Licht und leitet es längs der optischen Achse des Linsensystems

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durch die Öffnung 15 des reflektierenden Kegels 14 auf das Etikett 12 (oder einen anderen Aufzeichnungsträger). Im Betrieb werden die lichtaussendenden Dioden 18 und 20 abwechselnd mit Impulsen beschickt, wobei die eine Diode während der Impulsmitte der Abschaltperiode der anderen Diode angeschaltet ist.

Das Gehäuse ist in der Art aufgebaut, daß der von einer der mit Impulsen beschickten Dioden erzeugte Lichtstrahl auf das Etikett 12 gerichtet wird, wenn das äußerste Ende des reflektierenden Kegels 14 das Etikett 12 berührt oder in unmittelbarer Nähe ist. Die Farbstreifen auf dem Etikett 12 besitzen annähernd die Breite des Durchmessers des Lichtbündels, so daß eine optimale Ausnützung des von den Dioden

Jk ausgestrahlten Lichtes erfolgt. Das Kabel 26 dient dazu, die von dem Photosensor 22 erzeugten Signale der Dekodierschaltung zuzuführen. Der Photosensor 22 erzeugt ein Signal, abhängig von und proportional zu dem zum Photosensor 22 von dem farbcodierten Etikett 12 reflektierten Licht. Die weißen Streifen reflektieren sowohl das rote als auch das infrarote Licht, während die grünen Streifen das infrarote Licht reflektieren und das rote Licht absorbieren; die schwarzen Streifen absorbieren sowohl Rotlicht als auch Infrarotlicht. Diese Reflektions- und Absorptionseigenschaften gestatten es, eine Schaltung aufzubauen, mit der die Rotlicht- und Infrarotlichtmenge analysiert wird, die von dem Etikett 12 auf den Photosensor 22 reflektiert wird. Die vom Photosensor

" 22 erzeugten Signale werden mittels eines bekannten und nicht gezeigten Verstärkers verstärkt, der im GeIi äuse 11 untergebracht ist,und dann der Dekodierschaltung zugeführt.

Obgleich der Farbcodeleser 10 als tragbare Vorrichtung gezeigt ist, die von einer Bedienungsperson gehandhabt wird, um Etikette oder andere Aufzeichnungsträger abzutasten, die sich auf der Packung oder einem Gerät befinden, kann bei einer alternativen Ausführungsform der Farbcodeleser auch stationär sein, wobei dann der abzutastende Gegenstand beweglich ist.

Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen. Die lichtemittierenden Dioden 18 und 20 werden abwechselnd erx'egt, und zwar durch Impulse CQ und CQ, die von einer Zeitgabeeinheit 28 ausge-

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sendet v/erden. Das von dem abgetasteten Etikett reflektierte Licht wird auf den Photosensor 22 gerichtet, der einen Strom erzeugt, dex· proportional zur empfangenen Lichtmenge ist. Dieses Signal wird mittels eines Verstärkers 30 verstärkt, der sich im Gehäuse 11 befindet. Die Funktion des Verstärkers besteht darin, das erzeugte Photosensorsignal auf eine Größe zu verstärken, mit der es über das Kabel 22 zur logischen Schaltung übertragen werden kann. Das verstärkte Signal vom Verstärker 30 wird an einen Zweistufen-Verstärker 32 gelegt, der als eine Einheit gezeigt ist, und der eine die Verstärkung stabilisierende Rückkopplungsschaltung 73 besitzt sov/ie eine Pegelbegrenzungsschaltung 74. Das Ausgangssignal des Zweistufen-Verstärkers 32 wird durch zwei Auftast- und Halteschaltungon 34 und 36 ausgetastet, die abwechselnd während des mittleren Teiles jeder Einschaltperiode der lichtemittierenden Dioden durch Impulse aufgetastet werden, die durch ABQ und ABQ angezeigt sind, und die von der Zeitgabeeinheit 28 erzeugt werden. Die Auftast- und Halteschaltungen 34 und 36 erzeugen Analogsignale, die mittels Filter 38 bzw. 40 gefiltert und dann einer Verarbeitung^- und Entscheidungsschaltung 42 zur Umwandlung der Analogsignale in Digitalsignale (B, W, G) zugeführt v/erden, die den Farben entsprechen, durch welche die Analogsignale hervorgerufen wurden. Das Ausgangssignal der Verarbeitungs- und Entscheidungsschaltung 42 wird dann einem Leserregister, einem Verkaufsregister oder einer anderen nicht_gezeigten Registrier- oder Speichervorrichtung zugeführt.

Fig. 6 veranschaulicht ein Impulsdiagramm, wie es zur Tastung der llchtemittierondon Dioden 18 und 20 sowie der Auftast- und Halteschaltungen 34 und 36 Verwendung findet. Es zeigt, sich, daß die beiden lichtemittierenden Dioden 18 und 20 derart mit Impulsen beschickt werden, daß jeweils eine Diode, während der Abschaltperiode der anderen angeschaltet ist. Ferner zeigt die Fig. 6, daß das Signal ABQ die rote Auftast- und Halteschaltung 34 während des mittleren TelIe-H der Anschaltperiode der Rotlicht emittierenden Diode 20 und in ähnlicher Weise das Siganl ABQ^- die infra-

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rote Auftast- und Halteschaltung 36 während des mittleren Teiles der Anschaltperiode der Diode 18 auftastet.

Gemäß Fig. 7A, ist die Kathode des Photosensors 22 an positive Spannung gelegt, während seine Anode mit der Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors 60 verbunden ist, der als Source-Folger geschaltet ist und einen Stromverstärker darstellt. Die Source-Elektrode des Transistors 60 ist mit der Drain-Elektrode eines Feldeffekttransistors 62 verbunden. Die aneinander angepaßten Transsistoren 60 und 62 bilden eine hohe Eingangsimpedanz am Gate des Transistors 60 mit einer vernachlässigbaren Eingangsrestspannung am invertierenden Eingang eines Linearverstärkers 64. Sobald der Photosensor L· reflektiertes Licht feststellt, wird ein das reflektierte Licht darstellender Strom erzeugt, der durch die Gate-, Source-Strecke des Transistors 60 zu einem Eingang des Linearverstärkers 64 fließt. In den Verstärkern der Schaltung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird eine Rückkopplung und eine Hochfrequenzkompensation verwendet. Beispielsweise wird für den Verstärker 64 ein RC-Glied 66 und ein Widerstand 68 verwendet. Ein negativer Rückkopplungspfad ergibt sich über einem V/iderat and 69, der zwischen den Ausgang des Verstärkers 64 und die negative Eingangsklemaie des Verstärkers 64 über die Gate- Source-Strecke des Transistors 60 geschaltet ist.

Wie zuvor angegeben,erzeugt das Ausgangssignal des W Photosensers 22 einen elektrischen Strom, der proportional zur durch ihn festgestellten Lichtmenge ist. Diesel" Strom erzeugt eine Spannung über dem Widerstand 69, die mittels des Verstärkers 64 verstärkt und über das Kabel 26 zu den widerstandsgekoppelten liner.ren Verstärkern 70 und 72 geleitet wird. Der Ausgang des Verstärkers 72 ist mittels einer Begrenzungsschaltung 74 auf 6,8 Volt begrenzt, um einen geeigneten linearen Betriebsbereich für die Signale zu bilden. Das Ausgangssignal des Verstärkers 72 wird über einen Leiter 78 an die beiden Auftast- und Halteschaltungen 34 und 36 gelegt, die abwechselnd während des mittleren Teiles jeder Anschaltperiode der lichtemittierenden Dioden 18 und 20 aufgetastet werden.

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Die Auftast- und Halteschaltung 36 enthält einen Begrenzungswiderstand 80, der mit der Basis eines Transistors 82, gekoppelt ist. Ein Kondensator 84 ist zwischen die Basis und den Kollektor des Transistors 82 geschaltet, um eine längere Anstiegs- und Abfallzeit der Kurvenform au erreichen, wie sie an den Kollektor des Transistors 82 angolegt wird. Dieser Kollektor ist über einen Widerstand 81 an positive Spannung gelogt. .Der Kollektor dos Transistors 82 ist auch am Vei'bindungspunkt 83 mit der Basis eines Transistors 86 übei¹ einen Widerstand 88 verbunden. Der Emitter des Transistors 86 liegt auf positiver Spannung, während der Kollektor des Transistors 86 mit der Kathode einer Diode 90 und über einen Widerstand 92 mit negativem Potential verbunden ist. Die Anode der Diode 90 ist an einen Widerstand 94 und an die Gate-Elektrode eines Feldeffekttransistors 96 angelegt. Das andere Ende des Widerstandes 94 liegt am Verbindungspunkt zwischen einem Widerstand 98 und der Source-Elektrode des Transistors 96. Das andere Ende des Widerstands 98 ist mit dem Ausgang des linearen Operationsverstärkers 72 über einen Leiter 78 verbunden. Die Drain-Elektrode des Transistors ist sowohl mit einem Haltekondensator 100, dessen anderes Ende geei'det ist, als auch mit der Basis eines Transistors 106 über einen Widerstand 108 gekoppelt. Ein Filterkondensator 110 liegt sowohl an der Basis als auch am Kollektor des Transistors 106. Der Kollektor des Transistors 106 ist ferner an negatives Potential gelegt, während sein Emitter über einen Widerstand 112 auf positivem Potential liegt. Das Ausgangssignal der Auftast- und Halteschaltung 36, das ein Analogsignal ist, wird vom Verbindungspunkt 114 abgenommen, von wo es zu der Verarbeitung^- und Entscheidungsschaltung geleitet wird, die die Farbe eines abgetasteten Farbstreifens bestimmt.

Die Auftast-und Halteschaltung 34 ist genauso aufgebaut wie die Schaltung 36. Der Ausgang der Schaltung 34 wird vom Verbindungspunkt 214 abgenommen.

Der Impuls ABQ, der z.Z. Tl auftritt, wird an die Basis des Transistors 82 über den Begrenzungswiderstand 80

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gelegt, wodurch der Transistor 82 voll zur Sättigung geschaltet wird. Bei voll leitendem Transistor 82 wird der Verbindungspunkt 83 praktisch auf Nullpotential gelegt. Gleichzeitig fließt der vom Emitter zur Basis des Transistors 86 verlaufende Strom durch den Widerstand 88 über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 82 nach Erde. Hierdurch wird ein Vorspannungspotential gebildet, das erforderlich ist, um den Transistox⁴ 86 einzuschalten, wodurch sich ein Stromfluß durch die EmitterKollektor-Strecke des Transistors 86, den Widerstand 92 zur negativen Potentialklemme ergibt. Hierdurch entsteht ein positives Potential von ungefähr 12 Volt an der Kathode der Diode 90, wodurch diese Diode während dieses Teil der Tast-

ψ periode gesperrt wird.

.Das vom Photosenser 22 erzeugte Signal wird über den Leiter 78 an die Source-Elektrode des Transistors 96 über einen Widerstand 98 angelegt. Der Spannungsabfall an diesem Widerstand ist vernachlässigbar und der Widerstand ist lediglich in der Schaltung angeordnet, um zu verhindern, daß vom Verstärker 72 eine kapazitive Last gesehen wird. Der Wert des Widerstands 94 ist klein im Vergleich zum Innenwiderstand des Transistors 96, so daß ein positives Potential an der Gate-Elektrode des Transistors 96 auftritt, das ausreicht, um den Transistor 96 voll leitend zu schalten. Das Signal läuft dann über die Source-, Drain-Strecke des Transistors 96 und wird

^ in dem Kondensator 100 gespeichert, der Teil der Auftast- und Halteschaltung 36 ist. Die Ladung am Kondensator 100 genügt, um den Transistor 106 leitend zu schalten, der als Emitter-Folger geschaltet ist. Damit wird die an der Basis des Transistors 106 auftretende Spannung auch am Emitter auftreten und wird zu dem Verbindungspunkt 114 geleitet. Es ist zu beachten, daß der Kondensator 100 seine Maximalladung nur dann empfängt, wenn der Lichtstrahl voll auf einen Streifen gerichtet wird, was eine maximale Infrarotreflektion bewirkt. Der Kondensator 110 dient dazu, Spitzen in der Kurvenform zu eliminieren. Falls das Licht auf die Übergänge zwischen zwei Farbstreifen fällt, ist die Itoflektion nicht maximal, was bedeutet, daß dje im Kondensator 100 gespeicherte Ladung in Folge einer Restladung von früheren Perioden größer alt";

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das Ausgangssignal am Verstärker 72 wird, so daß eine Entladung des Kondensators 100 über den Innenwiderstand des Verstärkers 72 stattfindet.

Die Pegelbegrenzungsschaltung· 74 arbeitet derart, daß wenn das Ausgangssignal des Verstärkers 72 positiver als der Bezugswert 46,8 Volt ist, der Transistor 75 der Begrenzungsschaltung 74 leitet, wodurch der Kondensator 77 positiv aufgeladen und der Feldeffekttransistor 79 leitend geschaltet wird. Das den Kondensator 77 ladende Signal ist vom Verstärker 70 aus gesehen ein positives Signal und wird an dem positiven Eingang des Verstärkers 70 angelegt, der das Ausgangspotential des Verstärkers 72 verringert. Das Ausgangssignal des Verstärkers 72 wird auch während der Zeit Tl der Auftast- und Halteschaltung 34 und insbesondere einem Widerstand 198 in der Schaltung 34 und dann der Source-Elektrode eines Feldeffekttransistors 196 zugeführt. Dieses Signal kann nicht zur Diode 90 gelangen, da zu dieser Zeit diese Diode 90 durch den Emitter-Kollektorstrom des Transistors 86 in Sperrichtung vorgespannt ist. Das durch den Widerstand 198 laufende Signal gelangt jedoch über den Widerstand 194 zur in Vorwärtsrichtung vorgespannten Diode 190. Der Widerstand 194 ist groß im Vergleich mit dem Widerstand 192, so daß am Widerstand 194 ein großer Spannungsabfall auftritt. Dieser Spannungsabfall zusammen mit den —12 Volt,an die der Widerstand 192 gelegt ist, ergeben die notv/eudige Sperrspannung für die Gate-Elektrode des Transistors 196. Es ist zu beachten, daß zu diesem Zeitpunkt Tl der Haltekondensator 200 infolge des

Transistors
gesporrten/196 keinen Ladestrom empfängt. Deshalb kann der Kondensator 200, der gegebenenfalls einige Restladung besitzt einen Transistor 206 einschalten, wodurch sich ein Ausgangs-?- signal am Verbindungspunkt 214 ergibt.

Während der Zeit T2 wird die Auftast-und Halteschaltung 34 auf getastet und arbeitet in der gleichen V/eise, wie die zuvor beschriebene Auftast- und Halteschaltung 36. Zum besseren Verständnis der Verarbeitung- und Entscheidungsschaltung wird nun ^uf Fig. 7B Bezug genommen. Mit dem Verbindungspunkt 214 ist eine Filterschaltung verbunden, die aus dem übertragenen

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Rotanalogsignal ein positives Hüllsignal erzeugt. Die Filterschaltung besteht aus einem Widerstand 250, der mit der Anode einer Diode 252 verbunden ist, deren Kathode an der Basis eines Transistors 262 liegt. Zwischen der Basis des Transistors 262 und der Kathode der Diode 252 ist eine Parallelschaltung aus einem Kondensator 256 und einem Widerstand 258 eingefügt, die zur Glättung·, der an die Basis des Transistors 262 angelegten Wellenform dient. Der Kollektor des Transistors 262 ist mit einer negativen Spannung verbunden und sein Emitter liegt über einen Widerstand 264 an positiver Spannung. Der Emitter des Transistors 262 ist an die negative Eingangs-" klemme eines Differential-Linearverstärkers angeschlossen, der als Subtraktionsverstärkex* 272 geschaltet ist und eine übliche Hochfrequenzkompensation und eine negative Rückkopplung besitzt. Der Verbindungspunkt 214 ist auch mit dem positiven Eingang des Subtraktionsverstärkers 272 über einen Widerstand 270 verbunden . Zwischen den Widerstand 270 und dem positiven Eingang des Subtraktionsverstärkers 272 ist ein Widerstand 268 geschaltet, der zur Spannungsbegrenzung oder -beschneidung an eine positive Bezugsspannung gelegt ist. Der Ausgang des Subtraktionsverstärkers 272 ist an den Verbindungspunkt 314 angelegt.

Der Verbindungspunkt 214 ist auch über einen Widerstand 276 mit der negativen Klemme eines Subtraktionsverstärkers 278 verbunden, der identisch mit den Subtraktionsverstärker 272 ist. Der Verbindungspunkt 114 ist über einen Widerstand 280 mit der positiven Klemme des Subtraktionsverstärkers 278 verbunden. Der Ausgang des Subtraktionsverstärkers 278 wird über einen Kondensator 284 an einen Verbindungspunkt 322 gekoppelt. Der Ausgang des Subtraktionsverstärkers 278 ist über eine Begrenzungs- oder Beschneideschaltung 286 auf Bezugspotential festgelegt. Der Verbindungspunkt 114 ist auch an eine Filterschaltung 289 geschaltet, die dazu dient, aus dem übertragenen Infrarotsignal ein negatives Hüllensignal zu erzeugen. Die Filterschaltung 289 besteht aus einem Widerstand 290, der mit der Kathode einer Diode

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292 verbunden ist, deren Anode an der Basis eines Transistors 294 liegt, dessen Kollektor an positivem Potential und dessen Emitter über einen Widerstand 296 an negatives Potential gelegt ist. Zwischen die Basis des Transistors 294 und die Anode der Diode 292 ist eine Parallelschaltung aus einem Widerstand und einem Kondensator gelegt, die zur Glättung der an die Basis des Transistors 294 angelegten Wellenform dient. Der Emitter des Transistors 294 liegt auch über einen Widerstand 298 an der negativen Eingangsklemme eines üblichen Subtraktionsverstärkers 300, der gleich aufgebaut ist, wie die Subtraktionsverstärker 272 und 278. Der Verbindungspunkt 114 ist über einen Widerstand 302 an die positive Eingangsklemme des Subtraktionsverstärkers 300 gelegt. Zwischen den Widerstand 302 und die positive Eingangsklemme des Subtraktionsverstärkers 300 ist eine Klemme eines Widerstandes 304 angelegt, der auf positive Spannung gelegt ist.

Der Ausgang des Verstärkers 300 liegt an den Verbindungspunkten 306 und 308 sowie über einen Widerstand an einem Verbindungspunkt 310. Der Ausgang des Subtraktionsverstärkers 272 ist mit dem Verbindungspunkt 314 und einem Verbindungspunkt 316 sowie über einen Widerstand 320 mit einem Verbindungspunkt 318 verbunden. Der an den Verbindungspunkt 322 gelegte Ausgang des Subtraktionsverstärkers 278 ist auch über einen Widerstand 324 an den Verbindungspunkt 310 und über einen Widerstand 326 an den Vex'bindungspunkt 318 gelegt. Der Verbindungspunkt 314 ist über einen Widerstand 328 an einen Eingang eines Differenzialverstärkers angeschlossen, der als Differenzialvergleicher 330 mit einer minimalen Schv/ellbegrenzung geschaltet ist. Der Verstärker 330 besitzt eine positive Rückkopplung, die über einen Widerstand 332 gebildet wird. Der Verbindungspunkt 310 ist mit dem anderen Eingang des Differenzialvergleichers 330 verbunden. Parallel zu beiden Eingängen dos Differenzi-alverglcjchers 330 liegen j?,\voi antiparallel geschaltete Dioden 33-i und 33G. Diese vorhindern eine Überlastung an den EingangsklcMiimen, des Dif feronzialvergleichers

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330. Der erstgenannte Eingang des Differenzialvergleichers 330 ist an eine positive Bezugsspannung festgelegt, während der andere Eingang über einen Widerstand 340 eine Diode 342 und einen Widerstand 344 an Erde legt. Die Verarbeitungsund Entscheidungsschaltung enthält auch Differenzialvergleicher 346 und 348, die genauso aufgebaut sind, wie der Differenzialvergleicher 330.

Das Ausgangssignal des Subtraktionsverstärkers 272 wird an den einen Eingang des Differenzialvergleichers 330 gelegt. Die Ausgangssignale der Subtraktionsverstärker 278 und 300 werden am Verbindungspunkt 31O summiert, der an der anderen Klemme des Differenzialvergleichers 330 liegt. Das Ausgangs-

k signal des Subtraktionsverstärkers 278 wird an den einen Eingang des Differenzialvergleichers 346 gelegt. Die Ausgangsklemmen der Subtraktionsverstärker 272 und 300 werden am Verbindungspunkt 350 summiert, der mit dem anderen Eingang des Differenzialvergleichers 346 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Subtraktionsverstärkers 300 wird an den einen Eingang des Differenzialvergleichers 348 angelegt. Die Ausgangssignale der Subtraktionsverstärker 272 und 278 werden am Verbindungspunkt 318 summiert, der mit dem anderen Eingang des Differenzvergleichers 348 verbunden ist.

Die Subtraktionsverstärker 272, 278 und 300 sind mit ihren Ausgängen an die Bezugsspannung von +6,8 Volt festgelegt. Die Ausgangssignale der Subtraktionsverstärker 272,

ψ 278 und 300 werden jeweils negativ, warn weiße, grüne bzw. schwarze Streifen festgestellt werden. Das rote Analogsignal (Fig. 10A) wird an die positive Eingangsklemme des Subtraktionsverstärkers 272 vom Verbindungspunkt 214 angelegt. Ein positives Hüllsignal wird durch die Filterschaltung 249 erzeugt und an die negative Eingangsklemme des Subtraktionsverstärkers 272 angelegt. Die positive Hüllkurve ist die Hüllkurve des roten Analogsignals, wenn grüne und schwarze Streifen festgestellt werden (Fig. 10B). Der Eingang für das rote Analogsignal zum Subtraktionsverstärker 272 ist mittels einer Bczugsschaltung 268 auf +6,8 Volt festgelegt, wodurch zwangsläufig auch der Ausgang des Subtraktionsverstärkers 272 auf 6,8 Volt in bezug gesetzt ist. Der Subtraktionsver-

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stärker 272 dient dazu, das positive Hüllensignal vom roten Analogsignal zu subtrahieren, wodurch sich in bezug auf 6,8 Volt ein negatives Ausgangssignal am Subtraktionsverstärker nur dann ergibt, wenn ein weißer Streifen abgetastet wird. Beachtet man die Fig. 1OA und 1OB und nimmt Bezug auf das Zeitintervall, das in Fig. 6 mit T3 bezeichnet ist, so ist zu dieser Zeit, das rote Analogsignal auf einen tiefen Wert, d.h. unterhalb des Bezugspotentials von 6,8 Volt und das positive Hüllensignal ist über dem Bezugspotential von 6,8 Volt. Da die Größe des negativen roten Analogsignals z.Z. T3 größer ist als das positive Hüllensignal, subtrahiert der Subtraktionsverstärker das positive Hüllensignal von dem roten Analogsignal, so daß sich ein Ausgangssignal ergibt, das unter dem Bezugswert von 6,8 Volt liegt. Dies bedeutet, daß der Ausgang des Subtraktionsverstärkers 272 negativ ist, wodurch weiß angezeigt wird, da das rote Analogsignal und das positive Hüllensignal nur dann sich unterscheiden, wenn ein weißer Streifen festgestellt wird. Der Subtraktionsverstärker 300 arbeitet in ähnlicher Weise nur, daß bei ihm ein negatives Hüllensignal (Fig. IOD) durch die Filterschaltung 289 erzeugt wird, die von dem Infrarotsignal (Fig. 10C) abgezogen wird. Es zeigt sich, daß das infrarote Signal und das negative Hüllensignal sich nur dann voneinander unterscheiden, wenn ein schwarzer Streifen festgestellt wird; dies bedeutet, daß ζ.Z. Tl ein negatives Ausgangssignal von dem Subtraktionsverstärker 300 abgegeben wird.

Die Eingangssignale des Subtraktionsverstärkers 278 sind das rote Analogsignal und das infrarote Analogsignal. Somit werden diese direkt voneinander durch diesen Subtraktionsverstärker 278 subtrahiert. Da sich das Infrarotsignal nur dann auf Eezugspotential befindet, wenn ein schwarzer Streifen festgestellt wurde und das rote Analogsignal nur dann auf Bezugspotential ist, wenn entweder ein grüner oder ein schwarzer Streifen festgestellt wird, bedeutet eine Differenz zwischen den beiden Signalen, daß ein grüner Streifen festgestellt wurde, so daß sich ein negatives Ausgangssignal am Subtraktionsverstärker 278 ergibt, der die Feststellung eines grünen Streifens anzeigt. Es ist zu beachten, daß die Aus-

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gangssignale der Subtraktionsverstärker auch Analogsignale sind.

Wie zuvor erwähnt, sind die Verstärker 330, 346 und als Differenzialvergleicher geschaltet, um die festgestellte Streifenfarbe zu bestimmen und ein diese Farbe anzeigendes Digitalsignal abzugeben.

Der Ausgang des Verstärkers 330 liegt auf +12 Volt bei Feststellung eines weißen Streifens und auf -12 Volt bei Feststellung eines anderen Streifens. Der Ausgang des Verstärkers 346 liegt auf +12 Volt bei Feststellung eines grünen Streifens und bei -12VoIt bei Feststellung eines anderen Streifens· In ähnlicher Weise liegt der Ausgang

" des Verstärkers 348 auf +12 Volt bei Feststellung eines.

schwarzen Streifens und bei -12 Volt bei Feststellung eines anderen Streifens.

Die Ausgänge des Subtraktionsverstärkers 272, 278 und 300 werden an die Verbindungspunkte 314, 322 bzw. 306 angelegt, die alle an 6,8 Volt festgelegt sind. Diese Ausgangssignale werden direkt zu den ersten Eingängen der Differenzialvergleicher 330, 346 bzw. 348 geführt. Die Eingangssignale zu den zweiten Eingängen der Differenzialvergleicher 330, 346 und 348 werden durch Summierung der zwei Ausgangssignale von den Subtraktionsverstärker gebildet, die nicht direkt mit dem ersten Eingang des zugehörigen Differenzial-

fc vergleichers verbunden sind und stellen Schwellwertsignale dar. So wird beispielsweise das Eingangssignal des zweiten Eingangs des Differenzialvergleichers 330 durch Summierung der Ausgangssignale der Subtraktionsverstärker 278 und 300 am Verbindungspunkt 310 gebildet.

Jeder Differenzialvergleicher arbeitet derart, daß sein Ausgang bei -12 Volt liegt, so lange die zweite Eingangsklemme negativer als die erste ist, und daß der Ausgang sonst +12 Volt aufweist. Wird beispielsweise ein weißer Streifen festgestellt, dann steigt das Ausgangssignal des Differenzialvergleichers 330 auf +12 Volt an, während die Ausgangssignale der übrigen Differenzialvergleicher 346 und 348 auf -12 Volt liegen.

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Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Drei Linsen 44, 45 und 46 sind derart angeordnet, daß sich ihre entsprechenden optischen Achsen auf der Etikettoberfläche treffen. Die lichtemittierenden Dioden 47 und 48 werden somit getrennt auf das Etikett fokussJa.1.,v7obei das reflektierte Licht durch einen Photosensor 49 empfangen wird. Die Feststellung der Farben wird wie zuvor beschrieben durchgeführt,

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Claims (2)

1. Patentansprüche:

   /Iy Datenabtastsystem für einen Daten in Form codierter Flächen mit unterschiedlichen Strahlungsreflektionsoigenschaften tragenden Aufzeichnungsträger, mit einer ersten Strahlungsquelle, die eine Strahlung einer ersten Art emittiert, gekennzeichnet durch eine zweite Strahlungsquelle (20) zur Abgabe einer Strahlung einer zweiten Art, Zeitgabevorrichtungcn (28) zum abwechselnden Ein- und Ausschalten der ersten und zweiten Quelle (18 bzw. 20), derart, daß jeweils eine Quelle eingeschaltet ist, wenn die andere abgeschaltet ist, Vorrichtungen (14, 24) mit denen Strahlung von der ersten und zweiten Quelle (18 bzw. 20) auf die codierten Flächen gerichtet wird, wobei Strahlung erster Art vornehmlich von ersten der codierten Flächen und Strahlung zweiter Art vornehmlich von zweiten der genannten Flächen reflektiert werden, durch einen Strahlungsdetektor (22), der von den codierten Flächen reflektierte Strahlung erster und zweiter Art empfängt und ein Ausgangssignal abgibt, das abhängig ist von dem Betrag der empfangenen Strahlung, und durch Dekodiervorrichtungen (34, 36, 38, 40, 42) zur Dekodierung des Ausgangssignals.
2. 2. Datenabtastsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Strahlungsquelle eine Infrarotlicht emittierende erste Diode (18) und die zweite Strahlungsquelle eine Rotlicht emittierende zweite Diode (20) ist.

   3. Datenabtastsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekodierschaltung (34, 36, 38, 40, 42) eine erste Auftastschaltung (36) enthält, die bei eingeschalteter erster Diode (18) aufgetastet wird, um ein infrarotes Analogsignal proportional zur vom Strahlungsdetektor (22) festgestellten Infrarotlichtmenge zu erzeugen, ferner eine zweite Auftastschaltung (34), die bei eingeschalteter zweiter Diode

   (20) aufgetastet wird, um ein Rotanalogsignal proportional zur vom Strahlungsdetektor (22) festgestellten Rot 1 ich!menge zu erzeugen , und eine Verarbeitung^-- und Entschoidungsvorrirhtup.g (Λ?.)

   20.10.5 971

   2Ü98 19/09S4 ^iA '"* ' ° ' BAD ORIGINAL

   zur* Umwandlung der Analogsignale in die abgetasteten codierten Flächen darstellenden Signale.

   4. Datenabtastsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung^- und Entiicheiduncsvorrichtung (42) eine erste Schaltung (289) zur Erzeugung eines negativen Hüllensignals des infraroten Analogsignals, eine zweite Schaltung (249) zux" Erzeugung eines positiven Hüllensignals des roten Analogsignals, eine erste Subtraktionsschaltung (300) zur Subtraktion des negativen Küllensignals vom infraroten Analogsignal, eine zweite Subtraktionsschaltung (272) zur Subtraktion dor, positiven IJüllensignals von dem roten Analogsignal und eine dritte Subtraktionsschaltung (278) zur Subtraktion eines der Analogsignale von dem anderen Analogsignal enthalt,

   5. Datenabtastsystem nach einem der vorhergehenden Aussprüche, gekennzeichnet durch ein längliches Gehäuse (11) in dew die erste und zweite Strahlungsquelle (18, 20) und der Strahlungsdetektor (22) untergebracht sind, wobei das eine Ende des Gehäuses (11) eine Öffnung (15) besitzt durch die die Strahlung von den genannten Si x'ahlungsquellen (18, auf den Aufzeichnungsträger gerichtet und zu dem Strahlungsdetektor (22) reflektiert wird.

   20.JO.1971

   2 0 9 8 1 97 0 9 5 A