DE2328821A1 - Kodierte aufschrift bzw. aufkleber zur automatischen identifizierung von gegenstaenden - Google Patents

Description

Karl A. Brose 2328321

Dip!.-ing.

D-8023 München - Pullach
Wienerstr.2.T.Mdin.793OS7O.7931782

ν.I./No - 4-961-A München-Pullach, 5. Juni 1973

THE BENDIX CORPORATION, Executive Offices, Bendix Genter, Southfield, Michigan 48075, USA

Kodierte Aufschrift bzw. Aufkleber zur automatischen Identifizierung von Gegenständen

Die Erfindung betrifft eine kodierte Aufschrift bzw. Aufkleber für die automatische Identifizierung von Gegenständen.

Zur Zeit sind verschiedene Gerätetypen für die automatische Ablesung von Aufschriften im Handel erhältlich. Eine Einrichtung zur automatischen Ablesung einer Aufschrift umfaßt gewöhnlich eine Aufschrift, die sich abwechselnde Reflexionszonen oder -flächen aufweist wie beispielsweise schwarz und weiß, wobei die Aufschrift mit Hilfe einer Lichtquelle abgetastet wird, so daß das reflektierte Licht in Abhängigkeit von den Reflexionseigenschaften der in Segmente

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oder Abschnitte aufgeteilten Aufschrift moduliert wird. Die Identifizierung eines Behälters, auf welchem die Aufschrift bzw. Aufkleber angeordnet ist, ergibt sich dann aus der kodierten Information, die in der Aufschrift enthalten ist. Die kodierte Information hängt von der Anordnung und von der Breite der schwarzen und weißen Abschnitte oder Segmente der Aufschrift ab.

Obwohl einige Systeme bereits in beschränktem Ausmaß einen Erfolg im Handel verzeichnen können, so sind doch die zur Zeit erhältlichen Systeme mit bestimmten Mängeln behaftet, die es verhindern, daß diese Geräte eine breite Anwendung in der Industrie finden und ebenso für eine große Vielzahl von Anwendungszwecken. Eine Einschränkung ergibt sich aus der Tatsache, daß gewöhnlich die kodierte Information von den Breiten der Segmente der Aufschrift abhängig ist, d.h. also eine schmale Weite oder Breite kann eine logische Null bedeuten und eine breite Weite bzw. Breite kann eine logische Eins bedeuten. Bei diesem Systemtyp wird die Information einfach dadurch in der Aufschrift kodiert, indem man die schmalen und breiten Segmente richtig anordnet, wobei die Unterschiede in der Reflexionseigenschaft der Segmente nur dazu dient, die Segmente gegeneinander zu trennen.

Dieser Systemtyp ist mit Nachteilen behaftet, da die Breiten der Segmente die kritische, den Code kennzeichnende Eigenschaft ist. Auf Grund dieses Merkmales ist ein derartiges System sowohl gegenüber dem Abstand zwischen dem Abtastmechanismus und der Aufschrift und ebenso hinsichtlich der Neigung der Aufschrift empfindlich, wobei also im letzteren Fall die Aufschrift in einem Winkel abgetastet wird. Dies ist der Fall, da mit sich änderndem Abtast-Abstand die erscheinenden Breiten der Segmente sich ändern, so daß also die Möglichkeit besteht, daß ein schmales Segment bei kurzen Abständen als breites Segment erscheint, während ein breites Segment bei einem großen Abstand als schmales Segment erscheint.

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Auch die Neigung oder Schräge hat offensichtlich Änderungen der Breite zur Folge, so daß mit zunehmendem Abtastwinkel über der Aufschrift auch der Abstand über jedem Segment, welches abgetastet wird, zunimmt, wodurch möglicherweise ein schmales Segment als ein breites Segment erscheinen kann.

Bei einem weiteren automatischen Aufschriftenlesesystem wird die Reflexionseigenschaft jedes Segments dazu verwendet,direkt den logischen Zustand anzuzeigen, d.h. ein schwarzes oder dunkles Segment zeigt eine logische Null an und ein helles Segment zeigt eine logische Eins an. Dieser Systemtyp ist mit Nachteilen behaftet, da es sehr schwierig ist, zwischen Schmutzflecken und übertönenden Flecken bzw. nassen Flecken und anderen Störgrößentypen bei der kodierten Information zu unterscheiden, so daß häufig Ungenauigkeiten in dem System auftreten. Wenn darüberhinaus der Code benachbarte Segmente mit gleicher Reflexionseigenschaft erforderlich macht, ist es sehr schwierig, die Segmente zu trennen.

Beide zuvor beschriebenen Systemtypen sind auch mit dem Nachteil behaftet, daß es sehr schwierig wird zu bestimmen,wann mit dem Abtasten der Aufschrift begonnen wurde und wann damit geendet wurde. Die Genauigkeit des Systems wird daher nachteilig beeinflußt, da in vielen Fällen die Abtastung, die vor dem Lesen der Aufschrift erfolgt, als dunkle und helle Punkte erscheint und zwar auf Grund der inhärenten Reflexionseigenschaften des Gegenstandes, auf welchen die Aufschrift bzw. Aufkleber angeordnet ist. Auch ist es häufig schwierig anzugeben, wann die Abtastung der Aufschrift beendet wurde, was sich aus dem gleichen Grunde ergibt. Als Folge ergibt sich somit, daß eine fehlerhafte Identifizierung von Gegenständen, welche die Aufschriften aufweisen, sehr wahrscheinlich ist und häufig auftreten kann.

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Die meisten der bekannten Aufschriften oder Aufkleber sind rechteckig und sind daher empfindlich gegenüber einer Neigung oder Schräge und können auch nicht genau gelesen werden, wenn der Abtast-Energiestrahl eine Neigung hinsichtlich der querverlaufenden Abmessung der kodierten Segmente aufweist. Dieses Problem wird durch eine kreisförmige Aufschrift gelöst, wie diese in der deutschen Patentanmeldung P 22 59 731.5 beschrieben ist. Die in der zuvor erwähnten Patentanmeldung beschriebene Aufschrift besteht aus einem Satz von konzentrischen Ringen, wobei sich abwechselnde Ringe unterschiedliche Energiereflexionseigenschaften aufweisen. Die Ringe weisen auch zwei unterschiedliche Breiten bzw. Weiten auf und alle weiten bzw. Breiten Ringe weisen die gleiche Breite und alle schmalen Ringe ebenfalls die gleiche Breite bzw. Weite auf. Die Information wird durch Gruppierung der konzentrischen Ringe in Paaren in der Aufschrift kodiert, wobei diese Paare im Folgenden als "Digitale Impulspaare" bezeichnet werden sollen, so daß jedes Paar einen Ring von beiden Breiten und einen Ring von beiden Energiereflexionseigenschaften enthält. Jedes dieser digitalen Impulspaare .'definiert eine digitale Eins oder eine digitale Null, was von der Reflexionseigenschaft des breitesten Ringes abhängig ist. Ein digitales Impulspaar, welches beispielsweise Ringe mit einem breiten' dunklen Ring und einem hellen schmalen Ring aufweist, definiert eine logische Eins, während ein digitales Impulspaar, welches einen breiten hellen Ring und einen schmalen dunklen Ring aufweist, eine logische Null definiert. Offensichtlich kann man, wenn dies gewünscht wird, diese Festlegung auch umdrehen.

Die kreisförmige Aufschrift, die in der genannten Patentanmeldung beschrieben ist, bietet große Vorteile, da sie vollständig unempfindlich gegenüber Schräglagen oder Neigungswinkeln ist. Jedoch werden dabei zwei Ringe für jedes Impulsbit erforderlich (eine logische Eins oder eine logische Null), und abhängig von dem Ausmaß der Information, die auf der Auf-

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schrift kodiert sein soll, wird die Aufschrift übermäßig groß und kann nicht an kleinen Gegenständen verwendet werden oder an manchen Flächen, bei denen Raummangel vorhanden ist, jedoch viele Informationen erforderlich sind.

Die Aufschrift nach der vorliegenden Erfindung beseitigt die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile, da sie vollständig unempfindlich gegenüber einer Neigung ist und da sie das Kodieren einer großen Anzahl von Informationen in einem relativ kleinen Feld oder Fläche ermöglicht.

Die Möglichkeit, viele Informationen in eine kleine Fläche oder Feld zu kodieren, wird dadurch erreicht, indem man die kreisförmige Aufschrift in eine Vielzahl von Abschnitten aufteilt, so daß jeder Abschnitt einen unterschiedlichen Code oder Kodierung enthält. Wenn beispielsweise die kreisförmige Aufschrift durch einen einzigen Durchmesser bzw. entsprechend einem einzigen Durchmesser geteilt wird, so können die konzentrischen Halbkreisringe in einer Hälfte der Aufschrift so kodiert werden, daß sie einen Satz der Digital-Informationen (logische Einsen und Nullen) anzeigen, während die Kodierung der konzentrischen Halbkreis-Ringe in der anderen Hälfte der Aufschrift dazu verwendet werden kann, einen unterschiedlichen Satz von digitalen Informationen anzugeben. Indem man also die zwei unterschiedlichen Halbkreis-Abschnitte der geteilten Aufschrift unterschiedlich kodiert, kann die Zahl der Informationen, die auf der Aufschrift kodiert werden können, verdoppelt werden.

Da die Aufschrift entlang einem Durchmesser geteilt ist, erfolgt die Abtastung entlang einer Linie, die entweder parallel oder senkrecht zu dem Teilungsdurchmesser bzw. Teilungslinie verläuft, wobei die Abtastung auch entlang einer Linie erfolgen kann, die irgendeinen Winkel zwischen den genannten zwei Extremen einschließt. Auf Grund der Symmetrie der Aufschrift und auf Grund weiterer Merkmale und Maßnahmen

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der Aufschrift, die an späterer Stelle erläutert werden sollen, ist es nichtsdestoweniger möglich die Aufschrift genau zu lesen. Wenn die Abtastung parallel zur Teilungslinie bzw. Durchmesser erfolgt, wird die gleiche Information zweimal empfangen, wobei die in der letzten Hälfte der Abtastung empfangene Information in umgekehrter Reihenfolge gegenüber derjenigen empfangen wird, die in der ersten Hälfte der Abtastung empfangen wurde. Wenn die Abtastung senkrecht oder irgendwie nicht parallel zum Teilungsdurchmesser erfolgt, so ist die während der zwei Hälften empfangene Information bei einer einzigen Abtastung unterschiedlich und eine einzelne Abtastung enthält dann alle Informationen, die in beiden Hälften der Aufschrift kodiert sind.

Die Aufschrift bzw. Aufkleber nach der vorliegenden Erfindung weist somit entscheidende Vorteile gegenüber den Systemen nach dem Stand der Technik auf, da dabei Maßnahmen getroffen sind zu bestimmen, ob die Abtastung senkrecht oder parallel zu dem Durchmesser bzw. Trennungslinie erfolgt ist, bei welcher sich der Code ändert, so daß eine genaue Ablesung der Aufschrift ungeachtet dem Abtastwinkel gegenüber dem Teilungsdurchmesser ermöglicht wird.

Die Aufschrift nach der vorliegenden Erfindung ist auch insofern vorteilhaft, als Maßnahmen vorgesehen sind anzuzeigen, wenn das Zentrum der Aufschrift abgetastet wurde, so daß Teilabtastungen der Aufschrift, die zufällig als gültige Abtastungen erscheinen könnten, abgewiesen werden. Dies wird dadurch erreicht^indem man einen Zentralabschnitt verwendet, der abgetastet werden muß, damit die Informationen aus der Aufschrift in der richtigen Codefolge erscheinen.

Auch wird die Zuverlässigkeit bei der Aufschrift nach der vorliegenden Erfindung erhöht und zwar durch ausgewählte Bemessung der Ringe, die am Anfang und am Ende jeder Hälfte

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der Aufschrift vorhanden sind, so daß die Abtastungen, die scheinbar durch den Zentralabschnitt verlaufen, jedoch in Wirklichkeit nicht so verlaufen, als ungültig angezeigt werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung. Es zeigt:

Figur 1 ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung, bei welchem die kreisförmige Aufschrift zwei Datenflächen aufweist;

Figur 2 eine zweite bevorzugte Ausführungsfonn nach der Erfindung, bei welcher eine längliche Aufschrift zwei kodierte Flächen enthält;

Figur 3 eine dritte Ausführungsform nach der Erfindung, bei welcher eine kreisförmige Aufschrift vier ko- . dierte Flächen enthält;

Figur 4 eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung, in welcher eine kreisförmige Aufschrift vier kodierte Flächen aufweist.

Die in Figur 1 gezeigte Aufschrift oder Aufkleber besteht aus einem Satz von konzentrischen schwarzen Ringen, die auf einen weißen Hintergrund aufgedruckt sind, um eine Reihe von konzentrischen dunklen und hellen Segmenten vorzusehen, die in ihrem Aussehen sehr ähnlich einem Target sind. Es sei hervorgehoben, daß die Bezeichnungen weiß und schwarz in der gesamten Beschreibung kennzeichnend für die synonyme Reflexionseigenschaft und niedrige Reflexionseigenschaft sein sollen. Demzufolge können auch Farbkombinationen, die anders als aus schwarz und weiß zusammengesetzt sind, ver-

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wendet werden, wobei die einzige Forderung darin besteht, daß die Reflexionseigenschaft der Farbkombination unterschiedlich sein muß, so daß reflektierte Energie unterschiedlichenAmplitudenbzw. Intensität von den verschiedenen Segmenten der Aufschrift empfangen wird. Offensichtlich kann man an Stelle von Energiereflexionsfähigkeit auch ebenso von Energieabsorptionsfähigkeit sprechen. Auch die Abtastenergie bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel betrifft die Lichtabtastung aus einer Laserquelle; es können jedoch auch andere Lichtquellen und andere Energietypen wie beispielsweise Mikrowellen und akustische Wellen ebenso verwendet werden, was auch in den Rahmen der Erfindung fällt.

Die Aufschrift IO umfaßt einen Rand 11 mit einer Reflexionseigenschaft, die wesentlich unterschiedlich gegenüber derjenigen -des Hintergrundes 12 ist, auf welchem die Information in kodierter Form aufgebracht ist, so daß die von dem Rand 11 reflektierte Energie sich einfach von derjenigen unterscheiden läßt, die von den anderen Abschnitten der Aufschrift bzw. Aufkleber 10 stammt. Der Rand 11 kann dazu verwendet werden anzuzeigen, daß mit dem Abtasten einer Aufschrift begonnen wurde und das Abtasten beendet wurde, um dadurch die Aufschrift vom Hintergrund abzuheben bzw. zu trennen. Dies kann durch die Anwendung des sehr viel unterschiedlicheren Signals erreicht werden, welches vom reflektierenden Rand 11 empfangen wird, welches Signal auf Grund der unterschiedlichen Reflexionsfähigkeit das höchste oder das niedrigste empfangene Signal darstellt, so daß dadurch angezeigt wird, wann mit dem Abtasten der Aufschrift begonnen wird und damit aufgehört wird, d.h. vor und nach dem Abtasten des Randes 11 keine Information verarbeitet wird, die erscheint.

In Figur 1 ist gezeigt, daß ein Abschnitt der Aufschrift entfernt ist, wodurch jedoch lediglich die Erläuterung der Codesegmente vereinfacht werden soll. Es sei jedoch hervorgehoben, daß die Aufschrift hinsichtlich eines Durchmessers

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13 symmetrisch ist und daß die Segmente zu den zwei Seiten des Durchmessers 13 unterschiedlich sind, so daß zwei Informationscodeflächen durch eine einzige Aufschrift oder Aufkleber IO vorgesehen werden.

Die Kodierung der Aufschrift wird dadurch erreicht, indem man Paare von Segmenten verwendet, so daß jedes Paar entweder eine logische Eins oder eine logische Null darstellt. Jedes Paar der Segmente definiert somit ein "digitales Impulspaar". Dies wird durch die Segmentpaare 14 bis 25 angezeigt. Wie an späterer Stelle noch erläutert werden soll, finden die digitalen Impulspaare 14 und 20 eine spezielle Verwendung und sind nützlich die korrekte Ablesung der Aufschrift anzuzeigen. Jedes der digitalen Impulspaare 18 bis 25 enthält zwei Segmente oder Halbkreise. Jedes digitale Impulspaar enthält ein dunkles und ein helles Segment, als auch ein breites und ein schmales Segment. Alle breiten Segmente weisen im wesentlichen die gleiche Breite auf und ebenso weisen alle schmalen Segmente im wesentlichen die gleiche Breite oder Weite auf. Demzufolge weisen alle digitalen impulspaare 14 bis 25 im wesentlichen die gleiche Breite auf, wenn man längs des Radius der Aufschrift mißt. Der logische Zustand, der durch jedes der digitalen Impulspaare angegeben wird, hängt von der Reflexionseigenschaft des breitesten Segmentes innerhalb dem betreffenden Paar ab. Das digitale Impulspaar 14 enthält beispielsweise ein breites wenig reflektierendes (dunkles) Segment und ein schmales stark reflektierendes (helles) Segment, so daß demzufolge dieses Paar eine logische Eins angeben kann. Ähnlich enthält das digitale Impulspaar 16 ein schmales gering reflektierendes (dunkles) Segment und ein breites stark reflektierendes (helles) Segment, so daß demzufolge dieses Datenpaar eine logische Null angeben kann. Offensichtlich kann die Art der logischen Anzeige, wenn dies gewünscht wird, auch umgedreht werden. Durch die Verwendung dieses Codes ergeben also die.digitalen Impulspaare 14 bis 19 jeweils

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110110 und die digitalen Impulspaare 20 bis 25 ergeben (jeweils 001100. Damit trägt jede Hälfte der Aufschrift 10 sechs Ziffern der Information. Es werden jedoch nur die inneren fünf Ziffern jeder Hälfte der Aufschrift als informative Ziffer verwendet. Die äußerste Ziffer jeder Hälfte wird dazu verwendet eine richtige ablesung der Aufschrift sicherzustellen. Wenn es gewünscht wird kann auch ein BGD oder irgendein anderer binärer Code verwendet werden und offensichtlich kann irgendeine Zahl von digitalen Impulspaaren auf jede Hälfte der Aufschrift codiert werden. In jedem Fall ergibt sich eine große Menge an Informationen, die sich auf jeder Hälfte der Aufschrift kodieren läßt und es ergibt sich die doppelte Zahl an Informationen als bei einer nicht geteilten oder aufgeteilten Aufschrift bzw. Aufkleber.

Auf das am weitesten innen gelegene digitale Impulspaar folgt ein dunkles Segment 26 und auf das am weitesten innen gelegene digitale Impulspaar 25 der anderen Hälfte der Aufschrift folgt ein dunkles Segment 27. Die dunklen Segmente 26 und 27 wirken zusammen und bilden einen dunklen Ring um eine helle bullaugenformige Fläche 28. Der Durchmesser dieser Fläche oder des Zentrums 28 ist größer oder langer als die größte Breite des hellen Segments der digitalen Impulspaare und das Zentrum 28 wird auch dazu verwendet, die von den zwei Hälften der Aufschrift empfangenen Daten zu trennen und wird ebenso dazu verwendet anzuzeigen, daß das Zentrum der Aufschrift abgetastet wurde, so daß nur richtige Informationen verarbeitet werden können. Die Segmente 26 und 27 formen daher einen Daten-Trennungskreis, der mit dem Zentrum 28 Zusammenarbeitet,um die von den zwei Hälften der Aufschrift vorgesehenen Informationen zu trennen.

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Wie in Figur 1 veranschaulicht ist weisen die Daten-Trennungssegmente 26 und 27 unterschiedliche Breiten auf, wobei das Segment 26 hinsichtlich der Breite gleich ist den schmalen Segmenten der digitalen Impulspaare und wobei das Segment 27 hinsichtlich seiner Breite gleich ist der Breite der Segmente der digitalen Impulspaare. Es sei auch hervorgehoben, daß das dunkle Segment 29, welches den äußeren Umfang der oberen Hälfte der Aufschrift formt, breit ausgeführt ist, während das dunkle Segment 50» welches den äußeren Umfang der unteren Hälfte der Aufschrift formt, schmal ausgeführt ist. Die obere Hälfte der Aufschrift beginnt daher mit dem breiten dunklen Segment 29 und endet mit dem schmalen dunklen Segment 26, während die untere Hälfte der Aufschrift mit dem schmalen dunklen Segment 50 beginnt und mit dem breiten dunklen Segment 27 aufhört. Die Verbindung von Segmenten mit unterschiedlicher Breite für den Anfang und für das Ende jeder Hälfte der Aufschrift ist eine Geschmackssache und es können auch Segmente mit. gleicher Breite oder Weite verwenut werden. Nachdem jedoch einmal eine Ausführungsform gewählt ist,muß sie auch für alle Hälften aller Aufschriften beibehalten vcrden. Die Verwendung von Segmenten mit bekannten Breiten für den Anfang und für das Ende jeder Hälfte der Aufschrift wird als Einrichtung dafür verwendet sicherzustellen, daß alle Code-Segmente beider Hälften abgetastet wurden.

Das Segment 29 ist ein breites und ein dunkles Segment und das digitale Impulspaar 14 definiert daher eine logische Eins, Das Segment 30 ist ein schmales und dunkles Segment und das digitale Impulspaar 20 definiert daher eine logische Null. Dieses Merkmal trägt dazu bei,die abgetasteten Daten zu trennen. Wenn beispielsweise der erste empfangene Impuls eine EINS ist und wenn der letzte empfangene Impuls eine NULL ist, so ergibt sich daraus bzw. steht fest, daß beide Hälften der Aufschrift abgetastet wurden. Ebenso, wenn der erste und der letzte Impuls die gleichen sind, steht fest,

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daß die Abtastung im wesentlichen parallel zu der Linie bzw. Durchmesser 13 erfolgte und daß nur die Hälfte der Aufschrift abgetastet wurde. Aus diesem Grund sind die am weitesten außen gelegenen digitalen Impulspaare der zwei Aufschriftenhälften immer unterschiedlich. Die obere Hälfte aller Aufschriften beginnt immer mit einer logischen Eins und die untere Hälfte mit einer logischen Null, so daß auch die Abtastrichtung bekannt ist. Wenn demzufolge eine Aufschrift abgetastet wird und mit dem Impulspaar 20 beginnen wird, zeigt das Erscheinen einer logischen Null als erster Impuls unmittelbar die Abtastrichtung und die Richtigkeit bzw. Gültigkeit der gelesenen Aufschrift an.

Das Zentrum 28 und die Verwendung unterschiedlicher Segmentbreiten als das am weitesten innen liegende Segment für alle Hälften der Aufschrift führt als Kombination zu einer positiven Anzeige, daß alle kodierten Segmente abgetastet wurden und schafft die Möglichkeit der Trennung der von unterschiedlichen Code-Flächen der Aufschrift empfangenen Daten. Eine positive Anzeige darüber, daß eine gültige Abtastung stattgefunden hat wird auf Grund der Tatsachen erzielt, daß die erste Hälfte der Abtastung mit dunklen Segmenten unterschiedlicher Breite beginnt und endet, woraufhin dann das weiße Zentrum 28 folgt, und daß die unterschiedlich bemessenen dunklen Segmente dann folgen, mit welchen die zweite Hälfte der Aufschrift anfängt und endet. Die Kombination dieser Merkmale ist vorteilhaft, da eine Teilabtastung auftreten kann, die scheinbar durch das Zentrum 28 verläuft, es in Wirklichkeit jedoch nicht tut. Beispielsweise kann eine in vertikaler Richtung verlaufende Abtastung durch das am weitesten innen gelegene weiße

en Segment 31 erfolgen, ohne daß dabei die dunkirSegmente oder 27 geschnitten werden. Eine derartige Abtastung kann als Rinne oder Linie durch das Segment 31 verlaufen, deren Länge im wesentlichen gleich der Länge des Durchmessers des Zentrums 28 ist. Dies würde nicht zu einer Verwirrung

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führen, da alle Daten, welche das dunkle Segment 26 oder

27 enthalten, nicht abgetastet wurden.

Die Verwendung von dunklen Segmenten unterschiedlicher Breite am Anfang und am Ende jeder Hälfte der Aufschrift und am am weitesten außen liegenden Segment jeder Hälfte der Aufschrift,dient dazu die Zuverlässigkeit der Ablesung in einer weiteren Hinsicht zu erhöhen. Die Abtastung kann längs einer Linie erfolgen, die nur eine leichte Neigung gegenüber dem Durchmesser 13 aufweist derart, daß sie durch das Segment 29» das Segment 26, das Zentrum 28 und erneut das Segment 26 verläuft und dann durch einige Code-Segmente der oberen Hälfte und einige Code-Segmente des unteren Abschnittes und dann durch das Segment 30. Eine derartige Abtastung würde ungültig sein und würde auch als solche angezeigt werden, da die auf das Zentrum 28 folgende Information mit einem schmalen dunklen Segment (den Segmenten 26 und 30) beginnen und enden würde.

Es geht nun hervor, daß ein bestimmter Vorteil der Aufschrift nach der Erfindung darin gelegen ist, daß man Segmente unterschiedlicher Breite als das am weitesten außen gelegene Segment jeder Hälfte verwendet und daß man die am weitesten innen gelegenen Segmente für jede Hälfte verwendet, die untereinander unterschiedlich sind und ebenso gegenüber dem

der am weitesten außen gelegenen Segment/entsprechenden Hälfte

unterschiedlich sind.

Der Abtastwinkel über der Aufschrift 10 ist für die Reihenfolge maßgebend, in weTlcher die Daten von der Aufschrift empfangen werden. Wenn beispielsweise die Abtastung entlang einer Linie parallel zum Durchmesser 13 erfolgt, so stammen alle Daten, die von Abtastungen durch das Zentrum

28 empfangen wurden, von der gleichen Hälfte der Aufschrift. Nimmt man. somit an, daß die obere Hälfte der Aufschrift, wie diese in Figur 1 veranschaulicht ist, abgetastet wird,

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so werden die gleichen digitalen Impulspaare abgetastet und die gleiche Information wird zweimal empfangen. Die von der zweiten einen Hälfte empfangene Information oder empfangenen Informationen der Abtastung erscheinen in der umgekehrten Reihenfolge hinsichtlich den Informationen, die während der ersten Hälfte der Abtastung empfangen wurden. Hier ist nun der Durchmesser des Zentrums 28 bei der Trennung der von den zwei Hälften bei äev Abtastung empfangenen Daten von Bedeutung. Wie bereits dargelegt wurde ist bei einer Abtastung senkrecht zum Durchmesser 13 die unterschiedliche Breite des äußeren Segments 29 und des inneren Segments 26 bedeutungsvoll und zwar für die Anzeige gültiger Abtastungen, die parallel zum Durchmesser 13 erfolgten, da eine derartige Abtastung durch ein helles Segment entlang einer Linie bzw. Sehne erfolgen könnte, deren Länge im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Zentrums 28 ist, jedoch die Abtastung am Zentrum 28 vorbei verläuft. Eine derartige Abtastung würde mit dunklen Segmenten der gleichen Breite beginnen und enden, wodurch angezeigt wird, daß die Abtastung unvollständig ist. Die andere Hälfte der Aufschrift wird unter dem Durchmesser 13 abgetastet und auch hier ist der Durchmesser des Zentrums 28 und die unterschiedliche Breite der Segmente 27 und 30 für die Anzeige gültiger Abtastungen von Bedeutung. Es sei hervorgehoben, daß eine kleine Anzahl von Abtastlinien, die direkt auf dem Durchmesser 13 gelegen sind zu Verwirrung führen können und unlesbar sind obzwar auf Grund des Unterschiedes in den Segmentbreiten entlang dieser Linie. Diese Abtastlinien stellen jedoch für die wirkungsvolle Anwendung des Systems kein Problem dar, da sie auf einfache Weise durch die verarbeitenden Schaltkreise abgewiesen werden können.

Es geht nunmehr hervor, daß gültige Daten von der Aufschrift empfangen werden können ungeachtet dem Abtastwinkel hinsichtlich dem Durchmesser 13. Eine Abtastung der Aufschrift parallel zum Durchmesser 13 führt zu der gleichen Information bzw. Informationen (in umgekehrter Reihenfolge) für beide Hälften der Abtastung, während bei allen anderen

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Winkeln der Abtastlinie gegenüber dem Durchmesser 13 eine unterschiedliche Information bzw. Informationen von jeder Hälfte der Abtastung erhalten werden. Es werden jedoch ungeachtet dem Abtastwinkel alle Godeflächen der Aufschrift abgetastet, so daß demzufolge die Aufschrift nach der Erfindung vollständig gegenüber einer Neigung oder Schräge unempfindlich ist. Verarbeitende Schaltungen, wie die Verbindung mit der Aufschrift nach der Erfindung verwendet werden können, sind bei nur geringen Abwandlungen vollständig in der Deutschen Patentanmeldung P 22 59 938.8-53 beschrieben. Es lassen sich auch andere Typen von verarbeitenden Schaltungen verwenden und zwar inklusive der richtigen Programmierung eines Computers, so daß fest verdrahtete Systeme nicht notwendigerweise erforderlich sind. Demnach liegt die logische Schaltang zur Verarbeitung der bei der Ablesung der Aufschrift erhaltenen Daten im Ermessen des Fachmannes und Einzelheiten dieser Einrichtung brauchen somit nicht näher erläutert zu werden.

Die logischen Impulse, die von jeder Hälfte der Aufschrift empfangen werden, können dazu verwendet werden, verschiedene Identifizierungsnummern oder Buchstaben zu kodieren, die kennzeichnend für die Inhalte der Behälter sind, welche die Aufschrift bzw. Aufkleber tragen. Wenn beispielsweise die Aufschrift dazu verwendet wird eine automatische Verpackung oder Verfrachtung vorzunehmen, so können die logischen Informationen den Bestimmungsort und die Inhalte der Packung lenken bzw. festlegen. Eine sichtbare Identifizierung kann dadurch vorgenommen werden, indem man die in der Aufschrift kodierten Informationen in den Ecken der Aufschrift anbringt, wie dies beispielsweise durch die Nummern 426 und die Buchstaben LLH angezeigt ist, die in den Ecken der Aufschrift 10 von Figur 1 vorgesehen sind. Der Kodierungstyp, der verwendet wird, kann ein gerader binärer Code, ein BCD-Code oder irgendein anderer Code-Typ einer gewünschten digitalen Codierung sein.

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Die Abtastung der Aufschrift kann unter Verwendung eines Laserstrahls und eines rotierenden Prismas erfolgen, wobei eine große Anzahl von Abtastungen über eine Aufschrift in sehr kurzer Zeitperiode vorgenommen werden kann. Einzelheiten eines Systems, welches zur Abtastung der Aufschrift nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, sind in der Deutschen Patentanmeldung P 22 4-8 768.9-53 beschrieben. Obwohl die Abtastung mit Hilfe eines Laserstrahls beschrieben wurde, sind auch andere Energietypen wie beispielsweise Mikrowellen, Infrarotstrahlen und akustische Strahlen denkbar und dies bleibt dem Anwendungsgebiet bzw. Fachmann überlassen.

Da eine sehr schnelle Abtastung der Aufschrift erfolgt, kann die Aufschrift automatisch gelesen werden, auch dann, wenn sie auf einem beweglichen Objekt befestigt ist beispielsweise auf einem Kasten, der durch einen Förderer transportiert wird. Da jedoch mehrere Abtastungen durch dasZentrum 28 auftreten müssen, bevor gültige Daten empfangen werden, ist die zulässige Geschwindigkeit für die Bewegung der Gegenstände, die mit Hilfe der Aufschrift nach der Erfindung identifiziert werden sollen, durch den Durchmesser des Zentrums 28 begrenzt. Wenn demnach die Geschwindigkeit der Gegenstände, die identifiziert werden sollen, erhöht wird, so muß auch der Durchmesser des Zentrums vergrößert werden. Eine Vergrößerung des Durchmessers des Zentrums 28 führt jedoch offensichtlich zu einer Vergrößerung des Durchmessers der gesamten Aufschrift und wenn Fragen hinsichtlich der Räumlichkeit und des Raumbedarfes von Wichtigkeit sind, kann eine derartige Vergrößerung von Nachteil sein. Die Form der Aufschrift gemäß Figur 2 kann dazu verwendet werden, sich schnell bewegende Gegenstände zu identifizieren bzw. zu lesen ohne daß dabei

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alle»maße der Aufschrift vergrößert werden müssen. Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß man die Aufschrift in die Länge zieht, um also eine Abmessung des Zentrums 28 zu

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vergrößern, jedoch die anderen Abmessungen der Aufschrift nicht vergrößert werden. Man erhält dabei eine Vergrößerung in einer Richtung der Aufschrift, jedoch nicht in einer anderen und es ergibt sich dabei eine wesentliche Raumeinsparung gegenüber der Ausführung, bei welcher alle Abmaße der Aufschrift vergrößert sind.

Die längliche Aufschrift gemäß Figur 2 ist unempfindlich gegenüber einer Neigung und braucht nicht in besonderer Weise auf den zu identifizierenden Behälter orientiert sein. Wenn die Orientierung so ist, daß die Abtastung parallel zur Achse 13 erfolgt, so werden beide Hälften der Aufschrift für eine längere Zeitperiode abgetastet und es lassen sich somit schnell bewegte Gegenstände lesen. Wenn die Orientierung so ist, daß die Abtastung senkrecht zur Achse 13 erfolgt, so werden beide Hälften für alle Abtastungen abgetastet, die durch das Zentrum 36 verlaufen und es lassen sich somit schneller bewegte Gegenstände identifizieren.

Eine Ausfwhrungsform der Aufschrift mit vier Oodeflächen ist in Figur 3 veranschaulicht. Die Aufschrift bzw. Aufkleber 37 von Figur 3 ist so gestaltet, daß er zwei innere Codeflachen 38 und 39 besitzt, die symmetrisch zu einer Achse 4-0 angeordnet sind. Es sei hervorgehoben, daß der Abschnitt der Aufschrift 37, der durch die Codeflächen und 39 definiert ist und daß das Zentrum 41 identisch mit der in Figur 1 dargestellten Aufschrift sind. Es wurden jedoch zusätzlich digitale Impulspaare bei der Aufschrift hinzugefügt und zwar durch Hinzufügen der Codeflächen 42 und Die Flächen 42 und 43 sind symmetrisch zu einer Achse 44, so daß die codierten Informationen, die in den Codeflächen 42 und 43 enthalten sind, unterschiedlich sind. Die Achse verläuft in bevorzugter Weise senkrecht zur Achse 40.

Da jedes Paar der zusätzlichen Segmente einen logischen Impuls definiert und da die zwei zusätzlichen Segmente in den Flächen 42 und 43 unterschiedlich sein können, so

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ergibt sich aus der Hinzufügung zweier Segmente um die gesamte Aufschrift, zwei zusätzliche Informationsimpulse von der Aufschrift. Da darüber hinaus die zusätzlichen Codeflächen 42 und 43 hinsichtlich einer anderen Achse symmetrisch sind, sind die Daten in vi^r getrennten Flächen codiert, was für einige Anwendungεfälle sehr angebracht sein kann. Offensichtlich kann irgendeine Zahl von Segmentpaaren zu der Aufschrift in der in Figur 3 gezeigten Weise hinzugefügt werden, wobei die einzige Einschränkung nur hinsichtlich dem maximal zulässigen Durchmesser der gesamten Aufschrift besteht. Es sei erwähnt, daß das Teilungssegment 45, welches die äußeren zwei Godeflächen 42 und 43 von den inneren zwei Codeflächen 38 und 39 trennt, so gestaltet und dimensioniert ist, daß es den gleichen Funktionen wie die Segmente 26 und 27 und das Zentrum 28 der Ausführungsform gemäß Figur 1 dient.

Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Aufschrift nach der Erfindung, die vier Codeflächen 47,48,49 und 50 enthält. Diese Aufschrift kann am besten unter Hinweis auf Figur 1 verstanden werden, wobei man die obere Hälfte und die untere Hälfte dieser Aufschrift jeweils in zwei Hälften oder Codeflächen teilt, von denen dann jede unterschiedliche Informationen enthält. Demnach sind <fie vier Informationscodeflächen 47, 48, 49 und 50 um ein Zentrum 51 angeordnet, wobei die Teilungssegmente zwischen den Codeflächen und dem Zentrum 51 in Einklang mit den Bemessungsangaben dimensioniert sind, die vorausgehend unter Bezugnahme auf die Segmente 26 und 27 der Figur 1 voll beschrieben wurden. Die unterschiedlichen Breiten der Anfangs- und Endsegmente jeder Codefläche und die Bemessung des Zentrums 28 gelten auch für die Aufschrift 46 von Figur 4. Die Aufschriftsform gemäß Figur 4 ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Aufschrift an Gegenständen befestigt wird, die identifiziert werden müssen, während sie rollen. In diesem Fall würde sich der Abtastwinkel gegenüber der Aufschrift um die

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Aufschrift drehen, wenn der Behälter rotiert und daher können alle Datensegmente gelesen werden. Wenn jedoch die Aufschrift gelesen werden soll, wenn diese an einem nichtrollenden Gegenstand befestigt ist, so ist es erforderlich, die Aufschrift oder Aufkleber so zu befestigen, daß die Abtastung in einer· Richtung erfolgt, die im wesentlichen senkrecht zu entweder der Symmetrieachse 52 oder 53 verläuft. Nimmt man an, daß die Abtastung im wesentlichen parallel zur Achse 53 erfolgt, so werden die Datensegmente der Flächen 4-7 und 48 zuerst gelesen und die Datensegmenbe der Flächen 4-9 und 50 wurden nach der Kreuzung der Symmetrieachse 53 gelesen werden. Die Forderung für die Abtastung im wesentlichen parallel zu einer der Symmetrieachsen schaltet den Vorteil entsprechend einer vollständigen Neigungsunempfindlichkeit aus. Der volle Vorteil kann jedoch dann wieder erreicht werden, indem man zwei Abtasteinrichtungen verwendet, die im rechten Winkel zueinander abtasten. Auch kann, wenn dies gewünscht wird, ein einzelnes Abtastgerät verwendet werden und es kann die Abtastlinie im Raum über einen Winkel von 90° gedreht werden. Es geht nun hervor, daß die Form der Aufschrift oder Aufkleber, wie diese in Figur 4- veranschaulicht ist, die doppelte Datenmenge wiedergeben kann als diejenige Ausführungsform, die in Figur 1 veranschaulicht ist und daß sie das Vierfache der Informationen einer nicht geteilten Aufschrift wiedergeben kann.

Wenn es gewünscht wird, kann die Anzahl der Godeflachen dadurch erhöht werden indem man die Anzahl der Teilungsachsen erhöht. Es lassen sich z.B. drei oder vier in gleichem Winkelabstand angeordnete Achsen verwenden, um sechs oder acht Codeflächen zu erhalten. Die Datenkapazität der Aufschrift kann wesentlich erhöht werden, indem man η gleichen Winkelabstand aufweisende Achsen zur Teilung der Aufschrift in zwei η unterschiedliche Godeflächen vorsieht, ohne daß man dabei die Abmaße der Aufschrift erhöht. Bei einer derartigen Aufschrift würde sich die Breite der am weitesten außen gelegenen Segmente der Codeflächen abwechselnd, so

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daß nur zwei Segmente erforderlich sind. Auch die Breiten der am weitesten innen gelegenen Segmente wurden sich abwechseln, so daß die Vorteile in Verbindung mit unterschiedlichen Anfangs- und Endsegmentbreit en, wie sie zuvor erläutert wurden, realisiert werden können. Diese Aufschriften können durch Rollen der Gegenstände, die identifiziert oder gelesen werden sollen, oder auf andere Weise durch Drehung der Abtastlinie gelesen werden. Die Drehung der Abtastlinie kann durch die Verwendung eines rotierenden Prismas oder durch eine andere Einrichtung, die dem Fachmann offensicholich ist, erreicht werden.

Sämtliche der in der Beschreibung erwähnten und in den Zeichnungen erkennbaren technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims (9)

1. 7 3 ? 8 8 2 1

   Patentansprüche

   Aufschrift für die automatische Identifizierung von Gegenständen, die hinsichtlich einer Neigung oder Schräglage unempfindlich ist und mit einer Vielzahl von Segmenten kodiert ist, die unterschiedliche Breiten und unterschiedliche Energiereflexionseigenschaften aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschrift wenigstens eine Symmetrieachse (13» 4-0, 4-4-; 33; 52, 53) aufweist, die vollständig durch die Aufschrift (10; 37; 32; 46) verläuft und die wenigstens zwei Codeflächen (29, 30; 38, 39, 4-2, 43; 34-, 35; 4-8, 50, 4-7, 49) definiert, daß jede der Codeflächen eine unterschiedliche Anordnung der Segmente aufweist, derart, daß unterschiedliche Informationen in jeder der Codeflächen bzw. den codeaufweisenden Flächen enthalten sind.
2. 2. Aufschrift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Symmetriefläche (28; 41; 36; 51) vorgesehen ist, daß die Segmente symmetrisch zu dieser Symmetrie fläche (28; 41; 36; 51) angeordnet sind und daß die genannte wenigstens eine Symmetrieachse (13; 4-0; 33; 52, 53) die Symmetrie fläche (28; 41; 36; 51) schneidet bzw. in zwei Hälften teilt.
3. 3- Aufschrift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodierung aus einer Kodierung der Segmente in digitale Impulspaare (14- - 25) besteht, daß jedes der digitalen Impulspaare (14 - 25) eine logische Null oder eine logische Eins definiert, daß die Segmente hinsichtlich ihrer Reflexionseigenschaft abwechselnd aufeinanderfolgen, so daß das außen gelegene Segment jedes der digitalen Impulspaare die eine der· Reflexionseigenschaften aufweist, daß weiter ein Codeflächen-Beendigungssegment (26, 27) vorgesehen ist, daß das Codeflächen-Beendigungssegment (26, 27) die digitalen Impulspaare (14 - 25) von der Symmetriefläche (28; 41; 36; 51) trennt und eine Segmentbreite aufweist, die hinsichtlich der Breite des am weitesten außen gelegenen Segments (bei 14 bzw.

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   20) der Godeflächen (29; 30) unterschiedlich ist.
4. 4. Aufschrift nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschrift (10; 37; 46) kreisförmig gestaltet ist und daß die Symmetrieachse (13> 4-0, 44; 52, 53) der Durchmesser der Aufschrift ist und daß die Segmente aus konzentrischen Halbkreisen bestehen, die um die Symmetriefläche (28; 41; 51) angeordnet sind.
5. 5· Aufschrift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschrift (10) von einem Rand (11) umgeben ist, daß der Rand (11) eine Reflexionseigenschaft aufweist, die wesentlich unterschiedlich von der Reflexionseigenschaft der Segmente ist, so daß dieser Rand (11) die Aufschrift (10) gegenüber der Umgebung bzw. Hintergrund trennt.
6. 6. Aufschrift nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschrift (32) eine längliche Gestalt aufweist, so daß die Abmaße in Richtung der orthogonalen Achsen unterschiedlich sind, und daß die kürzere der genannten Abmessungen mit der Symmetrieachse (33) zusammenfällt.
7. 7. Aufschrift nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß η gleichen Winkelabstand-aufweisende Achsen die Aufschrift in 2n-Codeflachen bzw. den Code tragende Flächen aufteilen.
8. 8. Aufschrift nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Codeflächen (42, 43) vorgesehen sind, daß die zusätzlichen Codeflächen konzentrisch um das am weitesten außen gelegene Segment der zwei Codeflächen (38> 39) angeordnet sind und daß diese durch eine zweite Symmetrieachse (44) getrennt sind, wobei diese Symmetrieachse senkrecht zu der einen Symmetrieachse (40) verläuft.
9. 9. Aufschrift nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die außen gelegenen

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   /:·3 > R R 2 1

   Segmente benachbarter Codeflächen (29, 3/; 38, 39, 42, 43) unterschiedliche Breiten bzw. Weiten aufweisen und daß die am weitesten außen und am weitesten innen gelegenen Segmente jeder Codefläche hinsichtlich ihrer Breite unterschiedlich sind, jedoch die gleiche Reflexionseigenschaft aufweisen.

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