DE2212809C3

DE2212809C3 - Codemarke und Einrichtung zu ihrer Abtastung

Info

Publication number: DE2212809C3
Application number: DE2212809A
Authority: DE
Inventors: Franklyn George Northboro Mass. Nickl; Joseph Francis Cheltenham Pa. Schanne
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1971-03-23
Filing date: 1972-03-16
Publication date: 1975-03-06
Also published as: FR2131576A5; JPS5331337B1; DE2264417B2; US3796863A; DE2264417C3; IT953553B; DE2264417A1; CH588741A5; CH558958A; AU473991B2; NL7203825A; GB1392924A; DE2212809B2; DE2212809A1; AU4006972A; CA969277A; JPS52135223A

Description

Die Erfindung betrifft eine Codemarke mit optisch abtastbaren Informationen in Form von Seite an Seite auf einem Trägermedium befindlichen Zeichenelementen, welche zur Darstellung der Bits vom Wert 1 bzw. 0 zwei gegensätzliche Reflexionseigenschaften haben, in ihrer Gesamtheit binär codierte Zeichen repräsentieren und Bänder aus benachharten Zeichenelcmenten gleicher Reflexionseigenschaft bilden, deren Breite jeweils gleich einem zwischen 1 und einer gegebenen ganzen Zahl N betragenden Vielfachen der im wesentlichen konstanten Breite jedes Zeichenelementes ist. wobei N höchstens gleich 4 ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Abtasten einer solchen Codemarke in Breitenrichtung ihrer Zeichenelementt. mit einer Abtastschaltung, die bei jedem Wechsel zwischen benachbarten Zeichenelementen unterschiedlicher Reflexionseigenschaft den Wert eines oder mehrerer binärwertiger Signale ändert, und mit einem Taktimpulsgenerator, der in Abhängigkeit von den binärwertigen Signalen der Abtastschaltung Taktimpulse synchron mit den Bits eines digitalen Ausgangssignals erzeugt, welches von einer durch die binärwenigen Signale und durch die Taktimpulse gesteuerten Schaltung erzeugbar ist.

Es ist bekannt, eine Ware oder irgendeinen anderen Gegenstand mit einem Etikett zu versehen, das einen optisch lesbaren Binärcode trägt und entweder den Gegenstand identifizieren soll oder irgendeine andere Information etwa über einen Preis oder im Falle des Postversandes über eine Adresse enthält. Zum Lesen des Etikettes dient eine optische Abtasteinrichtung. Solche Etikette wurden mit Informationszeichenelementen in Form einer Anordnung von konzentrischen Kreisen hergestellt, was den Vorteil hat, daß die Orientierung zwischen dem das Etikett tragenden Gegenstand und der Abtasteinrichtung keine Schwierigkeiten bereitet.

Auf einigen Etiketten sind die Informationen als radiale Balken in zwei verschiedenen Farben, wie Schwarz und Weiß, codiert, welche die Binärziffern »1« bzw. »0« repräsentieren. Ein am inneren Umfang befindliches Band aus Zeitgebe^rmarkierungen identifiziert die Position jedes Datenbits für die Abtasteinrichtung. Gedruckte Etikette dieser Art haben den Nachteil, daß bei der Herstellung der benötigten Druckstempel ein erheblicher Bearbeitungsaufwand erforderlich ist.

Bei anderen Systemen bestehen die Informationen der Etikette aus aufgedruckten konzentrischen Ringen. Die Stempel für selche Etikette können zwar einfach bearbeitet werden, doch stellt es ein Problem dar. die erforderlichen Zeitgeberinformationen auf dem Etikett aufzubringen. Bisher war die Taktinformation gewöhnlich in speziellen Zeitgeberbändern /wischen bestimmten radialen Abständen vorn Mittel-

punkt enthalten, so daß der Durchmesser des Eti- F i g. 1 zeigt eine für die Warenkennzeichnung oder

ketts sich entsprechend um die Gesamtbreite der "' — ~ " -----

Zeitgeberbänder vergrößerte, was in manchen Fällen, bei denen es auf die Größe des Etiketts ankommt, sehr unerwünscht sein kann.

Es ist auch schon bekannt, die gewünsch en Taktoder Zeitgeberinformationen aus den Übergängen im Abtastsignal zu gewinnen, d. h. aus dem unaufbereiteten »Rohsignal«, das sich ergibt, wenn man das

zum Identifizieren eines Gegenstandes geeignete, maschinell lesbare Codemarke 10. Sie kann sich auf einem gesonderten Papierbogen befinden, der auf 5 den zu identifizierenden Gegenstand aufgeklebt oder auf andere Weise aufgebracht wird, oder direkt auf den Gegenstand aufgedruckt werden. Eine solche Codemarke, die sich besonders gut zur Verwendung in Supermärkten eignet, kann beispielsweise codierte

Etikett längs eines Durchmessers optisch abtastei io Informationen über Preis, Gewicht, Größe, Her-(DT-OS 1 932 510). Die so gewonnenen Zeitgeber- Stellercode, Warenname und/oder eine Warensienale werden dann zusammen mit dem unaufberei- beschreibung enthalten. Die Codeinarke kann kreisteten Abtastsignal einem Decodierer zugeführt, der förmig sein, was den Vorteil hat, daß sie von einer seinerseits ein verwertbares Ausgangssignal erzeugt, optischen Abtasteinrichtung, wie sie in Fig. 3 darin welchem die Binärinformation in irgendeinem 15 gestellt ist, ohne Rücksicht auf die Orientierung üblichen und geeigneten Code ausgedrückt ist. In- längs einer Durchmesserlinie gelesen werden kann, folge einer ungenauen Ausführung der Etikette und etua längs der gestrichelten Linie 1-1 in Fig. 1. Sie aus anderen Gründen sind die auf diese Weise ge- enthält einen Einleitungsabschnitt 12, einen Datenwonnenen Zeitgebersignale jedoch häufig nicht so abschnitt 14 und einen End?.bschnitt 16. genau, daß eine abhängige Decodierung ohr; zusatz- 2°
ficrie Maßnahmen möglich wäre, wodurch der für
das System erforderliche Aufwand relativ aroß wird.
Aus der DT-OS 2 031 810 ist eine Codemarke mit

einer Anzahl von Kreisringen bekannt, die in einem ,

Randabschnitt einen Startcode, im Zentrum einen 25 mehrere Bits vom Wert »1« und ein weißes Band ein

Endcode und dazwischen einen Informationscode oder mehrere Bits vom Wert »0« repräsentieren. An

bilden. Der Informationscode besteht aus einzelnen sich können zwei beliebige Farben gewählt werden,

Bändern abwechselnder Farbe, deren Breite jeweils die sich für die optische Abtasteinrichtung zum Lesen

gleich einer Bitbreite oder einem ganzzahligen Viel- der Codemarken in ihrem Reflexionsvermögen we-

fachen davon ist. In seiner Gesamtheit stellt der 30 sentlich unterscheiden. Der Datenabschnitt enthält

Informationscode eine binär codierte Information eine Anzahl von Bändern, die jeweils irgendein ganzmit 2¹⁷ Variationsmöglichkeiten dar, also z. B. jeweils
eine der Dezimalzahlen von 1 bis 131 072. Bei der
Abtastung der Codemarke wird durch eine Abtast-

Der Datenabschnitt 14 kann eine Mehrzahl von ringförmigen Bändern enthalten, die zur Darstellung der Binärziffern »1« bzw. »0« ein erstes bzw. ein anderes, zweites Reflexionsvermögen haben. Beispielsweise kann ein schwarzes Band ein oder

zahliges Vielfaches von 1 bis /V einer gegebenen Breiteneinheit, etwa 1,3 mm längs der Linie 1-1 oder eines anderen Durchmessers gemessen, breit sind.

schaltung eine der Breite der Informationsbänder 35 Wenn im Beispiel gemäß Fig. 1 der schwarze Ring 20

entsprechende Signalfolge erzeugt, mit der ein Takt- 1.3 mm breit ist, repräsentiert er ein Bit vom Wert 1.

impulsgenerator synchronisiert wird, der ein die Ist er 2,6 mm, also zwei Einheiten breit, repräsentiert

Signalfolge speiclumdes Schieberegister steuert. Bei er zwei benachbarte Bits vom Wert »1«. Entspre-

der bekannten Codemarke ist die Variationsmöglich- chendes gilt für die weißen Ringe 22, welche Bits

keit des Informationsteils dadurch beschränkt, daß 40 vom Wert »0« darstellen.

die Breite der Bänder abwechselnder Farbe einen Die weiter unten beschriebene Abtasteinrichtung bestimmten Maximalwert nicht überschreiten dürfen, überstreicht die Codemarke mit einem stark gebünwie erfindungsgemäß festgestellt wurde. Ein Ver- delten Lichtstrahl und nimmt das von der Codefahren zum Lesen einer ähnlichen Codemarke, bei marke reflektierte Licht wieder auf. Da die Beweder jedoch zwischen den einzelnen Bändern jeweils 45 gungsgeschwindigkeit des Lichtflecks über der Codeein Trenncodezeichen angeordnet ist. wird in der marke bekannt ist, stellt die Zeit zwischen Über-DT-OS 2 125 019 vorgeschlagen. gangen von einem schwarzen zu einem weißen Ring

Aufgabe der Erfindung ist, eine Cedemarke mit oder umgekehrt ein Maß für die Breite des be-

einem zum selbsttätigen Synchronisieren der Abtast- treffenden Ringes und für die Anzahl von Bits vom einrichtungen geeigneten Informationscode anzu- 50 Wert »1« oder »0« dar.

geben, die ein größeres Informationsspeichervermö- Der Datenabschnitt kann in verschiedene Gruppen

gen hat als die bekannten Codemarken. unterteilt werden. Jede Gruppe besteht aus vier be-

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die >m nachbarten Gebieten, welche eine binärcodierte

Patentanspruch 1 beschriebene Codemarke. Ziffer, wie eine Dczimalzahl, repräsentieren. Die

Die Erfindung hat den Vorteil, daß mit den Über- 55 Anzahl solcher Gruppen ist beliebig. Beispielsweise

gangen zwischen den einzelnen Bändern ein Takt- zeigt Fig. 2 einen Datenabschnitt mit fünf Gruppen

geber einer Abtasteinrichtung unabhängig von der ™ RinürjifTern. von denen iede Gruppe nach Art jeweils gespeicherten Information stets zuverlässig
synchronisiert werden kann.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfin- 60 der Zahl 64 62 6. Zur Vereinfachung sind in Fig dung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Balken an Stelle der Ringe dargestellt. Teilungslinien

F i g. 1 eine typische Codemarke gemäß der Erfindung in Form eines Kennzeichenetiketts,

"·■&·■ » ■ fc· -

von BinärzifTern, von denen jede Gruppe der weiter unten angegebenen Tabelle codiert ist. Die fünf Gruppen definieren die fünf Dezimalziffern der Zahl 64 6 2 6. Zur Vereinfachung sind in F i g. 2 Balken an Stelle der Ringe dargestellt. Teilungslinien 24 ü.-d 26 bezeichnen die Grenzen zwischen benachbarten Bitpositionen bzw. Dezimaizifferpositionen.

Fig. 2 einen vergrößerten Abschnitt des Daten- An sich wäre es möglich, daß in einem Datenmuster teils einer anderen Codemarke ähnlich der nach 65 viele benachbarte Breiteneinheiten die ['leiche Farbe Fig. 1- haben. Dies wäre für die optische Abtasteinrichtung

F i g. 3 eine Einrichtung zum optischen Abtasten kein Problem, wenn die Einheitsbreiten genau eingeder in Fie. I dargestellten Codemarke. halten werden könnten und die Codemarke sich stets

η einem bekannten festen Abstand von der Leseeinrichtung befinden würde.

In der Praxis ist jedoch keine dieser Bedingungen einzuhalten. Der Aufdruck eines Etiketts ist oft unvollkommen, und die Codemarke kann unterschiedlich weit von der Lichtaufnahmevorrichtung der optischen Abtasteinrichtung entfernt sein. Beispielsweise kann sich die Codemarke in einem Fall auf der flachen Oberfläche eines Gegenstandes unmittelbar am Schlitz befinden, durch den der Lichtstrahl gerichtet wird. In anderen Fällen kann der Abstand der Codemarke vom Schlitz dagegen variieren, etwa wenn sie sich auf dem gewölbten Boden einer Aerosol-Büchse oder auf einem unregelmäßig geformten Beutel mit Gemüse od. dgl. befindet. Es ist daher zweckmäßig, in die Codemarke ein Taktgeberschema einzubauen. Erfindungsgemäß ist dies dadurch realisiert, daß die maximale Anzahl aufeinanderfolgender Bits vom gleichen Wert (»1« oder »0«), die in einer Dezimalzahl auftreten dürfen, auf einen gegebenen Wert beschränkt wird. Mit anderen Worten: Die Breite der schwarzen oder weißen Bänder wird beschränkt.

Die folgende Tabelle zeigt ein Codeschema, bei dem in keiner der zehn Dezimalziffern mehr als zwei benachbarte »1 «-Bits oder zwei benachbarte »O«-Bits vorhanden sind. Folglich sind in zwei benachbarten Dezimalziffern niemals mehr als vier benachbarte »1 «-Bits oder vier benachbarte »O«-Bits möglich. Dies heißt, daß ein Übergang von weiß zu schwarz

ίο oder umgekehrt stets nach höchstens vier benachbarten Gebieten der Einheitsbreite auftreten wird, also nach der Anzahl von Bits, die zur Darstellung einer Dezimalziffer erforderlich ist. Es wurde gefunden, daß eine Abtasteinrichtung realisierbar ist, die alle zu erwartenden Toleranzen in vier aneinander angrenzenden Gebieten einer gegebenen Farbe verkraften kann. Die Einrichtung kann so ausgelegt werden, daß sie jedesmal rückgestellt oder wieder in Phase gebracht wird, wenn ein Übergang zwischen weiß und schwarz oder umgekehrt auftritt.

	Bit-	0	¹	2	3	Dezimalziffer	5	6	7	8	9
	Position	0	0	0	0	4	1	1	1	1	1
Binäre ,	2^:>	1	0	1	1	0	0	0	0	1	1
Bezeich- j	22	0	1	0	0	1	0	1	1	0	0
nung	2'		1	0	1	1	1	0	1	0	1
	2»			0

An sich eignet sich für eine Codeplakette bzw. Einrichtung der hier beschriebenen Art jeder Code, der nicht mehr als eine gegebene Anzahl η (im genannten Beispiel η = 2) aufeinanderfolgender »1«- Bits oder »O«-Bits enthält. Der in der obigen Tabelle angegebene Code ist jedoch besonders zweckmäßig. Er kann, basierend auf den folgenden beiden Regeln, durch eine entsprechende Anordnung von Verknüpfungsgliedern oder mittels eines Rechnerprogramms einfach in einen Standardbinärcode umgewandelt werden. Wenn die Bitposition 2³ gleich 0 ist, wird das binäre Äquivalent der Dezimalziffer 2 von dem in der Tabelle gegebenen Wert subtrahiert, damit sich der Standardbinärwert ergibt. Hat das 2³-Bit den Wert 1, wird das binäre Äquivalent der Dezimalziffer 4 abgezogen.

Wie schon erwähnt wurde, geht gemäß F i g. 1 dem Datenabschnitt ein Einleitungsabschnitt 12 voraus, während sich ihm ein Endabschnitt 16 anschließt. Der Einleitungsabschnitt besteht aus einer relativ großen Zahl, etwa mindestens 5, benachbarter Gebiete der Einheitsbreite und des einen Reflexionsverhaltens, die von den Daten durch ein eine Einheit breites Gebiet des anderen Refiexionsverhaltens getrennt sind. F i g. 1 zeigt einen schwarzen Außenring und einen sich anschließenden weißen inneren Ring. An dieser Stelle sei bemerkt, daß auch eine umgekehrte Farbwahl innerhalb der Codemarke möglich wäre: Sie könnte ebensogut verwendet werden, wenn die schwarzen Ringe weiß und die weißen schwarz wären. Der Außenring ist mindestens fünf Einheiten breit, damit ihn die optische Abtasteinrichtung nicht mit Daten verwechseln kann, bei denen ja höchstens vier benachbarte Einheitselemente des gleichen Reflexionsverhaltens vorkommen. Das nur eine einzige Einheit breite innere Band vom zum Außenband entgegengesetzten Reflexionstyp hat die Erzeugung eines Übergangssignals zur Folge, welches die Taktimpulse resynchronisiert, die in der optischen Abtasteinrichtung erzeugt werden, wenn sich der Abtastlichtstrahl am Anfang des Datenabschnitts befindet, wie noch näher erläutert werden wird.

Der Endabsehniit 16 gemäß F i g. 1 umfaßt (anschließend an das letzte Datenband) ein weißes Band, ein schwarzes Band, ein weißes Band, die alle die Einheitsbreite haben, und ein kreisförmiges Bullauge oder Zentrum 30, das ist bis zum Mittelpunkt mindestens sieben Einheiten breit ist, also einen Durchmesser vom 14fachen der Einheitsbreite hat. Wie beim Einleitungsabschnitt kann auch hier die Farbwahl umgekehrt werden. Das Zentrum 30 muß so breit sein, daß gewährleistet ist, daß es selbst dann von der Abtasteinrichtung erfaßt wird, wenn die Abtastung nicht längs eines Durchmessers erfolgt. sondern versetzt etwa längs der Linie 2-2 in Fig. 1 was dann der Fall ist, wenn ein Gegenstand unc seine Codemarke quer zur Abtastrichtung an dei Abtasteinrichtung vorbeibewegt werden. Es wurdi gefunden, daß ein Zentrum mit einer Breite von min destens sieben Einheiten für die Abtasteinrichtun] genügt. Das das innere Zentrum umgebende, eim Einheit breite Band vom entgegengesetzten Re flexionstyp hat den Zweck, einen Übergang herbei zuführen, wenn die Abtasteinrichtung das Zentral oder ausgehend vom Zentrum abtastet.

Wenn die beiden anderen, ebenfalls jeweils eir einzige Einheit breiten Bänder fehlen würdei könnte ein Deoudierfehler auftreten, wenn eine Al tastspur parallel zu einem echten Durchmesser, j doch gerade außerhalb des schwarz ausgefüllten Zei trums liegt. Wenn beispielsweise das letzte Inform tionsband schwarz ist und die Abtastspur durch di

Band ver,_M "^^^ _ff den, Z» j-

_a Band ver,_M "^^^ _ff j £%£ΆΤ&Ε™.

rum vorangehende weiße Band, konnte die AMast wie erstreckt sich in einer quer zur

Einrichtung dieses letzte schwarze ^om^SS^ Bewegungsrichtung des Gegenstandes 31 liegenden

für das schwarze Zentrum halten_ Die Tatsache, dab fe g Schlitz 36. Durch diesen Schlitz, der

die Abtastspur das Zentrum mcht d chtaufen ha, . *chtung^ ^ ^ ^ ^ ^ ^

könnte theoretisch auch durch Zahlen der Anzani P , _{die tische Abtas}tung. Als Licht-

von Datenbits (^^^nhe%ⁿ\^^l fehlem quelle 46 für den optischen Abtaststrahl kann e,n

Diese Methode ist aber zum Feststellen von Fehlern quei H Einrichtung dienen, die einen

ungenügend, weil einige I^"™^^ ^ ₁₍, S strahUS im sichtbaren Spektrum oder tad»- Nähe des Zentrums wegen der exzentrischen Ätna zweckmäßige Lichtquelle 46 spur so stark gedehnt ersche.nen konnten, daß zu sen INane er jj arbeitender Heliumsätzliche Einheitsbreiten vorgetäuscht wurden. In de »^" im ρ .^ _Laserstrahl Praxis ist es bei einigen D^mbmt^oh™ ^^monochromatischen Licht erzeugt, dessen weiteres möglich, daß «ne «zentnscheA btastopur _{fähr bei 6328 Ä liegt}. genauso aussieht wie eine Spur durch das Zentrum ₁₅ We g ^S _{46 erzeugte Licht kann durch} einer Codemarke, die fur eine andere Zahl codiert ^ _schernatisch mit SO bezeichnetes Linsensystem wurde. vermieden auf einen Mehrflächenspiegel 52 fokussiert werden. Damit eine solche Fehldecodierung TrTode. Der Spiegel 52 ist an einem Motor 54 montiert, von wird, ist erfindungsgemaß an der Mitte der Code ue y s _praktisch konstanten Geschwindigmarke ein festes Datenbandmuster vorgesehen, so *. dem er^von.ve _P angeordnet, daß daß ein Zeitgeberfehler infolge einer,«aatn «hen ^t ged^Mwird^ ^ p^ ^ ^ Spur festgestellt und unschädlich gemachtwerden e ^^ ₃₂ ^ ^^ _{die Drehung des} kann. Da, wie schon erwähnt wurde da dem BuU »c ^ ^ ^ ^^ _hervorge. augenzentrum am nächsten hegende Gebiet bei emer ^g Codemarke 10 abgetastet wird exzentrischen Abtastung am stärksten vemrrt jwd, ^ ^ _{wird Die A hl und} kann ein eine einzige Einheit breites ^anes «Jana _öße ^ ^^ _{des Spiegds 52 werden so} g_e_ d äh bfalls eine ^Emhf*™^l™™L· i i Gtandes

kann ein eine einzig ^ _öße ^ ^^ _{des Spiegds 52 we} g

dem erwähnten, ebenfalls eine ^Emhf*™^l™™L· _wähU daß auf der Unterseite eines Gegenstandes

von auiien zur miuc um n»i, "- - , - · _rf

nun beispielsweise ein schwarzes Band von funt oder .. wi ^ _bezeichnete Lesestation enthält ferner mehr Breiteneinheiten, ein weißes Band vore ner ^ _Fiiter6o ^ ^ ^ ^ _reflektiert Breiteneinheit, weiße und schwarze Bander von hb, r ^ ^ _{lichtempfindliche} Aufnahmeeinnchgesamt zwanzig Einheiten, ein schwarzes uano *u ^ _{z ß ejne} photoeiektronen-Vervielfachereiner Breiteneinheit, ein weißes Band von <eben «h b> (SEV-Röhre) 62 jenseits des Filters, die so aneiner Einheit und ein schwarzes Band von einten ™ ^_t; _{daß sie diffuses Licht aufnimm}t, das von sieben Breiteneinheiten bis zum Mittelpunkt^des jviu β _Codemarke 10 oder vom Boden eines auf dem sters umfassen. Mit einer (nicht dargestellten) Scha,- «^.^ _{befindljchen Gegenstande}s 31 reflektiert tungsanordnung kann dann ein auf einen faxend ^ ^._{rf d;ffuses Lidü staü reg}elmäßig gerichschnitt, der aus der richtigen Anzahl von bus d ^ Spicgelreflexion erzeugtem) Licht aufsteht, folgender Endabschn.tt gesucht werden der 4 «^J^ ^ _e ^e _{jne Sp}iegelablenkung dazu neigt, ein eine einzige Einheit breites schwarzes "^an° ¹L eine Codemarke 10 unlesbar zu machen. Das optifaßt, auf welches ein ebenfalls eine binnen oreuc _Fil_ter60 ist im wesentlichen auf das von der weißes Band und das Bullaugenzentrum toigenw _{Licht ue}lle 46 emittierte monochromatische Licht ein solches Muster nicht festgestellt, was oeuc , ^ monochromatische Lichtquelle verwendet daß die Abtastung nicht genügend nahe am im . ^. abgestimmt, und filtert Umgebungslicht aus, punkt der Codemarke erfolgt war, weist die am ^^ Wellenlängen nicht innerhalb seines Dichtungsanordnung die gesamte Abtastung ^zu"j^c£· laßbereiches liegen. Das zerstreute Licht des durch Analytische Untersuchungen zeigen, aaoa, Abtastung der Codemarke 10 gewonnenen reflek-Geometrie die Möglichkeit von Fehlern »^u^^c""^e° ' _{derten signals wird} von der SEV-Röhre 62 in ein Durch optische Effekte können jedoch aignaie _elektrisches Signal umgewandelt, dessen Amplitude zeugt werden, die ein breiteres schwarzes d<u.u ^ gegebenen Zeit dem Betrag des von der ein schmaleres weißes Band vortäuschen, als_aen w _Cod ^J _emarke reflektierten Lichtes entspricht. Selbstsächlichen Verhältnissen entspricht υmer ui _verstandlich wird von Gebieten der einen Farbe Umständen wäre immer noch eine ^feh'^erna":_ai; _{rien 55} (Weiß) mehr Licht reflektiert als von Gebieten dei sung möglich. Um dies zu vermeiden, kann^™ ^ae _{anderen Farbe (Sc}hwarz).

Endabschnitt 16 so abwandeln, daß er eine w« _{Dje SEV}._Röhre62 ist mit einem Verstarker 64

zahl von abwechselnden schwarzen und weiuen «. gekoppelt, der das elektrische Signal verstärkt. Die

gen jeweils einer Einheitsbreite vorsieht, ™£- s^Lu^ die vom Verstärker 64 beim Abtaster

z.B. ein eine Einheit breites weißes Band,^era eine ^ (5_ode_marke 10 durch den Strahl 48 erzeug

Einheit breites schwarzes Band, em eine turnen u· ^._{rf kann} ^ ^ ^ _{dargeste!lte Form} haben. E

tes weißes und dann das schwarze Z«™?™·. _ti. _kann also eine relativ hohe Spannung erzeugen, de

Fig. 3 zeigt die wesentlichsten Teile einer j> wiHkürlich der Binärwert »1« zugeordnet wird, wem

sehen Abtasteinrichtung, wie sie zum Lesen c ^ ^^ _{4g dnen schwarzen Ring} abtastet, und eim

Codemarke der beschriebenen Art verwennei _ebens0 willkürlich »0« genannte relativ niedrige Span

den kann. Die Codemarke 10 wird an der umerw ^ während der Strahl 48 sich über einen weiß©

des Gegenstandes31 befestigt I>*<gjg»^ Jj Ri_n^bewegt. . .

in der allgemeinen Richtung des Pfeiles J* an c _e Verstärker 64 ist ferner mit zwei Übergangs

undurchsichtigen Platte 32 entlangbewegt, und zwai ^ ^^

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detektoren 68 und 70 gekoppelt. Der Übergangsde- Standes 31 ein Lichtstrahl 48 projiziert, der sich vom tektor 68, für den man irgendeine konventionelle Gegenstand her durch die Codemarke bis zur DurchEinrichtung verwenden kann, erzeugt immer dann messerlinie 1-1 gemäß Fig. 1 bewegt. Wenn der einen Momentanimpuls, wenn ein Übergang von vom Gegenstand 31 (von dein angenommen sei, daß Weiß nach Schwarz stattfindet. Der Detektor 70 5 er von heller Farbe ist) kommende Lichtstrahl auf ähnlicher Konstruktion ist so ausgelegt, daß er bei den äußeren schwarzen Ring der Codemarke 10 trifft, einem Übergang von Schwarz nach Weiß kurzzeitig gibt der Übergangsdetektor 68 einen Impuls ab. Dieeinen Impuls erzeugt. Die von den Übergangsdetek- scr Impuls setzt das Flip-Flop 72 und über die toren 68 und 70 kommenden Signale werden dem ODER-Glieder 74 und 78 auch den Monovibrator76. Setzeingang S bzw. dem Rücksetzeingang R eines io Nach Ablauf von 100 ns springt der Monovibrator76 Flip-Flops 72 zugeführt. Außerdem sind darstel- zurück. Das sich ergebende Ausgangssignal am lungsgemäß die Detektoren mit einem ODER-Glied 0-Ausgang (TAKT-Ausgang) setzt den Monovibra-74 verbunden, das bei jedem Übergang von Schwarz tor 77 und bewirkt, daß die gesamte im Schiebereginach Weiß oder umekehrt einen Impuls abgibt. ster 82 enthaltene Information um eine Bitposition

Der Ausgang des ODER-Gliedes 74 ist mit einer 15 verschoben wird und daß das am 1-Ausgang des Schaltung 79 zur Erzeugung eines Taktsignals ge- Flip-Flops 72 erscheinende neue Datenbit in das koppelt, genauer gesagt mit den Rücksetzeingän- Schieberegister eingegeben wird. Es sei angenommen, gen R rücksetzbarer monostabiler Multivibratoren daß die Monovibratoren 76 und 77 sowie das Regi-(Monovibratoren) 76 und 77 sowie mit dem einen ster 82 auf die Vorderflanke eines vom Zustand »0« Eingang eines zweiten ODER-Gliedes 78. Die bei- 20 zum Zustand »1« wechselnden Impulses ansprechen, den Monovibratoren 76 und 77 sind jeweils ihrem Wenn dies nich* der Fall ist, kann zusätzlich am Typ nach so ausgeführt, daß sie in Abhängigkeit von 0-Ausgang des Monovibrators 76 eine (nicht dargeeinem Eingangsimpuls, der dem Setzeingang S zu- stellte) Schaltung vorgesehen sein, welche einen kurzgeführt wird, »1 «-Impulse bzw. »0«-ImpuIse an den zeitigen Impuls erzeugt, wenn sich der Zustand an mit 1 bzw. 0 bezeichneten Klemmen erzeugen (was 25 dieser Klemme von »0« nach »1« ändert,
dem »Setz-Zustand« des Monovibrators entspricht). Nach Ablauf von 800 ns wird der Monovibrator Jeder dieser Monovibratoren wird entweder durch 77 zurückgesetzt. Das resultierende Ausgangssignal den Ablauf einer vorgegebenen Zeit, nämlich 100 ns an der 0-Klemme setzt über das ODER-Glied 78 für den Monovibrator 76 und 800 ns für den Mono- wieder den Monovibrator 76, der 100 ns später ein vibrator 77, zurückgesetzt, oder aber durch einen 30 TAKT-Signal abgibt, wie schon erläutert wurde, seiner Λ-Klemme zugeführten Impulse. Bei der Rück- Beim Ausbleiben eines Signals vom ODER-Glied 74 Setzung erzeugt jeder Monovibrator »0«- bzw. »1«- wird also alle 900ns (1004800ns) ein TAKT-Signale an den 1- bzw. 0-Klemmen. Wenn ein Signal Signal erzeugt werden. Die Kombination aus den gleichzeitig an der S-Klemme und an der Ä-Klemme beiden Monovibratoren 76 und 77 kann als rückeines Monovibrators erscheint, wird dieser in seinen 35 setzbare Rezirkulations-Verzögerungseinrichtung an-Setz-Zustand gebracht. Wie üblich, bezieht sich der gesehen werden, die alle 900 ns einen Taktimpuls Ausdruck »1« auf ein erstes Potential und der Aus- erzeugt, solange kein Rcsynchronisierimpuls ans;edruck »0« auf ein zweites Potential. legt wird.

Der Ausgang des ODER-Gliedes 78 ist mit dem Ein Impuls entweder vom Übergangsdetektor 68

.S-Eingang ^ies Monovibrators 76 verbunden. Der 40 oder vom Detektor 70 wird über die ODER-GHe-

0-Ausgang des Monovibrators 76, der mit TAKT der 74 und 78 den Monovibrator 77 (falls er uesetzt

bezeichnet ist. ist einerseits mit dem S-Eingang des ist) rücksetzen und gleichzeitig versuchen, den Mo-

Monovibrators 77 und andererseits mit dem Schiebe- novibrator76 zu setzen und rückzusetzen, der seiner

eingangs eines Schieberegisters 82 gekoppelt. Der Natur gemäß gesetzt werden wird, was 100 ns später

0-Ausgang des Monovibrators 77 ist mit dem zweiten 45 einen TAKT-Impuls zur Folge hat (wenn nicht an

Eingang des ODER-Gliedes 78 zusammengeschaltet. einem der Übergangsdetektoren ein neuer Impuls ab-

Der 1-Ausgang des erwähnten Flip-Flops 72 ist mit gegeben wird). Ein Impuls, der wesentlich früher als

dem Dateneingang des Schieberegisters 82 verbun- nach 900 ns erscheint, muß ein Rauschsignal sein,

den. Das Schieberegister 82 ist konventioneller Art das dadurch erzeugt worden ist, daß auf der Unter-

und so ausgelegt, daß es die in ihm enthaltenen Da- 50 sehe eines Gegenstandes 31 Buchstaben, Zahlen oder

ten verschiebt, während es ein neues Informationsbit andere Zeichen in kontrastierenden Farben abgeta-

vom Flip-Flop 72 aufnimmt. Das Schieberegister 82 stet wurden. In einem solchen Fall erzeugt die SEV-

hat vorzugsweise eine so große Kapazität, daß es den Röhre 62 Signale, welche die Übergangsdetektoren

gesamten von der Codemarke 10 gelesenen Datenab- betätigen. Das Register 82 kann also anfänglich Si-

schnitt enthalten kann. 55 gnale speichern, die keine Nutzinformation darstel-

Es versteht sich, daß noch weitere Schaltungen len. Gegebenenfalls vorhandene Rauschsignale wer-

vorhanden sind, etwa um zu gewährleisten, daß eine den bei der Eingabe von Daten in das Schieberegister

Codemarke 10 über ihr Zentrum abgetastet wird, und in diesem und verschoben und Bit für Bit aus ihm

daß nicht etwa statt einer Codemarke sonstige In- herausgeschoben, während es sich mit Daten füllt,

formationen gelesen werden, die sich auf dem Be- 60 Die Rauschsignale werden von den (nicht dargestell-

hälter befinden, an dem die Marke angebracht ist. ten) Schaltungen, denen die Ausgangssignale des Re-

Zur Erläuterung der Betriebsweise der in F i g. 3 gisters zugeführt werden, ignoriert,

dargestellten Einrichtung sei angenommen, daß ein Die Zeit von 900 ns zwischen aufeinanderfolgen-

Gegenstand 31, beispielsweise eine Konservendose, den TAKT-Impulsen ist so gewählt, daß sie etwas

so auf den Schlitz 36 gebracht wird, daß ihre Code- 6₅ länger ist als die Zeit, die vom Lichtstrahl bei seiner

marke 10 über dem Schlitz zentriert ist. Während sich Bewegung längs einer Mittellinie, wie der Linie 1-1

der Motor 54 mit konstanter und bekannter Ge- in F i g. 1 zum Abtasten einer Brevteneinheit benötigt

schwindigkeit dreht, wird auf den Boden des Gegen- wird. Die Verzögerung von 100 ns zwischen der Fest-

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stellung eines Überganges und der Erzeugung eines TAKT-Impulses ist so gewählt, daß das Flip-Flop 72 genügend Zeit hat, seinen Zustand zu ändern und an seinem Ausgang einen stabilen Potentialwert einzustellen.

Da das erste Informationsband auf der Codemarke aus fünf schwarzen Breiteneinheiten besteht, rezirkuliert die Taktimpulsschaltung 79 den ersten TAKT-Impuls 5mal. Dem vom Monovibrator 76 erzeugten ersten TAKT-Impuls folgen also während der Zeit, in der der Lichtstrahl das schwarze Band des Einleitungsabschnitts abtastet, vier andere TAKT-Impulse mit festen gegenseitigen Zeitabständen. Diese fünf TAKT-Impulse verschieben den Inhalt des Registers 82 um fünf Stellen und bewirken, daß vom Flip-Flop 72 neue Daten, nämlich fünf »1« in das Register geschoben werden.

Wie schon erwähnt wurde, könnte unter idealen Bedingungen die Geschwindigkeit, mit der der Strahl die Codemarke 10 abtastet, genau festgelegt und eingehalten werden, so daß die kombinierte Verzögerung der Monovibratoren 76 und 77 so genau eingestellt werden könnte, daß jedesmal ein Impuls erzeugt wird, wenn der Abtaststrahl von einem Band zum nächsten wechselt. Da jedoch wegen Druckunvollkommenheit die Breite eines Bandes schwanken kann und weil Änderungen im Abstand der Codemarke 10 von der Platte 30, die zur Abtastung eines gegebenen Bandes erforderliche Zeit ändern, muß die Taktimpulsschaltung 79 periodisch rücKg.. setzt oder wieder neu synchronisiert werden. Dies geschieht beispielsweise dann, wenn der Abtaststrahl vom schwarzen Außenring zum angrenzenden speziellen (nur einmal vorhandenen) weißen Ring wechselt. Dieser Übergang von Schwarz nach Weiß veranlaßt den Detektor 70, einen Impuls abzugeben, der das Flip-Flop 72 und auch den Monovibrator 77 (falls er gesetzt war) rücksetzt, während er den Monovibrator 76 setzt, der schon mit 100 ns später einen neuen TAKT-Impuls erzeugt. Dieser (sechste) TAKT-Impuls ist mit der Information auf der Codemarke resynchronisiert worden und verschiebt die im Register 82 enthaltene Information, wobei die »0« vom nun rückgesetzten Flip-Flop 72 in das Register übertragen wird. Nach diesem Synchronisierimpuls wird ein neuer Übergangsimpuls vom Detektor 68 oder 70 wenigstens einmal alle vier Breiteneinheiten und in den meisten Fällen in kürzeren Abständen erscheinen, wie aus der oben angegebenen Tabelle ersichtlich ist.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß sich ein Abtastgerät herstellen läßt, bei dem die Änderungen der Abtastzeit über den Bändern innerhalb der zum Abtasten von vier Breiteneinheiten erforderlichen Zeit nicht so stark sind, daß Fehler beim Ablesen dei Daten möglich sind. Die Kombination von einem we-S nigstens fünf Einheiten breiten schwarzen Band mit einem anschließenden weißen Band nur einer Breiteneinheit kann dazu verwendet werden, einen Zähler vorzubereiten, der die Daten bei der Eingabe in das Schieberegister 82 zählt. Wenn der Zähler seine

ίο Stellung erreicht, die anzeigt, daß alle Daten abgetastet und in das Schieberegister 82 geschoben worden sind, kann mit einer anderen (nicht dargestellten) Schaltungsanordnung nach dem speziellen Endabschnilt gesucht werden, wodurch gewährleistet wird, daß die Abtastung wirklich über einer Durchmesserlinie der Codemarke erfolgt war und nicht auf einer etwas verschobenen Linie, wie z. B. der Linie 2-2 in Fig. 1.

Zum Abtasten der Daten eignen sich zwei vcrschiedene Methoden. Im einen Fall wird die Codemarke vom äußeren Rand bis zur Mitte und dann weiter bis zur entgegengesetzten Seite abgetastet, Diese Methode hat den Vorteil, daß mit nur einem Schwenk des Abtaststrahl 48 die Codemarke im Ergebnis zweimal abgetastet wird. Die von der ersten Hälfte der Codemarke stammenden, im Schieberegister 82 gespeicherten Daten können dann mit den Daten verglichen werden, die sich beim Abtasten dei zweiten Codemarkenhälfte ergeben, um die Überein-Stimmung zu prüfen. Gemäß einer zweiten Methode wird die Codemarke wenigstens zweimal von außer zur Mitte oder umgekehrt abgetastet, worauf die beirr erstenmal gelesenen und im Register 82 gespeicherter Informationen mit den Daten verglichen werder können, die bei der zweiten Abtastung gewonner werden. Wenn diese zweite Methode angewandt wird kann bei der Codemarke ein Teil des Kreises ah überflüssig weggelassen werden. Beispielsweise ist die Codemarke in F i g. 1 noch lesbar, wenn der gesamts Teil unterhalb der unterbrochenen Linie 2-2 fehlt Die beschriebene Codemarke ist vorzugsweise

kreisförmig, damit eine Abtastung ohne Rücksich auf die Orientierung möglich ist. Wenn man jedod den die Marke tragenden Gegenstand von Hanc oder durch irgendeinen (nicht dargestellten) Mecha nismus in eine vorgeschriebene Lage bringen kann könnte man auch irgendeinen anderen Code etwa mi balkenförmigen Zeichenelemenlen verwenden, der je doch ebenfalls in zweckmäßiger Weise nicht mehr al eine gegebene Anzahl aufeinanderfolgender Bits de einen Wertes enthält, damit die beschriebene selbst tätige Takt- oder Zeitgebung gewährleistet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Codemarke mit optisch abtastbaren Informationen in Form von Seite an Seite auf einem Trägermedium befindlichen Zeichenelementen, welche zur Darstellung der Bits vom Wert 1 bzw. 0 zwei gegensätzliche Reflexionseigenschaften haben, in ihrer Gesamtheit binär codierte Zeichen repräsentieren und Bänder aus benachbarten Zeichenelementen gleicher Reflexionseigenschaft bilden, deren Breite jeweils gleich einem zwischen 1 und einer gegebenen ganzen Zahl N betragenden Vielfachen der im wesentlichen konstanten Breite jedes Zeichenelementes ist. wobei N höchstens gleich 4 ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichenelemente in mehrere Gruppen unterteilt sind, die jeweils nur eine der gegebenen Zahl N gleiche Anzahl (z. B. 4) von Zeichenelementen enthalten, jeweils ein binär codiertes Zeichen (Ziffern 6. 4, 6, 2, 6 in Fig. 2) darstellen und jeweils unmittelbar aneinandergrenzen, wobei die Breite (N-IJ) jedes Bandes höchstens gleich der zum Darstellen eines der codierten Zeichen benötigten Breite ist und sich ein Band aus einer Gruppe in die benachbarte Gruppe erstrecken kann.

2. Codemarke nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichenelemente durch eine Vielzahl konzentrischer Informationsringe (20, 22) gebildet werden, die sich über einen Bogen von mindestens 180 erstrecken, und daß die Informationsringe (20.22) von einem weiteren Ring umgeben sind, der die Breite (U) eines Zeichenelementes und die eine Reflexionseigenschaft hat und seinerseits \on einem Außenring umgeben ist. der die andere Reflexionseigenschaft hat und zur Unterscheidung von den Informationsringen breiter als das N-fache der Breite (L) eines Zeichenelementes ist.

3. Codemarke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des von den Informationsringen umgebenen Gebietes eine Anzahl konzentrischer Ringe mit abwechselnden Reflexionseigenschaften vorgesehen sind, die jeweils die Breite (U) eines einzigen Zeichenelementes haben, und daß der innerste von ihnen seinerseits einen zentralen kreisförmigen Bereich (30) umgibt, dessen Reflexionseigenschaft zu derjenigen des innersten Kreises entgegengesetzt ist und dessen Durchmesser größer ist als das /V-fache der Bitbreite.

4. Einrichtung zum Abtasten einer Codemarke nach Anspruch 1 in Breitenrichtung ihrer Zeichenelemente, mit einer Abtastschaltung, die bei jedem Wechsel zwischen benachbarten Zeichenelementen unterschiedlicher Reflexionseigenschaft den Wert eines oder mehrerer binärwertiger Signale ändert, und mit einem Taktimpulsgenerator, der in Abhänpigkeit von den binärwertigen Signalen der Abtastschaltung Taktimpulse synchron mit den Bits eines digitalen Ausgangssignals erzeugt, welches von einer durch die binärwertigen Signale und durch die Taktimpulse gesteuerten Schaltung erzeugbar ist. dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung (Fig. 3) vorgesehen ist. die die Zeitpausen zwischen den Sianaländcrunacn an weniestens einem Ausgang auf maximal diejenige Zeitdauer begrenzt, welche die Einrichtung zum Abtasten der ein einziges binär cordiertes Zeichen darstellenden Zeichenelemente auf der Codemarke benötigt.