DE2163949C3 - Lesevorrichtung für optisch erkennbare Zeichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lesevorrichtung für optisch erkennbare Zeichen, welche insbesondere einer Ware zugeordnet und an dieser angebracht sind, bestehend aus einem den optischen Senciestrahl erzeugenden Bauteil, aus welchem ein bewegter Sendestrahl austritt, welcher gegen eine Bezugsebene gerichtet ist und in bezug auf die das Zeichen innerhalb vorbestimmter räumlicher Grenzen angeordnet ist bzw. sich vorbeibewegt, und einer Empfangsanordnung, welche ein von dem Zeichen zurückgeworfenes Empfangsstrahlenbündel empfängt, wobei das den Sendestrahl erzeugende Bauteil derart angeordnet ist, daß diejenige Fläche, in welcher sich der Sendestrahl vor seinem Auftreffen auf das Zeichen bewegt, mit der Bezugsebenen-Normale einen die spiegelnde Reflexion in die Empfangsanordnung herabsetzenden Winkel einschließt.

Es ist bereits ein Gerät zur Eliminierung von Bildverzerrungen bekann; (US I¹S 34 56 997), bei dem durch schrägen Auffall des Sendelichtes auf ein Objekt das Eintreten von durch spiegelnde Reflexion zurückgeworfenen Licht in die Empfangsanordnung vermieden wird. Nachteilig an dieser bekannten Anordnung ist zum einen, daß durch die svstembedinete Übereinstimmung des Winkels, den der Sende- und der Empfangsstrahl mit der ßezugsebenen-Normalen einschließt insbesondere bei relativ kleinen Winkeln noch erhebliche Reflexionsanteile im Empfangsteil festzustellen sind. Diese Anordnung wirkt sich besonders dann nachteilig aus, wenn die Objekte leicht gewellte oder geknitterte glänzende Oberflächen haben, wie das z. B. bei der Verpackung von Gegenständen häufig der Fall ist. Ein weiterer Nachteil der bei der bekannten Anordnung verwendeten gegenseitigen, zumindest teilweisen Durchdringung von Sende- und Empfangsstrahl besteht darin, daß das insbesondere bei Verwendung eines Lasers als Lichtquelle sehr intensive Sendesignal in den Empfangskanal durchschlagen kann und dabei zu unerwünschten Störungen führt, die bis zur völligen Überdeckung des Empfangssignals gehen können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Lesevorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche nicht nur die Beeinflussung der Empfangsanordnung durch spiegelnde Reflexion beispielsweise an durchsichtigen Umhüllungen wesentlich wirksamer zu vermeiden gestattet, sondern darüber hinaus auch den Übertritt von Licht aus dem Sendestrahlenbündel in das Empfangsstrahlenbündel wirksam vermeidet

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß das Empfangsstrahlenbündel einen größeren Winkel mit der Bezugsebenen-Normale einschließt als der Sendestrahl und von einer Zylinderlinse erfaßt wird,

jo die durch eine lichtabsorbierende Schicht getrennt parallel neben einer den Sendestrahl erfassenden Zylinderlinse angeordnet ist.

Die Anordnung einer Zylinderlinse für den Sendestrahl ist an sich bekannt (DE-AS 11 54 656). Zur Lösung

der Erfindungsaufgabe kommt es jedoch auf die vorstehend definierte Kombination zweier Zylinderlinsen an, von denen eine ausschließlich für den Empfangslichtstrahl vorgesehen ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist

durch den Unteranspruch gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert; in dieser zeigt

F i g. 1 eine vereinfachte schematische, perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels mit teilweise weggeschnittenen Teilen und

F i g. 2 einen Schnitt durch die Längssymmetrieebene eines zweiten Ausführungsbeispiels zur Veranschaulichung einer weiteren Möglichkeit zur Erzeugung des Sendestrahls.

In F i g. 1 sind der übersichtlichen Darstellung halber einzelne Teile nur angedeutet; im übrigen ist die Lesevorrichtung nicht maßstäblich gezeichnet.

Die Lesevorrichtung 1 ist unterhalb einer Fördereinrichtung 2 mit einem Spalt 3 angeordnet. Die Fördereinrichtung 2 besteht aus einem Förderband 2A, welches über eine Rolle 2fi läuft, sowie aus einem Förderband 2C, welches über eine weitere Rolle 2D läuft, welche nur teilweise gezeichnet ist. Zwischen den Rollen 2ßund 2Cbzw. zwischen den darüber laufenden

(,o Förderbändern 2A und 2C besteht ein Spalt 3, durch welchen hindurch die Lesevorrichtung 1 auf ein auf einer Ware 4 vorzugsweise unten angebrachtes Zeichen 5 wirkt.

Die Ware 4 kann auch von Hand über den Spai' 3

(,s geführt werden. Das Zeichen 5 ist z. B. ein aus konzentrischen Kreisen bestehendes Codezeichen, welches den Preis der betreffenden Ware 4 und/oder ihre Artikelnummer oder weitere zugeordnete Informa-

tionen, wie Gewicht, Dimension, spätestes Verkaufsda-•um usw. in verschlüsselter Form enthalten kann. Das Zeichen 5 könnte auch als Balkencode auf einer Seitenfläche 4A der Ware 4 aufgebracht sein.

im Idealfall befindet sich das Zeichen 5 während seiner Ablesung in einer Bezugsebene 6, welche in F i g. 1 durch strichpunktierte Umrandung angedeutet ist Im vorliegenden Fall ist die Bezugsebene 6 horizontalliegend angenommen. Es könnte aber auch eine geneigte Lage angewendet werdea Da in der Praxis das Zeichen 5 nicht immer exakt in der Bezugsebene 6 vor der Lesevorrichtung 1 angeordnet bzw. vorbeigeführt werden kann, ist die Lesevorrichtung 1 so ausgebildet, daß sie innerhalb eines der Bezugsebene 6 zugeordneten räumlichen Toleranzbereiches eine im Hinblick auf die Struktur des Zeichens ausreichend scharfe optische Abtastung des Zeichens 5 gewährleistet

Die Lesevorrichtung bzw. ihr den Sindestrahl bildendes Bauteil 1/4 ist so ausgebildet bzw. angeordnet, daß ein Sendestrahl 7 einen die spiegelnde Reflexion in einen Empfangsteil herabsetzenden Winkel λ gegen die Bezugsebenen-Normale 8 aufweist Dabei sind noch zu beschreibende optische Bauteile auf einer Grundplatte 9 befestigt, welche ihrerseits mit der Bezugsebenen-Normale 8 ebenfalls den Winkel α einschließt Hierdurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau des optischen Systems sowie eine gute Raumausnutzung unterhalb der Fördereinrichtung 2.

Als Lichtquelle für den Seudestrahl dient ein Laser 10, beispielsweise ein Helium-Gaslaser. Der Laser 10 ist auf der Grundplatte 9 montiert Das aus einer Stirnfläche des Lasers 10 austretende, praktisch fast parallele Strahlenbündel 11 wird über einen ersten Umlenkspiegel 12 einer ersten Linse 13 zugeführt, durch die ein divergierendes Strahlenbündel 11' erzeugt wird, welches nach Umlenkung durch einen Umlenkspiegel 14 durch eine zweite Linse 15 verläuft und diese als konvergierendes Strahlenbündel 11" in Richtung zu einer Strahlablenkvorrichtung 16 verläßt.

Die Linsen 13 und 15 sind für die Erzeugung eines besonders feinen Abtastlichtflecks bzw. einer dünnen Abtastspur auf dem Zeichen 5 vorgesehen, was vorteilhaft ist, wenn das abzulesende Zeichen 5 eine sehr feine Struktur aufweist und das aus der Lichtquelle, beispielsweise dem Laser 10 austretende Lichtbündel 11 nicht genügend fein oder parallel ist.

Wenigstens einer der Umlenkspiegel 12 und 14 ist ein wenig, beispielsweise einige Winkelgrade, in bezug auf die Senkrechte zur Grundplatte 9 geneigt. Hierdurch wird erreicht, daß die Strahlenbündel 11', 11" schräg von der Grundplatte 9 weg verlaufen und sich von ihr entfernen, wodurch bei zur Grundplatte 9 senkrechter Stellung der Spiegelfläche 16Λ der Strahlenablenkvorrichtung 16 das von ihr reflektierte Strahlenbündel 11" über die ihm sonst im Wege stehende Linse 15 und den Umlenkspiegel 14 hinwegstreicht

Das Strahlenbündel 11'" ist gegen eine in Richtung des Spaltes 3, also auch parallel zu den Rollen 2ßund ID angeordnete dritte Linse 17 gerichtet Die dritte Linse 17 ist eine Zylinderlinse, deren Länge mindestens gleich der Abtastamplitude des Strahlenbündels W" am Ort der Linse 17 ist. Die Linse 17 wirkt als Sendelinse.

Aus der durch eine Fläche der dritten Linse 17 gebildeten Schmalseite des den Sendestrahl erzeugen ι den Bauteils \A tritt der Sendestrahl 7 aus. Der Sendestrahl 7 wird in der Bezugsebene 6 fokussiert. In der Bezugsebene 6 oder innerhalb vorbestimmter

räumlicher Grenzen außerhalb der Bezugsebene 6 befindet sich gemäß F i g. 1 eine Begrenzungsfläche einer schematisch angedeuteten Ware 4 an der das abzulesende, optisch erkennbare Zeichen 5 angebracht ist. Die genannte Begrenzungsfläche liegt horizontal. Es ist aber infolge des schrägen Einfalles des Sendestrahls 7 auch eine Schrägstellung der genannten Begrenzungsfläche innerhalb vorbestimmter Grenzen zulässig.

Die Abtastung erfolgt derart, daß das von der Strahlablenkvorrichtung 16, beispielsweise einem rotierenden Spiegelrad, kommende Strahlbündel 1Γ" periodisch über die der Strahlablenkungsvorrichtung 16 zugekehrte Schmalseite der dritten Linse 17 streicht.

Infolge der Fokussierung des Sendestrahls 7 in der Bezugsebene 6 erzeugt der Sendestrahl auf einem dort angeordneten Zeichen 5 eine feine Abtastspur.

Die beschriebene Anordnung zur Erzeugung des Sendestrahls 7 gewährleistet eine für praktische Zwecke hinreichende Tiefenschärfe. Der Sendestrah! 7 bewegt sich während der Abtastung in einer Fläche, welche unter dem Winkel <x gegen die Bezugsebene-Normale 8 geneigt ist. Zur Vermeidung störender spiegelnder Reflexionen wird der Winkel α beispielsweise in einem Bereich von 10°—30° liegend gewählt, vorzugsweise 15°. Es ist aber auch ausführbar, den Winkel χ noch größer, beispielsweise 45°, zu wählen. Wobei sich dann als weiterer Vorteil ergibt, daß die Ebene des Zeichens 5 in einem verhältnismäßig großen vorbestimmten Winkelbereich gegen die Bezugsebene 6 geneigt sein darf, ohne daß hierdurch seine sichere Ablesung beeinträchtigt wird.

Spiegelnd reflektiertes Licht wird bei paralleler Lage des Zeichens 5 zur Bezugsebene 6 in einem Winkel -α zur Bezugsebene-Normale 8 zurückgeworfen, es fällt also weder in den Sendestrahl 7 zurück, noch wird es zur Empfangsvorrichtung geworfen.

Aus dem von der abgetasteten Fläche der Ware 4 bzw. des Zeichens 5 im wesentlichen diffus reflektierten Licht wird ein Empfap°-sstrahlenbündel 18 gebildet, dessen Hauptstrahl 19 uruer einem Winkel β zur Bezugsebene-Normale 8 verläuft. Der Winkel β ist dabei noch größer als der Winkel λ. Die durch spiegelnde Reflexion bedingte Störmöglichkeit wird hierdurch weiter herabgesetzt, so daß auch bei relativ schräger Anordnung des optisch erkennbaren Zeichens 5 in bezug auf die Bezugsebene 6 noch eine weitgehend reflexionsfreie Ablesung gewährleistet ist.

Das Empfangsstrahlenbündel 18 ist gegen eine vierte Zylinderlinse 20 gerichtet, welche als Empfangslinse wirkt. Die Linse 20 ist parallel zur dritten Linse angeordnet. Zwischen der dritten Linse 17 und der vierten Linse 20 ist eine lichtabsorbierende Schicht angeordnet, um den Übertritt von Licht aus dem Sendestrahlenbündel in das Empfangsstrahlenbündel zu verhindern.

Von der vierten Linse 20 wird das Empfangsstiahlenbündel 18 durch eine Blende 21 und durch eine Abbildungsvorrichtung 22 beispielsweise eine weitere Linse oder einen Hohlspiegel einer photoelektrischen Empfangsvorrichtung 23 zugeführt.

Ein elektrisches Ausgangssignal der photoelektrischen Empfangsvorrichtung 23 kann einem Verstärker 24 zugeführt sein, bevor es in bekannter Weise beispielsweise einem Computer zur Auswertung zugeführt wird.

Nach Fig. 2 ist das den Sendestrahl 7 erzeugende Bauteil bzw. die Montageplatte 9 horizontal angeordnet. Demzufolge verläuft das Strahlenbündel 1Γ" hier

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wenigstens annähernd horizontal. Zur Erzeugung eines optisches Prisma verwendet werden. Die spiegelnde

Sendestrahls 7, der gegen die Bezugsebene-Normale 8 Fläche dieser Strahlablenkvorrichtung 26 ist dabei um

um den Winkel λ geneigt ist, ist eine Strahlumlenkvor- einen Winkel}» gegen die Horizontale geneigt, wobei

richtung 26 vorgesehen. Die Strahlumlenkvorrichtung

26 kann beispielsweise ein schmaler langer Spiegel sein, 5 ,, _ "" ~_^_

welcher parallel zur Achse der dritten und vierten Linse ' 2

angeordnet ist. Anstelle eines Spiegels kann auch ein

Hiciv.u 2 Blatt Zeichiuinm;n

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Lesevorrichtung für optisch erkennbare Zeichen, welche insbesondere einer Ware zugeordnet und an dieser angebracht sind, bestehend aus einem den optischen Sendestrahl erzeugenden Bauteil, aus welchem ein bewegter Sendsstrahl austritt, welcher gegen eine Bezugsebene gerichtet ist und in bezug auf die das Zeichen innerhalb vorbestimmter räumlicher Grenzen angeordnet ist bzw. sich vorbeibewegt, und einer Empfangsanordnung, welche ein von dem Zeichen zurückgeworfenes Empfangsstrahlenbündel empfängt, wobei das den Sendestrahl erzeugende Bauteil derart angeordnet ist, daß diejenige Fläche, in welcher sich der Sendestrahl vor seinem Auftreffen auf das Zeichen bewegt, mit der Bezugsebenen-Normale einen die spiegelnde Reflexion in die Empfangsanordnung herabsetzenden Winkel einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangsstrahlenbünde! (18, 19) einen größeren Winkel (ß) mit der Bezugsebenen-Normale (8) einschließt als der Sendestrahl (7) und von einer Zylinderlinse (20) erfaßt wird, die durch eine lichtabsorbierende Schicht getrennt parallel neben einer den Sendestrahl (7) erfassenden Zylinderlinse angeordnet ist.

2. Lesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendestrahl (7) vor seinem Austritt aus dem den Sendestrahl erzeugenden Bauteil (lA)'m diesem über ein Umlenkorgan (26) in eine Fläche abgelenkt wird, welche mit der Bezugsebene-Normale (8) einen die spiegelnde Reflexion in die Empfangsvorrichtung herabsetzenden Winkel (λ) einschließt.