DE2747450C2 - Optoelektrischer Codeleser, insb. für ein Datenaufnahmegerät zum Lesen von Hell-Dunkel-Codierungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen optoelektrischen Codeleser, Jer insbesondere für ein Datenaufnahmegerät zum Lesen von Hell-Dunkel-Codierungen, vorzugsweise Strichcodierungen, bestimmt ist und einen Lesekopf sowie elektronische Versorgungs- und Auswertungsschaltungen der im Oberbegriff des Hauptanspruches angegebenen Art aufweist.

Solche Datenaufnahmegeräte werden z. B. zur Erfassung von Warendaten verwendet, wobei der Lesekopf über ein an der Ware angebrachtes strichcodiertes Etikett geführt wird. Die von der Lichtquelle des Lcsekopfcs erzeugte Lichtstrahlung wird vom strichcodierter. Etikett in Form einer amplitudenmodulierten Lichtini-•pulsfolge reflektiert, welche mittels des lichtempfindlichen Empfängers im Lesekopf aufgenommen und mittels der nachgeschalteten Auswerteschaltungen ent

schlüsselt wird.

Ein derartiger Codeleser ist z.B. aus der US-PS 39 49 233 bekannt. Auch hier gibt der Lesekopf nach dem Einschalten des Gerätes gleichförmiges Licht ab. weiches durch Reflexion an der Strichcodierung amplitudenmoduliert wird. Da dieses Gerät im Einsatz ständig eingeschaltet sein muß, ist der Anteil der für das Lesen nutzbaren elektrischen Leistung relativ gering, was insbesondere für die häufig batteriebetriebenen Datenaufnahmegeräte nachteilig ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Leistungsverb-auch bei einem optoelektrischen Codeleser der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Art herabzusetzen, wobei dessen Funktionsfähigkeit in dem Bereich der Abtastgeschwindigkeit gewährleistet sein soll, der bei der Erzeugung der Relativbewegung zwischen Leser und Codierung durch die menschliche Hand bedingt ist

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß vorliegender Erfindung mit den im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmalen.

Nach diesen wird der optoelektrische Codeleser selbsttätig aus dem Bereitschaftsbetrieb in den Lesebetrieb leistungsmäßig umgeschaltet, wobei zur Herabsetzung der Leistungsaufnahme der Lesekcpf im Bereitschaftsbetrieb mit Impulsen geringer Leistung, z. B. mit Impulsen niedriger Frequenz und/oder Amplitude, betrieben wird. Gleichzeitig werden die Versorgungs- und Auswerteschaltungen in diesem Bereitschaftsbetrieb soweit abgeschaltet, daß die Funktionen des Bereitschaftsbetriebes gerade noch aufrechterhalten werden können.

Im Lesebetrieb wird dagegen der Lesekopf, wie an sich bekannt, mit gleichförmigem Licht betrieben, wodurch ein großer Bereich für die Abtastgeschwindigkeit gewährleistet ist. Hierbei ist es gleichgültig, ob der Lesekopf gegenüber der Codierung oder die Codierung gegenüber dem Lesekopf bewegt werde«.

Aus der DE-OS 25 59 430 ist bei einer Vorrichtung zur Prüfung von Ausweisdokumenten, bei welcher die Codierung gegenüber dem Lesekopf bewegt wird, an sich bereits ein im Impulsbetrieb arbeitender Lesekopf bekannt. Hierbei werden Impulse jedoch nicht zur Herabsetzung der Leistungsaufnahme im Bereitschaftsbetrieb, sondern zur Ausnutzung eines zusätzlichen Phänomens als Erkennungshilfe ausgenutzt.

Weitere Merkmale zur Weiterbildung des Codelesers nach Anspruch 1 sind mit den Unteransprüchen 2 bis gekennzeichnet.

Nach diesen Vorschlägen erzeugt der den lichtempfindlichen Empfänger aufweisende Detektor Signale, welche die vom Lampentreiber gespeiste, als Lichtquelle dienende Lampe selbsttätig vom Bereitschaftsbetrieb in den Lesebetrieb umschalten, wenn eine bestimmte Änderung der empfangenen Lichtmenge festgestellt wird. Die Schaltung ist gleichzeitig so ausgelegt, daß alle im Bereitschaftsbetrieb entaktivierten Untersystemc des Datenaufnahmegeräies für den Lesebetrieb eingeschaltet werden und die Lichtquelle zur Abgabe gleichförmigen Lichtes mit Gleichspannung versorgt wird.

Im Lesebetrieb wird die durch die Codierung des Datenträgers bewirkte Modulation des vom Detektor empfangenen Lichtes einer Auswerteschaltung zur Ermittlung der Daten zugeführt.

Nach einem weiteren Vorschlag wird durch dieses Signal gleichzeitig eine Warteperiode von z. B. 3 Sek. ausgelöst, nach deren Ablauf der Codeleser automatisch vom Lesebetrieb in den energiesparenden Bereit-

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schaftsbelrieb umgeschaltet wird. Die Schaltung kann hierbei derart ausgelegt sein, daß ein die Warteperiode bedingendes Zeitglied ständig zurückgesetzt wird, solange modulierte Signale empfangen werden.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die zeichnerisch dargestellt sind, im einzelnen erläutert In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine transportable Handgeräteeinheit, bestehend aus Versorgungsteil und Steuerteil, sowie ein Betriebsteii gemäß der Erfindung in perspektivischer Darstellung,

Fig.2 Blockschaltbild der Baugruppen im Versorgungsteil,

F i g. 3 Blockschaltbild der Baugruppen im Steuerteil mit peripherer Beschallung,

Fig.4A Zeitdiagramm der bei Abtastung einer strichcodierten Datenquelle mittels eines Lichtstrahles durch Reflexion entstehenden Lichtimpulse und

F i g. 4B die der impulsfolge gemäß F i g. 4A zugehörige strichcodierte Datenquelle.

Der allgemeine Aufbau eines tragbaren Datenaufnahmesystems 100 mit optoelektrischem Codeleser gemäß vorliegender Erfindung ist in F i g. 1 veranschaulicht, während Fig.2 das Blockschaltbild des Versorgungsteiles 140 und F i g. 3 das Blockschaltbild des Steuerteiles mit der Darstellung des Daienflusses zeigen.

Das Datenaufnahmesystem 100 besteht aus der tragbaren Handgeräteeinheit UO und einem stationären Beiriebsteil 120. Die Handgeräteeinheit 110 ist in ein Steuerteil 130 und Versorgungsteil 140 unterteilt Das Steucrteil 13C weist ein Tastenfeld 132 auf, mit deren Tasten beliebige Daten, z. B. Produktzahlen und Befehle, manuell eingegeben und einem als Steuerlogik arbeitenden Mikroprozessor 134 zugeführt werden. Ferner ist ein alphanumerisches Anzeigedisplay 136 zur Anzeige der am Dateneingang 138 anliegenden Daten vorgesehen.

Das Versorgungsteil 140 weist eine Spannungsquelle 142 und eine Leistungssteuerung 144 auf, welche die Umschaltung von Bereitschaftsbetrieb, bei welchem das Steuerteil 130 nicht arbeitet und das Gerät eine geringe Leistungsaufnahme hat, in Lesebetrieb bewirkt, in welchem vom Steuerteil 130 neue Daten aufgenommen werden. Die Handgeräteeinheit 110 ist mit einer Bereitschaftsbetriebsspannung (Vsby) versorgt, wodurch der Bereitschaftsbetrieb gewährleistet ist. Während des Lesebetriebs liefert die Spannungsquelle 142 eine Betriebsspannung (Vopr), um den Datenfluß zu ermöglichen und die Steuerkreise zu aktivieren. Der Versorgungsieil 140 umfaßt ferner einen geeigneten Speicher, beispielsweise einen Festkörperspeicher 146. mit zugehöriger Ansteuerung 148. mit welchem die vom Steuerteil 130 aufgenommenen Daten gespeichert werden. Der Speicher 146 ist wie die Spannungsquelle 142, von welcher er eine die Speicherung gewährleistende Spannung (Vmem) erhält, im Versorgungsteil 140 untergebracht Hierdurch ist sichergestellt, daß die im Speicher 146 abgelegten Daten nicht unabsichtlich gelöscht werden, wenn die Spannung abgeschaltet wird.

Neue Daten, beispielsweise Produktzahlen, können automatisch als Eingangsdaten über den Dateneingang 138 oder manuell als Tastendaten über das Tastenfeld 132 in den Festkörperspeicher 146 eingegeben werden. Im Tastenfeld 132 können auch Tasten für zusätzliche Funktionen vorgesehen sein, mit welchen die Aufnahme anderer Daten, beispielsweise von Daten für Preis und Menge, bewirkt werden kann und mit welchen Daten aus dem Speicher 146 abgerufen und auf dem Anzeigedisplay 136 zur Anzeige gebracht werden kennen. Wenn die Kapazität des Speichers 146 erreicht ist, wird der Versorgungsteil 140 vom Steuerteil 130 getrennt und in eine Übertragungsstation 152 des Betriebsteils 120. wie mit gestrichelten Linien angedeutet zur Übertragung der Daten aus dem Speicher 146 an ein entferntes Endgerät eingesetzt. Gleichzeitig mit der Übertragung kann die Batterie 204 der Spannungsquelle 142 in der Station 152 wieder aufgeladen werden. Wahlweise kann das

ίο Versorgungsteil zur Speicherung und Aufladung in d;e Ladestation 154 eingesetzt werden, wie dies mit gestrichelten Linien angedeutet ist Das Steuerteil 130 kann in die Betriebsstation 160, wie gestrichelt angedeutet, eingesetzt werden, wo es reaktiviert und mit dem Speicher 146 im Versorgungsteil 140 verbunden wird. Das Steuerteil 130 und das Versorgungsteil 140 sind als stationäres Datenaufnahmegerät voll funktionsfähig, wenn sie in dem Betriebsteil 120 eingesetzt sind.

Das Handgerät 110 befindet sich normalerweise im

2Q Zustand des Bereitschaftsbetriebes, i« welchem viele der Schaltkreise nicht aktiviert sind, um die Leistungsaufnahme herabzusetzen und die Batterie zu schonen.

Der Lesebetrieb wird entweder durch am Eingang 138 anliegende Daten oder manuell mit Hilfe von über das Tastenfeld 132 eingegebenen Daten oder Befehle ausgelöst. Der Mikroprozessor 134 reagiert auf diese Signale dadurch, daß er der Leistungssteuerung 144 im Versorgungsteil 140 das Signal STARTEN liefert (vgl. hierzu Fig.2). Im Startgatter 210 wird das Signal STARTEN mit dem Signal BATTERIE, das von der Prüfschaltung 216 für geringe Batteriespannung (Vbatt) erzeugt wird, kombiniert, wodurch bei Koinzidenz das Signal VORBETRIEB für die Spannungsversorgung 220 gebildet wird, welche die Betriebsspannung (Vopr) zur Auslösung des Lesebetriebs erzeugt Die von der Spannungsversorgung 220 erzeugte Betriebsspannung (Vopr) aktiviert die Betriebs-Schaltkreise im Gerät 110. so daß der Mikroprozessor 134 zur Datenverarbeitung bereit ist.

Eir- Lesebetrieb ist nicht möglich, wenn sich die Batterie 204 ihrem Entladungszustand nähert und die Spannung (Vbatt) unter einen vorbestimmten niedrigen Wert (Vlow) sinkt. Das hierauf erzeugte invertierte Signal BA TTERlE bewirkt die Sperrung des Sta.ngatterr 210.

so daß die Spannungsversorgung 220 nicht die Betriebsspannung (Vopr) abgibt. Die verbleibende Spannung der Batterie 204 reicht aus, die Speicherung der Daten im Festkörperspeicher 146 zu sichern. Das invertierte Signal ÖA 11 ERlE, welches dem Mikroprozessor 134 zugeführt wird, sieuert gleichzeitig die Alarmstufe 304 an, die mit Fig. 3 veranschaulicht ist. Kurz nach Erzeuger, des Signales VORBETRIEB gibt der Start verzögerungskreis 226 das Signal ARBEITEN an die Speichersteuerung 230. welche ihrerseits ein internes Signa!

ERNEUERN (bzw. AUFFRISCHEN) erzeugt. Sowohl das Signal ARBEITEN als auch das Signal ERNEU ERN, welche dem Adressierer 234 zugeführt werden, geben das Gatter 2*8 frei, wodurch dieses das Signal ZUGRIFF erzeugt, welches den Speicher 146 öffnet.

Das invertierte Signal ZUGRIFF, das während des Bereitschaftsbetriebes vom Gatter 228 erzeug! wird, verhindert, daß Adressen zum Speicher 146, der aus Zwischenspeicher 2407" und Hauptspeicher 240M besteht, gelangen. Zu diesem Zweck wird eine Reihe interner Adressengatter gesperrt. Das invertierte Signal ~Zü~- CRlFF schützt die im Speicher 240 abgelegten Daten ferner dadurch gegen ungewollte Eingangsdaten, daß der Speicher 240 in den Lesezustand gesetzt wird. Das

Signal ZUGRIFF'öffnet die Adressengatter und ermöglicht, daß der Speicher je nach Ansteuerung durch den Mikroprozessor 134 entweder in den Einschreibzustand (SCHREIBEN) oder in den Lesezustand (SCHREIBEN) gelangt Nach Ablauf einer Warteperiode von z.B. 3 Sek., die vom Signal STARTEN ausgelöst wird, wird der Lesebetrieb vom Mikroprozessor 134 beendet. Die Wjyteperiode wird durch jedes weitere Eingangssignal, durch Tastendaten oder Befehle erneut in Lauf gesetzt.

Die mit dem Gerät zu verarbeitenden Eingangsdaten stammen von einer Datenquelle 306, z. B. einer strichcodierten Produktmarkierung 309 (vgl. F i g. 3). Diese Eingangsdaten werden der Handgeräteeinheit 110 über den Dateneingang 138 zugeführt, welcher an einer Sonde oder einem Lesekopf 310 angebracht ist, der von dem Steuerteil 130 absteht. Der Lesekopf 310 ist bei der Datenaufnahme in die Nähe der Datenquelle 306 2ü bringen. Die Lesekopflampe 314 beleuchtet die Datenquelle 306 derart, daß das reflektierte Licht über den Lichtleiter 318 einem Lichtdetektor 320 zugeführt wird. Wird die Handgeräteeinheit 110 bewegt oder leicht geschwenkt, tastet der Dateneingang 138 die Datenquelle ab. Während dieser Abtastung verursachen die S'.richcodierungen 309 eine Modulation der Stärke des reflektierten Lichtes, das vom Detektor 320 empfangen wird und welcher das dem Mikroprozessor 134 zugeführte Signal MODULATION erzeugt. Das Signal MODULA TION kann vom Mikroprozessor 134 während des Bereitschaftsbetriebes nicht verarbeitet werden.

Im Bereitschaftsbetrieb steuert der Lampentreiber 324 die Lampe 314 an, welche das Feld unmittelbar vor dem Dateneingang 138 mit periodischen Lichtimpulsen beleuchtet, wobei ein bis zwei Impulse pro Sek. eine geeignete Impulsfrequenz ist. Die Impulsfolge wird durch einen Oszillator des Lampentreibers 324 erzeugt. Der Bereitschaftsbetrieb wird so lange aufrechterhalten, bis reflektiertes Licht über den Dateneingang 138 zum Detektor 320 zurückkehrt. Der Detektor 320 erzeugt dann das Signal LAMPE AN. das dem Lampentreiber 324 zugeführt wird, wodurch der interne Oszillator im Lampentreiber zur Erzeugung der Lichtimpulsfolge gesperrt wird und die Lampe 314 gleichförmiges Licht abgibt. Der Detektor 320 sendet gleichzeitig das Auslösesignal für Lichtmodulation MODULATION an den Mikroprozessor 134, weicher das Signal STARTEN für das Gatter 210 in der Leistungssteuerung 144 liefert und die Warteperiode von z. B. 3 Sek. einleitet. Während der Warteperiode befindet sich die Handgeräteeinheit 110 in Betriebsberütschaft zur Verarbeitung von Prozeßdaten, wobei das Signal MODULATION dem Mikroprozessor 134 zugeführt wird, welcher entscheidet, ob die Lichtimpulsfolgen zulässigen Daten, also von der Strichcodierung 309 herrührenden Eingangsdaten oder einer Störimpulsfolge entsprechen. Die Eingangsdaten werden gleichzeitig dem Zwischenspeicher 230T und über den Anzeigentreiber 330 dem Anzeigedisplay 136 zugeführt Die ersten ^/-Stellen der Eingangsdaten können Daten sein, beispielsweise eine in der Datenquelle 306 definierte Produktzahl, welche in der iV-stelligen Anzeige 332/V angezeigt werden. Die nächsten <?-Stellcn der Daten können eine andere Datenart sein, beispielsweise /ur Angabc der Menge, die in der Q-stcIligen Anzeige 332(J angezeigt werden. Die .5-s5elligc Anzeige 33ZV zeigt die /.uslandsdatcn an, die während des Betriebes erzeugt werden. Der Benutzer kann die neuen Eingangsdaten auf dem Display 136 ablesen.

Nach Ablauf der Warteperiode, die durch das Signal ΜΟΰυίΛΉΟΝ erneut in Lauf gesetzt wird, schaltet der Mikroprozessor 134 die Lampe 314 wieder auf Impulsbetrieb. Zu diesem Zweck wird das Signal LAMPE UNWIRKSAM dem Lampentreiber 324 zugeführt, in welchem der Impulsoszillator eingeschaltet wird. Bei dem invertierten Signal STARTEN wird die Spannung (Vopr^ ausgeschaltet, worauf die Versorgungs- und Auswerteschaltungen im Handgerät 110 in Bereitschaftsbetrieb umgeschaltet werden.

Mit Fig.4A ist eine typische strichcodierte Datenquelle mit Hell-Dunkel-Codierungen, nämlich ein Band 516 mit Strichcodieriingen 520,524 dargestellt. Die darunter befindliche Fig.4B zeigt mit 504, nämlich dem dünnen Linienzug, die Impulsfolge, die durch den auf den Lichtleiter 318 reflektierten impulsförmigen Lichtstrahl entsteht, wenn der Benutzer die Sonde bzw. den Lesekopf 310 relativ zur Produktmarkierung 306 auf einem Wnrpnetikett bewegt Im Zeitpunkt t = 0 nähert sich der Lesekopf 310 der Markierung 306 des Etiketts, wobei der erste reflektierte Lichtimpuls empfangen wird. Dieser löst die positive Impulsflanke 7Ί( + ) aus. welche das Signal für gleichförmige Beleuchtung, nämlich das Signal LESEBETRIEB und LAMPE AN, auslöst. In der Zeit vor dem Zeitpunkt t = 0 ist eine Grundhelligkeit 506 vorhanden, welche vom Umgebungslicht herrührt or.d das von kleinen in Abständen auftretenden Impulsen 503 überlagert ist, welche von den Lichtimpulsen der Lampe 314 im Bereitschaftsbetrieb verursacht werden. Die konstante Lichtstärke 512 zwischen den Zeitpunkten f = 0 und ί = 1 entspricht dem Licht, welches vom Band 516 im Anfangsteil des die Produktmarkierung 306 tragenden Etiketts reflektiert wird. Im Zeitpunkt t = 1 trifft der Lesekopf 310 auf die vordere Kante des schwarzen und daher weniger reflektierenden Strichcodes 520, wodurch die negative Flanke Γ2(—) in der Impulsfolge 504 erzeugt wird. Nach Abtasten des Strichcodes 520 wird der Impuls Pi{—) in der impulsfolge 504 erzeugt. Die hintere Kante des Strichcodes 520, die gleichzeitig die Vorderkante des hellen Strichcodes 524 ist, führt zu der positiven Impulsflanke T3( + ). Die nachfolgenden hellen und dunklen Codierungsstriche erzeugen eine Reihe aufeinanderfolgender Impulsflanken und Impulse, welche den Daten der strichcodierten Produktmarkierung 306 entsprechen. Negative Impulse Pl(-). P3{—) usw. sind den dunklen Codierungsstrichen der Produktmarkierung 306, positive Impulse P2( + ), P4( + ) usw. den hellen Codierungsstrichen in der Produktmarkierung zugeordnet. Der Lichtdetektor 320 empfängt diese Impulsfolge und erzeugt das modulierte Signal MODULATION, das -¹Sm Mikroprozessor 134 zugeführt wird. Der Mikroprozessor 134 verarbeitet das Signal MODULATION, wobei geprüft wird, ob dieses Signal einer erlaubten Produktzahl entspricht Hierauf erzeugt der Mikroprozessor 134 im Zeitpunkt.' = π das Signal LAMPE ABSCHAL TEN, welches dem Lampentreiber 324 zugeleitet wird, worauf der Lesebetrieb, also die Erzeugung gleichförmigen Lichtes, beendet wird und die Handgeräteeinheit 110 im Bereitschaftsbetrieb mit Abgabe von Impulsen geringer Leistung bei Teilabschaltung der Versorgungsund Auswerteschaltungen umgeschaltet wird. Wie F i g. 4A zeigt fällt das Licht auf das Niveau 506 des Umgebungslichies ab, welchem im Zeitpunkt ι = η + \ periodische Lichtimpulsc 508. die, wie erwähnt, von den im Bcrciischaflsbetricb cr/eugicn i .ichtiiiiptilsen her rühren, überlagert sind

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Optoelektrischer Codeleser, insbesondere für ein Datenaufnahmegerät zum Lesen von Hell-Dunkel-Codierungen, vorzugsweise Strichcodierungen, mit einem Lesekopf, der eine Lichtquelle und einen lichtempfindlichen Empfänger aufweist und an elektronische Versorgungs- und Auswertungsschaltungen angeschlossen ist, wobei das Lesen der Codierung bei Relativbewegung zwischen Codierung und Lesekopf, bei dem die Lichtquelle im Lesebetrieb eingeschaltet ist, erfolgt, dadurch gekennzeichne t, daß der Lesekopf (310) sowie die elektronischen Versorgungs- und Auswertungsschaltun- is gen (110) im Bereitschaftsbetrieb und im Lesebetrieb leistungsmäßig derart unterschiedlich betrieben werden, daß der Lesekopf (310) im Bereitschaftsbetrieb mit Impulsen geringer Leistung und im Lesebetrieb mit gleichförmigem Licht betrieben wird und daß die Versorgungs- und Auswerteschaltungen (110) im Bereitschaftsbetrieb teils abgeschaltet werden.

2. Optoelektrischer Codeleser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Lesekopf (310) ein Detektor (320) mit dem lichtempfindlichen Empfänger und als Lichtquelle eine Lampe (314) vorgesehen sind, weiche von einem Lampentreiber (324) gespeist wird, der vom Detektor (320) derart ansteuerbar ist, daß der in Abhängigkeit vom empfangenen Licht im Bereitschaftsbetrieb impulsion .ige und im Lesebetrieb gleichförmige Ausgv-ngssignale für die Lampe (314) erzeugt.

3. Optoelektrischer Codeleser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtempfindliche Empfänger des Detektors (320) eine Schwellwertschaltung aufweist, weiche im Lesebetrieb bei Änderung der Stärke des empfangenen reflektierten Lichtes ein den Lampentreiber (324) steuerndes Signal zur Umschaltung von Bereitschaftsbetrieb in Lesebetrieb und umgekehrt erzeugt.

4. Optoelektrischer Codeleser nach Anspruch 1. 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Lampentreiber (324) nach Ablauf einer Warteperiode, die durch den ersten Impuls ausgelöst wird, welcher der ersten Lichtstärkenänderung des vom Empfänger des Detektors (320) empfangenen Lichtes entspricht, die Versorgungs- und Auswerteschaltungen (110) selbsttätig von Lesebetrieb auf Bereitschaftsbetrieb umsteuert.