DE2208459C2 - Optische Abtasteinrichtung - Google Patents

Description

2. Optische Abtasteinrichtung nach An- 25 optische Abtasteini ichtung für mit Lochmarkierunipruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit gen versehene Aufzeichnungsträger beschrieben, bei kotier Frequenz um die erste Achse (x) schwin- der durch einen Drehspiegel ein von einer Licht-■ende Spiege¹ (5, 31) den auf den Abtastbereich quelle ausgehend« Strahlenbündel auf den Aufzeich-(8, 22) gerichteten Abtaststrahl (2, 30) in Pendel- nungsträger geworfen wird. Beim Vorhandensein bewegungen versetzt und der pendelnde Abtast- 30 einer Lochmarkierung wird das Strahlenbündel Itrahl (2, 30) durch Drehung des Spiegels (5, 31) durch einen hinter dem Aufzeichnungsträger an-Im die dritte Achse (y) mit erheblich niedrigerer geordneten- Kreiszylinderspiegel auf den Drehspiegel Frequenz um seinen Schwerpunkt (25) rotiert, zurückgeworfen und von letzterem auf eine Fo;oder durch die Verschwenkung des Spiegels (5, diode reflektiert. Mit dieser Abtasteinrichtung kön-31) um seine zweite Achse (z) quer zur Pendel- 35 nen lediglich Markierungen abgetastet werden, die richtung des Abtaststrahles (2, 30) verlagert wird. beim Abtastvorgang genau ausgerichtet sind.

3. Optische Abtasteinrichtung nach den An- Ferner ist durch die deutsche Patentschrift iprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß 1 098 082 eine fotoelektrische Vorrichtung für die der Spiegel (5, 31) in der Spiegelebene karda- Abtastung des Verlaufes einer Linie und Umwand-■isch gelagert und seine kardanische Lagerung 40 lung von Richtungsänderungen· der Linie in elektri-(10 bis 16) um die senkrechte Mittelachse des sehe Signale bekanntgeworden, bei welcher Punkt für Spiegels (5, 31) verdreh- bzw. verschwenkbar an- Punkt der zu verfolgenden Linie absatzweise durch geordnet ist. ein optisches System auf eine lichtempfindliche Zelle

4. Optische Abtasteinrichtung nach den An- unter Verwendung eines ablenkenden Spiegels projiiprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß 45 ziert wird. Die Ablenkbewegungen des Spiegels werden einzelnen Drehachsen (.v, y, z) des Spie- den durch diametral angeordnete Magnetspulenpaare

eis (5, 31) zugeordneten Antriebsglieder (10, 11, erzeugt, die gegensinnig geschaltet sind, wobei eines

5, 16, 20) mit umsteuerbaren Drehmagneten dieser Magnetspulenpaare an eine Sinusspannung

Verbunden sind. und das andere an eine Cosinusspannung angeschlos-

5. Optische Abtasteinrichtung nach den An- 50 sen ist.

rüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Für die Abtastung von mit Codestrichmarkierun-

ie sich überlagernden Schwenk- und/oder Dreh- gen versehene Aufzeichnungsträger, die während des

bewegungen des Spiegels (5, 31) durch piezo- Abtastvorganges unausgerichtet über einen festgeleg-

ilektrische und/oder magnetostriktive Elemente ten Abtastbereich geleitet werden, ist diese Vorrich-

frzeugt werden. 55 tung ebenfalls nicht geeignet.

Zweck der Erfindung ist es, eine für automatische

Datenerfassungsanlagen verwendbare optische Abtasteinrichtung für mit Codestrichmarkierumgen versehene und während der Abtastung in Bewegung be-

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Ab- 60 findliche Aufzeichnungsträger zu schaffen, die beim

tasteinrichtung für mit Codestrichmarkierungen oder Abtastvorgang eine beliebige Position· einnehmen

dergleichen· versehene Aufzeichnungsträger, Vorzugs- können.

weise Warenetiketten. Der Erfindung liegt daher die Aufgabt; zugrunde,

In der USA.-Patentschrift 3 246 126 ist eine Ab- bei einer optischen Abtasteinrichtung, den von einem

rechmingsanlage für Selbstbedienungsladen beschrie- 65 Laser od. dgl. ausgehenden Lichtstrahl mittels eines

ben, bei der die zu registrierenden Waren über ein um mehrere Achsen verdreh- oder schwenkbaren

Förderband einer optisch-elektronischen Ableseein- Spiegels in der Weise auszulenken, daß der auf den

richtung zugeführt werden. Diese Ableseeinrichtung abzutastenden Aufzeichnungsträger gerichtete Ab-

3 ' 4

taststrahl Pendelbewegungen hoher Frequenz aus- Ringes 14 ein, dessen quer zu den Zapfen 10, 11 anfuhrt, die um ihren Schwerpunkt rotieren, der quer geordnete Stifte IS, 16 in Augen 17, 18 einer Gabe! zur Pendclncntung verschiebbar ist. 19 lagern und damit eine Drehbewegung des Ringes

Die optische Abtasteinrichtung für mit Codestrich- 14 um die .v-Achse zulassen, An der Gabel 19 ist

markierungen oder dergleichen versehene Aufzeich- 5 eine Welle 20 befestigt, die in einem ortsfesten Lager

nungslrager, vorzugsweise Warenetiketten, bei der 21 drehbar angeordnet ist und mittels Motorkraft

mittels eines drehbaren Spiegels ein von einer Licht- oder durch einen Magneten die Gabel 19 um die

quelle ausgehender kohärenter Abtaststrahl auf den y-Achse verdeht.

auszuwertenden Aufzeichnungsträger abgelenkt und Das Etikett 6 besteht vorzugsweise aus einem die reflektierte Strahlung gebündelt einer Fotodiode io Licht reflektierenden Material und die Codezeichen zur Umwandlung in elektrische Signale zugeführt 22 aus Licht absorbierenden Farbstoff. Die in Klarwird, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, schrift aufgedruckte Preisangabe 23 hingegen soll daü zur Ausrichtung des Abtaststrahl auf die Co- vorzugsweise aus einem Farbstoff erstellt sein, der destrichmarkierungen eines unausgerichtet über annähernd die gleichen Eigenschaften wie das Etieinen begrenzten Abtastbereich geführten Aufzeich- 15 kettmaterial aufweist.

nungstragers, der den Abtaststrahl ablenkende Spie- Als Lichtquelle kann an Stelle des Lasers auch

ge! miUels elektrischer Antriebseinricluungen mit un- eine Galliumarsenid-Diode verwendet werden. Zum

ttiM-liiedlichen Frequenzen um zwei in der Spiegele- Antrieb um die c-Achse und i'm die .x-Achse werden

bene liegende und senkrecht aufeinander stehende zweckmäßig nicht dargestellte iederbelastete Dreh-

Achse-n schwenkbar und um eine auf beiden Achsen 20 magnete bekannter Bauart vorgesehen, die an einem

senkrecht stehende dritte Achse dreh- ocer schwenk- der Zapfen 10, 11 bzw. an einem der Stifte 15, 16

fr" ^ist· angreifen und den Ablenkspiegel 5 bzw. den Ring 16

Ocr auf den Abtastbereich gerichtete Abtaststrahl in Schwingbewegungen unterschiedlicher Frequenzen wi;d durch den mit hoher Geschwindigkeit um seine versetzen. Der Antrieb der um die y-Achse drehenera<j Achse schwingenden Spiegel pendelnd ausge- 25 den Welle 20 hingegen wird durch einen Elektromolenkt. Der pendelnde Abtaststrahl wird gleichzeitig tor bewirkt oder kann auch bei Bedarf mittels eines durch die mit erheblich geringerer Geschwindigkeit federbelasteten Drehmagneten erfolgen. Durch das erfolgende Verschwenkung des Spiegels um seine Schwingen des Ablenkspiegels 5 um die .i-Achse mit zweite Achse mit seinem Schwerpunkt quer zur Pen- hoher Frequenz überstreicht der Abtaststrahl 2 das del richtung beidseitig verlagert. Durch die gleichzei- 30 Fenster 8, bezogen auf Fig. 4, von oben nach unten tig erfolgende Drehung des um zwei Achsen schwin- und zurück gemäß Pfeilrichtung 24. Durch stetiges genden Spiegels um seine senkrechte Mittelachse oder absatzweises Drehen der Welle 20 rotiert der droht der pendelnde Abtaststrahl um seinen jeweili- hin- und hergehende Abtaststrahl 2 um den Mittelgen Schwerpunkt, so daß durch geeignete Abstufung punkt 25 seines durch den Ablenkspiegel 5 festgelegder Frequenzen für die Schwing- und Drehbewegun- 35 ten Schwenkbereiches. Durch Verschwenken des Abgen der gesamte Abtastbereich überdeckt wird. Sobald Ienkspiegels5 um die z-Achse wird der Mittelpunkt ein Aufzeichnungsträger den Abtastbereich über- 25 des rotierenden Strahles 2, bezogen auf F i g. 4, quert, erraßt der pendelnde Abtaststrahl in irgend nach rechts oder nach links und zurück verschoben, einer seiner Positionen bei einer vollen Ausschwin- Damit werden die Codezeichen 22 von dem Abtastgung alle Codestrichmarkierungen mehrmals quer 40 strahl 2, wie aus Fig. 4 hervorgeht, an irgendeiner zur Strichrichtung, so daß eine sichere Auswertung Stellung optimal erfaßt und können dadurch eingewährleistet ist. wandfrei mehrfach ausgewertet werden. Die jeweilige

Die Erfindung ist an mehreren Ausführungsbei- Lage des über das Fenster 8 geschobenen Etiketts 6

spielen beschrieben und zeichnerisch näher veran- spielt daher beim Abtastvorgang keine Rolle. Die

schaulicht. Es zeigt 45 vom Etikett 6 ausgehende reflektierende Strahlung

F i g. 1 eine optische Abtasteinrichtung in schema- 26 wird von dem Spiegel 5 erfaßt und über den Spic-

tischer Darstellung, gel 4 auf einen Photomultiplier 27 abgelenkt, der die

Fig. 2 ein Etikett in der Draufsicht, Lichtsignale in elektrische Signale umsetzt und letz-

F i g. 3 den Ablenkspiegel mit seinen eingczeichne- tere der elektronischen Datenverarbeitungsanlage 28

ten Drehachsen in perspektivischer Darstellung, 50 z"r Auswertung zuführt.

Fig.4 eine teilweise dargestellteTransporteinrich- In Abweichung zu der in Fig. I dargestellten Eintung mit einem für die Abtastung vorgesehenen Be- richtung kann der von einem L--'ser 29 (F i g. 5) ausreich in der Draufsicht, gehende Abtaststrahl 30 über einen UIr₁ drei Achsen-

Fig.5 eine weitere optische Abtasteinrichtung in x,y,z schwenkbaren Ablenkspiegel 31 auf eine

schematischer Darstellung. 55 rechteckige Ausnehmung 32 einer Fördereinrichtung

Eine in F i g. 1 schematisch dargestellte optische 33 gerichtet sein, über welche ein Etikett 34 stetig Abtasteinrichtung besteht aus einem Laser 1 zur Er- bewegt wird. Ein. Linsensystem 35 erfaßt in diesem zeugung eines kohärenten Abtaststrahl 2, der durch Fall den reflektierten. Strahl 36 und führt ihn einem eine Bohrung 3 eines ortsfesten Spiegels 4 hindurch- Photomultiplier 37 zu, welcher die Umsetzung betritt und auf einen Ablenkspiegel 5 auftrifft, von dem 60 wirkt und die Signale an die elektronische Datenveier auf ein Etikett6 (Fig. 2) gerichtet wird. Das Eti- arbeitungsanlaf; 38 abgibt. An Stelle der Drehmakett6 ist auf einer nicht dargestellten. Warenpackung gneten zum Antrieb der Schwenkbewegungen des Abbefestigt, die in Förderrichtung 7 über ein recht- lenkspiegelsS können gegebenenfalls auch magnetoeckiges Fenster 8 einer Fördereinrichtung 9 kontinu- striktive Antriebselemente treten, um die gleiche ierlich bewegt wird. Der Ablenkspiegcl 5 ist mittels 65 Wirkung zu erzielen. Ferner können unter Umstänseiner Zapfen 10, 11 um die c-Achse (F i g. 3) dreh- den auch piezoelektrische Elemente mit steuerbarer bar. Frequenz zur Anwendung gelangen, da die Dimen-

Die Zapfen 10, 11 greifen in Lager 12, 13 eines sionen des für die Strahlenumlenkung verwendeten

Ablcnkspiegels relativ klein, die Umlcnkwinkcl ebenfalls klein und die bewegten Massen auf ein Minimum beschränkt werden können.

Die Drehmagnet« werden vorzugsweise mit umsteuerbarer Drehrichtung ausgeführt, um insbesondere bei hohen Frequenzen ein kontrolliertes Schwingen der kardanisch gelagerten Ablenkspiegcl 5 bzw. 31 zu erzwingen. Beim Überstreichen des Etiketts 6 bzw. 34 mittels des Abtaststrahl 2 bzw. 30 werden die Codezeichen 22 mehrfach optimal erfaßt, wodurch sich eine absolut sichere Auswertung ergibt.

Neben den gezeigten Strichmarkierungen können selbstverständlich auch alle anderen optisch auswertbaren Codemarkierungen sichererfaßt werden.

Ferner ist es möglich, den Abtaststrahl 2 bzw. 3C in einer Ebene pendelnd quer zur Pendelrichtung über das Fenster 8 bzw. über die Ausnehmung 32 streichen zu lassen und schrittweise nach diesen parallelen Abtastvorgängen die Abtastebene incrementa zu verdrehen, so daß durch den Abtastvorgang jede; im Fenster 8 bzw. in der Ausnehmung 32 erscheinende Etikett 6 erfaßt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

ist nach einem Ausführungsbeispiel mit einer Licht-Patentansprüche: quelle ausgestattet, welche die on den Waren befestigten Preisetiketts in der Ablesezone anstrahlt. Mit-

1. Optische Abtasteinrichtung für mit Code- tels eines Linsensystems werden die reflektierten Strichmarkierungen od. dgl. versehene Aufzeich- 5 Strahlen· einem Vidicon zugeführt, das die refleklriernungsträger, vorzugsweise Warenetiketlen, bei ten Strahlen in elektrische Signale umwandelt. Nach der mittels eines drehbaren Spiegels ein von einer . einer weiteren Ausführungsform weist die Ableseein-Lichtquelle ausgehender kohärenter Abtaststrahl richtung eine Kathodenstrahlröhre auf, deren Kathoauf den auszuwertenden Auszeichnungsträger ab- denstrahl über ein Linsensystem ein Preisetikett gelenkt und die reflektierte Strahlung gebündelt io überstreicht. Die reflektierten Strahlen werden von einer Fotodiode zur Umwandlung in elektrische einem Photomultiplier erfaßt und ebenfalls in elektri-•Signale zugeführt wird, dadurch gekenn- sehe Signale umgewandelt. Bei beiden Ab'.eseeinrichzeichnet daß zur Ausrichtung des Abtast- oingen sind elektronische Steuermittel vorgesehen, Strahles (2, 30) auf die Codestnchmarkierungen die den Abtaststrahl durch Drehung des Rasters auf (22) eines unausgerichtet über einen begrenzten 15 das abzulesende Etikett ausrichten, und der Auswert-Abtastbereich (8, 22) geführten Aufzeichnungs- Vorgang der Etiketts beginnt, sobald der Raster auf trägers (6, 34), der den Abtaststrahl (2, 30) ab- die optimale Abtastrichtung eingeschwenkt ist.
lenkende Spiegel (5, 31) mittels elektrischer An- Die Steuerungselektronik für die Ablenkmittel der triebsein richtungen mit unterschiedlichen Fre- Kathodenstrahlen· ist sehr aufwendig und daher teuer «juenzen um zwei in der Spiegelebene liegende 20 in der Herstellung. Des weiteren sind die verwendcnnd senkrecht aufeinander stehende Achsen, (x, z) ten Kathodenstrahlröhren bzw. Vidicons relativ störichwenkbar und um eine auf beiden Achsen (a·, z) anfällig und nutzen sich im Dauerbetrieb sehr senkrecht stehende dritte Achse (y) dreh- oder schnell ab.

ichwenkbar ist. In der deutschen Auslegeschrift 1 251 984 ist eine