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Verfahren und Vorrichtung zum optischen Auslesen von strichcodierten
Informationen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung
zum optischen Auslesen von strichcodierten Daten, wobei binäre Worte in Form von
Strichen unterschiedlicher Breite, jedoch der gleichen optischen Eigenschaft codiert
sind, die von Bereichen entgegengesetzter optischer Eigenschaft getrennt sind. Insbesondere
betrifft die Erfindung ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Auslesen
solcher strichcodierter Daten und ur Eingabe in ein Datensammelsystem.
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Es sind zum gegenwärtigen Zeitpunkt Datensammelsysteme bei der Bestandsaufnahme
und bei der elektronischen Bestellung im Bereich von Handelseinrichtungen wie beispielsweise
Supermärkten und dergleichen in Verwendung. Diese Systeme umfassen üblicherweise
tragbare Einrichtungen, wobei der Dateneingang in das System von einer Bedienungsperson
durchgeführt wird, die die Daten eines Erzeugnisses oder eines Gegenstandes auf
einem Regal abliest und ein Tastenfeld betätigt, damit die abgelesenen Daten in
das System eingeführt werden können. Ein solches tragbares Datensammelsystem ist
beschrieben im US-Patent 3,771,132. Solche tragbaren Systeme und Vorrichtungen müssen,
damit sie benutzt und im Handel vertrieben werden können, mit Batterien ausgerüstet
sein, d.h. sie müssen über eine Gleichstromversorgung aufgrund von Batterien verfügen.
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Auch bei den in dem oben genannten Patent beschriebenen System handelt
es sich um ein batteriegespeistes Datensammelsystem, wobei die Information dadurch
in das System eingegeben wird, dass eine Bedienungsperson ein von Hand zu betätigendes
Tastenfeld oder eine Tastatur betätigt. Wie bei sämtlichen von Hand und von Menschen
zu betätigenden Vorrichtungen, ergibt sich auch hier die Möglichkeit von Irrtümern,
wobei insbesondere dadurch Irrtümer in das Datensammelsystem eingeführt werden können,
dass die Bedienungsperson das Tastenfeld der Vorrichtung nicht einwandfrei betätigt.
Darüber hinaus benötigt die Bedienungsperson einen bestimmten Zeitaufwand, um die
notwendige Dateneingabe in das System durchzuführen. Um Irrtümer und Zeitaufwand
zu reduzieren bzw. ganz zu eliminieren, sind schon
Codierungen vorgeschlagen
worden, die an den Erzeugnissen, die Gegenstand der Lagerbestandsaufnahme sind,
oder auf den Fachbrettern, auf denen diese Erzeugnisse gelagert sind, angeordnet
oder aufgedruckt sind. Es sind schon Etiketten oder Beschriftungen mit darauf gespeicherten
codierten Daten entworfen und an den Fachbrettern oder Regalen befestigt worden,
die die in ihrem Bestand zu überwachenden Erzeugnisse lagern, so dass es möglich
ist, diese codierten Daten mit Hilfe eines tragbaren optischen Sensors automatisch
auszulesen. Die bestimmte Art solcher Codierungen sind als Strichcodierungen bezeichnet
worden und bekannt geworden; solche Strichcodierungen sind so ausgebildet, dass
sie dadurch optisch ausgelesen werden können, dass man einen optischen Abtaststift
über die strichcodierte Information gleiten lässt oder indem man zwischen der strichcodierten
Information und einem Sensor eine Relativbewegung erzeugt. Die Strichcode sind so
angeordnet, dass zur Identifizierung eines Erzeugnisses oder Artikels jeweils ein
einzigartiges Muster geschaffen ist.
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Ein Strichcode besteht aus einer Reihe oder Serie dunkler und heller
Striche mit sich verändernder Breite, so dass die Information in Begriffen der Aufeinanderfolge
von hellen und dunklen Strichen codiert ist. Wird dieser Strichcode von einem optischen
Abtastsystem abgetastet, dann gelingt es, die zur Abtastung erforderliche Zeit sowie
die Irrtumsmöglichkeiten, die bei einer Eingabe mittels Tastenfeld auftreten, beträchtlich
zu reduzieren.
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Allerdings ergeben sich bei optischen Abtastsystemen, wie sie gegenwärtig
zur Verwendung bei tragbaren Datensammelsystemen
bestimmt sind,
zwei grundlegende Probleme. Die erste liegt darin, dass ein echtes tragbares Datensammelsystem
notwendigerweise von Batterien versorgt sein muss. Eine optische Abtastanordnung
erfordert eine Strahlungsquelle, um die strichcodierten Daten zu beleuchten, was
für die Batterie eine beträchtlichc Leistungsanforderung und einen erheblichen Leistungsverbrauch
bedeutet. Ein zweites Problem liegt darin, dass die verwendeten Photodetektoren
oder Sensoren, beispielsweise Photodioden, Phototransistoren oder "PIN"-Dioden Leckströme
(oder Dunkelströme) aufweisen, die sich beträchtlich mit Temperaturänderungen ändern
und auch beträchtlich bei den jeweiligen Einzelelementen unterscheiden. Unabhängig
von der Art, in welcher nun ein solcher Photodetektor in einer Schaltung angeordnet
ist, ergibt sich als Ergebnis die Erzeugung einer unbekannten Gleichstrom-Offsetspannung
oder Störspannung, die in der Grössenordnung oder grösser als das tatsächliche Datensignal
sein kann. Diese Gleichspannungs-Offsetspannung lässt sich zwar durch einen in Reihe
geschalteten Kondensator abblocken, so dass lediglich ein die Information enthaltender
Wechselstrom durchgelassen wird. Dies ist jedoch nur dann zufriedenstellend, wenn
bei der Fourieranalyse, die für dieses Signal berechnet wird, kein Ao -Term, d.h.kein
Gleichstromterm vorhanden ist, und zwar für das Signal, welches bei der Abtastung
der strichcodierten Daten erzeugt wird. Eine Gleichstromkomponente kann dem Code
selbst innewohnen, beispielsweise wenn der Bereich der hellen und dunklen Striche
nicht gleich ist. Von grösserer Bedeutung bei von Hand betätigten und gehaltenen
Abtastanordnungen ist jedoch die Art, in welcher die Abtastanordnung verwendet wird.
Eine Bedienungsperson kann die Ahtastanordnung auf eine helle (reflektierende) Oberfläche
vor
dem Strichcode aufsetzen und dann relativ schnell über den codierten
Bereich verschieben. Die Folge davon ist eine relativ lange Periode eines Lichtsignals,
bevor dann abwechselnde Hell- und Dunkelsignale empfangen werden. Dadurch wird eine
Anfangssignalhöhe unbestimmter Dauer erzeugt, die von einem blockierenden Kondensator
nicht ertragen werden kann. Um dieses bestehende Verfahren dennoch zu verwenden,
müssen komplizierte Schaltungen, die Spitzenspannungen (peaks) feststellen und verschiedene
Begrenzungshöhen errichten, verwendet werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,ein Verfahren und eine
Vorrichtung bei solchen Datensammelsystemen unter Verwendung strichcodierter Informationen
anzugeben, welches sich besonders günstig auf eine nur geringe Batteriebelastung
auswirkt und wobei auch störende Offsetspannungen des Systems so korrigiert werden
können, dass sie keinen Einfluss mehr auf die Messgenauigkeit ausüben.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von dem eingangs
genannten Verfahren und besteht erfindungsgemäss darin, dass zum Lesen der strichcodierten
Daten ein eine Lichtquelle und einen Lichtsensor umfassender optischer Abtaststift
über eine eine Aufzeichnung der strichcodierten Daten enthaltende Fläche geführt
und die Lichtquelle in dem Abtaststift periodisch und automatisch erregt wird und
dass die reflektierende Eigenschaft der von dem Abtaststift angetasteten Oberfläche
elektrisch bestimmt und den abgetasteten reflektierenden Eigenschaften entsprechende
elektrische Signale erzeugt werden, wobei die elektrischen Signale dazu benutzt
werden, die Lichtquelle zu entregen oder abzuschalten, wenn von dem Abtaststift
keine
reflektierende Oberfläche erfasst wird Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses
Verfahrens besteht erfindungsgemäss darin, dass eine optische, bei einer Relativbewegung
mit Bezug auf eine Oberfläche elektrische und den optischen Eigenschaften der Oberfläche
entsprechende Signale erzeugende Abtastanordnung vorgesehen ist, dass der Abtaststift
eine normalerweise abgeschaltete Lichtquelle enthält sowie einen Lichtsensor, der
von der Oberfläche reflektiertes Licht der Lichtquelle abtastet und dass eine Steuerschaltung
vorgesehen ist, die die Lichtquelle automatisch und periodisch erregt und so auf
die von dem Lichtsensor erzeugten Signale anspricht, dass die Erregung der Lichtquelle
bei Sensorsignalen einer vorgegebenen Art aufrechterhalten und die Lichtquelle automatisch
abgeschaltet wird, wenn Sensorsignale einer anderen Art abgetastet werden.
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Die Erfindung schafft eine zum Auslesen strichcodierter Daten geeignete
Vorrichtung, die leicht in bekannt Datensammelsysteme eingegliedert werden kann
und die das Einspeichern von codierten Daten in Mikrosekunden ermöglicht. Besonders
ist die vorliegende Vorrichtung zur Verwendung in batteriegespeisten Systemen geeignet,
da auf diese Weise dem Problem einer zu starken Batteriebelastung begegnet werden
kann; die erfindungsgemässe Vorrichtung reduziert die Batteriebelastung für die
Beleuchtungsquelle in der optischen Abtastanordnung auf ein Minimum. Darüber hinaus
werden die Probleme sich verändernder Gleichstrom-Offsetspannungen, die von einem
Photodetektor erzeugt werden können, durch eine einfache signalverarbeitende Schaltung
gelöst. Insbesondere wird dem Problem
einer exzessiven Batteriebelastung
dadurch begegnet, dass die Lichtquelle für die Abtastanordnung periodisch gepulst
wird, und zwar mit einer relativ hohen Rate, wodurch einerseits die Leistungsanforderungen
an die Batterie gering gehalten werden können, dennoch der Zugriff sehr schnell
erfolgen kann; die von der optischen Abtastanordnung erzeugten Ausgangssignale werden
dann untersucht und es wird die reflektierende Eigenschaft der abgetasteten Oberfläche
bestimmt. Das Ergebnis dieser Untersuchung und Bestimmung steuert dann die Erregung
oder Entregung (d.h. das Einschalten oder Ausschalten) der Lichtquelle, so dass
der Leistungsbedarf auf ein absolutes Minimum reduziert wird und dennoch eine jederzeit
verfügbare zuverlässige und mit hoher Geschwindigkeit durchzuführende Ablesung der
strichcodierten Information möglich ist. Diese Technik erlaubt eine einfache Lösung
des Problems der Gleichstrom-Offsetspannungen, indem über die gesamte verarbeitende
Schaltung eine Gleichstromkopplung aufrechterhalten wird, so dass die sich verändernden
Schwellen und Schwellenspannungssysteme, die bei Wechselstromkopplung vorzusehen
sind, umgangen werden.
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Von einem umfassenden Verfahrensstandpunkt besteht die Erfindung in
einem Verfahren zur optischen Auslesung von strichcodierten Daten und umfasst die
Massnahmen, zwischen dem strichcodierten Datenfeld und einer optischen Abtastanordnung
eine Relativbewegung zu erzeugen, wodurch elektrische Signale erzeugt werden, die
für die in den strichcodierten Daten enthaltenen abgetasteten binären Bits repräsentativ
sind. Die abtastende Anordnung, nämlich der Sensor umfasst eine Lichtquelle und
einen Lichtsensor, der die von der Lichtquelle
ausgehenden Lichtstrahlen
empfängt, nachdem diese von den strichcodierten Daten reflektiert worden sind. Das
Verfahren umfasst weiterhin die Abschaltung oder Dunkelhaltung der Lichtquelle und
die periodische Einschaltung oder Erregung der Lichtquelle mit einer vorgewählten
hohen Wiederholungsrate, woraufhin dann die reflektierende Eigenschaft der dem Sensor
ausgesetzten Oberfläche bestimmt und die Lichtquelle dann wieder ausgeschaltet wird,
wenn festgestellt ist, dass es sich hier um eine nicht reflektierende Oberfläche
handelt. Wird andererseits eine reflektierende Oberfläche abgetastet, dann wird
die Lichtquelle in ihrem eingeschalteten oder erregten Zustand aufrechterhalten
und es werden dann von dem Sensor, der im Ausführungsbeispiel als optischer Abtaststift
ausgebildet ist elektrische Signale erzeugt, die bei ständiger Erregung der Lichtquelle
für das abgetastete strichcodierte Datenfeld repräsentativ sind.
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Vom apparativen Standpunkt besteht die erfindungsgemässe Vorrichtung
aus einem System, welches optisch strichcodierte Daten ausliest, wobei eine optische
Abtastanordnung vorgesehen ist, die dem optischen Charakter der abgetasteten Oberfläche
entsprechende elektrische Signale erzeugt, wenn zwischen der Oberfläche und der
Abtastanordnung eine Relativbewegung durchgeführt wird. Die Abtastanordnung verfügt
über eine normalerweise dunkel gehaltene, d.h. abgeschaltete Lichtquelle und einen
Lichtsensor, dem die Lichtstrahlen von der Lichtquelle durch Reflexion von der abgetasteten
Oberfläche zugeführt werden. Die von dem Sensor abgegebenen elektrischen Signale
umfassen dabei eine unbekannte Gleichstrom-Offsetspannung. Mit dem Lichtsensor ist
eine erste Verstärkungsschaltung gekoppelt,
die auf die von ihm
ausgehenden Signale, darin eingeschlossen die Gleichspannungs-Offsetspannungen anspricht.
Des weiteren ist eine zweite Verstärkungsschaltung vorgesehen und mit der ersten
Verstärkungsschaltung verbunden, die für vorgewählte Zeiträume an ihrem Ausgang
Ausgangssignale erzeugt, die den Ausgangssignalen der ersten Verstärkungsschaltung
entsprechen.
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Schliesslich ist eine Differentialverstärkerschaltung vorgesehen,
die so geschaltet ist, dass sie auf die Ausgangssignale des ersten und des zweiten
Verstärkers anspricht und ihrerseits Ausgangssignale erzeugt, die repräsentativ
sind für die reflektierenden Eigenschaften der abgetasteten Oberfläche.
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Der Lichtquelle sind dann noch Schalt-Steuermittel zugeordnet, die
die Lichtquelle für einen vorgewählten Zeitraum einschalten und gleichzeitig die
Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Verstärker ausschalten, so dass aufgrund
des Umstandes, dass der zweite Verstärker das ihm zugegangene Eingangssignal für
einen vorgegebenen, ausreichenden Zeitraum speichern kann, eine Kompensation von
null Verschiebungen erzielt werden kann.
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Weitere Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und in
diesen niedergelegt.
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Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen
der Erfindung anhand der Figuren im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigen: Fig.
1 in schematischer Darstellung einen Regalausschnitt beispielsweise bei einem Kolonialwarengeschäft
oder einem Supermarkt, wobei eine Anzahl von Artikeln vorgegebener Erzeugnisse auf
den Fachbrettern gestapelt
sind und wobei Etiketten oder Inschriften
vorgesehen sind, bevorzugt an den Fachbrettern angeordnet sind, die strichcodierte
Daten tragen, damit das jeweils zugeordnete Erzeugnis identifiziert werden kann,
Fig. 2 in schematischer Darstellung einen optischen Abtaststift, wie er in Verbindung
mit einem Datensammelsystem zum Ablesen der die strichcodierten Daten tragenden
Fachbrettränder nach Fig. 1 verwendet wird und Fig. 3, die in zwei Unterfiguren
3A und 3B zerfällt, in schematischer Blockform sowie teilweise in detaillierter
Darstellung das Datensammelsystem, insbesondere den Aufbau von Zwischenschaltungen
(Interface-Schaltungen) für ein solches System, damit die abgetasteten strichcodierten
Daten in das Datensammelsystem eingegeben werden können.
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Im folgenden wird nunmehr mit Bezug auf die Zeichnungen die Erfindung
im grösseren Detail erläutert. Die vorliegende Erfindung wird dabei so beschrieben,
dass sie ein tragbares Datensammelsystem umfasst, welches mittels Gleichstrom, bevorzugt
durch Batteriespeisung, mit Energie versorgt wird. Ein solches Datensammelsystem
ist von der Art, wie es etwa beschrieben ist in dem US-Patent 3,771,132. Es versteht
sich, dass der erfindungsgemässe Rahmen nicht den Aufbau der optischen Abtastanordnung
umfasst, die zum Abtasten der nach dem Strichcode-
System codierten
Daten verwendet wird Eine solche optische Abtastanordnung ist im Handel erhältlich;
beispielsweise kann diese die Form eines optischen tragbaren Stabes oder Stiften
aufweisende Abtastanordnung zum Auslesen der im Strichcode codierten Daten erhalten
werden von der Welch Allyn Co., und zwar über ihre Abteilung Industrial Products
Division of Skaneatelas Falls, New York. Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass
solche optischen Abtastanordnungen auch in der Patentliteratur verfügbar sind und
beispielsweise dem US-Patent 3,417,234 entnommen werden können. Für die erfindungsgemässen
vorliegenden Zwecke ist es ausreichend, dass ein solcher Stab zum optischen Abtasten
bekannt und im Handel erhältlich ist.
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Diese optischen Abtaststäbe umfassen üblicherweise eine Lichtquelle
und einen Lichtsensor, die innerhalb des Stabgehäuses angeordnet sind; dabei ist
eine Kabelverbindung vorgesehen, die die Lichtsensorsignale mit dem Datensammelsystem
verbindet.
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Ein solcher Abtaststab 10 ist in Fig. 2 dargestellt und umfasst in
einem Endbereich des Gehäuses angrenzend an der Kabelzuführung eine Lichtquelle
und einen Lichtsensor, die dort montiert sind. Die von der Lichtquelle stammenden
Lichtstrahlen werden konzentriert und mittels geeigneter optischer Elemente dem
gegenüberliegenden Auslassende des Gehäuses zugeführt, um dort im Strichcode angeordnete
Daten auf einer Aufschrift, einem Etikette oder dergleichen, beispielsweise auf
dem Etikette 11 zu beleuchten. Von dem Etikette oder der Aufschrift 11 reflektiertes
und von der Lichtquelle stammendes Licht wird dann durch den inneren Teil der Gehäusewandung
in der Weise geleitet, dass das Licht auf den Lichtsensor auftrifft. Diese dann
von dem Lichtsensor erzeugten Signale werden über das Verbindungskabel 12 dem Datensammelsystem
zugeführt, welches allgemein
mit dem Bezugszeichen 13 versehen
ist; insbesondere gelangen diese Daten zunächst zu einer digitalen Kontrolleinheit
13A des digitalen Datensammelsystems.
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An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die für die Zwecke vorliegender
Erfindung verwendete Lichtquelle eine schnelle Ansprechzeit haben muss, so dass
sich die Verwendung einer Lichtquelle mit Glühfäden von selbst verbietet. Für solche
Zwecke haben sich lichtemittierende Dioden mit der erforderlichen Ansprechzeit als
geeignet erwiesen, die daher in solchen Abtaststäben angeordnet sind und auch im
Handel erhältlich sind. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass immer dann, wenn
die Begriffe "Lichtquelle oder Lichtstrahlen" in Verbindung mit der Beschreibung
und den Ansprüchen vorliegender Erfindung verwendet werden, diese Ausdrücke nicht
auf sichtbares Licht wie beispielsweise eine Strahlung von einer Lichtquelle beschränkt
sind, sondern auch im infraroten Gebiet liegen können.
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Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass die vorliegende Erfindung
auf Schaltkreise gerichtet ist, die als Zwischenschicht oder sogenanhtes "interface"
die Signale des Abtaststabes 10 verarbeiten und dem Datensammelsystem 13 zuführen,
so dass es möglich ist, dass die notwendigen Datensignale eingegeben und vom System
13 verarbeitet werden. Bevor diese "Interface"-Schaltkreise im besonderen beschrieben
werden, sei kurz auf die im Strichcode angeordneten Daten eingegangen und diese
untersucht, ausserdem sei das Verfahren beschrieben, mit welcher der Abtaststab
10 verwendet wird. Dabei ist, wie sich versteht,
die Verwendung
eines Abtaststabs 10 nur ein mögliches Ausführungsbeispiel von vielen, um im Strichcode
angeordnete Daten für tragbare Anwendungszwecke abzutasten. Es versteht sich, dass
die strichcodierten Daten auch durch die Erzeugung einer Relativbewegung zwischen
dem optischen Sensor und dem Gegenstand abgetastet werden können, der die strichcodierten
Daten trägt. Die strichcodierten Daten, wie sie für das vorliegende tragbare Datensammelsystem
verwendet werden, sind von der allgemeinen Art, wie sie auf diesem Gebiet als "universeller
Erzeugniscode" (Universal Product Code) bezeichnet werden; dieser universelle Code
kann bei den meisten Erzeugnissen und Artikeln, wie sie vom Lebensmittelhandel oder
im Kolonialwarenhandel vertrieben werden, angewendet werden. Die strichcodierten
Daten, die in der Darstellung der Fig. 1 und 2 gezeigt sind, sind eine vereinfachte
Form der strichcodierten Information, die den "Universal Product Code" umfasst.
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Die in Fig. 1 und 2 dargestellten strichcodierten Daten umfassen eine
Reihe von dunklen und hellen Stangen mit sich verändernder Breite, dabei ist die
Information in Termen oder Begriffen der Aufeinanderfolge dieser Stangen oder Striche
codiert. Ein Paar dieser Striche kann die binäre Eigenschaft einer Art darstellen,
während ein Paar von Strichen mit unterschiedlichen Breitenverhältnissen eine Binär
ziffer oder ein Binärwort einer anderen Art oder eines anderen Erzeugnisses angibt.
So kann beispielsweise ein schmaler dunkler Strich, der von einem breiten weissen
Abstand gefolgt ist, die Binärziffer "O" darstellen, während ein breiter dunkler
Strich, gefolgt von einem schmalen weissen Abstand die andere Binärziffer "1" angeben
kann. Die Abtastung eines solchen strichcodierten
Etikettes 11
durch den Abtaststift 10 erzeugt eine Reihe elektrischer Signale, die in Ubereinstimmung
mit den abgetasteten hellen und dunklen Strichen von links nach rechts abgelesen
wird und wodurch eine binärcodierte Impulsfolge erzeugt wird, und zwar in Ubereinstimmung
mit der Relativbewegung zwischen dem Etikette oder der Beschriftung 11 und dem Abtaststift
10.
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Um die auf dem Etikette oder der Beschriftung gespeicherte Information
abzutasten oder zu bestimmen, kann zu Zwecken der Kontrolle der Lagerhaltung bei
Supermärkten beispielsweise das erwähnte Datensammelsystem 13 verwendet werden;
eine Erläuterung hierzu wird anhand der Fig. 1 und 2 angegeben. Fig. 1 lässt sich
ein Teil eines Fachbereiches oder eines Regals ei einem üblichen Supermarkt entnehmen,
in welchem Erzeugnisse, beispielsweise Frühstücksflocken oder dergleichen, unterschiedlicher
Marken zum Verkauf durch den Supermarkt angeordnet sind.
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Wie Fig. 1 zeigt sind die Erzeugnisse der gleichen Marke auf dem gleichen
Regalfach gestapelt. Zu diesem Zweck ist das Erzeugnis Nr. 1 auf dem obersten Regalfach
und die Erzeugnisse der Nr. 2,3 und 4 sind darauffolgend auf den sich darunter befindlichen
Regalfächern angeordnet. Jedes Regalfach ist mit einer Inschrift oder einem Etikette
11 versehen, welches die strichcodierte Information darauf gespeichert trägt. Die
Inschrift 11 ist an der Randkante des Regalfachs unmittelhar unterhalb des Erzeugnisses
angeordnet, welches auf dem Regalfach befindlich ist. Jede Inschrift ist in Begriffen
eines Strichcodes datencodiert und identifiziert das Erzeugnis, beispielsweise das
spezielle Produkt oder den besonderen Artikel, der auf dem Regalfach gelagert ist.
Wenn beispielsweise bei der
Uberprüfung der auf den Regalfächern
befindlichen Erzeugnisse die Bedienungsperson für das Datensystem feststellt, dass
der Vorrat eines besonderen Erzeugnisses auf dem Regalfach abnimmt und ausläuft
oder dass das Erzeugnis nicht mehr vorhanden ist, dann kann die Bedienungsperson,
um diesen Umstand aufzuzeichnen, den Abtaststift 10 über die zugeordnete Inschrift
11 führen, um die Erzeugnisse aufzuzeichnen, deren Vorrat ausläuft oder die nicht
mehr vorhanden sind und die daher neu bestellt werden müssen. Um den Abtaststift
10 zum Ablesen der strichcodierten Daten auf dem Etikette oder der Inschrift 11
einwandfrei zu verwenden, muss die sedienungsperson den Abtaststift 10 gegen den
weissen Teil auf der linken Seite der Darstellung der Fig. 1 und 2 drücken. Anschliessend
verschiebt die Bedienungsperson den Abtaststift schnell über den Strichcode, bis
schliesslich die gesamte Inschrift ausgelesen ist; mit anderen Worten überstreicht
die Bedienungsperson mit dem Abtaststift die codierte Information auf dem Etikette.
Da die Schaltung des Datensammelsystems mit elektronischer Geschwindigkeit, d.h.
mit äusserst hoher Geschwindigkeit arheitet, kann dieses Ablesen bzw. diese Bemusterung
nach einigen Millisekunden wiederholt werden, wobei dann, wenn sichergestellt ist,
dass der Abtaststift 10 gegen das Etikette gedrückt ist, dieses stets ausgelesen
wird. Damit der Abtaststift 10 bei einem tragbaren, mit Gleichstrom versorgten Datensammelsystem
verwendet werden kann, bei dem die Leistungsentnahme der Batterie von beträchtlicher
Bedeutung ist, kann das Ablesen bzw. der Bemusterungsvorgang in einem Zeitraum durchgeführt
werden, der sich in Millisekunden bemisst, so dass die Spannungsversorgung für die
Lichtquelle in dem Abtaststift auf einen geringen Prozentsatz der üblicherweise
erforderlichen
Leistung reduziert werden kann; auf diese Weise lässt sich die Gleichstromversorgung
für die Erregung der Lichtquelle in wirksamer Weise nur dann verwenden, wenn dies
erforderlich ist.
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Die oben angegebene Erläuterung umfasst die allgemeinen Eigenschaften
der von dem Abtaststift 10 abgeleiteten Signale mit Bezug auf die Erzeugung von
binärcodierten Signalen, die als Folge der Feststellung oder Abtastung von reflektierenden
und nicht reflektierenden Eigenschaften der Strichcodierung auf dem Etikette 11
erzielt wird. Die Zwischenschaltung (interfacing circuitry) zur Verarbeitung der
Signale vom Lichtsensor ist so ausgebildet, dass sie als Folge ler Erzeugung einer
Relativbewegung zwischen der Datencodierung und dem Sensor ein einwandfreies Binärsignal
erzeugt, ohne dass dieses Signal mit der Geschwindigkeit der Relativbewegung oder
mit der Geschwindigkeit, mit welcher der Abtaststift 10 über das Etikette 11 bewegt
wird, in Beziehung steht. Die erzeugten Binärsignale basieren auf dem Verhältnis
der Breite eines schwarzen Striches zu der Breite eines weissen Striches. In dieser
Ilinsicht wird die Signalamplitude oder Signalhöhe, die das durchschnittliche Verhältnis
von schwarzen zu weissen Strichen darstellt, dazu verwendet, eine Binärziffer darzustellen,
denn die erzeugten Signale weisen eine im allgemeinen trapezförmige Wellenform auf.
Es versteht sich daher, dass aus diesem Grunde die Bezugssignalhöhe für das erzeugte
Signal von beträchtlicher Bedeutung ist, wobei allerdings auch eine variable Bezugshöhe
durch die Erzeugung einer nicht bekannten Gleichstrom-Offsetspannung eingeführt
werden kann, die bei den meisten Lichtsensoren anzutreffen ist. In Ubereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung
werden sämtlichen unbekannten erzeugten
Gleichstrom-Offsetspannungen, also Verlagerungsspannungen, zurückgewiesen oder in
den signalverarbeitenden Schaltungen kompensiert, so dass der digitalen Kontrolleinheit
13a die korrekten binärcodierten Ausgangssignale zugeführt werden können. In Übereinstimmung
mit vorliegender Erfindung, wie weiter unten noch genauer erläutert wird, werden
diese binärcodierten Signale als Signale unterschiedlicher Polarität für die Verarbeitung
durch die digitale Kontrolleinheit 13a des Datensammelsystems 13 erzeugt. Zu diesem
Zweck wird durch die gesamten signalverarbeitenden Schaltungen eine Gleichstromkopplung
aufrechterhalten, wodurch jede möglichen sich verändernden Schwellenspannungen oder
Bezugsamplituden, mit denen bei wechselstromgekoppelten Schaltungen gerechnet werden
muss, vermieden werden können.
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Das Verfahren, welches von der vorliegenden Erfindung umfasst wird
und welches dazu bestimmt ist, die Leistungsentnahme aus der Versorgungsquelle gering
zu halten, umfassen die Massnahmen, die Lichtquelle nicht zu erregen, d.h. dunkel
oder abgeschaltet zu halten und die Lichtquelle periodisch zu erregen oder einzuschalten,
um die reflektierende Eigenschaft der Oberfläche, der sich der Abtaststift 10 gegenübersieht,
zu bestimmen. Mit der Erregung der Lichtquelle wird ein Binärsignal von der signalverarbeitenden
Schaltung, die zwischen den Abtaststift 10 und das Datensammelsystem 13 geschaltet
ist und daher eine Interface-Schaltung für beide bildet, erzeugt. Wird ein Signal
erzeugt, welches anzeigt, dass dem Abtaststift 10 eine nicht reflektierende Oberfläche
dargeboten wird, dann wird die Lichtquelle wieder entregt oder abgeschaltet. Die
digitale Regeleinheit
oder Kontrolleinheit ist so aufgebaut und
ausgelegt, dass dieser entregte Zustand der Lichtquelle für einen vorgegebenen Zeitraum
aufrechterhalten wird, anschliessend wird die Lichtquelle wieder erregt, d.h. das
Licht wird eingeschaltet und das Verfahren wird wiederholt. Führt jedoch das Binärsignal
zu dem Umstand, dass der Abtaststift 10 eine reflektierende Oberfläche abgetastet
hat, dann wird die Erregung der Lichtquelle aufrechterhalten, da dies ein Signal
ist, das angibt, dass eine strichcodierte Information bevorsteht. Dies tritt beispielsweise
dann auf, wenn der Abtaststift 10 angrenzend an den linken Endbereich des Etikettes
10 angesetzt wird; da die Lichtquelle dann in diesem Falle erregt oder eingeschaltet
ist, erzeugt das kontinuierliche IIinweggleiten des Abtaststiftes 10 über das Etikette
11 die gevainschten Ausgangssignale, die für die strichcodierten Daten repräsentativ
sind.
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Wird der Abtaststift 10 am rechten Endbereich des Etikettes 11 abgenommen,
wie dies etwa der Fig. 2 entnommen werden kann, dann wird die Lichtquelle als Folge
der nicht reflektierenden oder lichtabsorbierenden Eigenschaft der angrenzenden
Oberfläche des Regalfachs entregt.
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Aus diesen Ausführungen ergibt sich, dass eine digitale Kontrolleinheit
13a erforderlich ist zur Abfrage und zum untersuchen der binären Eigenschaften der
von dem Abtaststift 10 eingekoppelten Signale. Eine solche digitale Kontrolleinheit,
mit welcher die signalverarbeitenden Schaltkreise vorliegender Erfindung gekoppelt
werden können, ist als Regelschaltung in dem US-Patent 3,771,132 beschrieben. Darüber
hinaus gibt es zum gegenwärtigen Zeitpunkt auch digitale Kontrolleinheiten, die
als Mikroverarbeitungsschaltungen aufgebaut sind und einen
programmierfähigen
Lesespeicher aufweisen (programmable read only memory = PRO). Diese Mikroverarbeitungsschaltungen
sind in Form von miniaturisierten integrierten Schaltkreisen oder sogenannten "Chips"
aufgebaut, die einfach zu programmieren sind, um-die erforderlichen Arbeiten zur
Kontrolle der Erregung und der Entregung der Lichtquelle durchzuführen. Diese Mikroverarbeitungsschaltungen
werden gegenwärtig verwendet; eine solche Mikroverarbeitungsschaltung ist in den
von der Firma MSI Data Corporation, Costa Mesa, Kalifornien erhältlichen tragbaren
Datensammelsystem eingebaut. Dieses Datensammelsystem trägt die Serienbezeichnung
MSI Model 2100 system; bei diesem Datensammelsystem handelt es sich auch um ein
gleichstromgespeistes System. Die Mikroverarbeitungsschaltung bei diesem Datensammelsystem
kann in einfacher Weise von einem Fachmann so programmiert werden, dass sie den
Unterschied zwischen gültigen und ungültigen Daten erkennt und dass auch erkannt
wird, wann die erforderlichen Signale für die Erregung oder Entregung der Lichtquelle
erzeugt werden müssen. Ungültige Daten oder Informationen können beispielsweise
dadurch erzeugt werden, dass das Abtastende des Abtaststiftes 10 auf einen Punkt
des Etikettes 11 aufgelegt wird, an welchem codierte Daten auftreten, nicht jedoch
am linken Endbereich des Etikettes, wie dies für eine einwandfreie Inbetriebnahme
erforderlich wäre, siehe Fig. 2. Die Mikroverarbeitungsschaltung (micro-processor
system) ist dann so programmiert, dass sie feststellen kann, dass diese Daten ungültig
oder unvollständig sind, woraufhin dann bei dem nachfolgenden Überstreichen des
Etikettes 11 durch den Abtaststift 10 die korrekten Daten von dem System 13 erkannt
und erfasst und entsprechend verarbeitet werden. Im übrigen können entsprechend
einem besonderen Ausführungsbeispiel
bei vorliegender Erfindung
die Etiketten auch in beiden Richtungen gelesen werden, dies ist jedoch nicht wesentlicher
Bestandteil der nachfolgenden Beschreibung.
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Bevor die signalverarbeitenden Schaltungen für die Verarbeitung der
Signale vom Lichtsensor genauer untersucht werden, ist es erforderlich, die Offsetspannungen
zu betrachten, die von dem Lichtsensor in die Signale eingeführt werden. Der Lichtsensor
ist in der Darstellung der Fig. 2 allgemein als Block 1OLS identifiziert und kann
innerhalb des Gehäuses für den Abtaststift 10 angeordnet sein. In ähnlicher Weise
ist innerhalb des Abtaststiftes 10 und angrenzend zum Lichtsensor 1OLS ein Block
dargestellt, der die Lichtquelle angibt und mit dem Bezugszeichen 10 Lite gekennzeichnet
ist. Der Lichtsensor 1OLS kann ein Phototransistor sein, der im Brennpunkt einer
reflektierenden Optik in der Weise angeordnet ist, dass er Lichtstrahlen von der
Lichtquelle 10 Lite empfängt, die von einer Oberfläche reflektiert werden, beispielsweise
vom Etikette 11.
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Die Blöcke 1OrS und 10 Lite sind in der Schaltung der Fig. 3 schematisch
ebenfalls dargestellt. Die Lichtquelle 10 Lite ist in der Schaltung der Fig. 3A
als lichtemittierende Diode angegeben, deren Anode mit einer Quelle positiven Potentials
und deren Kathode über einen einen Spannungsabfall erzeugenden Widerstand lOR mit
der signalverarbeitenden Schaltung verbunden ist. Der Lichtsensor 1OLS ist als Phototransistor
ausgebildet und ist mit seinem Kollektor mit einer Quelle positiven Potentials verbunden.
Die Emitterelektrode ist mit der eigentlichen signalverarbeitenden Schaltung verbunden.
Darüber hinaus ist ein einen Spannungsabfall erzeugender Widerstand 10 LSR zwischen
die
Emitterelektrode und Masse geschaltet; auch dieser Widerstand befindet sich innerhalb
des Gehäuses des Abtaststiftes 10. Die beim Abtasten durch den Abtaststift 10 von
einer überstrichenen Oberfläche reflektierten Lichtstrahlen fallen auf die Basiselektrode
des Phototransistors 10 LS. Liegt keine auf die Basis des Phototransistors 10 LS
einfallende Lichtstrahlung vor, dann fliesst in dem Transistor lediglich der übliche
Dunkel- oder Leckstrom. Fällt eine Strahlung oder ein Licht auf den Basisbereich
des Transistors 10 LS, dann wird die Erzeugung von Löcher-Eiektronenpaaren veranlasst,
so dass über die Basis des Transistors 10 LS ein Strom fliesst. Dies führt zu einer
sich an der Emitterelektrode des Transistors auswirkenden stärkeren positiven Spannung,
verglichen mit der Spannung, die dort vorliegt, wenn auf die Basiselektrode keine
Strahlung auftrifft. Der Widerstand 10 LSR muss hinsichtlich der signalverarbeitenden
Schaitun£ mit Bezug auf die Offsetspannung ausgelegt werden, die von den Dunkelströmen
des Phototransistors erzeugt wird. Erwünscht ist es, den Widerstand 10 LSP so auszuleyen,
dass er nur einen geringen Widerstandswert aufweist, um so die von den Dunkelströmen
des Transistors 10 LS erzeugten Offsetspannungen gering zu halten.
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Andererseits ist jedoch ein grosser Widerstandswert für den Widerstand
10 LSPs erwünscht, um das vom als Sensor arbeitenden Photowiderstand 10 LS abgeleitet
Signal zu maximieren. Der ür den Widerstand 10 LSP ausgewählte Wert ist daher ein
tlOIr.
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promiss zwischen diesen beiden Werten Bei der ins Einzelne gehenden
Schaltungsdarstellung der Tig. 3A können lediglich positive Offsets( Abweichungen)
realisiert werden, es versteht sich jedoch für den Fachmann, dass auch umfänglichere
Schaltungen
erzeugt und hergestellt werden konnen, die bipolare
Offsets bilden.
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Es sei weiterhin festgehalten, dass die Offsetspannungen als Folge
von Eigenschaften während der Intervalle erzeugt werden können, die auf den Strichcode
selbst zurückgehen, wenn die Bereiche der leuchtenden Striche oder reflektierenden
Bereiche und die dunklen oder absorbierenden Bereiche nicht gleich sind.
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Darüber hinaus können Offsetspannungen von den in der signalverarbeitenden
Schaltung verwendeten Verstärkern erzeugt werden.
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Unter Berücksichtigung dieser erläuterungen und des bisher geschilderten
Aufbaus wird nunmehr der detaillierte Schaltungsaufbau der Interface-Schaltung für
die Verarbeitung von Signalen vom Abtaststift 10 zur Regelung oder Steuerung der
Erregung und Entregung der Lichtquelle 10 Lite in grösserem Detail untersucht. Grundsätzlich
umfasst die signalverarbeitende Schaltung drei Operationsverstärker, die gestrichelt
umrandet sind und mit dem Bezugszeichen A1, A2 und A3 gekennzeichnet sind. Operationsverstärker
sind an sich bekannt und beispielsweise in Form integrierter Schaltungen oder Mikro-Chips
im Handel erhältlich. Die Operationsverstärker sind sämtlich in ^~eichstromkopselschaltung
angeordnet und weisen jeweils zwei eingänge auf, die als Plus (+) und Minus (-)
Eingänge in der Darstellung der Fig. 3A angegeben sind. So lässt sich beispiels
weise für die Verstärker Al und A3 eine integrierte Schaltung des Typs 72741 verwenden.
Bei dem Verstärker A2 kann eine integrierte Schaltung des Typs LM308 verwendet werden.
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Die Emitterelektrode des Lichtsensors 10 LS ist über einen einen hohen
Widerstandswert aufweisenden Widerstand 20 mit dem positiven Eibgangsanschluss des
Operationsverstärkers Al verbunden, wobei zwischen diesen Anschluss und Masse ein
Kondensator 21 geschaltet ist. Der Verstärker A1 ist so ausgelegt, dass er für die
von dem Sensor 10 LS kommenden Signale, darin eingeschlossen die unbekannten Gleichstrom-Offsetsignale,
die von dem Lichtsensor 10 LS erzeugt werden, eine vorgewählte Verstärkung aufweist.
Insbesondere ist der Verstärker Al weiter dadurch gekennzeichnet, dass er als potentiometrischer
Verstärker mit einer hohen Eingangsimpedanz ausgelegt ist und einen bekannten Verstärkungsgrad
aufweist, der bezogen ist auf das dem Verstärker zugeordnete Rückführnetzwerk. Die
Verstärkung des Verstärkers A1 bestimmt sich durch das Verhältnis des Rückführwiderstandes
22, der zwischen dem Ausgangsanschluss des Verstärkers A1 und dem negativen Eingangsanschluss
angeschlossen ist und der Widerstände 23 und 24, die vom negativen Eingangsanschluss
des Verstärkers A1 gegen Masse oder ein Bezugspotential in Reihe geschaltet sind.
In mathematischen Ausdrücken ergibt sich der Verstärkungsgrad des Verstärkers A7
durch folgende Formel: Pos22 + R23 + R24 (R23 + R24) wobei R den Widerstandswert
der Widerstände R22, R23 und R24 in Ohm angibt. Bei einem typischen Ausführungsbeispiel
beträgt der Widerstandswert des Widerstands R22 10.000 Ohm, des Widerstands R23
1.000 Ohm und des Widerstands R24 100 Ohm.
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Das Ausgangssignal des Verstärkers A1 ist als Eingangs signal dem
negativen Eingangsanschluss des Verstärkers A3 zugeführt.
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Dieser Verstärker A3 ist als Differentialverstärker ausgelegt.
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Der positive Eingangsanschluss des Verstärkers A3 ist so geschaltet,
dass er mit den Ausgangssignalen des Verstärkers A2 beaufschlagt ist. Der Fig. 3
lässt sich entnehmen, dass der Verstärker A2 als Verstärker mit Finheitsverstärkung,
also mit einem Verstärkungsgrad = 1 ausgelegt ist und die Signalauslenkungen oder
Signalauswanderungen zugeführt erhält, die ihm vom Ausgang des Verstärkers A1 zugeführt
werden. Zu diesem Zweck besteht zwischen dem Ausgangsanschluss des Verstärkers A2
und dem negativen Eingangsanschluss dieses Verstärkers eine direkte galvanische
Verbindung. Das Ausgangssignal des Verstärkers Al wird über einen Widerstand 25
und einen Schalter S2 dem positiven Eingangsanschluss des Verstärkers A2 zugeführt.
Bei dem Schalter S2 kann es sich um einen elektronischen Schalter handeln, der beispielsweise
als integrierte Schaltung im Handel erhältlich ist. Eine solche, verfügbare integrierte
Schaltung trägt die Typenhezeichnung Model Nr. CD4016AE.
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Darüber hinaus wird das Ausgangssignal des Verstärkers Al auch noch
einer Speicheranordnung in paralleler Schaltungsbeziehung zugeführt, die beim Ausführungsbeispiel
als Speicherkondensator 26 ausgebildet ist und den positiven Fingangsanschluss des
Verstärkers A2 mit Masse oder negativer Spannung verbindet. Bei normaler Schaltungsanordnung
und bei normaler Beziehung der Elemente zueinander ergibt sich ein Signalübertragungsweg
für ein Ausweichsignal des Verstärkers Al auf den Eingang des Verstärkers A2. Die
Wirkungsweise des Schalters S2 wirkt sich dahingehend aus, dass die Schaltverbindung
zwischen den Verstärkern Al und A2 geöffnet oder entkoppelt
wird,
wie sofort deutlich wird. Da, wie schon ausgeführt, die A-lordnung des Verstärkers
A2 so getroffen ist, dass er eine Einheitsverstärkung aufweist, ergibt sich bei
diesem Verstärker in Verbindung mit dem Kondensator 26, dass sich diese Schaltung
insgesamt als eine sogenannte Probenspeicherschaltung verhält (sample and hold circuit).
Diese Schaltungsanordnung erzeugt daher am Ausgang des Verstärkers A2 ein Ausgangssignal,
welches identisch ist zum Ausgangssignal des Verstärkers Al. In diesem Zusammenhang
sei darauf hingewiesen, dass dann, wenn das Ausgangssignal des Verstärkers Al einen
dunklen Sensor 10 LS darstellt, diese Ausgangsspannung die unbekannte Gleichstrom-Offsetspannung
bildet, die von dem Verstärker Al und dem Sensor 10 LS in die Schaltung eingeführt
wird. Dieses Ausgangssignal des Verstärkers Al erscheint dann im. Normalbetrieb
der Schaltung -zenn die Lichtquelle 10 Lite entregt ist) als äquivalentes Signal
am Ausgang des Verstärkers A2.
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In paralleler Schaltungsbeziehung zum Ausgangsanschluss des Verstärkers
A2 und zum positiven Eingangsanschluss des Verstärkers AS ist eine mit dem Bezugs
zeichen 27 gekennzeichnete Stromquelle verbunden. Die Stromquelle 27 ist deshalb
vorgesehen und so ausgebildet, dass sichergestellt wird, dass das Ausgangssignal
des Verstärkers A3 dann, wenn die Lichtquelle 10 Lite entregt ist, eine vorgewählte
Polarität aufweist. ei der dargestellter Schaltung ist die Polarität des Ausgangssignals
des Verstärkers A3 dann positiv, wenn die Lichtquelle entregt ist, dies ist eine
Folge der Anordnung der Stromquelle 27.
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1 Stromduelle 7 umfasst einen Transistor, der beispielsweise vom 2N4125-Typ
sein kann und als Transistor 27T bezeichnet ist. Der Emitter des Transistors 27T
ist über einen Widerstand
28 mit einer Quelle eines positiven
Potentials, welches in Fig. 3A mit dem Bezugszeichen +12VF bezeichnet ist, verbunden.
Die Basis des Transistors 27T liegt über einen relativ hochohmigen Widerstand 29
an Masse, des weiteren ist ein Widerstand 30 zwischen die Basiselektrode und der
positiven Anschlussleitung geschaltet. Der Kollektor des Transistors 27T liegt an
dem positiven Eingangsanschluss des Verstärkers A3.
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An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der Differentialverstärker
A3 die Differenz zwischen den Signalen verstärkt, die an seinen beiden Eingangsanschlüssen
erscheinen. Aufgrund der bisherigen Feststellungen und ci entrecjter Lichtquelle
10 Lite lässt sich daher feststellen, dass die Signale, die normalerweise zum Differentialverst.ärker
3 gelangen, gleich sind und unter diesen Umständen ist sein Ausgangssignal null;
es werden jedoch gewisse Offsetspannungen als Folge der Verstärker A2 und A3 und
wegen der Toleranzen der Widerstände 32 und 33 erzeugt, die dem Verstärker A3 zugeordnet
sind. Bei dem Widerstand 32 handelt es sich um einen ltückführwiderstand, der zwischen
den Ausgangsanschluss und den negativen Eingangsanschluss des Verstärkers A3 geschaltet
ist, während der Widerstand 33 zwischen dem positiven Eingangsanschluss des Verstärkers
A3 und Masse liegt. Weiterhin sei darauf hinge-;2sein, dass die Verstärkung des
Verstärkers A3 sich bemisst aus de Verhältnis der Widerstandswerte des Widerstands
32 mit Bezug auf den Widerstand 33. Unter diesen Umständen stellt dann de Stromquelle
27 sicher, dass das Ausgangssignal des Verstärkers A3 sich auf einem positiven Spannungsniveau
befin-;ie-t und daher von der digitalen Kontrolleinheit 13a leicht
erkannt
werden kann. Die Grösse des von der Stromquelle 27 zu diesem Zweck erzeugten Stroms
wird im folgenden erläutert.
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Unter der Annahme, dass die Lichtquelle 10 Lite erregt ist, ist die
Schaltung so getroffen, dass ein Schalter-Steuernetzwerk 34 die Erregung der Lichtquelle
10 Lite kontrolliert und gleichzeitig den Schalter S2 so betätigt, dass während
der Zeiträume, während welcher die Lichtquelle 10 Lite erregt ist, die Verstärker
Al und A2 entkoppelt, d.h. eine Verbindung zwischen beiden unterbrochen ist. tinter
diesen Arbeitsbedingungen verbleibt die Ausgangsspannung des Verstärkers A2 identisch
auf dem Ausgangsspannungswert des Verstärkers Al, der vor Erregung der Beleuchtungsquelle
oder Strahlenquelle 10 Lite vorlag. Wird der Abtaststift 10 gegen eine reflektierende
Oberfläche gehalten, dann geht die Ausgangsspannung des Verstärkers Al auf positive
Werte über und veranlasst daher, dass die Ausgangsspannung des Differentialverstärkers
A3 auf negative Werte geht, so dass der digitalen Kontrolleinheit 13a mitgeteilt
wird, dass sich der Abtaststift in einer Position befindet, die es ihm ermöglicht,
dem Datensammelsystem 13 strichcodierte Daten zuzuführen. Als Folge dieses Umstandes,
d.h. bei Gegenwart eines negativen Signals am Ausgang des Verstärkers A3, verbleibt
die Lichtquelle 10 Lite nunmehr erregt, so dass die strichcodierten Daten auf dem
Etikette 10 ausgelesen werden können. Dieser Zustand herrscht vor, bis der Abtaststift
10 hinter den strichcodierten Daten des Etikettes 11 auf eine nicht reflektierende
Oberfläche geführt wird, was dann das Steuernetzwerk 34 dazu veranlasst, die Licht-
oder Strahlenquelle 10 Lite zu entregen und den Schalter S2 in der Weise zu betätigen,
dass die Verstärker Al und A2
wieder miteinander gekoppelt werden.
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An diesem Punkt sei darauf hingewiesen, dass die Änderung der Ausgangsspannungshöhe
des Signals vom Verstärker Al als Folge eines reflektierten Lichtsignals bekannt
ist. Dementsprechend kann die Stromquelle 27 so ausgelegt werden, dass eine Vorspannung
erzeugt wird, die tiquivalent ist der Hälfte der minimalen Änderung. Dies stellt
sicher, dass die sich abwechselnden dunklen und hellen Striche auf dem strichcodierten
Etikette 11 als positive und negative Spannungen vom Ausgang des Verstarkers A3
übertragen werden Wie ersichtlich wird die Gleichstromkopplung über die gesamte
signalverarbeitende Verstärkerschaltung aufrechterhalten, so dass es gelingt, Variationen
und Veränderungen von Schwellenwerten, die bei Wechselstromkopplung in Rechnung
zu ziehen wären, zu vermeiden.
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Zur erregung und Entregung der Lichtquelle 10 Lite erregt und entregt
das Steuernetzwerk 24 inen Schalttransistor 40.
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Hierzu ist der Fmitter des Schaittransistors 40 direkt mit Masse und
sein Kollektoranschluss mit dem Widerstand 10 R im Bereich der lichtemittierenden
Diode verbunden. Die Basis des Transistors 40 ist so geschaltet, dass ihr von dem
Steuernetz werk 34 Schaltsignale zuführbar sind. Das Steuernetzwerk 34 spricht auf
Impulse der digitalen Kontrolleinheit 13a an und kontrolliert und steuert gleichzeitig
die Schaltbedingungen des Schalters S2 und des Transistors 40, d.h. die leitenden
zustände dieser beiden Elemente. Zu diesem Zweck werden die Impulse der digitalen
Kontrolleinheit 13a direkt einem Paar Transistoren zugeführt, die, wie bei 13 angegeben
mit dem Eingang
des Schalters S2 verbunden sind. Bei den Transistoren
handelt es sich um einen Transistor 41, der (bevorzugt in Basisschaltung) die Impulse
der digitalen Kontrolleinheit 13a zugeführt erhält und mit seinem Ausgang rnit dem
Transistor 42 verbunden ist, der dann wiederum, wie schon gesagt, auf den Schalter
52 arbeitet. Zu diesem Zweck ist der Emitter des Transistors 41 über einen Widerstand
43 mit der Impulsquelle der digitalen Kontrolleinheit 13a verbunden, während die
Basis des Transistors 41 an Masse liegt. Der Kollektor des Transistors 41 liegt
unmittelbar an der Basiselektrode des Transistors 42.
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Der Emitter des Transistors 42 liegt an einer Quelle negativen Potentials,
die mit -1OVF in Fig. 3 angegeben ist. Des weiteren ist die Basis des Transistors
42 ebenfalls mit der negativen Spannungsquelle verbunden, an die auch der Emitter
angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 42 liegt direkt an dem mit 13 gekennzeichneten
Eingangsanschluss des Schalters S2, wie in Fig. 3 gezeigt. Die Impulse der Kontrolleinheit
13a werden des weiteren noch einem Paar in Reihe geschalteter und umgekehrt zueinander
anyeordneter Dioden 45 und 46 zugeführt. Dabei sind die Anoden der Dioden 45 und
46 zusammengeführt und über einen gemeinsamen Widerstand 47 mit einer Spannungsquelle
positiven Potentials verbunden. Die Kathode der Diode 45 ist an den freien Anschluss
des Widerstandes 43 angeschlossen, dem die Impulse der Kontrolleinheit 13a zugeführt.
Die Kathode der Diode 46 liegt an der Basis des Schalttransistors 40. Zwischen Basis
und Masse dieses Schalttransistor 40 ist ein weiterer Widerstand 47 geschaltet.
Es sei darauf hingewiesen, dass bei normaler Arbeitsweise der Schaltung, wie sie
hier definiert ist, von der digitalen Kontrolleinheit 13a keine Impulse empfangen
werden und daher der Schalttransistor
40 die Lichtquelle 10 Lite
abgeschaltet heilt. Bei Empfang eines Impulses an der Basis des Transistors 40 ändert
sich sein Leitfähigkeitszustand in der Weise, dass er nunmehr leitend wird und die
lichtemittierende Diode 10 Lite erregt.
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Zur gleichen Zeit wird der leitende Zustand der Transistoren 41 und
42 umgekehrt, so dass auch der Schalter S2 betätigt und die Verstärker Al und A2
entkoppelt erden.
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Der Aufbau der digitalen Kontrolleinheit 13a ist kurz weiter oben
schon besprochen worden. Die vom Verstärker A3 stammenden Signale werden in der
Weise von der digitalen Kontrolleinheit 13a verarbeitet, dass dem Steuernetzwerk
34 periodisch Pulse zugeführt werden um die Lichtquelle 10 Lite zu erregen und zu
entregen. Im einzelnen werden die vom Ausgang des Verstärkers 3A stammenden Impulse
der digitalen Kontrolleinheit 13a über eine Logikschaltung 48 zugeführt. Die Logikschaltung
umfasst einen Schalttransistor 49, dessen Basiselektrode direkt mit dem Ausgang
des Verstärkers A3 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 49 ist mit einer
isolierenden Torschaltung in Form eines NAND-Gatters 50 verbunden, welches jedoch
für den vorliegenden Zweck nicht als NAND-Gatter benutzt wird.
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Der Emitter des Transistors 49 liegt direkt an Masse; der Ausgang
der Logikschaltung 48 ist der digitalen Kontrolleinheit 13a zugeführt. Wie weiter
vorn schon erwähnt sind die der digitalen Kontrolleinheit 13a zugeführten Signale
binär codiert und von entgegengesetzter Polarität. Dabei kann angenommen werden,
dass die Signale einem "Lichtschalter" zugeführt werden, der in der Weise wirksam
ist, dass er die Erregung und Entregung der Impulsquelle steuert und kontrolliert,
deren Impulse von der Kontrolleinheit abgeleitet und dem Steuernetzwerk
34
zugeführt werden. Wie weiter oben schon erwähnt, entregt die Abtastung einer dunklen
Oberfläche oder einer nicht reflektierenden Oberfläche die Lichtquelle 10 Lite,
während der Lichtschalter des Reglers in der Weise wirksam ist, dass er als Folge
einer Abtastung einer reflektierenden Oberfläche die Erregung oder den Einschaltzustand
der Lichtquelle aufrech@ erhält, wofür bevorzugt eine integrierende und eine Verzögerur
aufweisende Schaltung vorgesehen ist.
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Der Erfindung gelingt es eine einfache sogenannte Tnterface-Schaltung
zu schaffen, die einem optischen Abtaststift zugeordnet ist, der so ausgebildet
ist, dass er strichcodierte Daten ausliest und einem tragbaren, von Batterien meisten
Datensammelsystem zuleitet nie Interface-Schaltung kontrolle die Erregung der Lichtquelle
und hält auf diese Weise die Batteriebelastung klein; auch gelingt es durch einfache
Gleichstromkoppelschaltungen in dem System erzeugte Gffsetspannungen zu kompensieren,
und zwar bevorzugt dadurch, dass der Ausgang des 'Serstärkers A2, der ein Mass für
die Offsetspannungen darstellt, dem positiven Eingangsanschluss des Verstärkers
.A3 auch während der Auslesung der hinärcodierten Informationen am Etikette zugeführt
wird, so dass automatisch eine Kompensation erfolgt.