DE2623123A1

DE2623123A1 - Abtaster und abtastverfahren

Info

Publication number: DE2623123A1
Application number: DE19762623123
Authority: DE
Inventors: James P Ballard; Sigmund Hinlein; Edwin A Jeffery; Lawrence Seligman
Original assignee: Data General Corp
Current assignee: EMC Corp
Priority date: 1975-05-27
Filing date: 1976-05-22
Publication date: 1976-12-16
Also published as: GB1556687A; FR2312822A1; GB1556686A; FR2312822B1

Description

Anmelder:

Data General Corporation Southboro Massachusetts 01772 USA

Vertreter:

Stuttgart, den 19 ο Mai 1976 P 3193

Kohler - Schwindling - Späth Patentanwälte Hohentwiel straße 4-1 7000 Stuttgart

' ^r Abtaster und Abtastverfahren

Die Erfindung "betrifft einen optischen Abtaster und ein Abtastverfahren_e Sie bezieht sich auf das Abtasten von Markierungen wie in Balkenform codierten Markierungen, die auf Verpackungen zur Identifizierung der Waren verwendet werden.

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Bekanntlich wurden Systeme entwickelt zum Abtasten solcher üblicher balkencodierter Markierungen, die allgemein als UPC-Markierung (Universal-Produkt-Code) bezeichnet werden, und solche Systeme haben Aufnahme in die Supermarktindustrie gefunden·

Solche UPC-codierten "Verpackungen werden allgemein durch ein Gerät in den Ausgangsprüfungsstationen eines Supermarkt abgetastet, und die aus dem Etikett abgelesene Information wird in einen Rechner eingegeben, der dann den dem Kunden für Jeden Posten zu berechnenden Preis erzeugt.

Während die UPC-Markierung in der Fabrik leicht auf den Verpackungen angebracht werden kann, machen es die Toleranzen zwischen den Balken der UPC-Markierung ziemlich schwierig, den Code einer Verpackung, die den Code nicht enthält, hinzuzufügen, wenn sie beim Supermarkt eintrifft.

Im Hinblick auf die Schwierigkeit, die UPC-Markierung im Supermarkt zusätzlich anzubringen, wurde eine andere Art einer balkencodierten Markierung entwickelt, die im Supermarkt leicht auf die Verpackungen aufgebracht werden kann· Diese codierte Markierung ist ala drei-Balken-codierte Markierung (tri-bar coded indicia) bekannt und ist in der US-Patentanmeldung Αζ·1ϊο· 421 884-angemeldet am 5» Dezember 1973 und auf den. Anmelder der", vorliegenden Anmeldung übertragen, "beschrieben· . .."

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Obwohl Schemata zum Abtasten der UPG-Markierung vorhanden sind, sind sie nicht besonders vereinbar mit Schemata, die"für eine genaue Abtastung der Drei-Balken-Mfirkierung benötigt werden.

Dementsprechend entstand das Bedürfnis nach einem Abtastsystem und einer Methode zum genauen Abtasten entweder der UPC-codierten Markierung oder einer Drei-Balken-Markierung» Die vorliegende Erfindung schafft ein solches Abtastsystem und ein Verfahren· Zusätzlich schafft die vorliegende Erfindung eine neue Spiegelpolygonkonstruktion·

Die den Abtaster betreffende Erfindung; besteht darin, daß der Abtaster eine Vorrichtung zum Eitzeugen einer Mehrzahl von Lichtabtastmustern aufweist.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie es gestattet, Markierungen sowohl in der Drei-Balken-Codierung als auch in der TJPG-Codierung genau zu lesen· Vorzugsweise handelt ea sich um unterschiedliche Konfigurationen von Lichtabtastmustern, und diese werden vorzugsweise in einer vorgegebenen Reihenfolge erzeugt, um beide Typen von codierten Markierungen genau zu lesen·

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird Jede Konfiguration eines Lichtabtastmusters in einer vorgegebenen Abfolge wiederholt, ist aber gegenüber dem unmittelbar vorherliegenden Lichtabta3tmuster der gleichen Konfiguration räumlich versetzt·

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COPY

Die Liclitabtastnuster bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen ein erstes Muster in der Konfiguration eines X und ein zweites Muster in der Konfiguration eines X auf„

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Mittel zum Erzeugen des Lichtabtastmusters ein rotierendes Polygon auf, das Reflektoren trägt, wie beispielsweise Spiegel, die abwechselnd gegenüber der Drehachse des Polygons unter unterschiedlichen positiven und negativen Winkeln (üblicherweise als Pyramidenwinkel bezeichnet) gekippt verlaufen, um den Strahl, der zur Erzeugung der Lichtabtastmuster verwendet wird, durch zwei unterschiedliche 'Sätze von fixierten Spiegeln zu leiten«,

Bei einer bevorzugten Konstruktion des Polygons ist eine vorbestimmte Anzahl der unter einem positiven Winkel und der unter einen negativen V/inkel angeordneten Spiegel jeweils unter einem unterschiedlichen Winkel angeordnet, und sie sind jeder unabhängig justierbar, um ihre Winkellage einzustellen!.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Polygons gemäß der Erfindung weist auch elastische Vorspannmittel auf, gegen die die Spiegel gepreßt werden, so daß die Winkeljustierung jedes Spiegels während der Endprüfung des Abtasters leicht vorgenommen werden kann*

Der das Verfahren betreffende Seil der Erfindung zum Abtasten von Markierungen in UPC-Codierung oder Drei-Balken-Codierung besteht darin, daß eine Mehrzahl von

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Lichtabtastmustern, vorzugsweise ein erstes und ein zweites Lichtabtastmuster, erzeugt werden, daß die' Lichtabtastmuster unterschiedliche Konfigurationen aufweisen, daß ,jedes ^de^ Lichtabtastiauster eine Mehrzahl von Abtastlinien aufweist, und daß die Lichtabtastmuster gegen die codierte Markierung gerichtet werden«

Die hier gezeigte Abtastung für eine Markierung im Drei-Balken-Code wird als selbständige Erfindung angesehen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der" Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein«

Figo 1 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils eines Behälteretiketts, das die übliche UPC-Codierung (universal product code) trägt·

Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils eines Behälteretiketts, das den Drei-Balken-Code trägt,

Figo 3 zeigt die unterschiedlichen Lichtabtastmuster, die einander überlagert sind, obwohl sie in Wirklichkeit zu unterschiedlichen Zeiten erzeugt werdeno

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Fig. 4- zeigt, daß jedes X-Lichtabtastmuster in seiner Position oder örtlichen Lage von dem nächsten vorhergehenden X-Abtastnuster, das während der Rotation des Polygons erzeugt wird, versetzt ist«

illustriert, daß auch jedes X-Lichtabtastmuster in seiner Position oder örtlichen Lage gegenüber dem nächsten vorhergehenden X-Lichtabtastmuster, das während der Rotation des Polygons erzeugt wird, versetzt oder verschoben ist«

Figo 6 ist eine Ansicht von oben, die den Abtaster zeigt, wobei Teile entfernt sind»

Fig« 7 ist eine Ansicht entlang der Linie 7-7 in Fig„ Figo 8 ist eine Ansicht entlang der Linie 8-8 in Fig_e 7·

Fig« 9 ist eine Ansicht von oben eines Abschnitts des mit Spiegeln versehenen Polygons, das in den Figo 6 bis 8 gezeigt ist*

Fig« 10 ist eine Seitenansicht des mit Spiegeln versehenen Polygons, wobei einige der spiegelnden Flächen entfernt sind, um die Montierung der Spiegel zu zeigen»

Fig. 11 ist eine entlang der Linie 11-11 in Fig. 9 geschnittene Ansicht und

Fig. 12 ist eine graphische Darstellung von oben, die die 14 Spiegel der bei der bevorzugten Konstruktion des Polygons verwendeten Polygonstruktur zeigt·

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Eg wird nun auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, die ein Beispiel einer Markierung in UPO-Codierung und in Drei-Balken-Codierung zeigen, die auf einem Aufzeichnungsmedium 20, "beispielsweise einem Etikett eines Produktbehälters oder einer Produktverpackung angeordnet sind·

Der UPC-Code ist der allgemein gebräuchliche Code, der auf den meisten in Supermärkten in den Vereinigten Staaten von Amerika verkauften Produkten erscheint· Daher ist für den Fachmann keine weitere Beschreibung· dieses Codes erforderlich.

Der Drei-Balken-Code ist ein Code, der in den US-Patentanmeldungen Az.: 4-21 884- und 4-21 885 vom 5. Dezember 1973 bzw. 12. Dezember 1973 beschrieben ist; beide Anmeldungen sind auf den Anmelder der vorliegenden Anmeldung übertragen, die Offenbarung dieser Anmeldung wird hiermit durch Bezugnahme auf diese Anmeldungen auch zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht. Diese beiden US-Patentanmeldungen entsprechen der deutschen Patentanmeldung P 24 57 259.6 .vom 4.12.1974·, auf die hiermit ebenfalls Bezug genommen wird. Die US-Patentanmeldung Az. 4-21 885 hat zum US-Patent 3 891 831 geführt.

Mit spezieller Bezugnahme auf Fig. 2 wird ein auf einem Aufzeichnungsmedium 20 angeordneter Drei-Balken-Code für die Zeichen 0 bis 9 gezeigt. Ebenfalls gezeigt wird ein iait zwei Balken codiertes Zeichen für Start/Stop-Befehle. Wie dargestellt, weist kein Balken eine größere Breite auf als zwei Moduln oder Bits, und kein Zwischenraum zwischen zwei Balken in einem Codezeichen ist breiter als zwei Moduln· Es wird auch festgestellt, daß in jedem codierten Zeichen nicht zwei aufeinanderfolgende Moduln

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einen ersten Niveaus (beispielsweise scliwarz) zwei aufeinanderfolgenden Moduln eines zweiten Niveaus (beispielsweise weiß) folgen. Der geschilderte Drei-Balken-Code könnte auch einen Tvpensatz aufweisen, von den der Code gedruckt wird» Ein durch zwei Balken repräsentiertes Start/Stop-Symbol wird ebenfalls gezeigte

Die vorliegende Erfindung schafft einen neuen und verbesserten Abtaster zum optimalen Lesen sowohl von UPC— Codes als auch von Drei-Balken-Codes <> Die vorliegende Erfindung, wie in Fig. 3 dargestellt,"liefert zwei Lichtnuster von unterschiedlicher Konfiguration, die einen ersten Satz von Spurlinien oder Abtastlinien 21-1 und 21-2 (Muster A) ufid einen zweiten Satz von Abtastlinien 22-1, 22-2 und 22-3 (Muster B) aufweisen, die auf einen Ort gerichtet werden, beispielsweise den Ort einen Fensters, wo eine Markierung (UPC oder Drei-Balken-Codierung), die von Behältern getragen wird, durch die Lichtmuster eingetastet werden kann* Es können hierfür Fokussiermittöl vorgesehen sein, die das Lichtmuster an Ort des Fensters, oberhalb von dem Behälter mit der codierten Markierung positioniert sind, fokussieren«

Obwohl jedes der Muster A und B in Figo 3 einander überlagert erscheinen, als wenn sie zeitlich festgefroren wären, wird tatsächlich zuerst das eine Muster erzeugt und dann wird das andere Muster erzeugt.

So wird vorzugsweise nur eines der Muster A oder B zu einem Seitpunkt für Abtastzwecke benutzt« Als ein anderes

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_ 9 —

"bevorzugtes Merkmal dieser Erfindung, wie in Fig_o 4 und gezeigt, wird jedes der Lichtimnter desselben ü;rps oder derselben Konfiguration vorzugsweise so erzeugt, daß jedes nächntfolgende Muster (von derselben Konfiguration) von den Abtastlinien des vorhergehenden Lichtnusters (von derselben Konfiguration) um eine kleine Strecke räumlich versetzt ist, um den durchschnittlichen Lichtpegel, der an Ort des Fensters erzeugt wird, auf das die Licht— muster A und B gerichtet werden, zu reduzieren» Dies ist speziell wichtig in Fällen, wo durch Laser erzeugte Lichtstrahlen hoher Leistung vorzugsweise benutzt werden, wie bei dieser Erfindung,,

Nachdem eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgend in Abstand angeordneten Lüstern A oder B erzeugt sind, die Zeit wie in Fig« 4- und 5 gezeigt (wobei die ausgezogene Linie die Abtastlinien zur Zeit ti und die gestrichelten Linien die Abtastlinien zu späteren Zeitpunkten t2 und t3 anzeigen) werden die Muster in angenähert derselben Position wieder wiederholt, wie es als ausgezogene Abtastlinie gezeigt ist* Bei einer bevorzugten Form der Erfindung wird jedes durch eine ausgezogene Linie gezeigte Muster nach einer Umdrehung des mit Spiegeln versehenen Polygons wiederholt werdeno

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So werden bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Lichtmuster A und B aufeinanderfolgend in einer vorbestimmten Reihenfolge erzeugt, und ^jedes der nächstfolgenden Lichtmuster von derselben Typkonfiguration wird ebenfalls in einer derartigen Weise erzeugt, daß es räumlich gegenüber dem nächsten vorhergehenden Lichtmuster derselben Konfiguration räumlich versetzt oder gewobbelt ist, wenn es an dem Ort erscheint, auf welchen es gerichtet wird, um die codierte Markierung abzutasten·

Es wird wieder auf Fig. 3 Bezug genommen, die in einer Ansicht von oben am Fenster 30 (in der Aufsicht der Fig. in punktierten Linien gezeigt) die Orientierung zeigt, in der die Muster A und B erscheinen würden, wenn sie einander überlagert wären (zeitlich festgefroren). Es sollte beachtet werden, daß tatsächlich für das Muster A eine Abtastlinie, beispielsweise 21-1 als erste erzeugt wird durch den Lichtstrahl, der an einem Ende der Abtastlinie startet und sich zum anderen Ende der Abtastlinie bewegt und anschließend bewegt sich dann der Strahl von einem Punkt am einen Ende der Abtastlinie 21-2 zu ihrem anderen Ende.

Bezüglich des Musters B finden die gleichen Vorgänge statt und der Strahl erzeugt zunächst die Abtastlinie 22-1, dann die Abtastlinie 22-2 und schließlich die Abtastlinie 22-3· Offensichtlich kann die genaue Reihenfolge der

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Erzeugung der Abtastlinien für jedes Muster variieren, wie der Fachmann sieht.

In der Konfiguration des Musters A sind die Abtastlinien oder Spurlinien (Länge des Spurweges) 21-1 und 21-2 vorzugsweise ungefähr 216 mm (8,5 Zoll) lang und liegen unter einem Winkel O von ungefähr 4-0 bis 55° bezüglich einer vertikalen Linie (gestrichelt dargestellt), die die Abtastlinie 22-2 unter einem Winkel von ungefähr 90° schneidet. Am meisten bevorzugt wird ein Winkel θ von 45°·

Andererseits sind die Abtastlinien 22-1 und 22-3 des Musters B vorzugsweise ungefähr 137 mm (5»375 Zoll) lang und die Abtastlinie 22-2 ist vorzugsweise ungefähr 127 nim (5 Zoll) lang. Die Abtastlinien 22-1 und 22-3 verlaufen, was wichtig ist, unter einem Winkel et von ungefähr 16° bis 25° in Bezug auf die Abtastlinie 22-2, wobei am meisten "bevorzugt wird-ein Winkel ex von ungefähr 18°, um die Lesegeschwindigkeit für den Dreibalken-Code der Fig. 2 zu optimieren. Die Abtastlinie 22-2 des Musters B ist vorzugsweise, wie dargestellt, von dem Schnittpunkt der Abtastlinien 22-1 und 22-3 des Musters B um eine Entfernung von ungefähr 19 bis 6,4 mm (0,75 bis 0,25 Zoll) an dem Punkt, wo sie sich mit der vertikalen Bezugslinie schneidet, versetzt, um die Schnittpunkte zwischen Abtastlinien zwecks Verringerung der durchschnittlichen Lichtintensität zu minimieren. Zusätzlich liegt der Winkel ß zwischen der Abtastlinie 21-1 und 21-2 in Bezug auf die Abtastlinie 22-2 vorzugsweise bei ungefähr 4o bis 55°» wobei ein Winkel von 45° am meisten bevorzugt wird.

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In der Praxis wird am meisten eine Ausführungsform bevorzugt, "bei der die Summe der Längen der Äbtastlinien des Musters A im wesentlichen gleich ist der Länge der Abtastlinien des Musters B.

Es wird nun für eine Beschreibung des Geräts zum Erzeugen der Lichtmuster A und B auf die Fig. 6 bis 8 Bezug genommen.

In Pig. 7 ist ein Behälter 26 gezeigt, der ein Aufzeichnungmedium 20 trägt, das eine Markierung trägt (UPG oder Dreibalken-Codierung). Der Behälter 26 ist so angeordnet, daß die codierten Markierungen durch Abtastlinien des Musters A und B abgetastet werden können, die durch den Abtaster 29 am Fenster 30 beispielsweise aus Glas vorgesehen werden.

Der Behälter 26 kann quer über das Fenster 30 von Hand bewegt werden oder es können alternativ mechanische Transportmittel vorgesehen werden. Um die Lichtmuster A und B zu erzeugen, ist eine Lichtquelle, vorzugsweise eine Quelle kohärenten Lichts vorgesehen, beispielsweise ein Gaslaser 31, der durch eine Stromversorgung 32 in üblicher Weise mit Leistung versorgt wird, wobei sowohl der Laser als auch die Stromversorgung 32 durch die Wände 29-1 des Abtasters 29 getragen werden.

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Ein geeigneter kontinuierlicher Gaslaser, der Licht mit einer Wellenlänge von 6328 Angström liefert, kann in der praktischen Ausführung der Erfindung verwendet werden, obwohl der tatsächliche Typ der Lichtquelle und die Wellenlänge geändert werden können, wie dem Fachmann klar ist.

Der Lichtstrahl 31-1 vom Laser läuft durch einen konventionellen Expander 33 und wird von dort durch Spiegel 34-, und 36 gegen Spiegel eines Polygons 37 gerichtet, das durch einen Motor 38 in Drehungen versetzt wird. Eine bevorzugte Rotationsgeschwindigkeit des Polygons beträgt ungefähr 3.4-00 bis 3.600 Umdrehungen/Minute.

Der Expanter wird benutzt, um die Abmessungen des Strahls zu vergrößern und die Divergenz des Strahls in bekannter Weise zu verringern.

Das Polygon weist vorzugsweise 14· Spiegel 37-1 bis 37-14-auf, die bezüglich der Rotationsachse des Polygons (siehe Figuren 9 bis 12) um Winkel geneigt oder gekippt verlaufen, um den Lichtstrahl vom Laser zu einem Verteilungsspiegel zu lenken und dann zu zwei unterschiedlichen Sätzen von festen Spiegeln, um entweder das Abtastmuster A oder B zu erzeugen.

Jeder Spiegel oder jede Fassette 37-1 bis 37-14- des Polygons bewirkt die Erzeugung des ganzen Musters A oder B. Der erste Satz von fixierten Spiegeln ist bei 4-0, 4-1, 4-2 und 4-3 gezeigt. Die Spiegel 4-0 und 4-1 sind so positioniert, daß sie die Abtastlinien 21-1 des Musters A erzeugen, und die Spiegel 4-2 und 4-3 sind vorgesehen, um die andere der Abtastlinien 21-2 des Musters A zu erzeugen. Die

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Abtastlinien 21-1 und 21-2 des Musters A sind in einer Seitenansicht in Fig. 7 als strichpunktierte Linien gezeigt.

In dem erfindungsgemäßen Abtaster werden die Abtastlinien des Musters B erzeugt, injlem man feste oder fixierte
Spiegel 44, 45, 46, 47, 48 und 49 benutzt.

Die Spiegel 44 und 45 werden benutzt, um die Abtastlinie 22-1 zu erzeugen, die Spiegel 46 und 47 werden benutzt, um die Abtastlinie 22-2 zu erzeugen, und die Spiegel 48 und 49 werden benutzt, um die Abtastlinie 22-3 zu erzeugen. Die Spiegel sind in den gezeigten Positionen an den Wänden 29-1 fixiert, indem man übliche Konsolen und Haltevorrichtungen benutzt, um die Muster A und B am Fenster zu erzeugen.

Um die Information von dem Code auf dem Behälter des Produkts wieder zu gewinnen, wird das reflektierte Licht
detektiert unter Verwendung von Sammelspiegeln 50 und 5I, die das reflektierte Licht in einen Fotovervielfacher 52 lenken.

Bei der bevorzugten Konstruktion wird der Kollektor vorzugsweise durch Abschirmen mit einem wenig reflektierenden Material, beispielsweise schwarze Tinte, in dem
Muster 531 wie in Fig. 8 gestrichelt gezeigt ist, maskiert, um Hintergrundlicht zu unterdrücken und auf diese Weise die Empfindlichkeit zu erhöhen.

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Es wird nun auf die Fig. 9 bis 12 Bezug genommen, die das bevorzugte vielflächige mit Spiegeln versehene Polygon, das bei dieser Erfindung verwendet wird, zeigen.

Fig. 12 zeigt in einer schematischen Ansicht von oben Polygonspiegel 37-1 bis 37-14, die durch eine Polygonnabe oder Welle 60 getragen werden, und die

Fig. 9 bis 11 zeigen im Detail die Konstruktion des mit Spiegeln versehenen Polygons 37. Das Polygon 37 weist eine Nabe 60 auf, die mit oberen und unteren Ausschnitten 60-1 und 60-2 versehen ist und durch eine Motorantriebswelle 38-1 in üblicher Weise rotierend antreibbar gehalten ist.

Die Nabe 60 ist mit 14 flachen Seiten 60-3 versehen, eine für jeden der Spiegel 37-1 bis 37-14. Die Ecke 60-4 zwischen jeder der Flächen ist mit Schlitzen oder Gruben 60-5 zur Lagesicherung versehen, in denen O-Ringe 61 aus elastomerischem Material wie Neoprene zum Beispiel durch Einschnappen in die Schlitze positioniert sind. Andere Elastomere können' ebenfalls verwendet werden.

Vier O-Ringe 61 werden am Umfang der Nabe 60 in den Schlitzen gehalten und erstrecken sich über die Flächen, wie dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, daß auch Blätter oder Streifen aus elastomerischem Material anstatt der O-Ringe verwendet werden können.

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Oberhalb der Flächen sind Halteblöcke 62 positioniert, die geneigte Oberflächen 62-1 haben, auf denen die Spiegel 37-1 bis 37-14· auf zementiert sind, beispielsweise durch einen JSpoxy-Zement 63. Die geneigte Oberfläche 62-1 gibt den rohen Winkel der Spiegel vor, so daß der Lichtstrahl vom Spiegel 39 zu den zwei Sätzen von Spiegeln gelenkt werden kann, um die Muster A und B zu erzeugen.

Als ein wichtiges Merkmal der Erfindung sind die Supporte oder Träger 62 mit Gewindelöchern 62-2 versehen, um Justierschrauben 64 aufzunehmen, die in Löchern 60-6 der Seitenwand der Nabe 60 angeordnet sind. Die Schrauben 64 (zwei für jeden Support 62) werden benutzt, um die Winkellage der Spiegel 37-1 bis 37-14 relativ zu den Flächen 60-3 und gegen die Elastomer-Ringe 61 einzustellen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Spiegel 37-1 bis 37-14 so justiert, daß ihre Flächen unter dem folgenden Winkel Z angeordnet sind, wie unten angegeben ist. Die Winkel Z sind mit Bezug auf die Mittellinie 70 der Welle gemessen und sind in Figur 11 (zur bequemeren Darstellung) mit Bezug auf die Linie 71 gezeigt, die parallel zur Mittellinie 70 der Welle verläuft.

Spiegel-Nr. Spiegelwinkel Z

(Pyramidenwinkel)

37-1 + 7 40

37-2 - 7° 40

37-3 + 7° 1· 20

37-4 - 7° 1' 20

37-5 + 7° 2'

O „ι on M

37-6 - 7° 2'

37-7 + 7° 2' 40

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Spiegel-Nr. Spiegelwinkel Z

(Pyramidenwinkel)

37-8 - 7° 2¹ 40 "

37-9 + 7° 3' 20 "

37-10 - 7° 3' 20 "

37-11 +7 4-

37-12 - 7° 4'

37-13 + 7° 4· 40 "

- 7 4' 40

Die Fig. 7 und 11 zeigen besonders, daß die Spiegel abwechselnd, das heißt ungeradzahlig numerierte Spiegel sind unter dem einen Winkel gekippt, um den Strahl zu dem Verteilerspiegel 39 so zu lenken, daß das Muster B erzeugt wird, und die geradzahlig numerierten Spiegel sind in entgegengesetzter Richtung gekippt, um den Strahl zu dem Verteilerspiegel 39 so zu lenken, daß das Muster A erzeugt wird.

Durch die unterschiedlichen Winkel wird ein Flattern oder Wobbein des von den Spiegeln der Nabe reflektierten Lichtstrahls bewirkt.

Pig. 11 zeigt, daß der Spiegel 37-4- (in gepunkteten Linien) eine entgegengesetzte Winkellage mit Bezug auf den Spiegel 37-3 zeigt. Wie nun aus der obigen Beschreibung klar sein wird, werden die Muster A und B vorzugsweise eines nach dem anderen erzeugt, obwohl darauf hingewiesen wird, daß die aufeinanderfolgende Herstellung der Muster A oder B geändert werden kann, beispielsweise können vier A-Muster und dann sieben B-Muster und dann drei Α-Muster erzeugt werden.

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Zusätzlich kann die Anzahl der A- und B-Muster ebenfalls variiert werden, beispielsweise können acht Α-Muster und sechs B-Muster erzeugt werden, wie dem Fachmann klar sein wird, indem man die Anzahl der Spiegel mit positiver und negativer Neigung ändert.

Die Anordnung und Neigung der einzelnen Spiegel und die
weiteren Konstruktionseinzelheiten, z.B. die Neigung der Rotationsachse des Polygons, können den Zeichnungen entnommen werden, ggf. unter Zuhilfenahme der eingezeichneten Strahlenver1aufe.

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Claims

Patentansprüche

Optischer Abtaster, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Mehrzahl von Lichtabtastmustern (A, B) aufweist.
2. Abtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß er einen ersten Satz von Spiegeln (40, 41, 42, 43) zur Erzeugung eines ersten Lichtabtastmusters (A) mit einer ersten Konfiguration und" einen zweiten Satz von Spiegeln (44, 45, 46, 47, 48, 49) zur Erzeugung eines zweiten Lichtabtastmusters (B) mit einer zweiten Konfiguration aufweist und Mittel (36, 37» 39)» die einen Lichtstrahl auf jeden der Spiegelsätze richten.
3. Abtaster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl in einer vorgegebenen Reihenfolge zur Erzeugung der Abtastmuster in einer vorgegebenen Reihenfolge auf jeden der Spiegelsätze gerichtet wird.
4. Abtaster nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtabtastmuster (A, B) unterschiedliche Konfigurationen aufweisen.
5. Abtaster nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Konfiguration und die zweite Konfiguration jeweils eine Anzahl von Abtastlinien (21-1, 21-2; 22-1, 22-2, 22-3) aufweist*
6. Abtaster nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das erste Abtastmuster (A) zwei Abtastlinien (21-1, 21-2) und das zweite Abtastmuster (B) drei Abtastlinien (22-1, 22-2, 22-3) aufweist.

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7. Abtaster nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Abtastmuster (A) ein X definiert und daß das zweite Abtastmuster (B) ein X definiert.
8. Abtaster nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß ,jede der Abtastlinien des X-Muaters (A) eine größere Länge aufweist als Jede der Abtastlinien des X-Musters (B).
9. Abtaster nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß für das zweite Abtastmuster (B) ein Muster mit einer X-Konfiguration vorgesehen ist und daß die X-Abtastlinien (22*-1, 22-3) des zweiten Abtastmusters (B) bezüglich der -—Abtastlinie (22-2) einen Winkel von ungefähr 16 bis 25 einschließen.
10, Abtaster nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (A- etwa 18° beträgt.
ο Abtaster nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die X-Abtastlinien (21-1, 21-2) des ersten Abtastmusters (A) mit der —Abtastlinie (22-2) des zweiten Abtastmusters (B) einen Winkel β von ungefähr 40 bis 55° einschließen.
12. Abtaster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlerzeugungseinrichtung ein Polygon (37) mit einer an seinem Umfang verteilten Anzahl von reflektierenden Flächen aufweist.

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13° Abtaster nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl durch einen Laser (31) geliefert wird und auf jeweils eine der reflektierenden Flächen des Polygons (37) gerichtet wird.
14-, Abtaster nach Anspruch 12 oder 13* dadurch gekennzeichnet, daß das Polygon (37) rotierend antreibbar ist.
15· Abtaster mindestens nach den Ansprüchen 2 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verteilerspiegelanordnung (39) in der Weise vorgesehen ist, daß sie den Lichtstrahl von den reflektierenden Flächen des Polygons (37) aufnimmt und zu dem ersten und zweiten Satz von Spiegeln zur Erzeugung des ersten und zweiten Abtastmusters leitet.
16. Abtaster nach Anspruch 1A- oder 15» dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der reflektierenden Polygonoberflächen bezüglich der Achse (70) der Rotation des Polygons (37) unter unterschiedlichen Pyramidenwinkeln gekippt verlaufen.
17. Abtaster nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß reflektierende Polygonoberflächen abwechselnd unter verschiedenen Pyramidenwinkeln gekippt verlaufen.
18. Abtaster nach Anspruch 16 oder 17» dadurch gekennzeichnet, daß einige reflektierende Flächen unter einem positiven Winkel und die anderen unter einem negativen Winkel bezüglich der Rotationsachse des Polygons (37) angeordnet sind.

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19. Abtaster nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl der unter einem positiven Winkel und der unter einem negativen Winkel angeordneten reflektierenden Flächen bezüglich der Rotationsachse (JO) unter unterschiedlichen Winkeln angeordnet sind.
20. Rotierend antreibbares Polygon, insbesondere nach einem der Ansprüche 14 bis 19» dadurch gekennzeichnet, daß es eine Nabe (60) aufweist und eine Anzahl von Haltevorrichtungen (62), mit deren jeder ein Spiegel (37-1 bis 37-14·) gekoppelt ist, daß am Umfang der Habe elastomerisches Material (61) angeordnet ist, und daß die Nabe Einstellmittel (64) trägt, die mit den Haltevorrichtungen gekoppelt sind, um die Haltevorrichtungen gegen das elastische Material zwecks Einstellung des Winkels des Spiegels relativ zur Rotationsachse des Polygons (37) anzupressen.
21. Polygon nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß Jeder benachbarte Spiegel unter einem unterschiedlichen Winkel bezüglich der Rotationsachse (70) der Nabe (60) angeordnet ist.
22. Polygon nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Spiegel (37-1» 37-3.··) in der einen Richtung und einige der anderen Spiegel (37-2, 37-4····) in einer entgegengesetzten Richtung orientiert sind.

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23. Polygon nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Haltevorrichtungen erste und zweite Flächen aufweist, wobei eine der Flächen bezüglich der anderen der Flächen unter einem Winkel verläuft, und daß eine Anzahl von Schrauben zum Einstellen der Position der Haltevorrichtung bezüglich der äußeren Umfangsfläche der Nabe von der Nabe gehalten ist.

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24. Polygon nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (60) eine Anzahl von flachen Seiten (60-3) aufweist, je eine für jede Haltevorrichtung, daß die Ecken (60-4) zwischen den flachen Seiten mit Schlitzen (60-5) versehen sind, und daß das elastische Material in seiner Lage über den flachen Seiten und zwischen den flachen Seiten und den Haltevorrichtungen in den Schlitzen gehalten ist.
25· Polygon nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß um die flachen Seiten (60-3) der Nabe (60) herum elastische Vorspannmittel angeordnet sind.
26. Polygon nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Vorspannmittel elastomerisches Material aufweisen.
27« Polygon nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomerische Material in die Schlitze (60-5) oder in Gruben der Nabe (60) eingeschnappt ist.
28. Polygon nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomerische Material ein 0-ßing (61) ist.
29. Polygon nach einem der Ansprüche 20 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende und das untere Ende jedes Spiegels im wesentlichen in den selben gemeinsamen Ebenen endet.

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30. Abtaster nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Umwandeln eines Codemusters einer sichtbaren Markierung in elektrische Signale, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Lichtquelle (31) zur Lieferung eines cohärenten Lichtstrahls (31-1) aufweist, daß ein Polygon (37) mit einer Anzahl reflektierender Flächen, die an seinem Umfang angeordnet sind, vorgesehen ist, daß Mittel (38) zum rotierenden Antreiben des Polygons vorgesehen sind, daß Mittel (34> 351 36) vorgesehen sind, die den cohärenten Lichtstrahl auf jede der reflektierenden Flächen des Polygons lenken, und zwar auf jeweils eine, wenn das Polygon rotierend angetrieben wird, daß ein erster Satz von Reflektoren (40, 41, 42, 43) zur Erzeugung eines ersten Abtastmusters (A) einer ersten Konfiguration vorgesehen ist und ein zweiter Satz von Reflektoren (44, 45, 46, 47, 48, 49) zur Erzeugung eines zweiten Abtastmusters (B) einer zweiten Konfiguration, die sich von der ersten Konfiguration unterscheidet, und daß die reflektierenden Flächen des Polygons (37) den cohärenten Lichtstrahl zu jedem der Sätze von Reflektoren lenken, um beide Muster (A, B) zu erzeugen.
31. Abtaster zum Lesen von Markierungen in Dreibalken-Codierung, dadurch gekennzeichnet, daß er eine einen cohärenten Lichtstrahl (31-1) liefernde Lichtquelle aufweist, daß ein Polygon (37) mit einer Mehrzahl von um dessen Peripherie angeordneten Spiegeln (37-1 bis 37-14) vorgesehen ist und rotierend antreibbar so angeordnet

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ist, daß zu einer "bestimmten Zeit jeweils ein Polygonspiegel den Lichtstrahl auffängt, und daß ein Satz von Spiegeln zum Empfangen des von den Polygonspiegeln reflektierten Lichtstrahls vorgesehen ist, zur Erzeugung eines Musters, das drei Abtastlinien (22-1, 22-2, 22-3) aufweist, die, wenn zeitlich festgefroren, eine X-Konfiguration definieren, und bei welchem die X-Linien (22-1, 22-3) unter

einem Winkel von ungefähr 16° bis 25° zu der Linie

(22-2) verlaufen.
32. Verfahren zum Abtasten von im UPC-Code (Universal-Product-Code) oder im Dreibalken-Code (Tri-Bar) codierten Markierungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes (A) und ein zweites (B) Lichtabtastmuster mit unterschiedlicher Konfiguration erzeugt wird, wobei jedes der Abtastmuster eine Mehrzahl von Abtastlinien (21-1, 21-2; 22-1, 22-2, 22-3) aufweist, und daß die Lichtabtastmuster gegen die codierten Markierungen gerichtet werden.
33· Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Abtastmuster (A) und das zweite Abtastmuster (B) in einer Folge nacheinander erzeugt werden.
34-. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33» dadurch gekennzeichnet, daß das erste Abtastmuster (A) erste und zweite Abtastlinien (21-1, 21-2) und das zweite Abtastmuster erste, zweite und dritte Abtastlinien (22-1, 22-2, 22-3) aufweist.

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35· Verfahren nach Anspruch JA-, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastlinien (21-1, 21-2) des ersten Abtastmusters bei Überlagerung und zeitlich festgefroren ein X definieren und daß die Abtastlinien (22-1, 22-2, 22-3) des zweiten Abtastmusters bei Überlagerung und zeitlich festgefroren ein X definieren, wobei die X-Abtastlinien (22-1, 22-3) des zweiten Abtastmusters (B) unter einem Winkel von ungefähr 16° bis 25° bezüglich der —Abtastlinie (22-2) verlaufen.
36. Verfahren nach Anspruch 35» dadurch gekennzeichnet, daß die Länge jeder Abtastlinie des ersten Abtastmusters (A) größer ist als die Länge jeder Abtastlinie des zweiten Abtastmust ers (B).
37. Verfahren zum Abtasten von im Dreibalken-Code codierten Markierungen, dadurch gekennzeichnet, daß Abtastlinien erzeugt werden, die, wenn zeitlich festgefroren, ein X (22-1, 22-3) und einen in der Nähe jedes Fußes des X angeordneten Balken (22-2) definieren würden, wobei die X-Abtastlinien (22-1, 22-3) unter einem Winkel von ungefähr 16° bis 25° bezüglich der —Abtastlinie (22-2) verlaufen.

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