DE2519481A1

DE2519481A1 - Abtaster zum ablesen von balkencode-symbolen sowie verfahren zum abtasten eines lesefelds

Info

Publication number: DE2519481A1
Application number: DE19752519481
Authority: DE
Inventors: John Henry Carosella; Thomas David Hayosh
Original assignee: SCHILLER INDUSTRIES Inc
Current assignee: SCHILLER INDUSTRIES Inc
Priority date: 1974-05-03
Filing date: 1975-05-02
Publication date: 1975-11-13
Also published as: US4009369A; FR2269752A1; GB1494003A; DE2519481C3; DE2519481B2

Description

η· I I W Π I₁ILo ²⁸· April 1975

Dipl.-Ing. W. IJg hIke L./kr

Dip!.-!i.q. H.-J. Lippert ' O M Q Λ Q 1

Patentanwälte ^⁰ I 3 4 O I

50ό Pcireth boi Köln
Frankeiiijf'ier Slraße 137

Schiller Industries, Inc. Warren, Michigan, USA

"Abtaster zum Ablesen von Balkencode-Symbolen sowie Verfahren zum Abtasten eines Lesefelds"

Die Erfindung betrifft optische Abtaster und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum optischen Abtasten von verschlüsselten Datensymbolen zum Zwecke des Maschinenablesens der darin enthaltenen Daten.

Es gibt viele bekannte Anwendungsfälle für optische Abtaster zum Ablesen verschlüsselter Daten. Ein Beispiel für die kommerzielle Anwendung ist das der Datenverarbeitung in Ver- _ „

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"bindung mit der Lieferung, der Lagerung und dem Verkauf von Fertigungsprodukten. Die Inventarkontrolle für Waren in Warenhäusern und Einzelhandelsgeschäften ist ein wichtiger Anwendungsfall für optische Abtaster bei der automatischen Datenverarbeitung. Ein spezielles Anwendungsfeld, für das die Erfindung entwickelt worden ist, ist jenes der automatisierten Prüfstände in Einzelhandelsgeschäften, insbesondere Lebensmittelgeschäften. Andere bekannte Anwendungsbereiche für optische Abtaster für verschlüsselte Datensymbole umfassen Dokumentensteuerungen, Briefsortierung und Frachtwagenidentifizierung. Diese Erfindung wurde zunächst zur Anwendung für automatische Prüfstände entwickelt, d.h. die sogenannte "Verkaufsstellen"-Datenverarbeitung für Einzelhandelsgeschäfte, und die Beschreibung erfolgt auf ein Ausführungsbeispiel, das sich dafür eignet. Mit fortschreitender Beschreibung wird allerdings ersichtlich, daß die Erfindung in einer VielzäiL von optischen Abtastanwendungen brauchbar ist.

Es gibt mehrere Vorschläge für das Maschinenablesen von verschlüsselten Etiketten auf einzelnen Handelsprodukten an der Verkaufsstelle in Einzelhandelsgeschäften. Ein System ist vorgeschlagen worden, das einen optischen Abtaster umfaßt, der an einem Kontrollstand angeordnet ist, so daß ein verschlüsseltes Etikett an jedem Artikel abgetastet wird, während der Artikel über den Tresen des Kontrollstands geht. Es gibt viele Unterschiede in der praktischen Realisierung eines solchen Systems.

Diese Schwierigkeiten konzentrieren sich auf die Notwendigkeit,

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ein Codesymbol vorzusehen,das mit einem hohen Grad an Zuverlässigkeit mit geringen Kosten massenproduzierbar ist, und um die Notwendigkeit, das Codesymbol maschinell abzulesen, gleichgültig, welche Orientierung es auf dem Kontrolltresen hat, und zwar mit Hilfe einer Vorrichtung, die in den Kontrollstand eines Supermarkts eingebaut werden kann. Diese Bedürfnisse lassen sich als das "massenproduzierbare Codesymbol" und als der "Allrichtungscodeleser" bezeichnen.

Das massenproduzierbare Codesymbol und der Allrichtungscodeleser zur Installation an der Verkaufsstelle stellen Bedingungen auf, die miteinander in Konflikt geraten, wenn sie nicht überhaupt unverträglich miteinander sind. Die Forderung nach einer Allrichtungsablesung, die daraus entsteht, daß eine willkürliche Orientierung des Codesymbols gestattet wird, kann dadurch gelöst werden, daß ein Codesymbol kreisrunden Formates verwendet wird. Die Vorschrift, ein massenproduzierbares Codesymbol zu schaffen, wird jedoch am besten durch herkömmliche Druckverfahren erfüllt, und ein Codesymbol kreisrunden Formats bietet sich für ein hochtouriges Drucken mit enger Toleranz nicht an. Das bekannte Balkencodesymbol andererseits, das die Form von mehreren parallelen Linien unterschiedlicher Breite haben kann, bietet sich zwar für ein hochtouriges Drucken enger Toleranz an, und zwar wegen des schrittweisen Aufbaus, das Balkencodeformat hat jedoch große Schwierigkeiten in bezug auf die Vorschrift der Allrichtungsablesung erbracht.

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Im Hintergrund der Erfindung liegt die Einführung eines maschinenlesbaren Codesymbols durch das Uniform Products Code Council für das Grocery Industry Universal Products Code (UPG). Dieses UPC-Symbol ist als ein Standard zur Verwendung in automatisierten Kontrollständen in Lebensmittelgeschäften in den Vereinigten Staaten angeboten worden. Dieses Standardsymbol hat ein Balkencodeformat, das nachstehend beschrieben wird, und es eignet sich damit für ein Hochleistungsdrucken mit enger ToIeranä. Sein Erfolg in praktischen Anwendungsfällen, was die Technologie anbelangt, hängt von der Verfügbarkeit praktikabler Allrichtungscodeleser ab. Dieser Bedarf ist die hauptsächliche Ursache für die Konzeption und Entwicklung dieser Erfindung. Diese Erfindung, die nachstehend im einzelnen beschrieben wird, sieht ein optisches Abtastverfahren und eine entsprechende Vorrichtung vor, das bzw. die eine Allrichtungsablesemöglichkeit bietet, und zwar insbesondere in einer Eignung für ein Codesymbol in Balkencodeformat.

Es sind bereits mehrere Vorschläge gemacht worden, um ein Allrichtungslesen durch praktische Abtaster für Codesymbole zu erreichen. Wie vorstehend erwähnt beruhen einige diese^TVorschläge auf der Verwendung eines Codesymbols kreisrunden Formats; einige der Vorschläge sind zur Verwendung in Verbindung mit Codesymbolen in Balkencodeformat angeboten worden. Es folgt eine kurze Beschreibung dieses Standes der Technik. Hinsichtlich Codesymbolen in Kreisformat ist das in der US-Patentschrift

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3 414 731 angegebene System von Hintergrundinteresse. Das System, das aus dieser Patentschrift bekannt ist, ist zur Datenverarbeitung an Verkaufsstellen vorgeschlagen worden, und aus der Patentschrift ist ein Codesymbol in Umfangsform vorgeschlagen worden, und zwar mit einem oder mehreren Ringen oder Bändern, die aus sich radial erstreckenden Markierungen und Abständen zusammengesetzt sind, welche binäre Einsen bzw. Nullen darstellen. Ein Artikel mit einem Codesymbol darauf wandert über ein Abtastfenster im Tresen an der Verkaufsstelle. Ein optischer Abtaster umfaßt Mittel zum Erfassen und zum Orten des Codesymbols; während des Nachlaufens wird das Codesymbol von einem optischen Abtaster abgetastet, der ein zirkuläres Abtastmuster über die Codeelemente des Symbols wirft, und ein Fotodetektor erzeugt ein Signal, das verarbeitet wird, um die verschlüsselten Daten zu entziffern. Ein weiterer optischer Codeleser des Standes der Technik ist aus der US-Patentschrift 3 752 961 bekannt. Aus dieser Patentschrift ist ein Codesymbol in Kreisformat bekannt, und es wird ein Kreisabtastmuster eingesetzt. Die optischen Abtaster des Standes der Technik in dieser Ausführung sind für ein Allrichtungslesen eingerichtet, und zwar in bezug auf Kreiscodeschemen, jedoch nicht in Hinsicht auf Codesymbole in einem rechtwinkligen Balkencodeformat.

Ein optischer Allrichtungscodeleser für ein Codesymbol rechtwinkligen Balkencodeformats ist aus der US-Patentschrift 3 718 761 bekannt. Bei dem System, das aus dieser Patentschrift be-

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kannt ist, wird mit einem optischen Strahl gearbeitet, der einen langgestreckten Querschnitt hat (d.h. eine Lichtlinie auf einem Ziel erzeugt), um das Codesymbol abzutasten. Das Abtastschema in dem Feld, in dem sich das Codesymbol befindet, wird dadurch hergestellt, daß die Lichtlinie über das Feld in mehreren Gängen durch einen mehrfacettigen rotierenden Spiegel bewegt wird und die Lichtlinie dann um die Abtastachse um einen kleinen schrittweisen Winkel gedreht wird, beispielsweise durch ein Dove-Prisma, und dann wird eine Mehrfachabtastung in der neuen Richtung wiederholt. Das Abtastschema wird durch Wiederholung der linearen und winkligen Abtastbewegungsfolge aufgeschlossen, bis die rotierende Abtastung einen vollen Kreis durchlaufen hat. In einer Winkelposition der Linie, d.h. für eine Richtung der linearen Abtastung, liegt also die Lichtlinie parallel zu den Elementen des Codes im Balkencodesymbol, und die lineare Abtastung läuft über alle Elemente, so daß eine Ablesung der verschlüsselten Daten erreicht wird. Eine entsprechende optische Anordnung zum Abtasten ist aus der US-Patentschrift 3 758 753 bekannt.

Ein weiterer optischer Allrichtungscodeleser für rechtwinklige Balkencodesymbole ist aus der US-Patentschrift 3 728 677 bekannt. Bei dem System, das aus dieser Patentschrift bekannt ist, wird ein Laserstrahl dazu gebracht, ein Abtastschema in

das einem festliegenden Feld durchzulaufen, durch das Codesymbol

wandert. Das Abtastschema umfaßt zwei geradlinige Ortungen in

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der Ebene des Abtastfeldes, wobei sich die Ortungen im rechten Winkel schneiden. Die Ortungen sind unter einem Winkel von 45° zur Bewegungsrichtung des Artikels gerichtet, der das Codesymbol durch das Feld führt. Das Abtastschema wird durch einen mehrfacettigen rotierenden Spiegel erzeugt, der mit zwei ortsfesten Reflektoren zusammenwirkt, die die Strahlen vom Laser auf die Ebene des Abtastfeldes richten.

Aus der US-Patentschrift 3 770 942 ist ebenfalls eine optische Allrichtungsabtastvorrichtung für rechtwinklige Balkencodesymbole bekannt. Bei diesem System hat eine ortsfeste fotoempfindliche Vorrichtung Kreisform mit Mehrfachsektoren, die elektrisch voneinander getrennt sind. Eine rotierende Blendenplatte sitzt über der fotoempfindlichen Torrichtung und hat eine Blende mit Abmessungen, die proportional zu den Abmessungen der Elemente des Balkencodes sind, so daß die Elemente des Balkencodes in allen Winkeln mit einem ausgeprägten Signalausgang gesichtet werden, wenn die Blende in einer Flucht mit dem Balken liegt. Dieses Abtastsystem ist für optische Abtastvorrichtungen geeignet, die von Hand gehalten werden und bei denen ein Abtaster von Hand über das Codesymbol gebracht und über die Codelemente bewegt wird.

Aus der US-Patentschrift 3 818 444 ist ein optischer Codeleser für Balkencodesymbole bekannt. Beim System, das aus dieser Patentschrift bekannt ist, wandert ein Laserstrahl durch einen

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Strahlenteiler, und jeder der entstehenden Strahlen wird zur Ausführung einer geradlinigen Abtastung veranlaßt, wo die Abtastbewegungen alternierend erfolgen und ein X-Abtastmuster entstehen lassen. Jeder der entstehenden Strahlen fällt auf einen getrennten mehrfacettigen Abtaster, und jeder Abtaster hat alternierende helle und dunkle Facetten. Die Abtaster werden synchron gedreht und befinden sich mit den hellen und dunklen Facetten außer Phase, so daß nur ein Strahl zur Zeit reflektiert wird, um eine Ortung im Abtastfeld entstehen zu lassen.

Ein Abtaster, der ein Abtastmuster von im engen Abstand angeordneten, sich schneidenden Kreisortsegmenten erzeugt, ist aus der US-Patentschrift 3 823 326 bekannt. Bei dem System, das aus dieser Patentschrift bekannt ist, wirdinit einem Lichtstrahl gearbeitet, um die Leseebene in einer Kreisbewegung abzutasten·» und nach jedem Kreisabtasten wird der Strahl in einer Richtung verlagert, um ein Schema an sich schneidenden Kreisbögen entstehen zu lassen.

Ein besonderer Nachteil der Verfahren und Vorrichtungen zum Allrichtungslesen von Balkencodesymbolen des Standes der Technik besteht in der Größe und in der Form, die für das Ablesefeld benötigt werden, durch das das Balkencodesymbol wandern muß. Eine solche Vorrichtung erfordert beispielsweise eine Lesefeldtiefe, d.h. die Abmessung in der Richtung des Wanderns des Codesymbols, die ein Mehrfaches der Höhe des Codesymbols be-

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trägt. In der Praxis muß das Ablesefeld 150 mm oder noch mehr in der Tiefe betragen. Der Operator muß ein verschlüsseltes Paket über die volle Tiefe des Ablesefeldes laufen lassen, um sicherzustellen, daß man eine gültige Ablesung des Codesymbols erhält. Ein solcher langer Laufweg ist deshalb unerwünscht, weil der Operator ermüdet und in seiner Leistung nachläßt. Die bekannten Vorrichtungen sind ferner insofern nachteilig, als sie in ihrer Konstruktion aufwendig sind und in vielen Fällen auf unerwünscht geringe Lesegeschwindigkeiten beschränkt sind.

Erfindungsgemäß sind eine optische Abtastvorrichtung und ein optisches Abtastverfahren zum Allrichtungslesen von rechtwinkligen Balkencodesymbolen vorgesehen. Das Lesefeld kann im Yergleich zu dem der bekannten Abtastsysteme klein sein, und die Möglichkeit zum Ablesen eines Codesymbols in jedweder Orientierung wird wesentlich verbessert. Allgemein wird das dadurch erreicht, daß ein Abtastmuster in der Form einer PoIyphasenwellenform geschaffen wird. Die Abtastvorrichtung gemäß der Erfindung ist relativ einfach und kompakt und arbeitet mit hoher Zuverlässigkeit.

Erfindungsgemäß wird ferner ein Abtastmuster erzeugt, das aus einer Folge von phasenversetzten Wellenförmigen Spuren besteht. Die Wellenlänge, die Amplitude und die Phasenverschiebung sind in Beziehung zu den Abmessungen des Codefeldes des Balkencodesymbols gesetzt, so daß eine Ablesung erhalten werden kann, un-

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abhängig von der Orientierung des Symbols. Das wird dadurch erreicht, daß das Ablesefeld wiederholt von einer Seite zur anderen mit einem Lichtpunkt abgetastet wird, der in einer Wellenbahn läuft, vorzugsweise in einer sinusförmigen, um eine Spur entstehen zu lassen, die eine Wellenlänge, Amplitude und Phasenverschiebung hat, welche in Beziehung zu den Abmessungen des Codefelds gesetzt sind.

In einem ersten Ausführungsbeispiel ist die Erfindung zum Allrichtungslesen eines unterquadratischen Codefeldes eingerichtet. Sie besteht in einem Verfahren und in einer Vorrichtung zum Abtasten eines verschlüsselten Datensymbols mit einer Folge optischer Spuren, von denen zwei oder mehr eine Wellenform haben und von denen eine eine Wellenform mit einem relativ kleinen Neigungswinkel hat, und dabei kann es sich um eine gerade Linie handeln. Das Symbol wird in einer bestimmten Richtung durch das Abtastfeld bewegt, das eine beliebige Breite haben kann. Insbesondere besteht die Erfindung in einer Vorrichtung und in einem Verfahren zur Bewegung eines Strahls Strahlungsenergie in einem wiederholenden Muster in Folge-wegen längs der Abtast- oder Zeitachse, die sich in Querrichtung zur Bewegungsrichtung des Codesymbols durch das Abtastfeld erstreckt, wobei zwei oder mehr der Wege Spuren in Wellenform entstehen lassen, welche in einer Polyphasenbeziehung stehen und eine Amplitude von Spitze zu Spitze haben, die größer als die Breite des Codefelds ist und mehr als eine Periode aufweisen, die sich über

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die Breite des Abtastfelds erstreckt. Die willkürliche Orientierung eines rechtwinkligen Balkencodesymbols wird innerhalb des Abtastfelds durch ein Muster aufgenommen, bei dem sukzessive Spuren eine Wellenform haben, die in bezug auf die Zeitachse unter einem Winkel angestellt ist, der etwa gleich dem spitzen Winkel des Schnitts zwischen einer Linie senkrecht zu den Codeelementen oder Balken und der Diagonalen über das rechtwinklige Codefeld ist. Die Einrichtungsabtastbarkeit für unterquadratische Codefelder wird durch eine zusätzliche Auslenkung geschaffen, die eine Spur entstehen läßt, welche einen relativ kleinen Neigungswinkel hat. Das Abtastmuster wird vorzugsweise aus sukzessiven Spuren gebildet, wobei zwei oder mehr Spuren in ihrer Wellenform etwa sinusförmig sind und die Spuren längs der Zeitachse basenverschoben sind und mehr als eine Periode pro Phase haben, ferner eine zusätzliche Spur, die etwa eine gerade Linie längs der Zeitachse ist.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Erfindung zum Lesen eines überquadratischen Codefeldes eingerichtet. Sie besteht in einem Verfahren und in einer Vorrichtung zum Abtasten von verschlüsselten Datensymbolen mit einem Mehrphasenwellenmuster, bei dem alle Phasenwellenspuren die gleiche Wellenlänge, Amplitude und eine gleichförmige Phasenverschiebung haben, die mit den Abmessungen des Codefelds in Beziehung stehen. Das Lesefeld wird wiederholt von einer Seite zur anderen mit einem Lichtpunkt abgetastet, der in einer Wellenbahn wandert, um eine

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Spurenwellenform entstehen zu lassen, wobei jede sukzessive Spurenwellenform dem Ablesefeld gegenüber verschoben wird und das Maß der Verschiebung ein Bruchteil einer Wellenlänge ausmacht, derart, daß die Spur des Lichtpunkts alle Codeelemente des Godefeldes sukzessive schneidet, unabhängig von der Orientierung des Codesymbols dem Lesefeld gegenüber. Der Abtaster besteht aus einer Lichtstrahlablenkeinrichtung zum periodischen Ablenken des Strahls über das Lesefeld und zur gleichzeitigen periodischen Ablenkung des Strahls längs der Tiefe des Lesefeldes, und vorzugsweise entsteht ein Spurensegment mit einer sinusförmigen Wellenform für jede Ablenkung über das Lesefeld. Die Wellenform jeder Spur hat einen maximalen Neigungswinkel von mehr als 45° und eine Amplitude von Spitze zu Spitze von mehr als der Breite des Codefelds. Vorzugsweise ist die Verschiebung zwischen den Phasenspuren geringer als die Höhe des Codefeldes. Die Ablenkeinrichtung besteht in geeigneter Weise aus einer ersten und einer zweiten Spiegelanordnung in dem Weg des Lichtstrahls mit jeweiligen Antriebsmitteln zur Erzeugung einer Ablenkung des Strahls in Richtung der Breite bzw. der Querachse und in Richtung der Tiefe beziehungsweise Längsachse des Lesefelds. Insbesondere wird mindestens eines der Spiegelmittel durch einen Schwingmotor angetrieben. Vorzugsweise wird jedoch mit einem Schwingmotor gearbeitet, um den Spiegel anzutreiben, der den Strahl in Richtung der Tiefenachse verschiebt, und es wird mit einem Drehmotor gearbeitet, um die Spiegelmittel zur Erzeugung der Ablenkung in der Richtung der Breitenachse anzu-

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treiben, wobei diese Spiegelmittel die Form eines mehrfacettigen drehbaren Spiegels haben.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

Fig. 1 eine Ansicht eines Verkaufstresens, der einen Teil eines Kontrollstandes bildet;

Fig. 2 eine Draufsicht aif den Teil des Tresens nach Fig. 1;

Fig. 3 das Format eines rechtwinkligen Balkencodesymbols;

Fig. 4 das Codefeld des Codesymbols;

Fig. 5 die Darstellung eines Abtastmusters gemäß der Erfindung;

Fig. 6 ein Diagramm, das zur Erläuterung des Allrichtungscharakters des Abtastmusters dient;

Fig. 7 die Darstellung eines Dreiphasenabtastmusters mit einer geraden Linie;

Fig. 8 eine Darstellung eines Zweiphasenabtastmusters

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mit einer geraden Linie;

Pig. 9 Darstellung eines Vierphasenabtastmusters mit einer geraden Linie;

i*ig. 10 ein Diagramm einer Form einer Abtastvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 11 eine andere Ansicht der in Fig. 10 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 12 ein Blockschaltbild eines Steuersystems für die in Fig. 10 gezeigte Abtastvorrichtung;

Fig. 13 eine Darstellung der Informationscodefelder eines Balkencodesymbols;

Fig. 14 eine schematische Darstellung des Abtasters nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 15 ein Sechsphasenabtastmuster gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 16 eine schematische Darstellung der Steuerschaltung für den Abtaster nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

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Fig. 17 eine Darstellung eines Teils des Abtastmusters zur Erläuterung;

Fig. 18 die Darstellung eines Fünfphasenabtastmusters und

Fig. 19 die Darstellung eines Siebenphasenabtastmusters.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, und zwar in der Form eines Verfahrens und einer Vorrichtung, das bzw. die besonders zum optischen Abtasten eines BaI-kencodesymbols eingerichtet sind, das eine willkürliche Orientierung innerhalb eines Abtastfelds hat. Das Balkencodesymbol befindet sich auf einem Warenprodukt, das in oder durch das Abtastfeld in der Oberseite eines Tresens an dem Kassenstand eines Einzelhandelsgeschäftes wandert. Das dargestellte Ausführungsbeispiel kann als ein optischer Abtaster für die Datenverarbeitung an einer Verkaufsstelle (POS) unter Verwendung eines rechtwinkligen Balkencodeformats bezeichnet werden, beispielsweise das Universal Product Code-Symbol (UPC). Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung in einer Vielzahl von Anwendungsfällen anwendbar ist, bei denen eine optische Abtastung erfolgt, insbespndere zum Codelesen.

Fig. 1 zeigt einen Kassentresen, wie er in einem Supermarkt verwendet werden kann, und dabei handelt es sich um einen

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typischen Anwendungsfall für die Einbaustelle der Vorrichtung gemäß der Erfindung. Der T_resen umfaßt eine Tresenoberseite 10, die der Kassierer als eine Arbeitsfläche verwendet, um die Waren oder Produkte zu verarbeiten, die verkauft werden. Ein Förderer 12 kann in der Oberseite des Tresens vorgesehen sein, um die Produkte in Richtung des Pfeils 14 voranlaufen zu lassen. Die Oberseite des Tresens ist mit einem transparenten Fenster 16 versehen, das im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Tiefe von etwa 75 mm hat (Richtung des Produktsflusses) und etwa 150 mm breit ist. Ein Abtastkopf 18, der Merkmale gemäß der Erfindung enthält, sitzt unter der Tresenoberseite 10 und hat ein Abtastsichtfeld, das sich durch das Fenster 16 erstreckt. Ein Steuergerät 20 für den Abtastkopf sitzt ebenfalls zweckmäßigerweise unter der Tresenoberseite. Bei der Verarbeitung der Produkte, beispielsweise der Pakete 23, werden sie eines nach dem anderen von einer Bedienungsperson über das Fenster 16 bewegt, wobei das verschlüsselte Etikett darauf im Sichtfeld des Abtastkopfs liegt.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel, das beschrieben wird, besteht der Zweck der optischen Abtastung gemäß der Erfindung darin, verschlüsselte Daten zu lesen, die auf die Artikel oder Packungen aufgedruckt oder einzeln aufgesetzt worden sind, die am Kassenstand verarbeitet werden. Die betreffenden Daten, die von einem Codesymbol auf die Produkte gegeben sind, können Information darstellen, welche verschiedenen Zwecken in Verbindung

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mit dem in Frage stehenden Geschäft dient. Beispielsweise können die verschlüsselten Daten die Identifikationsnummer des Herstellers und die Produktidentifikationsnummer umfassen. Als weiteres Beispiel können im Falle von Fleisch und anderen Produkten die verschlüsselten Daten Preis- und Gewichtsinformationen enthalten.

In Fig. 2, bei der es sich um eine Draufsicht auf die Tresenoberseite 10 handelt, ist die Packung 22 mit einem Etikett an der Unterseite der Packung gezeigt. Das Etikett, das im einzelnen noch zu beschreiben sein wird, trägt verschlüsselte Daten in einem Oodefeld eines bestimmten Formats. Das Etikett und folglich das Codefeld können über das Fenster 16 in irgendeiner Winkelorientierung wandern, vorausgesetzt, daß der Abtaststrahl auf das Codefeld einfallen kann. Das Etikett kann flach gegen das Fenster gelegt sein, oder es kann windschief aus der Ebene des Fensters gekippt sein, sogar bis zu Winkeln von 90°, vorausgesetzt, daß der Abtastkopf einen Abtaststrahl wirft, der dem Fenster gegenüber schräggestellt ist. Ein Abtastmuster 30 wird gemäß der Erfindung so hergestellt, daß die verschlüsselten Daten eines Codesymbols unabhängig von der Orientierung innerhalb des Lesefeldes gelesen werden.

Ehe die Beschreibung des Verfahrens und der Vorrichtung zur Herstellung des Abtastmusters erfolgt, erfolgt eine Beschreibung des Codesymbols, das im dargestellten Ausführungsbeispiel ver-

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wendet wird.

Das in Fig. 3 gezeigte Codesymbol ist typisch für Codesymbole, für die diese Erfindung besonders eingerichtet ist, um in alle Richtungen zu lesen, und es handelt sich dabei um ein rechtwinkliges Balkencodeformat. Diese Godesymbol gibt das_:UPC-Standardsymbol wieder, das von dem Uniform Product Code Council eingeführt worden ist. Das Balkencodesymbol hat die Form einer Reihe von parallelen hellen und dunklen Balken unterschiedlicher Breiten zum Maschinenlesen der verschlüsselten Daten zusammen mit den equivalenten numerischen Ziffern in für den Menschen lesbare Form am Boden der Codebalken. Die Gesamtform des Codefelds des Symbols ist rechtwinklig, und sie besteht aus einer Folge von hellen und dunklen parallelen Codebalken in einer Anordnung im engen Abstand. Der linke Rand enthält ein alphanumerisches Zeichen, das das Zahlsystem des betreffenden Codes bezeichnet. Jedes Zeichen oder jede Ziffer des Codes besteht aus sieben Datenelementen oder Modulen, die hell oder dunkel sein können, und die links und rechts liegenden Rändern sind beide hell und haben eine Breite von mindestens 7 Modulen. Jedes Modul stellt eine binäre Ziffer dar, wobei der dunkle Balken eine binäre 1 ist, während der helle Balken eine binäre Full ist. Ein linksliegendes Schutzbalkenmuster 32 und ein rechtsliegendes Schutzbalkenmuster 34 bilden Seitenbegrenzungen für die anderen Codebalken. Jedes Schutzbalkenmuster hat die Form eines dunklen Moduls, eines hellen Moduls und eines dunklen Moduls, was die Verschlüsselung von 101 ist. Jedes Zeichen des

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Codes besteht aus sieben Modulen, und es wird durch zwei dunkle Balken und zwei helle Zwischenräume wiedergegeben, wobei jeder dunkle Balken aus einem, zwei, drei oder vier dunklen Modulen besteht. Die hohen Balken 36 geben das Nummersystemzeichen wieder, und die hohen Balken 38 geben ein Modulprüfzeichen wieder. Die mittleren hohen Balken 40 trennen fünf Zeichen des Codes 42 an der linken Seite von fünf Zeichen des Codes 44 an der rechten Seite. Das in Pig. 3 gezeigte Symbol ist eine Version des UPC-Standardsymbols, das zwei Informationscodefelder enthält. Ein linksliegendes Informationscodefeld 45 besteht aus Schutzbalken 32, Zahlsystembalken 36, Codebalken 42 und mittleren Balken 40. Ein rechtsliegendes Informationscodefeld 46 besteht aus mittleren Balken 40, Codebalken 44, Modulprüfbalken 38 und Schutzbalken 34. Andere Versionen des UPC-Standardsymbols, die nicht gezeigt sind, enthalten entweder Einzel- oder Doppelcodefelder. Is versteht sich, daß, was ein optisches Abtasten anbelangt, die gleichen Prinzipien für alle Versionen gelten. Bei der Version des Symbols, das nachstehend zu beschreiben sein wird, liegen die beiden Informationscodefelder nebeneinander. Zusammen weisen die beiden Codefelder alle Informationen auf, die von dem Symbol verschlüsselt werden.

Eine Ablesung der Information, die durch das Codesymbol wiedergegeben wird, kann durch eine Einganginterception oder durch eine Doppelganginterception erreicht werden, die nach der Auslegung der Datenverarbeitungsausrüstung, die den Output des

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optischen Abtasters erhält. Bei der Einganginterception werden alle Codebalken "beider Informationscodefelder sukzessive durch die A"btastspur erfaßt, d.h. in einer einzigen Auslenkung oder in einem einzigen Gang über das Codesymbol hinweg. Mit anderen Worten, die Abtastspur muß mit den Schutzbalken entweder an der linksliegenden oder an der rechtsliegenden Seite eines Codefelds beginnen und mit den Schutzbalken an der anderen Seite des anderen Godefelds enden, wobei alle Balken dazwischen erfaßt worden sind. Die Richtung der Spur bei der Vornahme solcher Interceptionen kann geradlinig oder kurvenförmig sein, und eine gültige Ablesung entsteht, so lange alle Codebalken in einem kontinuierlichen Gang oder Abtastvorgang erfaßt werden.

Bei der Doppelganginterception können die beiden Informationscodefelder getrennt gelesen werden, d.h. durch verschiedene Auslenkungen oder Gänge der Abtastspur während eines einzigen Durchgangs des Symbols durch das Xesefeld; wenn die beiden Informationscodefelder durch getrennte Gänge gelesen werden, oder wenn sie von demselben Gang zusammengelesen werden, wird die von einem PeId wiedergegebene Information mit der des anderen durch die Datenverarbeitungseinrichtung kombiniert, die den Output des optischen Abtasters erhält, Ferner kann bei der Doppelgangintereeption die Abtastung eines Codefelds in die eine wie in die andere Richtung über die Codebalken hinweg erfolgen. Das linksliegende und das reehtsliegende Codefeld sind bei der Datenverarbeitung aufgrund der ungleichen Parität für das eine und durch die gleiche Parität für das andere im Gode

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unterscheidbar. Eine Abtastrichtung ist von der anderen aufgrund der Sequenz von Daten unterscheidbar, die durch den Dekoderalgoritmus des Datenverarbeiters erkannt wird.

Was das Allrichtungslesen von Balkencodesymbolen anbelangt, ist eine der signifikantesten Eigenschaften des Symbols die Beziehung zwischen der Höhe und der Breite des Informationscodefeldes. In diesem Zusammenhang wird das Verhältnis der Höhe zu der Breite als das "Aspektverhältnis" bezeichnet. Die Eigenschaft des Codefeldes, d.h. des Verhältnisses von Höhe zu Breite, wird auch mit dem Ausdruck "Quadratigkeit" belegt. In dieser Ausdrucksweise sagt man von einem Codefeld mit einem Aspektverhältnis von mehr als 1, daß es "überquadratisch ist", während es von einem mit einem Aspektverhältnis von weniger als 1 heißt, daß es "unterquadratisch" ist. Allgemein wird ein Allrichtungslesen durch ein höheres Aspektverhältnis erleichtert. In anderen Worten, es besteht eine bessere Möglichkeit für den Abtaster, ein überquadratisches Codefeld zu lesen als ein quadratisches oder unterquadratisches Codefeld.

Das in Fig. 4 gezeigte Codesymbol hat die Gesamtrelativabmessungen des regulären UPC-Symbols (Version A). Bei Datenverarbeitungseinrichtungen, die nur mit einer linganginterception lesen können, wird dieses Codesymbol als ein Einzelcodefeld angesehen, das unterquadratisch ist.

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Das Codefeld erstreckt sich seitlich zwischen den äußeren Grenzen der Schutzbalken und hat eine Abmessung X. Das Codefeld erstreckt sich von oben nach unten zwischen dem oberen und dem unteren Ende der Codebalken und hat eine Abmessung Y. Das Codefeld 48 ist natürlich rechtwinklig und hat eine seitliche Abmessung X bzw. X-Achsenabmessung X, die größer als die Abmessung Y von oben nach unten ist, d.h. die Abmessung in Richtung der Y-Achse. Das Aspektverhältnis des Symbols wird als X:Y ausgedrückt. Bei der nominellen Größe des UPC-Symbols beträgt X 1,3" und Y 0,9", was ein Aspektverhältnis von 0,73 ergibt. Es ist jedoch signifikant, daß die Symbolgröße innerhalb eines Vergrößerungsbereiches von 0,8 bis 2,0 veränderlich ist. Auf Fig. Bezug nehmend ist zu sehen, daß die Diagonalen d1 und d2 des Codefeldes 48 eine Abmessung D haben, und der Schnittwinkel θ mit der X-Achse beträgt etwa 36°. Wie nachstehend noch zu sehen sein wird, ist der Winkel der Diagonalen des Codefeldes von Bedeutung in bezug auf die Form des Abtastmusters.

Das Codesymbol nach Fig. 13 ist ebenfalls ein reguläres UPC-Symbol (Version A), und die Codefelder 45 und 46 sind im Umriß gezeigt. Mit Datenverarbeitungseinrichtungen, die mit einer Doppelganginterception lesen können, wird dieses Codesymbol als ein Doppelcodefeld angesehen, wobei jedes Codefeld überquadratisch ist. Wie im Zusammenhang mit Fig. 13 zu erörtern sein wird, überlappen sich die Codefelder 45 und 46 etwas aufgrund der Tatsache, daß beide Felder die mittleren Balken enthalten.

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Jedes Godefeld 45 und 46 hat eine Höhe H und eine Breite ¥. Ein "quadratisches" Codefeld hätte eine Höhe gleich der Breite ¥, wie das durch die gestrichelte Linie und die in Pig. 13 gezeigten Abmessungen angegeben ist. Das Maß der Überquadratigkeit ist durch die Abmessung H¹ angegeben, und es kann durch eine Prozentzahl der Breite ausgedrückt werden. Die Bedeutung der Überquadratigkeit besteht natürlich darin, daß dadurch die Möglichkeit zum Lesen des Codes für eine bestiaimte Produktlaufrate und eine Punktgeschwindigkeit des Abtasters verbessert wird. Das Standard-UPC-Codesymbol der dargestellten Art (Version A) hat eine nominelle Größe, bei der die Breite 0,65" und die Höhe 0,90" beträgt. Das entspricht einem Aspektverhältnis von 1,4.

Pig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Abtastmusters zur Verwendung mit einem rechtwinkligen Balkencodesymbol mit einem Codefeld, das unterquadratisch ist, beispielsweise in einer Ausführung, wie es im Zusammenhang mit Pig. 3 und 4 beschrieben worden ist. In Pig. 5 ist das Lesefeld mit einem Abtastmuster 50 vernetzt, das aus Gründen, die noch zu erwähnen sein werden, als ein Muster mit "Drei-Phasen und gerader Linie" bezeichnet wird. Dieses Abtastmuster ist durch das Abtastfeld begrenzt, das rechtwinklig ist und eine Zeitachse t und eine Abmessung T und eine Amplitudenachse ρ und eine Abmessung P hax^Sfeies Abtastfeldes werden mehrere Abtaetspuren durch Abtastmittel erzeugt, die nachstehend noch zu beschreiben sein werden. Der

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Pfeil 49 zeigt die Laufrichtung eines Codesymbols durch das Lesefeld an.

Me Abtastspuren sind die Schnittlinien zwischen einem optischen Strahl und einer Ebene oder einer Zielfläche, und sie haben eine Breite, die von dem Querschnitt des Strahls abhängt, wobei der Strahl in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Ebene gerichtet wird. Die Ebene des Abtastfeldes kann als die Oberseite des Fensters 16 oder die Fläche des Codesymbols selbst angenommen werden. Wie in Fig. 5 gezqgt ist, besteht das Abtastmuster aus einer ersten Spur A, die eine ondulierende Wellenform hat, insbesondere eine dreieckige Wellenform, deren Ausgangspunkt an der oberen linken Ecke des Abtastfeldes liegt. Die Spur A hat eine Amplitude von Spitze zu Spitze gleich der Abmessung B des Abtastfeldes, und sie beschreibt zwei vollständige Perioden und einen Bruchteil der Periode, ehe sie am rechten Rand des Abtastfeldes ankommt. Die Spur B hat die gleiche Wellenform und Amplitude wie die Spur A und läuft seitlich hinter der Spur A um einen Phasenwinkel von 120° her. Entsprechend hat die Spur C die gleiche Wellenform und Amplitude wie die Spur A und läuft seitlich hinter der Spur B um einen Phasenwinkel von 120° her. Die Spuren A, B und C sind in Wirklichkeit nicht gleichzeitig existent; vielmehr werden sie in einer Sequenz bzw. sukzessive erzeugt, wobei der volle Lauf der Spur A durch das Abtastfeld abgeschlossen ist, ehe die Spur B durch das Abtastfeld B beginnt, und die Spur B ist beendet, ehe

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die Spur C durch das Abtastfeld zu laufen beginnt. Bei Durchlauf der Spur C entsteht eine vierte Spur C in der Form einer geraden Linie quer über die Spitzen der Wellenformen A, B und C. Die Spur D kann irgendeine Position im Abtastfeld einnehmen, und sie braucht nicht an der oberen Begrenzung derselben liegen, wie das gezeigt ist. Ferner geht aus der nachstehenden Beschreibung hervor, daß die Spuren nicht in der Folge A, B und C entstehen müssen, wie das beschrieben worden ist, sondern in jeder anderen gewünschten Sequenz erzeugt werden können.

In dem*Abtastmuster, das als Ausfühi-ungsbeispiel in Fig. 5 gezeigt ist, ist der Winkel der Wellenformen in bezug auf die Zeitachse t so gewählt, daß er etwa gleich (90°-θ) ist, wobei θ der Schnittwinkel zwischen der Diagonalen und der X-Achse des Godefeldes 48 des Codesymbols ist. Das ist eine erste Voraussetzung für die Beziehung zwischen dem Codefeld und dem Abtastmuster, um ein Allrichtungslesen des Codesymbols sicherzustellen. Aus Erläuterungsgründen wird auf die Darstellung der Codefelder 52, 54, 56 und 58 in Fig. 5 verwiesen, die in verschiedenen Orientierungen gezeigt sind und die dem Abtastmuster überlagert sind. Das Codefeld 52 ist so orientiert, daß die X-Achse parallel zu den ansteigenden Partien der Spuren A, B und C liegt. In dieser Orientierung schneiden die ansteigenden Partien der Spur B alle Codebalken sukzessive im rechten Winkel. Das Codefeld 54 ist mit seiner X-Achse im rechten Winkel zur Zeitachse C orientiert, und entsprechend schneidet der ansteigende Teil der Spur C die Balkenelemente parallel zur Diagonalen

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d1 des Codefelds. In der dargestellten Position werden nicht alle Balkenelemente sukzessive geschnitten, jedoch wird mit einer geringfügigen zusätzlichen Bewegung des Codefeldes durch das Abtastfeld in Richtung des Pfeils 49 die Spur C alle Elemente sukzessive schneiden. Das Codefeld 56, das weiter durch das Abtastfeld gewandert ist, ist in der gleichen Weise wie das Codefeld 54 orientiert, und es ist zuvor durch eine Position gelaufen, in der die Spur A mit ihrer abfallenden Partie alle Codeelemente sukzessive geschnitten hat. Das Codefeld 58 ist mit seiner X-Achse in einem Winkel von 2 θ relativ zur Amplitudenachse des Abtastfeldes orientiert. In dieser Orientierung liegt der ansteigende Teil der Spur A parallel zur Diagonalen d2 des Codefeldes und schneidet folglich alle Codeelemente sukzessive.

Eine ausgeprägtere Darstellung des Allrichtungswesens des Abtastmusters erfolgt im Zusammenhang mit Pig. 6. Fig. 6 zeigt im vergrößerten Maßstab einen Teil der ansteigenden Wellenform der Spur A und einen Teil der geradlinigen Spur B, die sich längs der Zeitachse t erstreckt. Wie im Falle der Darstellung in Fig. 5 schneidet die Spur A die Zeitachse t in einem Winkel von (90°-©), wobei θ gleich dem spitzen Winkel zwischen der X-Achse und den Diagonalen des Codefeldes 48 ist. Wenn das Codefeld 62 mit der X-Achse im rechten Winkel zur Zeitachse t orientiert ist, schneidet die Spur A alle Codeelemente längs der Diagonalen d1. Wenn sie in die Orientierung des Codefeldes 64 gedreht wird, schneidet die Spur A alle Codeelemente im

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rechten Winkel dazu. Wenn das Codefeld weiter in die Orientierung des Codefeldes 66 gedreht wird (das nach links versetzt dargestellt ist), schneidet die Spur A alle Codeelemente sukzessive längs der Diagonalen d2. Zusammenfassend schneidet die Spur A alle Codebalken dann, wenn die X-Achse des Codefeldes unter irgendeinem Winkel relativ zur Zeitachse t steht, und zwar zwischen 90° und dem Winkel (9Ο°-2θ). Wenn die Orientierung des Codefeldes weiter in Richtung nach rechts über diesen Winkel hinaus gedreht wird, wird die Spur außer Wirkung gebracht und schneidet nicht alle Codebalken. Die Spur D ist jedoch in diesem Bereich von Orientierungswinkeln effektiv, wobei die Grenzen die sind, wie sie in Fig. 6 angegeben sind. Bei einem Codeelement 68, das mit seiner X-Achse parallel zur Zeitachse t orientiert ist, schneidet die Spur D alle Codeelemente im rechten Winkel dazu. Es ist zu sehen, daß für jede Orientierung zwischen dem Codefeld 68 und einer Orientierung mit der X-Achse desselben in einem Winkel θ nach rechts die Spur D alle Codebalken des Codefeldes schneidet. Entsprechend schneidet bei irgendeiner Orientierung zwischen der des Codefeldes 68 und einer Drehung des Codefeides nach links um einen Winkel θ die Spur D alle Codeelemente.

Aus Fig. 6 ist also zu sehen, daß mit dem ansteigenden Teil der Spur A unter dem Winkel θ von der Amplitudenachse aus das Codefeld vollständig durch die Spur A für alle Orientierungen der X-Achse des Codefeldes im Bereich von der Amplitudenachse P bis zu einem Winkel von 2 θ nach rechts abgetastet wird.

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Ferner ist zu sehen, daß die Spur D in der Form einer geraden linie längs der Zeitachse t so wirkt, daß alle Codeelemente des Codefeldes in einer Orientierung geschnitten werden, die von einem Winkel θ nach links gegen die Zeitachse t "bis zu einem Winkel θ nach rechts gegen die Zeitachse reicht. Im Zusammenhang mit Fig. 6 ist ferner zu sehen, daß die Spur D nicht eine gerade Linie sein muß, um eine kontinuierliche sukzessive Ab-

sich

tastung aller Codeelemente zu bewirken. Vielmehr kann es dabei um eine ondulierende Wellenform handeln, beispielsweise eine dreieckige Wellenform D', vorausgesetzt, daß die Wellenform einen relativ kleinen Neigungswinkel hat, der gleich oder kleiner als der Winkel Q ist. Wenn die Spur D eine ondulierende Wellenform ist, braucht sie nicht die gleiche Frequenz wie die Spur A zu haben. Die vorstehend beschriebene Relation für das Codefeld und den ansteigenden Teil der Spur A bei Drehung des Codefeldes nach rechts aus der Amplitudenachse heraus gilt auch für den fallenden Teil der Spur A, wenn das Codefeld nach links aus der Amplitudenachse herausgedrehVwird. Ferner liegt auf der Hand, daß das Codefeld für irgendeine Orientierung um 180° gedreht werden kann, d.h. umgekehrt werden kann, und den gleichen Lesewinkel bietet, der bestand, ehe eine Umkehrung erfolgte. Entsprechend erfordert die genannte erste Voraussetzung für eine Ablesbarkeit in alle Richtungen eine bestimmte Winkligkeit der Spuren A oder B oder B¹, wie das vorstehend erörtert worden ist.

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Die Ablesbarkeit in alle Richtungen des Abtastmusters hängt ferner von einer zweiten Voraussetzung ab, die eine bestimmte geringste Amplitude von Spitze zu Spitze der Wellenformen der Spuren A, B und C erfordert. Durch einen Blick auf Pig. 6 in Verbindung mit der Spur A und im Codefeld 62 ist evident, daß die Amplitude der Wellenform der Spur A von Spitze zu Spitze mindestens so groß wie die Abmessung X der X-Achse des Codefeldes sein muß. Wenn die Amplitude einen geringeren Wert hätte, würden weniger als alle Elemente durch die Spur A geschnitten werden, wenn das Codefeld die Orientierung des Codefelds 62 hat. Sie kann größer als die Abmessung des Codefeldes in der X-Achse sein, unter der Bedingung einer dritten Voraussetzung jedoch, die mit dem Abstand der Zeit-Achse zu tun hat, d.h. dem Phasenwinkel der sukzessiven Spuren.

Die Ablesbarkeit des Abtastmusters in alle Richtungen hängt ferner von einer dritten Voraussetzung ab, die eine bestimmte Beziehung zwischen dem Abstand der Zeitachse der sukzessiven Spuren und der Abmessung der Y-Achse des Codefeldes erfordert. Bei einem Blick auf Fig. 5 im Zusammenhang mit dem Codefeld ist zu sehen, daß der steigende Teil der Spur A einige, jedoch nicht alle Codeelemente bei der Bewe^gung des Codeteiles 52 schneidet, die der dargestellten Position im Abtastfeld vorhergeht. Weil die Spur A nicht in der Lage war, einen Schnitt aller Codeelemente zu erreichen, wird das Codefeld 52 nicht in der dargestellten Orientierung gelesen, abgesehen von der Tatsache, daß der steigende Teil der Spur B alle Codeelemente des

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Codefeldes schneidet. Das geschieht, weil die Y-Achsenabmessung Y des Codefeldes größer als der Abstand der Spuren A und B längs der Zeitachse t ist. Der maximale Abstand der sukzessiven Spuren längs der Zeitachse, d.h. die Phasenverschiebung zwischen ihnen, darf also die Y-Achsenabmessung Y des Codefeldes nicht überschreiten. Die Phasenverschiebung der sukzessiven Spuren kann geringer als die Abmessung Y sein, aber natürlich müssen ausreichende Phasen in dem Abtastmuster vorhanden sein, um die erwähnte Vorschrift zu erfüllen.

Bei der praktischen Anwendung der Erfindung sind Spurenwellenformen in dreieckiger Form, wie in Fig. 5 gezeigt ist, bei hohen Abtastraten nicht praktikabel. Statt dessen werden sinusförmige oder etwa sinusförmige Wellenformen in Abtastmustern bevorzugt. Es versteht sich, daß die Winkligkeit der sinusförmigen Wellenformspur in bezug auf die Zeitachse sich über die Periode der Wellenform hinweg ändert. Solche Änderungen können jedoch toleriert werden, und die Ablesbarkeit in alle Richtungen des Abtastmusters kann durch Vornahme geeigneter Einstellungen erreicht werden, um die vorstehend erwähnten Bedingungen zu erfüllen. Mehrere Beispiele für Abtastmuster, die aus Spuren mit sinusförmigen Wellenformen und aus einer geraden Linie bestehen, werden nachstehend beschrieben.

Fig. 7 zeigt ein Abtastmuster mit Spuren A1, B1 und C1, die sinusförmige Wellenform in einer Dreiphasenbeziehung haben. Die-

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ses Abtastmuster umfaßt ferner eine Spur D1 in der Form einer geraden Linie. Zu beachten ist, daß die Spur A1 an der linken Seite des Abtastfeldes am Maximumamplitudenpunkt "beginnt und 31/3 Perioden "beschreibt, um an der rechten Sexte des Abtastfeldes anzukommen. Die Spur B1 beginnt an der linken Seite des Abtastfeldes bei der gleichen Amplitude wie der Endpunkt der Spur A1 und beschreibt 3 1/3 Perioden, ehe der Endpunkt an der rechten Seite des Abtastfeldes erreicht wird. Die Spur G1 beginnt an der linken Seite des Abtastfeldes mit der gleichen Amplitude wie der Endpunkt der Spur B1 an der rechten Seite des Abtastfeldes und beschreibt 3 1/3 Perioden, ehe der Endpunkt an der rechten Seite des Abtastfeldes erreicht wird. Weil jede der Spuren A1, B1 und C1 3 1/3 Perioden beschreibt, wobei jede sukzessive Spur mit einer Amplitude beginnt, die die gleiche wie die des Endpunktes der vorhergehenden Spur ist, beschreiben die drei Spuren in einer Folge insgesamt 10 Perioden. Folglich liegt der Endpunkt der Spur C1 bei der gleichen Amplitude wie der Anfangspunkt der Spur A1. Die Spur D1 ist die gerade linie, die an der linken Seite des Abtastfeldes am Maximumamplitudenpunkt beginnt und zu einem Endpunkt an der rechten Seite des Abtastfeldes bei der Maximumamplitude führt. Das gesamte Abtastmuster wird in der vorstehend beschriebenen Weise wiederholt abgegriffen. Das Abtastmuster wird also durch vier gesonderte Zeitsequenzspuren erzeugt, die im Raum auf dem Abtastfeld überlagert sind. Jede der vier Spuren A1, B1, C1 und D1 entsteht in vier gleichen Zeitfolge-Zeitrahmen, wobei die

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Spur jedes Zeitrahmens den gleichen Bereich einnimmt, d.h. das Abtastfeld, Mit den hohen Abtastraten des zu beschreibenden optischen Systems zur Erzeugung des Abtastmusters erscheinen alle vier Spuren auf einer Zielfläche für das menschliche Auge als gleichzeitig auftretend, und zwar wegen des Beharrungsvermögens der Sicht des Auges. Die vier Spusn bestehen nur in Wirklichkeit, aber nicht gleichzeitig, und tatsächlich bestehen keine zwei Teile der gleichen Spur gleichzeitig, weil die Spur lediglich die Bahn oder das Muster eines Hochgeschwindigkeitslichtpunktes ist, der auf das Ziel auftrifft.

Um die Beziehung zwischen den sukzessiven Spuren zu erhalten, derart, daß eine Spur an der Amplitude beginnt, an der die vorhergehende endet, wird der Bruchteil der Zahl der Perioden pro Zeit oder pro Abtastrahmen entsprechend der Anzahl der Phasen der sinusförmigen Wellenform bestimmt. Für eine Polyphasenabtastung mit 0-Phasen wird allgemein die Zahl der Ablenkungsperioden längs der Amplitudenachse für jede Ablenkung längs der Zeitachse durch den Ausdruck wiedergegeben: K+ n/0, wobei η eine ganze Zahl ist, die kleiner als 0 ist, außer die, die glatt in 0 geteilt werden können, wobei K irgendeine ganze Zahl ist.

Ein weiteres Beispiel für ein Polyphasenabtastmuster unter Verwendung von sukzessiven Spuren in sinusförmiger Wellenform ist

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in Fig. 8 gezeigt. Dieses Abtastmuster besteht aus zwei Spuren A3 und B3 in sinusförmiger Wellenform mit einer Zweiphasenbeziehung und einer Spur 03, bei der es sich um eine gerade Linie handelt. Dieses Musters wird dadurch definiert, daß die ganze Zahl K gleich 4 gesetzt wird und daß die ganze Zahl η gleich gesetzt wird, was in dem Ausdruck K+n/i$ zu 4 1/2 als die Zahl der Ablenkungsperioden an der Amplitudenachse pro Zeitachsenperiode ergibt. Das wird als 9/2-Muster bezeichnet, weil das der Bruchausdruck für das Ablenkungsfrequenzverhältnis ist. Wie ersichtlich, hat die Spur A3 einen Anfangspunkt an einem spitzen Amplitudenpunkt und einen Endpunkt an dem gegenüberliegenden spitzen Amplitudenpunkt. Die Spur B3 hat eine Anfangspunkt amplitude an der Endpunktamplitude der Spur A3 und eine Endpunktamplitude an der Anfangspunktamplitude der Spuren A3 und 03. Die Spur 03, die eine gerade Linie ist, hat eine Endpunktamplitude gleich der Anfangspunktamplitude für die Spur A3, so daß das Abtastmuster in Vorbereitung auf eine Wiederholung des gleichen Musters endet.

!"ig. 9 zeigt ein weiteres Beispiel für ein Polyphasenabtastmuster. Dieses Abtastmuster ist ein Vierphasen- und Geradenmuster, d.h., es besteht aus vier Spuren A4, B4, 04, D4 in sinusförmiger Wellenform und einer geradlinigen Spur E4. Dieses Muster hat ein Ablenkungsfrequenzverhältnis von 17/4. Die Ausgangspunkte und die Endpunkte der Endspuren dieses Abtastmusters haben die gleiche Beziehung, wie das im Zusammenhang

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mit den Abtastmuster nach Fig. 7 und 8 beschrieben worden ist.

In Fig. 10 und 11 ist eine Form einer Vorrichtung gezeigt, um die erfindungsgemäßen Abtastmuster entstehen zu lassen. Die dargestellte Vorrichtung ist in Ansicht in Fig. 10 und in Draufsicht in Fig. 11 gezeigt.

Die in Fig. 10 gezeigte Abtastvorrichtung sitzt in geeigneter Weise unter der Tresenoberseite 10 des Kassenstandes, der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben worden war. Die Abtastvorrichtung besteht aus zwei getrennten, jedoch zusammenwirkenden, die Abtastbewegung erzeugenden Komponenten, nämlich einem drehbaren Multifacettenspiegel 88 und einem optischen Galvanometer 86. Der Multifacettenspiegel 88 wird mit einer konstanten Drehzahl gedreht und bewirkt ein Schwenken des Strahls über das Abtastfeld in einer Richtung parallel zur Zeitachse. Das optische Galvanometer 86 hat zweckmäßigerweise eine herkömmliche Konstruktion und erzeugt eine oszillatorische Abtastbewegung des Strahls in einer Richtung quer zur Zeitachse. Das optische Galvanometer 86 ist in geeigneter Weise entsprechend der Offenbarung der US-Patentschrift 3 624 574 gebaut. Das Galvanometer kann mit einer Signalaufbereitungsschaltung versehen sein, beispielsweise mit jener, die in Electro-optical Systems Design, April 1971, Milton S. Kiver Publications, Inc., auf den Seiten 21 bis 24 beschrieben worden ist.

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Die Abtastvorrichtung weist ferner gemäß den Darstellungen in Fig. 10 und 11 eine Strahlungsenergiequelle in der Form eines Lasers 80 auf, beispielsweise eines Helium-Neon-Lasers, das einen Strahl 82 koherenter Strahlung in sichtbarem Teil des Spektrums aussendet. Der Laserstrahl wird durch ein Linsensystem im Laser so gebündelt, daß der Strahl im Brennpunkt in der Fensterfläche liegt. Der optische Strahl 82 trifft auf den Spiegel 84 des Galvanometers 86 auf, das erregt wird, um eine schwingende Winkelverlagerung des Spiegels 84 entsprechend der gewünschten Wellenform für die Spuren des Abtastmusters entstehen zu lassen. Der optische Strahl wird vom Galvanometerspiegel 84 auf den rotierenden Multifacettenspiegel 88 reflektiert, der mit einer bestimmten Drehzahl von einem Motor 92 angetrieben wird. Die schwingende Winkelverlagerung des Spiegels 84 bewirkt ein Schwenken des optischen Strahls 82 über die betreffende Facette 85 des Spiegels 88, auf die er auftrifft. Der Spiegel 88 hat natürlich eine so ausreichende axiale Abmessung, daß das volle Maß der Winkelverschwenkung des optischen Strahls aufgenommen wird. Wie am besten aus Fig. 10 zu ersehen ist, wird der Strahl 82 durch die dazwischen geschaltete Facette des rotierenden Spiegels 88 auf das Fenster 12 an der Tresenoberseite 10 reflektiert. Die Facetten 95 des drehenden Spiegels 88 fangen den Strahl 82 sukzessive auf, während sich der Spiegel dreht, und jede Facette bewirkt ein Schwenken des Strahls über das Abtastfeld am Fenster 12. Die Strahlabtastbewegung wird natürlich durch das erste Auffangen von einer bestimmten Facette eingeleitet, und die Verschwenkung endet, wenn die bestimmte

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Facette den Strahl nicht mehr auffängt. Die Facetten sind jedoch an einander angrenzenden, und der Strahlübergang wird durch die folgende Facette wiederholt. Die Abtastbewegung des Strahls, wie sie durch den rotierenden Spiegel 88 erzeugt werden, ist also in einer Richtung gerichtet. Sie hat eine sehr schnelle Rückstellung ohne sichfbare Rückspur, und sie "bestimmt die Zeitachse des Abtastmusters.

Um die Interception des Abtaststrahls mit den Oodeelementen des verschlüsselten Etiketts zu erfassen, das abgetastet wird, ist ein optisches System und eine Fotodetektoreinrichtung gemäß der Darstellung in Fig. 10 und 11 vorgesehen. Das optische System zum Erfassen des zurückkehrenden Lichtes, das durch das Zusammenwirken des Abtaststrahls und des verschlüsselten Etiketts entsteht, ist besonders zum Maximalisieren der SignalSammlung und zum Abweisen von Umgebungslicht eingerichtet. Das optische System mit dem Fotodetektor sorgt für eine "Entdrehung" des zurückkehrenden Lichtes, d.h. des zurückkehrenden Lichtes, das von dem mit dem verschlüsselten Etikett zusammenwirkenden Strahl herrührt und das mit hoher Geschwindigkeit über das Abtastfeld wandert, wird in seinem Auffallen auf den Fotodetektor stationär gemacht. Zu diesem Zweck wird ein Teil des zurückkehrenden Lichtes, das von dem Codefeld gestreut wird, auch von einer Facette des rotierenden Mehrfacettenspiegels reflektiert, ehe es die Möglichkeit erhält, auf den Fotodetektor einzufallen. Diese Anordnung wird nachstehend im einzelnen beschrieben.

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Der Fotodetektor 94, zweckmäßigerweise eine Fotomultiplizierröhre, sitzt in einer Wirkverbindung mit der Reflektion des Strahls 82 vom Abtastfeld. Der Fotodetektor 94 sitzt hinter einer Sammellinse 96, einem Spektralfilter 97 und einer Blendenplatte bzw. einem Feldanschlag 98, die sich in einer Flucht mit der Basis optischen Strahls 82 befinden, während dieser vom Gralvanomet er spi egel 84 reflektiert wird. Der Feldanschlag 98 hat einen Schlitz 99, der sich parallel zur Drehachse des Spiegels 98 erstreckt. Der Teil des Strahls, der vom Codefeld des Etiketts 24 während des Strahlabgriffs über dieses reflektiert wird, wird also zurück auf die Facette 94 des rotierenden Spiegels 88 in divergierender bzw. difuser Weise reflektiert, wie das durch die Pfeile 102 und 104 angedeutet ist. Von der Facette 94 wird die reflektierte Strahlungsenergie durch die Linse 96 gesammelt und durch den Feldanschlag 98 auf den Fotodetektor 94 gebündelt.

Der Feldanschlag 98 bewirkt eine Begrenzung der Lichtsignalsammlung auf den kleinen Bereich des Laserstrahlpunktes und minimalisiert damit das Umgebungslicht, das auf den Fotodetektor einfällt. Die Sammellinse 96 bewirkt ein Bündeln des Bildes des Laserstrahlpunktes am Fotodetektor. Der Spiegel 84 sitzt in der optischen Bahn zwischen der Facette des Spiegels 88 und der Sammellinse 96. Die Fläche des Spiegels 84 ist klein in bezug auf die Querschnittsfläche des reflektierten Lichtstrahls, und damit wird sehr wenig Signalenergie durch diese Verdunklung im

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Strahlweg verloren. Die Abweisung von TJmgebungslicht wird ferner durch die Verwendung des Spektralfilters "begünstigt. Ein solches Filter bewirkt eine Überleitung nur des Laserlichtes und eine Zurückweisung von Umgebungslicht.

Der Fotodetektor erzeugt eine Kette elektrischer Impulse, die dem Wechsel zwischen hellen Balken und dunklen Balken im Codefeld des Etiketts entsprechen, während der Abtaststrahl darüber läuft. Die elektrischen Impulse vom Fotodetektor, die die in dem Etikett verschlüsselten Daten wiedergeben, werden durch geeignete Entschlüsselungsschaltungen verarbeitet, die nicht gezeigt sind.

Um die Abtastbewegung des Galvanometerspiegels 84 mit der Abtastbewegung des rotierenden Mehrfacettenspiegels 88 zu synchronisieren, ist eine Steuerschaltung gemäß der Darstellung in Fig. 12 vorgesehen. Der Eingang zur Steuerschaltung wird an einen Leiter 112 angelegt und besteht aus einer Reihe von Impulsen, von denen jeder den Beginn der Abtastung durch eine Facette des rotierenden Spiegels 88 bezeichnet. Der Beginn der Abtastimpulse entsteht durch ein optisches Abgriffsystem mit einem Infrarottransmitter 114 und einem Detektor 116 gemäß der Darstellung in Fig. 10. Diese Anordnung ist zur Erzeugung eines Impulses eingerichtet, der mit dem Übergang des Laserstrahls von einer Facette zur nächsten zusammenfällt. Die Eingangsimpulse, d.h. der Beginn der Abtastimpulse, haben eine Impuls-

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wiederholungsrate, die durch die Drehzahl des Spiegels 88 und die Zahl der Facetten daran bestimmt wird. Die Impulskette wird an einem Frequenzmultiplizierer 118 angelegt, und dessen Ausgang wird an einem Frequenzteiler 120 angelegt. Aufgabe des Multiplizierers und des Teilers ist es, eine Ausgangsimpulsfrequenz zu erhalten, die gleich derjenigen ist, die für die Erregung des Galvanometers 86 für das gewünschte Abtastfrequenzverhältnis erforderlich ist. Wenn beispielsweise das Abtastmuster nach Fig. 7 genommen wird, bei dem es sich um ein Dreiphasenmuster mit gerader Linie handelt, sind drei/ein Drittel Perioden der sinusförmigen Wellenformspuren pro Zeitrahmen für jede Phase vorhanden. Wie vorstehend erwähnt, entsteht die Zeitachsenabtastung des optischen Strahls durch die sukzessiven Facetten des rotierenden Spiegels 88. Die Amplitudenachsenabtastung der Spuren wird durch den Galvanometerspiegel 84 erzeugt. Für das Abtastmuster nach Fig. 7 sind entsprechend 3 1/3 Perioden des Galvanometerspiegels 84 für jede Facette des rotierenden Spiegels 88 vorhanden, d.h., das Verhältnis der Galvanometerperioden zu den Perioden der rotierenden Spiegelfacetten ist gleich 3 1/3. In diesem Beispiel multipliziert der Multiplizierer 118 mit 20 und der Teiler 120 teilt durch 6, um eine Ausgangsimpulskette entstehen zu lassen, die eine Frequenz hat, welche das 3 1/3fache der Frequenz des Beginns der Abtastimpulse beträgt. Die Impulskette von der Teilerschaltung 120 wird durch eine Torschaltung 122 und ein Filter 124 durch eine Signalaufbereitungsschaltung 123 an den

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Treiber 125 angelegt, der mit dein Galvanometer 86 verbunden ist, und jeder Impuls bewirkt, daß der Galvanometerspiegel eine Periode einer sinusförmigen Schwingung ausführt. In dem Abtastmuster in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 sollen die sinusförmigen Spuren A1, B1 und C1 in einer Zeitfolge entstehen, und dann soll die gerade Spur 1)1 entstehen. Zu diesem Zweck muß jeder vierte Impuls, der vom Teiler 120 erzeugt wird, eine Ablenkung des Galvanometers bewirken, um die geradlinige Spur B1 entstehen zu lassen. TJm ein Triggersignal für die Signalaufbereitungsschaltung 123 zu entwickeln, werden der Anfang der Abtastimpulse vom Leiter 112 durch ein Netzwerk 126 an eine Teilerschaltung 128 angelegt, die für die Wellenform als Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 so wirkt, daß eine Teilung durch vier erfolgt. Der Ausgang der Teilerschaltung 128 am Leiter 130 liefert einen Impuls bei dem Auftreten jedes vierten Impulses des Beginns der Abtastimpulskette. Dieser Ausgang wird an einen Inhibiteingang der Torschaltung 122 angelegt, was ein Schließen der Torschaltung bewirkt und jeden vierten Impuls von der Treiberstufe des Galvanometers ausblendet. Gleichzeitig wird der Impuls vom Teiler 128 an die Triggerschaltung 132 angelegt, und deren Ausgang wird an die Signalaufbereitungsschaltung 125 angelegt, die den erforderlichen Energiewechsel bewirkt, um zu bewirken, daß der Galvanometerspiegel seine Position der maximalen Auslenkung (Ruheposition) hält und damit eine gerade Linie erzeugt. Darüber hinaus wird der Ausgang des Teilers 128 an einer Rückstellschaltung 134- angelegt, die auch einen Eingang vom Ausgang der Teilerschaltung 120 erhält und eine Rückstel-

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lung des Teilers 120 für eine Zählung von vier Facettenperioden bewirkt, was ein Beginnen und Enden der geradlinigen Abtastung ermöglicht, während das Galvanometer in seiner Position bleibt. Es ist also zu sehen, daß diese Abtastvorrichtung bewirkt, daß eine in irgendeinem Zeitrahmen erzeugte Phasenspur, d.h. durch eine Facette, mit der gleichen Amplitude beginnt, mit der die vorhergehende Phasenspur geendet hat. Das Galvanometer 84 wird entsprechend in einer kontinuierlichen schwingenden Weise mit gleicher Amplitude für jede der Phasenspuren A1, B1 und G1 betrieben, und dann erfolgt ein Übergang auf die geradlinige Spur D1, in dem lediglich das Galvanometer in seiner voll ausgelenkten Position gehalten wird, wobei es sich um eine Ruhe-Position handelt, und zwar während der geradlinigen Spur D1. Das Galvanometer befindet sich damit in einer Position zur Wiederaufnahme des Schwingungsbetriebs mit dem Ende der geradlinigen Spur. Es ist ersichtlich, daß die Spur D1 keine gerade Linie sein muß, wie vorstehend erwähnt, sondern eine sinusförmige Wellenform geringer Amplitude sein kann, und die gleiche Art Antrieb kann für das Galvanometer mit einer Modifikation der Signalaufbereitungsschaltung verwendet werden.

Erfindungsgemäß ist ein vereinfachtes Polyphasenabtastmuster
vorgesehen, um ein Allrichtungslesen zu erreichen. Dieses Abtastmuster ist in bezug auf die Abtasterkonstruktion und in bezug auf die Datenverarbeitungsvorrichtungen vorteilhaft.

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Wie vorstehend im Zusammenhang mit Fig. 13 erörtert worden ist, besteht das reguläre UPC-Codesymbol aus zwei Informationscodefeldern, jeweils eine Höhe H und eine Breite W aufweisend. Jedes Codefeld ist überquadratisch und muß, getrennt betrachtet, durch mindestens eine Einganginterception gelesen werden. Die Seitencodefelder können durch eine Doppelganginterception gelesen werden, wobei natürlich vorausgesetzt wird, daß die Datenverarbeitungseinrichtungen entsprechend ausgelegt sind. Das Abtastmuster kann entsprechend eine solche Form haben, daß alle Balkencodes in einem Codefeld sukzessive durch die Abtastspur erfaßt werden, wobei sich das Codefeld in irgendeiner Orientierung befindet, während es durch das Lesefeld wandert.

Ein Polyphasenabtastmuster als Ausführungsbeispiel für ein Allrichtungslesen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 15 gezeigt. Das Lesefeld 26 ist mit einem Abtastmuster 200 vernetzt, bei dem es sich um eine sinusförmige Sechsphasenwellenform handelt. Das Abtastmuster 200 besteht aus sechs sukzessiven Spuren A5, B5, C5, D5, E5 und F5 in einer Sechsphasenbeziehung. Ein "vollständiger Zeitrahmen des Abtastmusters ist in Fig. 15 gezeigt, und jeder sukzessive Zeitrahmen des Musters ist eine Wiederholung des dargestellten Rahmens. Alle Spuren haben sinusförmige Wellenform mit der gleichen Wellenlänge und der gleichen Amplitude und sind gleichförmig phasenverschoben.

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Erfindungsgemäß wird ein Allrichtungslesen durch Herstellung einer Beziehung zwischen "bestimmten Größen eines Polyphasenabtastmusters mit Eigenschaften des Godefeldes und mit bestimmten Beschränkungen erreicht, die von der gewünschten Systemleistung herrühren. Das wird nachstehend erörtert.

Eine Größe ist der Neigungswinkel V^der Wellenformspur in bezug auf die Zeitachse. Für ein Codefeld, das quadratisch oder leicht überquadratisch ist, liegt der maximale Winkel V^o der Spur vorzugsweise im Bereich von etwa 45° bis etwa 60°. Diese Grenzwerte werden aus den Betrachtungen verständlich, die folgen. Es ist bekannt, daß für den Spezialfall einer dreieckigen Wellenspur ein quadratisches Codefeld beim Stillstand in alle Richtungen mit einer Spur mit einer Neigung von 45° lesen kann; bei einem überquadratischen Codefeld kann ferner ein Allrichtungslesen mit einer Spurneigung erreicht werden, die entsprechend größer als 45° ist, d.h. eine Neigung parallel zur Diagonalen durch das Codefeld. Entsprechend wird der untere Grenzwert des Neigungswertes der Wellenform durch das Aspektverhältnis oder die Quadratigkeit des Codefeldes bestimmt und darf nicht weniger als 45° betragen. Der obere Grenzwert wird durch andere Betrachtungen bestimmt, die nachstehend erörtert werden.

Eine weitere Erörterung der Neigung der sinusförmigen Spurenwellenform wird unter Bezugnahme auf 3?ig. 17 erleichtert. Diese Figur zeigt einen Teil von Spurenwellenformen D5 und E5 des Ab-

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_₄₄_ 2519Λ81

tastmusters nach Fig. 15. Die sinusförmigen Wellenformen haben eine Neigung, die sich als eine Punktion der Belagerung längs der Zeitachse ändert, und die Änderung liegt im Bereich von einem Maximalwert der Neigung Y^o, wenn die Sinuswelle eine Nullamplitude hat, bis zu einem Wert von Null, wenn die Sinuswelle ihren Spitzen- bzw. Maximumwert hat. Bei der Erzeugung der sinusförmigen Wellenform ist die Geschwindigkeit des Lichtpunktes längs der Zeitachse v. konstant, und die Geschwindigkeit längs der Amplitudenachse ν ändert sich sinusförmig als eine Funktion der Zeit. Entsprechend befindet sich die resultierende Geschwindigkeit des Lichtpunktes auf dem Maximalwert beim Schneiden der Zeitachse, und dabei handelt es sich um die Yectorsumme der Zeitachsengeschwindigkeit und der Amplitudenachsengeschwindigkeit. Die resultierende Geschwindigkeit des Lichtpunktes befindet sich auf dem Minimalwert bei der Spitzenamplitude der Wellenform, weil die Amplitudenachsengeschwindigkeit Null ist und folglich die Resultierende gleich der Zeitachsengeschwindigkeit ist. Die Änderung in der resultierenden Geschwindigkeit des Lichtpunktes ist von Bedeutung für die Verarbeitung von Datenbits, die vom Abtaster erzeugt werden. Insbesondere ändert sich die Bitbreite, die vom Abtaster erzeugt wird, umgekehrt zur Punktgeschwindigkeit, und folglich ist die Zeit pro Bit bei hoher Geschwindigkeit kleiner als wie bei geringer Geschwindigkeit. Bei den Datenverarbeitungsanlagen muß die Bandbreite groß genug sein, um die Änderung der Zeit pro Bit aufzunehmen; eine große Änderung in der Punktgeschwin-

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digkeit erfordert exzessive Bandbreitenkapazitäten in den Datenverarbeitungsanlagen. Entsprechend ist es wünschenswert, den Bereich der Geschwindigkeitsänderung so zu beschränken, daß die Zeit pro Datenbit sich nicht um ein Verhältnis ändert, das mehr als ein bestimmter Wert beträgt. Zu diesem Zweck befindet sich die Zeit pro Datenbit auf ihrem Maximum, wenn das Codefeld auf die Wellenform in den Bereichen der niedrigen Lichtpunktgeschwindigkeit überlagert ist und so orientiert ist, daß die Spur die Codebalken schräg kreuzt; die Minimumzeit pro Bit tritt dann auf, wenn das Codefeld auf den Teil der Wellenform überlagert wird, in dem die Geschwindigkeit ein Maximum erreicht, wobei die Codebalken so orientiert sind, daß der Lichtpunkt die Codebalken im rechten Winkel kreuzt.

TJm den Inderungsbereich der Zeit pro Datenbit so zu begrenzen, daß das Verhältnis des Maximums zum Minimum einen Sollwert nicht überschreitet, muß die Neigung der Spurenwellenformen auf einen bestimmten Maximalwert begrenzt werden. Bei einem bestimmten Verhältnis R darf die resultierende Geschwindigkeit v_ R mal der Zeitachsengeschwindigkeit V₊ nicht überschreiten. Diese Beziehung ergibt eine maximale Amplitudenachsengeschwindigkeit von v. y R -1. Der entsprechende Neigungswinkel der Spur ist die Bogentangente von ν /v₊, die gleich \ R -1 ist. Wenn

P ^x

der Änderungsbereich der Lichtpunktgeschwindigkeit beispielsweise so beschränkt werden soll, daß das Verhältnis vom Maximum zum Minimum zwei nicht überschreitet, ist der maximale Neigungswinkel Yb gleich der Bogentangente aus ψ~5. Das entspricht

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einem maximalen Neigungswinkel von 60°. Die vorstehende Erörterung beruht auf den Spurenwellenformen, wie sie in Fenstern erscheinen; die Wellenformen werden vorzugsweise dadurch erzeugt, daß die Ebene des Abtaststrahls aus der Senkrechten zum Fenster um einen Winkel von etwa 35° weggekippt wird, um ein Ablesen der Etiketten an der Seite einer Packung sowie am Boden zu ermöglichen. Es versteht sich, daß ein Schrägstellen eines Etiketts dem Fenster gegenüber den Winkel V-^o vergrößert, außer wenn das Kippen in der Richtung erfolgt, die das Etikett mehr an die Senkrechte zum Strahl heranführt.

Eine andere Größe der Polyphasenwellenform ist die Amplitude P von Spitze zu Spitze, die mindestens gleich der Breite des größten Codefelds sein muß, das abzulesen ist. Wenn die Amplitude kleiner als dieser "Wert ist, läßt sich keine Ablesung erhalten, wenn das Codefeld so orientiert ist, daß die Codebalken parallel zur Zeitachse liegen. Ein großes Codefeld 208 ist in dieser Orientierung in Fig. 17 dargestellt. Wenn die Tatsache berücksichtigt wird, daß das Codesymbol durch das Ablesefeld hindurchwandert, muß die Amplitude von Spitze zu Spitze etwas größer als die Breite des Codefelds sein. Zu beachten ist jedoch, daß andere Phasenspuren ebenfalls eine Möglichkeit bieten, eine Ablesung des großen Codefelds zu erlangen. Allgemein soll die Amplitude von Spitze zu Spitze der Wellenform mindestens gleich der Breite W des Codefelds plus einem Rand m sein, gleich der Produktlaufrate multipliziert mit der Zeit zwischen

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irgendeinem Paar Spuren, die beide das Codefeld ablesen. Die Amplitude von Spitze zu Spitze kann größer als dieser Wert sein. Vorzugsweise wird Jedoch mit einer Amplitude von Spitze zu Spitze gearbeitet, die eine genügende Möglichkeit zur Ablösung bietet und dennoch eine Ablesefeidtiefe darstellt, die für die Bedienung eine gewünschte Tiefe hat.

Eine weitere Größe der Wellenform, die richtig festgelegt werden muß, um ein Ablesen in alle Richtungen zu erhalten, ist die Wellenlänge Λ.. Um eine Ablesung zu erhalten, wenn das Codefeld so orientiert ist, daß die Codebalken im rechten Winkel zur Zeitachse liegen, wie das durch das Codefeld 209 in Fig. 17 dargestellt ist, muß eine Halbwellenlänge gleich oder größer als die Breite wie des Codefelds sein. Diese Vorschrift muß im Einklang mit der Tatsache stehen, daß, nachdem der Neigungswinkel V⁶O und die Amplitude von Spitze zu Spitze der Wellenspur festgelegt sind, die Wellenlänge dadurch bestimmt wird; die Wellenlänge ist gleich 7T"inal P geteilt durch die Tangente von V-O. Entsprechend müssen die Wellenlänge, die Amplitude und der Neigungswinkel in Beziehung gesetzt werden, um die vorstehenden Bedingungen zu erfüllen. Das System kann so ausgelegt werden, daß ein bestimmtes Maß an Überabtastung längs der Zeitachse ermöglicht wird, wie das durch die gestrichelten Linien in I¹Ig. 15 angegeben ist, so daß das Abtastfeld tatsächlich breiter als das Fenster ist, wobei die Enden der Spuren vom Lesefeld abgeschirmt sind.

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Die Anzahl der Phasen φ in dem Abtastmuster "bestimmen den Abstand zwischen den Spuren längs der Zeitachse und werden entsprechend den Abmessungen des Godefelds festgelegt. Unter Bezugnahme auf Pig. 17 ist zu sehen, daß der Raum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spuren, beispielsweise den Spuren D5 und E5, ein sich diagonal erstreckender "Korridor" ist, der unter bestimmten Voraussetzungen einen Durchgang eines kleinen Codefelds ohne Ablesung ermöglicht. Wie in Fig. 18 dargestellt ist, wird ein kleines Godefeld 210, das durch das Lesefeld in einer Richtung im rechten Winkel zu dessen Codebalken und parallel zu den Weilenformspuren läuft, nicht gelesen, außer wenn der Zeitachsenabstand der Phasenwellenformen kleiner als die Höhe des Codefelds ist. Der Abstand zwischen den Spuren eines Polyphasenmusters ist die Wellenlänge "X geteilt durch die Zahl der Phasen φ, und deshalb muß dieser Wert gleich oder kleiner als die Höhe des Codefelds sein.

Das Polyphasenabteetmuster dieser Erfindung entsteht vorzugsweise derart, daß eine Phasenspur mit der gleichen Amplitude endet, wie die folgende Phasenspur beginnt. Das Abtastmuster unterscheidet sich in der Art eines Lissajous-Musters, wie es von einem Kathodenstrahloszilloskop erzeugt wird, durch die Tatsache, daß keine sichtbare Rückspur im Abtastmuster vorhanden ist und es sich folglich um eine unterbrochene Spur handelt. Das Abtastmuster wird jedoch vorzugsweise durch Auslenkung bei einer Frequenz längs der Amplitudenachse und durch Auslenkung mit einer anderen Frequenz längs der Zeitachse erzeugt, wobei

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die Auslenkungsfrequenzen in einem genauen Verhältnis in Beziehung gesetzt sind, das durch den Quotienten von zwei ganzen Zahlen ausgedrückt wird, "beispielsweise 11/6, 9/5 usw. Allgemein wird für ein Polyphasenabtastmuster mit ^-Phasen die Zahl der Auslenkungsperioden längs der Amplitudenachse für jede Auslenkungsperiode längs der Zeitachse durch den folgenden Ausdruck wiedergegeben: Κ+μ/φ, wobei η irgendeine ganze Zahl ist, die kleiner als φ ist, außer jenen,die glatt in φ geteilt werden können, und wobei K irgendeine ganze Zahl ist. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig. 15 beträgt die Zahl der Phasen 6, und der Abtastrahmen, der alle sechs Phasenspuren enthält, hat eine Breite, die gleich 11/6 Wellenlänge ist, d.h. 11 Perioden Auslenkung längs der Amplitudenachse pro sechs Perioden Auslenkung längs der Zeitachse. Das ist ein bevorzugtes Abtastmuster für die UPC Codesymbole, da damit alle vorstehend beschriebenen Kriterien für ein Ablesen in alle Richtungen erfüllt werden. Andere Abtastmuster mit einem anderen Auslenkungsfrequenzverhältnis können eingesetzt werden, je nach den Codefeldabmessungen, um die vorstehend beschriebenen Kriterien für eine Ablesung in alle Richtungen zu erfüllen. ANDERE Abtastmuster mit einem anderen Auslenkungsfrequenzverhältnis, das besonders für die UPC-Codesymbole geeignet ist, werden nachstehend zu beschreiben sein.

In Fig. 14 und 16 ist die Vorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Fig. 14 zeigt die

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allgemeine Anordnung der Abtastvorrichtung, die zweckmäßiger weise unter der Tresenoberseite 10 des Kassenstandes sitzt, der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben worden ist. Die Abtastvorrichtung entspricht allgemein der, die im Zusammenhang mit Fig. 10 und 11 beschrieben worden ist, außer daß die optischen Bahnen etwas anders verlaufen und ein elektromechanischer Resonator anstelle eines Galvanometers verwendet wird, um den schwingenden Spiegel anzutreiben, um die Abtastbewegung in Richtung quer zur Zeitachse entstehen zu lassen.

In diesem Ausführungsbeispiel besteht die Abtastvorrichtung aus zusammenwirkenden, die Abtastbewegung erzeugenden Komponenten, nämlich einem rotierbaren Mehrfacettenspiegel 288, der mit einer konstanten Drehzahl von einem Rotationsmotor 292 angetrieben wird, um eine Zeitachsenabtastung zu erzeugen, und einem elektromechanischen Resonator 286, an dem ein Spiegel 284 sitzt, um eine schwingende Abtastbewegung des Strahls in einer Richtung quer zur Zeitachse entstehen zu lassen. Ein Laser 280 erzeugt einen Lichtstrahl 282, der auf einen Winkelspiegel 281 fällt und durch diesen in einer Richtung umgekehrt wird. Der Lichtstrahl wird durch den Reflektor 281 auf den schwingenden Spiegel 284 reflektiert und durch diesen auf einen ortsfesten Spiegel 283 gerichtet. Der Lichtstrahl wird vom Spiegel 283 auf eine der Facetten 295 des drehbaren Mehrfacettenspiegels 288 reflektiert und dann weiter zu einem ortsfesten Spiegel 289, dem den Strahl zum Fenster 212 hin reflektiert.

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Der elektromechanische Resonator 286 ist in einer Ausführung vorgesehen,die eine im Winkel schwingbare Welle umfaßt, welche zur harmonischen Bewegung in der Art eines Torsionspendels eingerichtet ist. Der Resonator wird durch eine Wechselstromspannung angetrieben, die die gleiche Frequenz wie die natürliche Resonanzfrequenz der Vorrichtung hat. Der Spiegel 284 wird entsprechend in einer schwingenden Winkerbewegung als eine Sinusfunktion der Zeit mit^onstanter Frequenz angetrieben. Der Lichtstrah-1 wird vom Spiegel 284 in einer linearen Abtastbewegung auf den Standspiegel 283 reflektiert und von da aus weiter auf den Mehrfacettenspiegel 288, wobei die lineare Abtastbewegung des Strahls mit dessen Ankommen am Spiegel 288 parallel zur Drehachse des Spiegels 288 liegt. Als eine Folge der linearen Abtastbewegung,die vom schwingenden Spiegel 284 erzeugt wird, wandert der Lichtstrahl über die betreffende Facette 295, auf die er auftrifft. Der Spiegel 288 hat eine so ausreichende axiale Abmessung, daß das volle Ausmaß des Winkeldurchlaufs des Lichtstrahls aufgenommen wird. Die Facetten des rotierenden Spiegels fangen den Strahl sukzessive auf, während sich der Spiegel dreht, und jede Facette bewirkt einen Durchlauf des Strahls über das Abtastfeld hinweg längs der Zeitachse. Die Abtastbewegung längs der Zeitachse beginnt bei dem ersten Auffangen des Strahls durch eine bestimmte Facette, und der Durchlauf des Lichtpunkts längs der Zeitachse erfolgt mit einer fast konstanten Geschwindigkeit, weil der Auslenkungswinkel klein ist. Während des Durchlass des Lichtpunkts längs

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der Zeitachse bewirkt der schwingende Spiegel 284 eine Verlagerung des Lichtpunkts von der Zeitachse weg, die sich als eine Sinusfunktion der Zeit ändert. Entsprechend beschreibt der Lichtpunkt eine sinusförmige Spur über das Abtastfeld hinweg, wobei jede Spur mit dem ersten Auffangen des Strahls durch eine bestimmte Facette des Spiegels 288 beginnt und endet, wenn die bestimmte Facette den Strahl nicht mehr auffängt. Weil die Facetten aufeinanderfolgen, wird der Durchlauf durch die nachfolgende Facette wiederholt. Die Abtastbewegung ist längs der Zeitachse in eine Richtung gerichtet, und die schnelle Rückspur ist am Fenster nicht sichtbar.

Die Detektoranordnung für das optische Signal nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 14 ist allgemein ähnlich der, die im Zusammenhang mit Fig. 10 und 11 beschrieben worden ist. Dieses Detektorsystem umfaßt einen Fotodetektor 294, der einen Teil des gestreuten Lichts aufnimmt, das vom Abtasten des Codefeids durch den Laserpunkt entsteht. Der Teil des Lichts, das von dem Codefeld gestreut wird, fällt auf den ortsfesten Reflektor 289 ein und wird von diesem auf den rotierenden Spiegel 288 reflektiert, von da aus weiter durch geeignete optische Elemente (nicht dargestellt) zum Fotodetektor 294. Der Fotodetektor erzeugt eine Kette elektrischer Impulse, die der Alternierung zwischen hellen Balken und dunklen Balken im Codefeld entsprechen, das abgetastet wird. Die Impulse vom Fotodetektor, die die auf dem Codesymbol verschlüsselten Daten darstellen, werden durch geeignete Entschlüsselungschaltungen verarbeitet, die

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nicht dargestellt sind.

Wie vorstehend erwähnt, wird das Sechsphasenmuster nach Fig. 15 am Abtastfeld dadurch erzeugt, daß 11 Schwingungsperioden längs der Amplitudenachse pro 6 Perioden längs der Zeitachse vorgesehen werden. Das wird durch eine Steuerung erreicht, die nachstehend im Zusammenhang mit Fig. 16 beschrieben wird.

Die Steuerschaltung zum Synchronisieren des Mehrfacettenspiegels 288 mit der Schwingbewegung des Resonatorspiegels 284 wird nun im Zusammenhang mit Fig. 16 beschrieben. Der Resonator 286 ist, wie vorstehend beschrieben, ein elektromechanisch erregtes Torsionspendel mit einer bestimmten Resonanzfrequenz, mit der der davon getragene Spiegel 284 schwingen soll. Der Resonator umfaßt einen torsionsmäßig resonanten Stab 300, der den Spiegel 284 trägt und der bei seiner Resonanzfrequenz durch eine Spule 302 erregt wird. Die Spule 302 wird durch einen Verstärker 304 elektrisch erregt, der eine Abgriff- oder Rückkopplungsspule 306 hat, die zum Verstärkereingang durch einen Differenzierungskondensator 308 parallelgeschaltet ist. Die Bewegung des Stabs 300 läßt eine Spannung in der Rückkopplungsspule 306 entstehen, die zusammen mit dem Kondensator 308 ein Rückkopplungssignal in einer richtigen Phasenbeziehung zum Ausgang des Verstärkers 304 entwickelt, um die Schwingungen des Resonators auf der Resonanzfrequenz zu halten.

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Der Ausgang des Verstärkers 304 wird an einem Eingang eines Verstärkers 310y&ngelegt. Der andere Eingang des Verstärkers 310 ist über einen Widerstand 314 an Erde angelegt. Der Ausgang des Verstärkers 310 wird durch einen Widerstand 316 zum ersten Eingang zuruckgekoppelt. Dieser Verstärker 310 entwickelt eine Ausgangsspannung mit einer Frequenz gleich der Resonanzfrequenz des Resonators 286, und dieses Ausgangssignal wird an den Eingang eines Phasensperrkreises 318 angelegt. Der Phasensperrkreis besteht aus einem Phasendetektor 320, von dem ein Eingang mit dem Ausgang des Verstärkers 310 verbunden ist. Der Ausgang des Phasendetektors wird durch ein Filter 322 an den Eingang eines spannungsgeregelten Oszillators 324 angelegt. Der Ausgang des spannungsgeregelten Oszillators wird an den Eingang eines Frequenzteilers 326 angelegt, dessen Ausgang mit dem anderen Eingang des Phasendetektors 320 verbunden ist. Der Phasensperrkreis arbeitet in herkömmlicher Weise, um ein Ausgangssignal vom spannungsgeregelten Oszillator mit einer Frequenz entstehen zu lassen, die gleich einem bestimmten Mehrfachen der Frequenz des Eingangssignals ist; insbesondere ist das bestimmte Mehrfache ein Divisor φ des Frequenzteilers 326. Der Ausgang des spannungsgeregelten Oszillators 324 wird an den Eingang eines Frequenzteilers 328 mit einem Divisor M angelegt, so daß ein Ausgang entsteht, der eine Frequenz hat, die dem 0/Mfachen der Resonatorfrequenz entspricht. Der Ausgang des Frequenzteilers 328 wird an den Eingang eines Frequenzteilers 330 angelegt. Der Ausgang des Teilers 330 wird an den Eingang des Motortreibers 332 angelegt, der den Motor 292 mit Energie versorgt. Der Motor

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ist ein Synchronmotor, und er wird in genaue Synchronisation mit den Schwingungen des Resonators durch die vorstehend beschriebene Steuerschaltung gehalten. Der Frequenzteiler 330 im dargestellten Ausführungsbeispiel hat einen Divisor von 60, der in Verbindung mit den Frequenzteilern 326 und 328 das gewünschte Verhältnis der Resonatorfrequenz zur Facettenfrequenz erzeugt, die vom rotierenden Spiegel 288 erzeugt wird. Der Divisor φ des Frequenzteilers 326 und der Divisor M des Frequenzteilers 328 werden entsprechend dem gewünschten Auslenkungsfrequenzverhältnis des Abtastmusters gewählt. Andererseits wird der Divisor 60 des Frequenzteilers 330 in bezug auf die Zahl der Facetten am Spiegel 288 und die Zahl der Pole des Motors 292 so gewählt, daß die Facettenfrequenz die gleiche wie die Eingangsfrequenz zum Teiler 330 ist.

Im Betrieb bewahrt die Steuerschaltung die Synchronisierung zwischen dem rotierenden Spiegel 288 und dem schwingenden Spiegel 284, so daß die Auslenkungsfrequenz längs der Amplitudenachse ein bestimmtes Verhältnis der Auslenkungsfrequenz längs der Zeitachse ist. Dieser synchrone Betrieb der Ablenkungsspiegel liefert jede Phasenspur mit einer bestimmten Bruchzahl von Wellenlängen und einem Wellenmuster mit einer bestimmten Zahl von Phasen. Bei dem Sechsphasenabtastmuster nach Fig. beträgt das bestimmte Verhältnis 11/6, d.h. das Ablenkungsfrequenzverhältnis. Das wird mit der Steuerschaltung nach Fig. 16 durch Verwendung eines Teilers 326 mit 0 gleich 6 und eines

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Teilers 328 mit M gleich 11 erreicht.

Ein Polyphasenabtastmuster für einen bestimmten Satz Balkencodesymbole, "beispielsweise das TJPC-Standardsymböl (Version A), kann dadurch gewählt werden, daß die Torstehenden Kriterien in der folgenden Weise angewendet werden. Das Wahlverfahren "beinhaltet die erste Annahme der Zahl von Phasen im Abtastmuster für die vorgegebenen Beschränkungen im System und die Anwendung der Kriterien zur Bestimmung der anderen Größen des Abtastmusters. Das Verfahren ist wiederholend insofern, als dann, wenn die Kriterien mit der angenommenen Zahl von Phasen nicht erfüllt werden können, eine andere Zahl von Phasen angenommen werden muß und die Kriterien erneut angewendet werden müssen.

Ein Polyphasenabtastmuster als Ausführungsbeispiel ist in Fig. 15 gegeben, das vorstehend erörtert worden ist. Dieses Abtastmuster wird zum Allrichtungslesen des Standard-UPC-Codesymbols (Version A) gewählt. Die vorgegebenen Beschränkungen sind eine Produktlaufrate von 100" pro Sekunde und eine Zeitachsenabtastrate von 1000 pro Sekunde. Bei einem Sechsphasenmuster ergibt das eine Rahmenrate von 166 pro Sekunde, und Folgeabtastpaare können mit einer Rate von 333 pro Sekunde auftreten. Ferner ist die Bandbreite dadurch zu begrenzen, daß die Punktabtastgeschwindigkeit auf einen Änderungsbereich begrenzt wird, bei dem das Verhältnis von maximaler zu minimaler Geschwindigkeit 2:1 nicht überschreitet. Aus den vorstehend erwähnten Kriterien

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unter Berücksichtigung des Neigungswinkels der Spurenwellenform ist bekannt, daß ein maximaler Neigungswinkel Υ-Ό mehr als betragen muß, und daß er für die gegebene Bandbreitenbegrenzung kleiner als 60° sein muß. Der Wert des maximalen Neigungswinkels wird spezieller innerhalb dieses Bereiches entsprechend den vorgegebenen Beschränkungen bestimmt, wobei das kleinste UPC-Etikett berücksichtigt wird, das eine Breite von 0,54" und eine Höhe von 0,72" hat, und zwar für jedes Feld. Um eine Ablesewahrscheinlichkeit von 100 # zu ergeben, muß der maximale Neigungswinkel Y^o groß genug sein, damit mindestens eine Spur alle Codebalken schneidet, wenn das Etikett mit der maximalen Laufgeschwindigkeit wandert und die Codebalken parallel zur Zeitachse liegen. Das erfordert einen Neigungswinkel, der durch die folgenden Werte bestimmt ist:

Ar c tan

wobei d = in der Zeit zwischen dem Auftreten von Folgeabtastpaaren durchlaufene Strecke (100" pro Sekunde mal 0,003 Sekunden),

W = Breite des Codefelds (0,54"), H = Höhe des Codefelds (0,72") ist.

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Dieser Ausdruck ergibt einen Wert für Υ-Ό von etwa 50°. Zu beachten ist, daß das die untere Grenze für den Neigungswinkel ο der Spurenwellenform festsetzt. Damit ist der zulässige

Bereich für Y^o zwischen größer als 50° und kleiner als 60°. Nach den Kriterien, die vorstehend bezüglich der Amplitude P von Spitze zu Spitze erörtert worden sind, muß der Wert für P gleich oder größer als die Breite des größten Codefelds sein. Dieser Wert beträgt 1,3". Nach den Kriterien für die Wellenform

wie vorstehend erwähnt, muß dieser Wert gleich oder größer als die doppelte Breite des größten Codefelds sein. Entsprechend muß X. gleich oder größer als 2,6" sein. Um die Wahrscheinlichkeiten einer Ablesung auszugleichen, daß die Codefeldbalken im rechten Winkel zur Zeitachse liegen, gegen die Wahrscheinlichkeit einer Ablesung, bei der die Codebalken parallel zur Zeitachse liegen, muß der maximale Neigungswinkel Y^o in seiner Größe entsprechend dem Verhältnis Ρ/'Λ- der Grenzwerte für diese Größen eingerichtet werden, wie das vorstehend angegeben ist. Dieses Verhältnis P/A< beträgt 0,5, und weil Y^ ο gleich dem Arctangent νοηΤΓΡ/λ. ist, beträgt der Mittelwert von Y^o 57,5°. Um die Zahl von Abtastinterceptionen zu erhöhen, kann die Amplitude der Wellenform von Spitze zu Spitze von einem unteren Grenzwert von 1,3" bis zu 2,0" erhöht werden, und dabei handelt es sich um die größte wünschenswerte Tiefe des Lesefelds. Wenn P gleich 2" ist, und wenn das Verhältnis P/'X, mit 0,5 konstant gehalten wird, ist die Wellenlänge mit 4" festgelegt. Die Zahl der Phasen, die erforderlich sind, kann nun nach den vorstehend angegebenen Kriterien untersucht werden. Bei einer

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Wahrscheinlichkeit von 100 $> für die Abtastinterception für das kleine Etikett muß die Wellenlänge geteilt durch die Zahl der Phasen gleich oder kleiner als die Höhe des kleinen Codefelds sein. Eine Teilung der Wellenlänge von 4" durch die Höhe von 0,72" ergibt einen Quotienten von 5,5; der nächste größere ganzzahlige Wert, nämlich 6, ist die Zahl der erforderlichen Phasen. Das verifiziert die erste Annahme von 6 Phasen für das gewählte Muster. Das als Ausführungsbeispiel angegebene Abtastmuster nach Pig. 15 ist ein Sechsphasenmuster mit einem Ablenkfrequenzverhältnis von 11/6. In diesem Abtastmuster beträgt die maximale Neigung der Spuren 56,3°, und der Abstand zwischen den Phasenspuren beträgt 0,7".

Andere Polyphasenabtastmuster sind ebenfalls zur Verwendung mit den UPC-Cοdesymbolen geeignet. Ein solches Abtastmuster ist in Fig. 18 gezeigt und besteht aus einem Fünfphasenmuster mit Phasenspuren A6 bis E6 und einem Ablenkungsfrequenzverhältnis von 9:5. In diesem Abtastmuster beträgt die maximale Neigung der Spuren 55,7 , der Abstand zwischen den Phasenspuren beträgt 0,85", und die Rahmenrate beträgt 200 Rahmen pro Sekunde. Obgleich der Abstand zwischen den Phasen mehr als 0,72" beträgt, ist es ein brauchbares Muster bei Berücksichtigung von Produktlaufbewegungen, die auf Läufe beschränkt sind, die im wesentlichen im rechten Winkel zu der Abtastrichtung liegen. Dieses Abtastmuster kann mit dem Abtaster nach Fig. 14 und 16 erzeugt werden, wobei der Teiler 328 einen Divisor M gleich 9 und der

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Teiler 326 einen Divisor φ gleich 5 haben.

Ein anderes Polyphasenabtastmuster, das sich für das UPC-Codesymbol eignet, ist in Fig. 19 gezeigt. Dieses Abtastmuster ist eine Siebenphasenanordnung und besteht in jedem Rahmen aus 7 Phasenspuren A7 bis G7. Die maximale Neigung der Phasenspuren in diesem Muster beträgt 55,8°, und der Abstand zwischen den Phasenspuren beträgt 0,59" mit einer Rahmenrate von 145 Rahmen pro Sekunde. Dieses Abtastmuster kann mit dem Abtaster nach Fig. 14 und 16 erzeugt werden, wobei der Teiler 328 einen Divisor M gleich 13 und der Teiler 326 einen Divisor φ gleich 7 haben.

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Claims

Patentansprüche

J Abtaster in einem Codeleser für verschlüsselte Packungen, die Balkencodesymbole tragen und über ein Abtastfenster laufen, wobei die Codesymbole ein rechtwinkliges Codefeld haben, in einer Ausführung zum Abtasten eines Lesefeldes an dem Fenster mit einer Querachse, über die die Codesymbole laufen, und mit einer Längsachse im rechten Winkel zur Querachse, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung eines Lichtstrahls, Ablenkmittel in der Bahn des Lichtstrahls zur periodischen Ablenkung des Strahls in Richtung der Querachse und zur gleichzeitigen periodischen Ablenkung des Strahls in Richtung der Längsachse zur Erzeugung eines Spurensegmentes mit einer im wesentlichen sinusförmigen Wellenform im Lesefeld für jede Ablenkungsperiode xn Richtung der Querachse, wobei die Ablenkmittel Phasenverschiebungsmittel zur Verschiebung sukzessiver Spurensegmente in Richtung der Querachse um ein kontrolliertes Maß umfassen.
2. Abtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkmittel eine erste und eine zweite Spiegelanordnung in der Bahn des Lichtstrahls und erste und zweite Treibmittel umfassen, die jeweils mit der ersten bzw. zweiten Spiegelanordnung verbunden sind, wobei die erste Spiegelanordnung eine Ablenkung des Lichtstrahls in Richtung der Querachse erzeugt und die zweite Spiegelanordnung eine Ablenkung des Lichtstrahls in Richtung der Längsachse erzeugt, die sich als eine etwa sinusförmige

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Punktion der Zeit ändert.
3. Abtaster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Frequenz der ersten Spiegelanordnung in Beziehung zur periodischen Frequenz der zweiten Spiegelanordnung steht, derart, daß die zweite Spiegelanordnung mindestens eine Periode während jeder Periode der ersten Spiegelanordnung ausführt, derart, daß jedes Spurenelement mindestens durch eine volle Wellenlänge gebildet ist.
4. Abtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkmittel eine Steuerung zur Erzeugung einer Wellenform mit einer Amplitude von Spitze zu Spitze umfassen, die größer als die Breite des größten Codefeldes ist.
5. Abtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkmittel eine Steuerung zur Erzeugung einer Wellenlänge haben, die eine Wellenlänge hat, welche größer als das Doppelte der Breite des größten Codefeldes ist.
6. Abtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkmittel eine Steuerung zur Erzeugung eines Abtastmusters umfassen, das eine Wellenform mit einer Amplitude von Spitze zu Spitze umfaßt, die größer

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als die Breite des größten Codefeldes ist, ferner eine Wellenform mit einer Wellenlänge, die mehr als das Doppelte der Breite des größten Codefeldes beträgt.
7. Abtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Phasenverschiebungsmittel jedes sukzessive Spurenelement um ein Maß verschieben, das im wesentlichen gleich der Höhe des Codefeldes ist.
8. Abtaster nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebungsmittel synchronisierende Mittel aufweisen, die mit den Treibmitteln für die Ablenkmittel verbunden sind.
9. Abtaster nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die synchronisierenden Mittel für ein Aufrechterhalten der Frequenz der ersten und der zweiten Spiegelanordnung in einem Verhältnis sorgen, das gleich einer Zahl ist, die einen Bruch enthält, derart, daß die Spurensegmente in dem Muster einer Polyphasenwellenform sind, wobei die Zahl der Phasen gleich dem Nenner des Bruchs ist.
10. Abtaster nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis gleich einer ganzen Zahl plus einem Bruch ist, der nicht reduzierbar ist, der-

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art, daß sich ein Nenner ergibt, der kleiner als die Zahl der Phasen ist.
11. Abtaster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zweiten Treibmittel einen Schwingmotor aufweisen, der eine schwingfähige Welle hat, wobei die zweite Spiegelanordnung an der Welle sitzt.
12. Abtaster nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Treibmittel ein Rotationsmotor sind, der eine drehbare Welle hat, und daß die erste Spiegelanordnung ein drehbarer Mehrfacettenspiegel an der drehbaren Welle ist.
13. Abtaster nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenform eine geringste Neigung hat, die von dem Aspektverhältnis des Oodefeldes abhängt, und eine maximale Neigung aufweist, die von dem gewünschten Geschwindigkeitsbereich des Lichtpunktes abhängt.
14. Abtaster nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Lesefeld eine Breite hat, die mehr als eine Wellenlänge und weniger als zwei Wellenlängen beträgt.
15. Abtaster nach Anspruch 13, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß der größte spitze Winkel zwischen
dem Spurensegment und der Querachs im Bereich von etwa
45° bis etwa 60° liegt.
16. Abtaster nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis 11/6 beträgt.
17. Abtaster nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis 9/5 beträgt.
18. Abtaster nach Anspruch 11, dadurch gekennz eichnet , daß der Schwingmotor ein elektromechanischer Resonator ist.
19. Abtaster nach Anspruch 18, gekennzeichnet
durch synchronisierende Mittel, die zwischen den
rotierbaren Motor und den Resonator geschaltet sind.
20. Abtaster nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die synchronisierenden Mittel
einen elektrischen Oszillator aufweisen, der de? Resonator enthält, ferner eine Erregungsschaltung für den Motor und
Frequenzwechselmittel, die zwischen den Oszillator und die Erregungsschaltung geschaltet sind.
21. Abtaster nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzwechselmittel Fre-

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quenzmultiplizierungsmittel und Frequenzteilungsmittel aufweisen.
22. Optischer Abtaster zum Lesen von Balkencodesymbolen, gekennzeichnet durch ein Abtastfenster zur Aufnahme eines Codesymbols, Mittel zur Erzeugung eines Lichtstrahls, Ablenkungsmittel in der Bahn des Lichtstrahls zum periodischen Ablenken des Strahls und zum Richten desselben zum Fenster, und Lichtempfangsmittel mit einem Fotodetektor, der in der Bahn der Lichtstrahlen sitzt, die von einem Codesymbol zu den Ablenkmitteln und dann zum Fotodetektor zurückgeleitet werden.
23. Abtaster nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkmittel einen rotierenden Mehrfacettenspiegel aufweisen.
24. Abtaster nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtempfangsmittel eine Blendenplatte mit einem Schlitz parallel zur Drehachse des Mehrfacettenspiegels umfassen, wobei die Platte zwischen dem Spiegel und dem Fotodetektor sitzt.
25. Abtaster nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkmittel ferner einen schwingenden Spiegel umfassen, der in der optischen Bahn

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des Lichtstrahls von den Mitteln zur Erzeugung eines Lichtstrahls zum Reflektieren des Lichtstrahls zum rotierenden Mehrfacettenspiegel sitzt, wobei der schwingende Spiegel auch in der optischen Bahn zwischen dem Mehrfacettenspiegel und der Fotodetektoreinrichtung sitzt.
26. Abtaster nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtempfangsmittel ferner eine Lichtsammellinse in der optischen Bahn zwischen dem Mehrfacettenspiegel und der Blendenplatte umfassen.
27. Verfahren zum Abtasten eines Lesefeldes zum Abfangen der Codeelemente von Balkencodesymbolen, die in willkürlicher Orientierung durch das Lesefeld laufen, dadurch gekennzeichnet, daß wiederholt das Lesefeld von einer Seite zur anderen mit einem Lichtpunkt abgetastet wird, der in einer sinusförmigen Bahn wandert, derart, daß eine Spurenwellenform mit einer Amplitude von Spitze zu Spitze entsteht, die größer als die Breite des größten Codefeldes ist, und daß jede sukzessive Spurenwellenform dem Lesefeld gegenüber in einer Richtung längs der Achse der Wellenform verschoben wird, derart, daß das Maß der Verschiebung ein Bruchteil einer Wellenlänge ist, derart, daß ein Polyphasenmuster entsteht.

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28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Verschiebung im wesentlichen gleich der Höhe des kleinsten Codefeldes ist.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Wellenform derart ist, daß der größte Winkel zwischen dem Spurensegment und
der Querachse im Bereich von etwa 45° bis etwa 60° liegt.
30. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Lesefeld eine Breite hat, die
mehr als eine Wellenlänge und weniger als zwei Wellenlängen beträgt.
31. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Winkel zwischen dem
Spurensegment und der Querachse einen Wert von etwa 56° hat.
32. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Verschiebung 1/6 einer Wellenlänge beträgt.
33. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch geken nzeichnet, daß das Maß der Verschiebung 1/5 einer Wellenlänge beträgt.

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34. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekenn zeichnet, daß das Lesefeld von einer Seite zur anderen mit dem Lichtpunkt abgetastet wird, der in einer solchen Bahn wandert, daß eine zusätzliche Wellenform entsteht, die eine Wellenlänge hat, welche mehr als das Zweifache der Breite des größten Codefelds beträgt.
35. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekenn zeichnet, daß das Lesefeld von einer Seite zur anderen mit dem Lichtpunkt abgetastet wird, der in einer ondulierenden Bahn wandert, wobei der maximale Neigungswinkel wesentlich weniger als 45° beträgt.
36. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekenn zeichnet, daß die zusätzliche Wellenform eine im wesentlichen gerade Linie ist.
37. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekenn zeichnet, daß das Maß der Verschiebung weniger als die Höhe des kleinsten Codefeldes beträgt.
38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekenn ζ e i c h ne t , daß die Amplitude der sinusförmigen Wellenform derart ist, daß der größte Winkel zwischen dem Spurensegment und der Querachse im Bereich von etwa 45° bis etwa 60 liegt.

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39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Verschiebung 1/3 einer Wellenlänge beträgt.

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