DE2332595A1

DE2332595A1 - Vorrichtung und verfahren zum lesen optischer codemuster

Info

Publication number: DE2332595A1
Application number: DE2332595A
Authority: DE
Inventors: Richard Allen Connell
Original assignee: Pitney Bowes Inc
Current assignee: Pitney Bowes Inc
Priority date: 1972-06-29
Filing date: 1973-06-27
Publication date: 1974-01-10
Also published as: JPS4945638A; JPS5638981B2; NL182027B; ZA733963B; DE2332595C2; NL182027C; GB1439954A; NL7309083A; SE396149B; CH576675A5; IT998172B; FR2191787A5; US3818444A; CA999972A

Description

PATENTANWÄLTE DR. ING. KARL BOEHMERT - DIPL-ING. ALBERT SOEHMSRT

28 BREMEN · FELDSTRASSE 24 · TEL. (04 21) »444038

Aktenzeichen: Neuanmeldung Postscheckkonto. Hamburg 126083 Bankkonto! Bremer Bank, Bremen, Kto. 1001449

Name d. Anm.: PITNEY-BOWES , INC .

Mein Zeichen: P 476 28 Bremen, den 26. Juni 1973

PITNEY-BOWES, INC., Stamford, Staat Connecticut, (V.St.A.)

Vorrichtung und Verfahren zum Lesen optischer Codemuster

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Lesen eir:es optischen Codemusters. Dabei sollen optische Strichcodes von einer entfernt liegenden Stelle aus gelesen werden, wobei die Erfindung sich insbesondere auf die Datenverarbeitung in Verkaufspunktsystemen, auf die Lagerkontrolle etc. bezieht. Bei Einzelhandels- Verkaufspunktsystemen erfolgt die Dateneingabe typischerweise in der Form, daß eine Bedienungsperson Daten von einem Ticket oder einem Etikett abliest, welches mit jedem Verkaufsartikel verbunden ist, woraufhin dann diese Daten manuell in das System eingetastet werden. Es sind bereits von Hand gehaltene stiftähnliche Einrichtungen zum Abtasten maschinenlesbarer optischer und magnetischer Codes entwickelt

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worden, die auf Etiketts oder dergleichen angeordet sind, die mit jedem Verkaufsartikel verbunden sind, durch- welche dann die Verkaufsdaten in das System ^A eingegeben werden können. Es liegt auf der Hand, daß die automatische Eingabe von in maschinenlesbarer Form codierten Verkaufsdaten rascher und genauer erfolgt, als die manuelle Eingabe mittels einer Tastatur.

Die "ultima ratio" zur Lösung des Problems der Dateneingabe in diesem Bereich besteht offenbar darin, daß ein fester Abtaster verwendet wird, der sich dazu eignet, von einem mit dem Verkaufsgegenstand verbundenen, räumlich entfernten Ticket Daten in Form eines maschinenlesbaren, optischen Codes abzulesen, während der Verkaufsgegenstand sich durch eine LesestatiOi.1 bewegt. Hierdurch wird die Bedienungsperson von der Aufgabe befreit, einen Stift oder dergleichen zu handhaben, wobei außerdem das Problem der Änderung der Abtastrate, welches bei der Hand-Abtastung auftritt, beträchtlich erleichtert wird. Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen festen Abtaster zu schaffen, der sich zur raschen Interpretation maschinenlesbarer, optischer Codeformate beim Vorbeilaufen eignet. Das Codeformat soll dabei mit geringen Kosten und rasch auf Tickets, Anhänger, Etikette oder dergleichen mit hoher Informationsdichte aufgedruckt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Anordnung gelöst, welche sich auszeichnet durch einen Lichtpunkt-

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abtaster zur Erzeugung einer sich wiederholenden Spur eines Lichtstrahles über eine Lesefläche in einem festen X-förmigen Muster; und einen Detektor, welcher so angeordnet ist, daß er auf von dem optischen Codemuster im Lesebereich ausgehendes Licht anspricht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Lesen eines linearen Strichcodes, dessen Höhe seine Gesamtlänge überschreitet, ist gekennzeichnet durch einen Lichtpunktabtaster zur Erzeugung einer sich wiederholenden Spur eines Lichtstrahles über einen Lesebereich in einem festen, X-förmigen Muster, welches aus alternierenden, rechtwinklig zueinander angeordneten Spuren besteht, wobei die Wiederholungsrate des X-förmigen Abtastmusters und der Betrag, um den die Strichcodehöhe die Strichcodelänge überschreitet, mit der maximalen vorgegebenen Geschwindigkeit des Strichcodes derart koordiniert sind, daß wenigstens' eine der Spuren alle Codeelemente des Strichcodes unabhängig von seiner Oriertierung während der Bewegung durch den Lesebereich schneidet; und einen zum Ansprechen auf das vom Strichcode ausgehende Licht angeordneten Detektor.

Gemäß" der Erfindung wird also ein Abtaster geschaffen,-der die Fernablesung optisch codierter Daten gestattet, welche auf ein Ticket aufgebracht sind, das mit jedem Verkaufsartikel, der durch eine feste Lesestation bewegt wird, verbunden ist. Der Abtaster nach der Erfindung ermöglicht die Ablesung der optisch codierten Daten beim Vorüberlaufen unabhängig von der Orientierung

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des Tickets oder Etiketts, welches sich durch die Lesestation bewegt. Eines der wichtigsten Merkmale des erfindungsgemäßen Abtasters besteht darin, daß er beim Vorüberlaufen einen linearen Strichcode mit Ablesbarkeit in zwei Richtungen, jedoch nicht in allen Richtungen, abzulesen ermöglicht. Dies bedeutet, daß ein linearer Strichcode nur dann durch einen abtastenden Lichtstrahl erfolgreich interpretiert werden kann, wenn jedes der Strichcodeelemente und Leercodeelemente durch den sich in einer Richtung im wesentlichen entlang der Längserstreckung des Strichcodes bewegenden Abtaststrahl geschnitten wird. Diese Richtungs-Ablesecharakteristik eines linearen Strichcodes steht im Gegensatz zur allseitig gerichteten Ablesecharakteristik eines■Ring-Strichcodes, dessen Oodeelemente im Form konzentrischer Ringe angeordnet sind, die sich durch einen beliebig gerichteten Strahl abtasten lassen, der den gemeinsamen Mittelpunkt schneidet. Ein linearer Strichcode eignet sich jedoch in idealer Weise für beträchtlich höhere Informationsdichten, wodurch sich auf einem kleinen Etikettbereich mehr Daten unterbringen lassen. Darüber hinaus kann ein linearer Strichcode auf Tickets, Etikette, Anhänger oder dergleichen mit geringen Kosten und in großer Anzahl aufgebracht werden, wobei Druckeinrichtungen verwendet werden können, die durch das Ladenpersonal des Einzelhändlers betätigbar sind. Dies bedeutet, daß ein lineares Strichcodeformat keine kostspielige Druckeinrichtung erfordert, die eine Quellenmarkierung erforderlich machte.

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Erfindungsgemäß werden also ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Lesen eines linearen Strichcodes geschaffen, bei denen ein sich wiederholendes optisches Abtastmuster Verwendung findet, welches die optimale Anzahl einander sich schneidender, winkelmäßig einheitlich versetzter aufeinanderfolgend ausgeführter Spuren aufweist, um· so zu gewährleisten, daß wenigstens eine Spur des Abtastmuster alle Elemente des Strichcodes unabhängig von der Orientierung desselben im Abtastmuster schneidet. Die optimale Anzahl von Abtastspuren iin Abtastmuster wird durch das Verhältnis von 180 zum Lesewinkel des Strichcodes bestimmt. Der Winkel von 180° (die Hälfte von 360 ) zeigt an, daß ein linearer Strichcode sich durch eine lineare Spur in einer von zwei allgemeinen Richtungen (eine geeignete Leselogik vorausgesetzt) lesen läßt, d.h., vorwärts und rückwärts, solange jedes der Codeelemente durch die Spur geschnitten wird. Der Strichcode-Lesewinkel ist definiert als doppelter Betrag desjenigen Winkels,dessen Tangens gleich dem Verhältnis der Strichcodehöhe zu seiner Gesamtlänge ist.

Erfindungsgemäß ist festgestellt worden, daß der optimale Kompromiß zwischen der Abtasterauslegung und Handhabungsbetrachtungen sowie hinsichtlich der Druck-Anforderungen für den Strichcode dadurch gefunden werden kann, daß ein Abtastmuster mit zwei rechtwinklig zueinander angeordneten Spuren verwendet wird. Dieses X-förmige Abtastmuster erfordert es, daß der Strichcode einen Leserwinkel von etas mehr als 90° aufweist,

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was bedeutet, daß die Höhe des Strichcodes etwas größer sein muß als seine Länge. Diese einzig vorgegebenen. Bedingungen ermöglichen die Verwendung eines relativ preiswerten Abtasters unkomplizierter Konstruktion, der die erforderliche Abtastgeschwindigkeit aufweist, um Strichcodes im Vorübergehen abzulesen. Die zusätzlichen Druckkosten und die Reduzierung der Informationsdichte, welche im Prinzip eine Vergrößerung der Ticketabmessungen erforderlich machte, sind nicht wesentlich und werden durch die Vorteile der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung mehr als wettgemacht. Der erfindungsgemäße Abtaster ist ein Lichtpunktabtaster, der unter optischer Steuerung ein X-förmiges Abtastmuster erzeugt. Die beiden Spuren des X-förmigen Abtastmusters, welche rechtwinklig zueinander angeordnet sind, werden alternierend mit hoher Wiederholungsrate erzeugt. Um zu erreichen, daß der Strichcode unabhängig von seiner Orientierung sowohl beim Anhalten im X-förmigen Abtastmuster als auch, vorzugsweise, bei der Bewegung durch das X-förmige Abtastmuster, erfolgreich abgelesen werden kann, ist die einheitliche Höhe der Strichcodeelemente etwss größer als die Gesamtlänge des Strichcodes. Der Betrag, um den die Höhe des Strichcodes seine Gesamtlänge überschreitet, wird durch die Wiederholungsrate des X-förmigen Abtastmusters und die maximal zu erwartende Geschwindigkeit, mit welcher der Strichcode durch die Lesestation bewegt wird, so festgelegt,· daß gewährleistet ist, daß wenigstens eine Spur jedes Codeelement des Strichcodes schneidet.

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Wie bereits ausgeführt, wird bei dem Abtaster nach der Erfindung eine Quelle für einen Abtast-Lichtstrahl, vorzugsweise in Form eines Lasers, verwendet. Der Laserstrahl wird durch einen Strahlteiler in zwei Teilstrahlen aufgeteilt, die auf ein Abtastelement in Form einer rotierenden Trommel auffallen, die vielfach facetierte Spiegelflächen hat, welche um ihren Umfang angeordnet sind.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Trommel zwei Kanäle auf, von denen jeder alternierende, ebene,verspiegelte oder reflektierende Flächen und nicht-reflektierende Flächen aufweist. Die reflektierenden und nicht-reflektierenden Flächen in den beiden Kanälen sind relativ derart in Phase angeordnet, daß, während einer der Teilstrahlen auf eine reflektierende Fläche in einem Kanal auffällt, der andere Teilstrahl auf eine nicht-reflektierende Fläche im anderen Kanal auftrifft. Die parallelen Ver-Schwenkungen der beiden Tcilstrahlen, die von der Trommel reflektiert werden, sird in ihrer Verschwenkrichtung um 4-5 in entgegengesetzten Richtungen gedreht, und zwar mittel? eines Paares licht-drehender Elemente, beispielsweise Hohlspiegel oder Prismen, um das X-förmige Abtastmuster nach der Erfindung zu erzeugen.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Trommelabtaster nur einen einzigen Kanal auf, der insgesamt aus einer Vielzahl ebener, ver-.

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spiegelter Flächen besteht, die um den Umfang der Trommel angeordnet sind. Die beiden Teil-Laserstrahlen, die vom Strahlteiler ausgehen, werden in geeigneter Phasenbeziehung auf den Trommelabtaster derart aufgegeben, daß dann, wenn einer der Teilstrahlen gerade seinen Verschwenkbereich durchlaufen hat, der andere Teilstrahl seine Verschwenkung beginnt. Wiederum können Hohlspiegel oder Prismen verwendet werden, um die Schwenkrichturgen des Strahles zur Erzeugung des X-förmigen Abtastmusters um 4-5° in entgegengesetzte Richtungen zu drehen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der verschiedene Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 in perspektivischer, schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 in perspektivischer, schematischer

Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 3 in schematischer Darstellung die "schlechteste" Orientierung eines linearen Strichcodes bei der Bewegung durch das mittels der Vorrichtung von Fig. 1 oder Fig. 2 erzeugte X-förmige Abtastmuster.

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ORSGiNAL INSPECTED

Wie Pig. 1 zeigt, umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung einen im ganzen mit 10 bezeichneten Lichtpunktabtaster zur Erzeugung eines X-förmigen Abtastmusters, welches allgemein mit 12 bezeichnet ist. Weiterhin umfaßt die Vorrichtung einen im ganzen mit 14 bezeichneten Empfänger, der so angeordnet ist, daß er auf die reflektierten Abbildungen von Objekten anspricht, welche sich über das X-förmige Abtastmuster bewegen. Der Lichtpunktabtaster 10 ist bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel in der Weise nach oben gerichtet, daß das X-förmige Abtastmuster 12 in der Ebene einer oberen, horizontalen Stützfläche 16 erzeugt wird, beispielsweise einem Zählerdeckel, auf dem die abzutastenden Objekte während der Bewegung über das X-förmige Abtastmuster abgestützt werden. Um die mittels des Lichtpunktabtasters 10 abzutastenden Objekte zu beleuchten, weist die Stützfläche 16 ein Paar von Schlitzen 18 und 20 auf, die sich unter rechtem Winkel schneiden und in ihrer Längsrichtung mit den beiden durch die Pfeile 19 und 21 repräsentierten Spuren des X-förmigen Abtastmusters 12 decken. Vorzugsweise sind die Schlitze 18 und 20 in transparentes Material eingelassen, beispielsweise in Glas oder Plastik, um so zu verhindern, daß Fremdkörper in den Abtasterbereich hinunterfallen.

Die abzutastenden Objekte können maschinenlesbar, optisch codierte Tickets, Etikette, Anhänger oder dergleichen sein, welche an der Unterfläche von Verkauf sgegenständ en angebracht sind, die sukzessiv über das X-förmige Abtastmuster 12 bewegt werden. Es ist

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zu beachten, daß der Abtaster 10 auch als zur Seite oder nach unten weisender Abtaster ausgestaltet sein kann, ohne daß dies außerhalb des Erfindungsgedankens läge. Die in Fig. 1 gezeigte, nach oben weisende Anordnung ist jedoch bevorzugt, da sich hierbei in bequemer Weise die Tiefenprobleme vermeiden lassen, die durch die variierende Größe von Verkaufsgegenständen hervorgerufen werden könnten. Außerdem ermöglicht diese Anordnung, daß der Abtaster und der Empfänger unterhalb der Stützfläche 16 an einer die Handhabung nicht störenden Stelle angebracht werden können.

Wie sich weiterhin aus Fig. 1 ergibt, weist der Ab- · taster 10 eine Lichtquelle, vorzugsweise in üorm eines Lasers 26, auf, der einen verhältnismäßig intensiven Lichtstrahl 28 mit begrenztem Querschnitt erzeugt. Der Lichtstrahl 28 wird durch einen Strahlteiler 30 in zx^ei Strahlen 28a,28b aufgeteilt. Zur Reduzierung der Strahlgröße können geeignete optische Fokussierungselemente verwendet werden, wodurch sich die Tiefenschärfe verbessern und die Strahlgröße mit den zu interpretierenden Codeelementen koordinieren läßt. Der Teilstrahl 28a trifft auf einen Kanal 32 eines rotierenden Trommelabtasters auf, der allgemein bei 34 gezeigt ist. Der Teilstrahl 28b wird durch einen Spiegel 36 reflektiert und fällt auf einen zweiten Kanal 38 des Trommelabtasters 3'+ auf. Jeder Kanal des Abtasters 3^ weist eine polygonale Umfangsfläche mit alternierenden reflektierenden und

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nicht-reflektierenden ebenen Oberflächensegmenten auf, die um den Umfang angeordnet sind. Mit anderen Worten, der Kanal 32 weist ebene, reflektierende oder verspiegelte Oberflächensegmente 32a auf, die mit nicht-reflektierenden oder geschwärzten Oberflächensegmenten 32b abwechseln. In ähnlicher Weise weist der Kanal 38 in ringförmiger Anordnung alternierende, verspiegelte, ebene Oberflächensegmente 38a und geschwärzte Oberflächensegmente 38b auf. Es ist zu beachten, daß die verspiegelten und geschwärzten Oberflachensegmente. in den beiden Kanälen in Fig. 1 in ihrer gegenseitigen Stellung so phasenbezogen sind, daß ein ver.spiegeltes Oberflächensegment in einem Kanal seitlich mit einem geschwärzten Oberflächensegment im anderen Kanal ausgerichtet ist. Demzufolge fällt der Teilstrahl 28b auf ein versp: ege!¹· tes Oberflächensegment 38a im Kanal 38 auf, wenn der Teilstrahl 28a auf ein geschwärztes Oberflächensegment 32b im Kanal 32 auftrifft. Aus diesem Grunde wird zu einem bestimmten Zeitpunkt durch den Abtaster 3'+ nur einer der Teilstrahlen 28a und 28b reflektiert. Infolge der Rotation des Abtasters 24 wird der reflektierte der beiden Teilstrahlen durch einen Winkel geschwenkt, der von dem durch die verspiegelten Oberflächensegmente eingeschlossenen Winkel abhängt.

Es ist zu beachten, daß die Geometrie des Abtasters y\ und seine Drehgeschwindigkeit durch die gewünschte X-Abtastperiode und die Länge der Spuren 19 und 21.

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festgelegt ist. Als repräsentativ kann ein Abtaster 34-mit 36 Seitenflächen angesehen werden, der sich mit 1800 Umdrehungen pro Minute dreht.

Da die Schwenkrichtungen der beiden Teilstrahlen, die alternierend durch den Abtaster 34· reflektiert werden, parallel liegen, muß die Schwenkrichtung eines Teilstrahls um 90° gedreht werden. Eine andere Mc-glichkeit besteht darin, daß beide Schwenkrichtungen in entgegengesetzten Sichtungen um '-Vj gedreht werden, um ein X-förmiges Abtastmuster 12 zu erzeugen, in dem die alternierenden Spuren 19 und 21 rechtwinklig zueinander verschwenkt werden. Vorzugsweise werden die Schwenkrichtungen beider Teilstrahlen gedreht, so daß jeder durch ein entsprechendes optisches Element geht. Hierzu sind identische Hohlspiegel oder Prismen A-O, 4-2 vorgesehen, welche die Schwenkrichtungen der Teilstrahlen um 4-5° in entgegengesetzter Richtung drehen.

Der Empfänger 14 weist ein geeignetes Licht-Sammelsystem 4-4- auf, welches ein geeignetes Filterelement für aus der Umgebung kommendes Premdlicht aufweisen kann. Ein Fotodetektor 4-6 dient zur Erzeugung eines Videosignales, welches für die einzelnen Codeelemente des codierten Tickets, Anhängers, Etiketts oder dergleichen, das sich über das X-förmige Abtastmuster 12 bewegt, repräsentativ ist.

In Fig. 2 ist ein modifizierter Lichtpunktabtaster ge-

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zeigt, der allgemein mit 50 bezeichnet ist. Dieser Lichtpunktabtaster weicht in einigen Designvereinfachungen von dem Lichtpunktabtaster nach Fig. 1 ab. Im einzelnen findet bei dem Lichtpunktabtaster 50 ein allgemein mit 52 bezeichneter Trommelabtaster mit nur einem Kanal Verwendung. Der Trommelabtaster 52 weist statt alternierender verspiegelter und geschwärzter Oberflächensegmente eine polygonale Umfange fläche auf, bei welcher jedes ebene Oberflächensegment 5^, welches um den Umfang angeordnet ist, verspiegelt ist. Der Laser-Ausgangsstrahl 28 ■ wird wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Aunführungsbeispiel durch den Strahlteiler 30 in zwei Teilstrahlen 28a und 28b aufgeteilt. Der Teilstrahl 28a trifft auf ein verspiegeltes Oberflächensegment auf, während der andere Teilstrahl 28b durch eine Reihe von Spiegeln 56, 58 und 60 auf ein anderes verspiegeltes Oberflächensegment geleitet wird. Die Stellungen der Spiegel 56, 58 und 60 sind so gewählt, daß die Verschwenkungen der beiden Teilstrahlen relativ zueinander außer Phase sind. Wenn also die Spur 19, welche durch die Verschwenkung des Teilstrahles 28a erzeugt wird, sich durch das durch den Schlitz 18 begrenzte Betrachtungsfeld bewegt, liegt die Snur 21, die durch die Verschwenkung des Teilstrahles 28b erzeugt wird, außerhalb des durch den Schlitz 20 definierten, zugehörigen Betrachtungsfeldea, und umgekehrt. Bei dem Ausführungsbeisniel von Fig. 2 wird das X-fö'rmige Abtastmuster 12 als Paar von alternierenden, wechselseitig aufeinander senkrecht stehenden Spuren erzeugt.

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Es ist zu beachten, daß die Spuren 19, 21 von separaten Abtastelementen oder Verschwenkungseleraenten. abgeleitet werden können, die miteinander synchronosiert sind. Darüberhinaus können statt der Unterteilung eines Haupt-Lichtstrahles in Teilstrahlen auch getrennte Strahlquellen verwendet werden.

Während die Vorrichtung von Fig. 1 und Fig. 2 sich zum lesen einer Vielzahl optischer Codeformate eignet, einschließlich solcher, die in allen Richtungen lesbar sind, ist das X-förmige Abtastmuster nach der Erfindung einzig zum Lesen optischer Codeformate bestimmt, die eine begrenzte Richtungs-Lesekapazität haben, beispielsweise also zum Lesen eines linearen Strichcodes. Es ist klar, daß eine Abtastspur alle Strichcodeelemente schneiden muß. Um dies zu gewährleisten, muß der geradlinige Verschwenkungsweg innerhalb eines Lesewinkels liegen, der gleich dem doppelten desjenigen Winkels ist, dessen Tangens durch das Verhältnis der Strichcodehöhe zu seiner Gesamtlänge gegeben ist. Während es erwünscht ist, dieses Höhen/Längenverhältnis zu reduzieren, um Druckkosten einzusparen und die Etikettgröße zu verringern, hat dies den Effekt, den Lesewinkel zu reduzieren. Es ist klar, daß ein linearer Strichcode mit kleinem Lesewinkel ungeachtet der Orientierung dadurch gelesen werden kann, daß eine Vielzahl dichter, winkelraäßig versetzter aufeinanderfolgender Spuren erzeugt wird, wie es in der britischen Patentschrift 1 258 476 vorgeschlagen ist. Dabei werden die

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wlnkelmäßig versetzten Spuren so erzeugt, daß schließlich wenigstens eine der Spuren alle Elemente des Strichcodes schneidet. Es ist in der Tat festgestellt worden, daß die Anzahl der einheitlich winkelmäßig versetzten Spuren,· die erforderlich ist, um einen lineraren Strichcode unabhängig von seiner Orientierung entweder vorwärts oder rückwärts zu lesen, gleich 18G , dividiert durch den Lesewinkel des Strichcodes, ist. Es ir.t klar, daß jedwede Beschränkung der Ticketorientierung beim Aufsetzen auf einen Ausgangszähler mit einem nach oben blickenden linearen Strichcodeabtast-er den Durchsatz von Verkaufsgegenständen beträchtlich begrenzen würde.

Aus diesem Grunde muß zwischen dem Lesewinkel des linearen Strichcodes und der erforderlichen Anzahl separater Spuren im Abtastmuster ein Kompromiß geschlossen werden, um das Ablesen eines Strichcodes unabhängig von seiner Orientierung zu gewährleisten. Wie oben erwähnt, hat die Reduzierung der Strichele!ehöhe den Vorteil der Kosteneinsparung beim Druck und "bei der Auswahl der Etikettgröße. Hierdurch wird jedoch der Lesewinkel herabgesetzt, während die Anzahl der Spuren, die zum orientierungsunabhängigen Ablesen des Strichcodes erforderlich sind, anwächst. Steigt die Anzahl der Spuren im Abtastmuster an, so wird die Konstruktion des Lichtpunktabtasters notwendigerweise komplexer, wodurch die Leserate verringert wird. Dementsprechend müssen die Verkaufsgegenstände sehr langsam durch den Lesebereich oder das Gesichtfeld des Abtasters bewegt werden. In der Praxis kann es notwendig sein, den Verkaufsgegen-

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stand anzuhalten, bis eine Ablesung erreicht ist, wie es bei der obengenannten britischen Patentschrift der Fell ist. Auch ist zu beachten, daß statt einer Vergrößerung der Höhe der Strichcodeelemente zur "Vergrößerung des Lesewinkels auch die Länge des Strichcodes herabgesetzt werden kann. Dies hat jedoch den erheblichen Nachteil einer Begrenzung des codierbaren Informationsbetrages. Dies wiederum kann nicht in Kauf genommen werden.

Das sich wiederholende X-förmige Abtastmuster 12 nach der Erfindung, welches aus zwei Abtastlinien oder Spuren 19, 21 besteht, die gegenseitig zueinander rechtwinklig angeordnet sind, stellt den optimalen Kompromiß zwischen den Etikett-Druckkosten, der Wirtschaftlichkeit des Lichtabtasterdesigns und der Lesegeschwindigkeit dar. Darüberhinaus läßt si^h mittels des X-förmigen Abtastmusters 12 ein linearer Strichcode während des Vorüberlaufens unabhängig von seiner Orientierung ablesen, solange die Höhe des Strichcodes etwas größer ist als seine Gesamtlänge.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines lineraren Strichcodes gezeigt, welches allgemein mit 70 bezeichnet ist. Der Strichcode besteht aus alternierenden Strichcodeelementen 72 und Leercodeelementen 7^. Die Länge des Strichcodes ist mit L angegeben, die Höhe mit H +ΑΧ, wobei die Abmessungen L und H gleich sind. Der Strichcode 70 wird im wesentlichen in der durch den Pfeil 76 angegebenen Richtung durch das X-förmige Abtastmuster 12 bewegt, wobei in Fig. 3 die "schlech-

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teste" Orientierung relativ zu den Spuren 19 und 21 des X-förmigen Abtastmusters dargestellt ist. Dabei ist die Längsachse 78 des Strichcodes 70 un-

ter einem Winkel © = ^5 relativ zu jeder der Spuren 19 und 21 angeordnet. Der Lesewinkel des Strichcodes 70 ist gleich dem Doppelten des Winkels (E) oder gleich dem Winkel 0.

Wird der Strichcode 70 winkelmäßig aus der in Fig. 3 gezeigten Orientierung in irgendeine Richtung gedreht, so nimmt die winkelmäßige Versetzung zwischen seiner Längsachse 78 und der einen oder der anderen der Spuren 19 und 21 ab. Hierdurch wächst die Anzahl der Durchschneidungen aller Codee.lemente durch eine der Spuren bei der Bewegung des Strichcodes durch das X-förmige Abtastmuster an. Bei dem schlechtesten Fall, der in Fig. 3 gezeigt ist, hängt die Häufigkeit des Schnittes der Spuren 19 und 21 mit allen Codeelementen des Strichcodes 70 von der Größe ΛΧ ab, um welche die Gesamthöhe des Strichcodes seine Gesamtlänge überschreitet. Die Größe λ Χ wird auf die} Weise auf der Basis der Wiederholungsrate des X-förmigen Abtastmusters und der vorgegebenen Maximalgeschwindigkeit der Bewegung des Strichcodes 70 durch das X-förmige Abtastmuster ausgewählt, bei spielweise ca. 254- cm (100 inches) pro Sekunde.

Dies bedeutet, daß bei dem schlechtesten Fall, der in Fig. 3 gezeigt ist, unter der Bedingung, daß die Spuren 19 und 21 sich wenigstens einmal während der Zeit wiederholen, in der der·Strichcode 70 sich um

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eine Strecke κ X, multipliziert mit dem Cotangens des Winkels © , bewegt, sichergestellt ist, daß je-" de Spur alle Codeleemente wenigstens einmal während der Bewegung des Strichcodes durch das X-förmige Abtastmuster schneidet. Da der Winkel ©bei der in Fig. 3 gezeigten Darstellung 4-5° beträgt, muß der Zuwachs der Strichcodebewegung, währenddessen sich die Sauren 19 und 21 wiederholen, ebenfalls gleich λ Χ sein.

Es ist zu bachten, daß sich der Strichcode 70 bei seinem Durchlauf nicht notwendigerweise durch den Mittelpunkt des X-förmigen Abtastmusters 12 erstrecken muß. Vielmehr kann der Durchlauf des Strichcodes 70 auch versetzt zu einer Seite des Mittelpunkts verlaufen, wobei trotzdem jede Spur 19, 21 jedes Codeelement wenigstens einmal schneidet. Da das Blickfeld des X-förmigen Abtastmusters 12 beispielsweise 12,7 cm im Quadrat (5 inch im Quadrat) betragen kann, während die Strichcodelänge und Strichcodehöhe nur beispielsweise etwa 3,8 cm (1,5 inch) beträgt, bei einer Schriftzuglänge von 9 Elementen, stellt- die Ausrichtung der Strichcodebahn relativ zum X-förmigen Abtastmuster kein großes Problem dar. Das X-förmige Abtastmuster 12 wird, wie in diesem Zusammenhang zu bemerken ist, so ausgerichtet, daß die Nennbahn der Etikettbewegung, welche durch den Pfeil 76 dargestellt ist, gegenüber den Spuren 19 und 21 um den Winkel @ versetzt ist. Liegt die Bahn der Strichcodebewegung parallel zu einer der Spuren, so müßte notwendigerweise sichergestellt sein, daß die Strich-

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codefläche auf den Verkaufsgegenstand parallel zur Richtung der Strichcodebewegung aufgebracht ist, wenn für alle Strichcodeorientierungen eine Ablesung erhalten werden soll. Dies würde für die Bedienungsperson beträchtliche Orientierungsprobleme mit sich bringen.

Während das X-förmige Abtastmuster nach der Erfindung in idealer Weise zum Ablesen eines linearen Strichcodes beim Vorüberlaufen geeignet ist, unabhängig von der Orientierung, wobei die Strichcodehöhe die Strichcodelänge überschreitet, liegt es doch auf der Hand, daß auch ein Strichcode ohne diese Dimensionsbeschränkungen gelesen werden kann, wenn seine Orientierung relativ zum X-förmigen Abtastmuster sich während der Bewegung durch das Muster in bestimmten Grenzen hält. Mit anderen Worten, liegt ein Strichcode vor, dessen Länge seine Höhe überschreitet, so läßt sich dieser solange lesen, wie der hierdurch bewirkte begrenzte Lesewinkel beachtet wird.

Alternativ hierzu lassen sich Lesewinkel, welche kleiner sind als 90 , ohne Orientierungsbeschränkung lesen, wenn die Anzahl der Spuren vergrößert wird. Beispielsweise ermöglicht nach der Lehre der Erfindung die Verwendung eines Abtastmusters lcit drei Spuren das Lesen von Strichcodes mit Aufnahmewinkeln oder Lesewinkeln bis herunter zu 60°.

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Claims

Ansprüche

[Λ/ Anordnung zum Lesen eines optischen Codemusters, gekennzeichnet durch einen Lichtpunktabtaster (10) zur Erzeugung einer sich wiederholenden Spur eines Lichtstrahles (28) über eine Lesefläche in einem festen X-förmigen Muster (12); und einen Detektor (14), welcher so angeordnet ist, daß er auf von dem optischen Codemuster im Lesebereich ausgehendes Licht anspricht.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtpunktabtaster (10) zur Erzeugung des X-förmigen Abtastmusters in Form alternierender, im Verhältnis zueinander rechtwinklig angeordneter Spuren eingerichtet ist.
J5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtpunktabtaster (10) als Quelle zur Erzeugung des Lichtstrahles (28) einen Laser (26) aufweist.
4·. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß das optische Codemuster (70) kontinuierlich durch den Lesebereich in einer vorgeschriebenen Nenn-Bahnrichtung bewegbar und das X-förmige Abtastmuster (12) so angeordnet ist, daß die Bahnrichtung winkelmäßig gegenüber den Spuren (19, 21) versetzt ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtpunktabtaster (10) eine Quelle (26) zur Erzeugung des Lichtstrahles, einen Strahlteiler (50) zum Teilen des Ausgangsstrahles 'der Lichtquelle in zwei Teilstrahlen (28a, 28b), ein rotierendes Abtastelement (34, 52) mit einer Vielzahl um seinen Umfang angeordneter verspiegelter Oberflächensegmente (32a, 32b; 38a, 38b) zur Schwenk-Ablenkung der Teilstrahlen in ge-r genseitiger zeitlicher Phasenbeziehung und eine Einrichtung (A-O, 42) zum optischen Drehen der Ver-schwenkrichtung wenigstens eines der Teilstrahlen aufweist, um zwischen diesen zur Erzeugung des X-förmigen Abtastmusters eine orthogonale Beziehung zu schaffen.
6. Anordnung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Abtastelement eine rotierende Trommel (34) mit polygonaler Umfangsflache aufweist, die in zwei Seite an Seite liegende Kanäle (32, 38) unterteilt ist, wobei die ebenen Oberflächensegmente (32a, 32b) in jedem Kanal alternierend reflektierend und nicht-reflektierend um den Umfang der Trommel angeordnet und die reflektierenden und

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nicht-reflektierenden Oberflächensegmente in einem der Kanäle mit denjenigen in dem anderen der Kanä-"¹ Ie außer Phase angeordnet sind, und einer der Teilstrahlen zum Auftreffen auf einen der Kanäle und der andere der Teilstrahlen zum Auftreffen auf den anderen der Kanäle der Trommel ausgerichtet ist.
7· Anordnung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Abtastelement eine rotierende Trommel (52) mit einer polygonalen Umfangsflache aufweist, um welche eine Vielzahl reflektierender, ebener Oberflächensegmente (54-) angeordnet sind, wobei die Teilstrahlen (28a, 28b) von derartigen Relativpositionen aus auf verschiedene reflektierende Oberflächensegmente auffallen, daß die Teilstrahlen alternierend durch den Lesebereich verschwenkt werden.
8. Vorrichtung zum Lesen eines linearen Strichcodes, dessen Höhenabmessung seine Gesamtlänge überschreitet, gekennzeichnet durch einen Lichtpunktabtaster (10) zur Erzeugung einer sich wiederholenden Spur eines Lichtstrahles (28) über einen Lesebereich in einem festen, X-förmigen Muster (12), welches aus alternierenden, rechtwinklig zueinander angeordneten Spuren (19, 21) besteht, wobei die Viederholungsrate des X-förmigen Abtastmusters (12) und der Betrag ( Α^χ)ι ^um ^den die Strichcodehöhe (H) die Strichcodelänge (L) überschreitet, mit der maximalen vorgegebenen Geschwindigkeit des Strichcodes (70) derart

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koordiniert sind, daß wenigstens eine der Spuren (19,21) alle Codeelemente (72, 74) des Strichcodes unabhängig von seiner Orientierung während der Bewegung durch den Lesebereich schneidet; und einen zum Ansprechen auf das vom Strichcode ausgehende Licht angeordneten Detektor (46).
9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtpunktabtaster (10) einen Laser (26) als Quelle für den Lichtstrahl (28) aufweist.
10. Vorichhtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das X-förmige Abtastmuster (12) derart orientiert ist, daß die Nenn-Bewegungsrichtung des Strichcodes (70) durch den Lesebereich winkelmäßig gegenüber den Spuren (19, 21) versetzt ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtpunktabtaster (10) eine Lichsstrahlquelle (26), einen Strahlteiler (30) zur Unterteilung des von der Quelle ausgehenden Strahles in zwei Teilstrahlen (28a, 28b), ein rotierendes Abtastelement (34, 52) mit einer Vielzahl von um seinen Umfang angeordneten verspiegelten Oberflächensegtnenten (32a, 32b; 38a, 38b; 54), welches die Teilstrahlen (28a, 28b) in zeitlicher Phasenbe*· Ziehung verschwenkend ablenkt, und Einrichtungen (40, 42) zur optischen Drehung der Verschwenkrichtung wenigstens eines der Teilstrahlen aufweist, so daß zwischen diesen zur Erzeugung des X-förmigen Abtastmusters (12) eine orthogonale Beziehung hergestellt wird.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Abtastelement eine rotierende Trommel (34) mit polygonaler Umfangsflache aufweist, die in zwei Seite an Seite liegende Kanäle (32, 38) unterteilt ist, wobei die ebenen Oberflächensegmente (32a, 32b) in jedem Kanal alternierend reflektierend und nicht-reflektierend um den Umfang der Trommel angeordnet und die reflektierenden und nicht-reflektierenden Oberflächensegmente in einem der Kanäle mit denjenigen in dem anderen der Kanäle außer Phase angeordnet sind, und einer der Teilstrahlen zum Auftreten auf einen der Kanäle und der andere der Teilstrahlen zum Auftreten auf den anderen der Kanäle der Trommel ausgerichtet ist.
13· Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Abtastelement cine rotierende Trommel (52) mit einer polygonalen Umfangsfläche aufweist, um welche eine Vielzahl reflektierender, ebener Oberflächensegmente (54) angeordnet sind, wobei die Teilstrahlen (28a, 28b) von derartigen Belativpositionen aus auf verschiedene reflektierende Oberflächensegmente auffallen, daß die Teilstrahlen alternierend durch den Lesebereich verschwenkt v/erden.
14. Verfahren zur Datenverarbeitung, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Verarbeiten der Daten in Form eines auf einem Aufzeichnungsträger aufgezeichneten linearen Strichcodes, dessen Lesewinkel gleich dem Doppelten desjenigen Winkels ist, dessen Tangens durch das Verhältnis der Strichcodehöhe zur

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Strichcodelänge gegeben ist; Bewegen des Aufzeichnungsträgers durch einen Lesebereich ; Verschwenken eines. Lichtstrahles über den Lesebereich in einem sich wiederholenden, festen Abtastmuster mit einer Anzahl sich schneidender, winkelmäßig gleichförmig versetzter aufeinanderfolgend durchlaufener Spuren, deren Anzahl durch das Verhältnis von 180 zum Strichcode-Lesewinkel gegeben ist, so daß wenigstens eine Spur des Abtastmusters alle Elemente des Strichcodes unabhängig von der Strichcodeorientierung im Lesebereich schneidet; und Aufnehmen des ■■■■-von der alle Codeelemente schneidenden Spur ausgehenden Lichtes.

15· Verfahren nach Anspruch 14-, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Strichcodes größer als seine Länge gewählt wird, um einen Lesewinkel von etwas mehr als 90 zu gewährleisten, und das Abtastmuster in Form eines X gewählt wird, welches zwei sich unter rechtem Winkel schneidende Spuren aufweist.

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