DE3101827C2

DE3101827C2 - Optisches Strichcode-Lesegerät

Info

Publication number: DE3101827C2
Application number: DE3101827A
Authority: DE
Inventors: Kiyotsugu Nara Amasaki; Masahiro Horii; Yoshihiko Iwamoto; Takashi Nara Okamoto; Shigeo Tenri Nara Terashima; Syoichi Yasuda; Kenrow Yatsunami
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1980-01-21
Filing date: 1981-01-21
Publication date: 1983-10-20
Also published as: DE3101827A1; US4409469A

Abstract

Ein optischer Strichcodeleser (Fig. 6) kann selbst dann, wenn kein einziger aus einer Anzahl von Abtaststrahlen die Gesamtbreite (a) eines Strichcodeschildchens (26) überläuft, Strichcodedaten durch eine besondere Schaltung ermitteln. Mehrere unvollständige Daten, die jeweils einen Teil der Gesamtinformation von einem Teilbereich des Schildchens (26) enthalten, werden durch eine Kombinationsschaltung (58) zu voraussichtlich vollständigen Strichcodedaten zusammengesetzt. Eine Bestimmungsschaltung (48) erkennt, ob neue Auslesedaten die vollständige Strichcodeinformation enthalten und führt im Fall einer positiven Erkennung die direkte Weitergabe der neuen Daten an die Verarbeitungsschaltung unter Blockierung der Kompositionsschaltung durch.

Description

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Die Erfindung betrifft ein optisches Code-Lesegerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches optisches Code-Lesegerät ist aus der US-PS 4162 035 bekannt und dient zum Abtasten von mit Markierungen versehenen Karten, die entlang ihrem Rand mit Synchronisationsmarkierungen versehen sind. Die Karten weisen mehrere in Abtastrichtung parallel verlaufende Abtastfelder auf, die ihrerseits wiederum in Abtaststreifen unterteilt sind. Die durch Markierungen gespeicherten Daten sind gemäß dem 2-aus-5-Code verschlüsselt. Die bekannte Schaltung gestattet es zwar den Code entsprechenden Flecken und Beschädigungen oder sonstigen unerwünschten Markierungen zu erkennen, jedoch müssen bei der Abtastung die Abtaststrahlen genau mit den Abtaststreifen der Karten fluchten, um ein Auslesen zu gestatten. Wird die abzutastende Karte schräg eingezogen oder schräg gelesen, erfassen die Abtaststrahlen nicht mehr beide Markierungen innerhalb einer Abtastzeile, so daß die gespeicherten Daten nicht decodiert werden können.

In der US-PS 3978317 ist ein optisches Strichcode-Lesegerät beschrieben, bei dem die Markierungen aus parallel angeordneten Strichen bestehen, die mit Hilfe eines Abtaststrahls gelesen werden, dessen Abtastrichtung im wesentlichen quer zur Längsrichtung der zu erfassenden Striche verläuft. Auch bei diesem Code-Lesegerät führt eine schräge Abtastung zu Abtastfehlern, da ein Abtaststrahl dann nicht mehr die gesamte Breite des mit der Strichcodeinformation versehenen Schildchens erfaßt. Es geht dann Information verloren oder es werden falsche Informationen erzeugt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Code-Lesegerät der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß ein Lesen der Codeinformation auch dann möglich ist, wenn die Abtaststrahlen schräg zum Strichcodeschild verlaufen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Dadurch, daß die Bestimmungseinheit bewirkt, daß vollständige erfaßte Strichcodes unmittelbar in die Rechenschaltung gespeist werden, während unvollständig erfaßte Strichcodes in den Registern gespeichert und vor der Weiterleitung zur Rechenschaltung in der Kombinationsschaltung zusammengesetzt werden, xönnen Strichcodedateij auch bei schräger Abtastung korrekt und vollständig gelesen werden. Auf diese Weise gestattet die Erfindung das Abtasten schräg zur optimalen Bahn, was in der Praxis beispielsweise bei Preisschildern immer dann der Fall ist, wenn diese infolge Zeitdrucks nicht genau ausgerichtet über das Lesegerät geführt werden.

Zweckmäßig ist es, wenn an die Recheneinheit ein Positionsmelder angeschlossen ist, der mit Positionsimpulsen einer Gebereinheit gespeist ist, so daß durch die Recheneinheit bestimmt werden kann, welcher einzelne Abtaststrahl einem Signal des Lichtempfängers zugeordnet ist.

Eine optimale Abtastung ergibt sich, wenn beim ersten Auftreffen des A,btaststrahls auf das Strichcodeschildchen der Antrieb für die Abtastvorrichtung auf einen geringeren Abstand der Abtaststrahlen umgeschaltet wird.

Nachstehend wird ein die Merkmale der Erfindung aufweisendes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung, die auch den Stand der Technik enthält, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines herkömmlichen Strichcodelesers,

Fig. 2 bis 5 schematische Darstellungen mit Relationen zwischen einem Strichcodefeld und einem Abtaststrahlverlauf bei dem Strichcodeleser von Fig. 1,

Fig. 6 eine Perspektivdarstellung mit Blockschaltbild eines der Erfindung entsprechenden Strichcodelesers,

Fig. 7 ein Blockschaltbild wesentlicher Elemente des Strichcodelesers in Fig. 6,

Fi g. 8 und 12 schematische Darstellungen des Arbeitsprinzips bzw. verschiedener Betriebsabläufe bei dem erfindungsgemäßen Strichcodeleser von Fig. 6,

Fig. 13 bis 15 schematische Draufsichten mit Relationen zwischen einem Strichcodefeld und der Abtaststrahldichte des Strichcodelesers aus Fig. 6, und

Fig. 16, 17 bzw. 18 schematische Darstellungen bzw. ein Flußdiagramm zu Betriebsabläufen des Strichcodelesers von Fig. 6.

Ein typisches Beispiel eines herkömmlichen optischen Strichcodelesers wird nachstehend in Verbindung mit

31 Ol

Fig. 1 beschrieben. Eine typische Steuer- und Überwachungsschaltung für einen derartigen herkömmlichen Strichcodeleser ist in der US-PS 3978317 angegeben.

Der in Fig. 1 dargestellte herkömmliche Strichcodeleser umfaßt eine Lichtquelle 10, einen Galvcnospiegel 12, einen Drehspiegel 14, mehrere feststehende Spiegel 16 und einen Lichtempfänger 18. Der Galvanospiegel 12 wird durch einen Antrieb so in seiner Drehrichtung justiert, daß ein von der Lichtquelle 10 abgegebener Lichtstrahl 100 eine Position auf einem Abtastfenster 20 einnimmt. Der von dem Galvanospiegel 12 reflektierte Lichtstrahl iällt auf den durch einen Motor 22 rotierend angetriebenen Drehspiegel 14, und die im Halbkreis angeordneten feststehenden Spiegel 16 werfen Abtaststrahlen /, bis /₆ auf das Abtastfenster, um in Verbindung mit !5 dem Lichtempfänger 18 die Strichcodeinformation von einem im Bereich des Abtastfensters 20 befindlichen Strichcodeschildchen 26 eines Verkaufsartikels 24 abzulesen.

Während sich der Galvanospiegel 12 dreh^, durchläuft der Abtaststrahl in Fig. 3 und 4 dargestellte Richtungen. Das Ablesen der Strichcodeinformation ist mittels eines einzigen die gesamte Breite des Strichcodeschildchens 26 überstreichenden Abtaststrahls möglich, der aus den Abtaststrahlen w+1, n + 2 und /7 + 3 (Fig. 3) ausgewählt wird. Wie Fig. 4 erkennen läßt besteht jedoch die Möglichkeit, daß keiner der Abtaststrahlen die Gesamtbreite des Schildchens 26 erfaßt; der Verkaufsartikel 24 muß dann so verlagert werden, daß mind, ein Abtaststrahl über die Gesamtbreite des Strichcodeschildchens 26 hinwegläuft.

Die erfindungsgemäße Steuer- und Überwachungsschaltung sorgt jedoch für eine einwandfreie Ablesung der Information selbst wenn der Abtaststrahl das Strichcodefeld nach Art von Fig. 4 überstreicht.

Wenn einer der Abtaststrahlen die Gesamtbreite des Strichcodeschildchens 26 überstreichen soll und dieses Schildchen eine kleine Höhe /1 hat, muß auch der Abtaststrahl-Teilungswinke] 0₂ genügend klein sein und in Verbindung mit Fig. 5 folgende Bedingungen erfüllen:

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Darin ist mit Ii die Höhe und mit α die Breite des Strichcodeschildchens oder -feldes bezeichnet. Eine Verringerung des Teilungswinkels 0₂ ist nur auf dem Wege über eine beträchtliche Erhöhung der Anzahl der feststehenden Spiegel 16 möglich. Diese Maßnahme steht den Bestrebungen im Wege, Strichcodeleser klein und kompakt zu bauen.

Bei den in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Strichcodelesers Lind mit Fig. 1 übereinstimmende Einzelheiten durch gleiche Bezugszahlen gekennzeichnet. Bei diesem Gerät wird das auf dem Abtastfenster 20 liegende Strichcodeschildchen des Verkaufartikels 24 durch den vom Drehspiegel 14 reflektierten und in die feststehenden Spiegel 16,, 16₂...16„_i, 16„ fallenden Lichtstrahl abgetastet. Mehrere das von dem Strichcodeschildchen reflektierte Licht auffangende Lichtempfänger 28,,28₂...28_n_,, 28„ geben jeweils ihr Ausgangssignal an einen Analog/Digitalwandler 30 ab, damit dieser entsprechende Digital-Ausgangssignale an eine zentrale Recheneinheit 32 und eine Bestimmungsschaltung 34 weitergibt.

Eine auf der Welle des Motors 22 befestigte Markierungsplatte 36 enthält mehrere den Positionen der feststehenden Spiegel 16 entsprechende Öffnungen, welche von einer Gebereinheit 38 abgetastet und zur Erzeugung von Positionsimpulsen für einen Positionsmelder 40 ausgenutzt werden. Auf diese Weise wird jeweils festgestellt, welcher der feststehenden Spiegel 16,- den Abtaststrahl reflektiert. Der Positionsimpuls wird jeweils dann erzeugt, wenn der vom Drehspiegel 14 reflektierte Lichtstrahl die Vorderkante eines feststehenden Spiegels 16 erreicht. Die entstehende Lageinformaticn gibt der Posi- -Cionsmelder 40 zum Zwecke der Ermittlung der Strichcodeschildchenposition an die Recheneinheit 32 weiter, die somit immer weiß, welcher Abtaststrahl zu dem jeweils vom A/D-Wandler 30 abgegebenen Digitalausgangssignal gehört. Ferner errechnet die zentrale Recheneinheit 32 in Abhängigkeit von dem Positionsimpuls der Gebereinheit 38 die Position des Abtaststrahls auf dem Strichcodeschildchen.

Anschließend ermittelt die Recheneinheit 32, ob die Strichcodeinformation von der Bestimmungsschaltung 34 einwandfrei gelesen wurde. Wenn die Bestimmungsschaltung 34 die einwandfreie Ablesung der Sirichcodeinformation erkennt, gibt sie ihre Daten direkt an die Recheneinheit 32 weiter; falls die Bestimmungsschaltung 34 eine nicht einwandfreie Ablesung erkennt,'veranlaßt die Recheneinheit 32 durch ein Steuersignal an eine Antriebsschaltung 42 eine geringe Weiterdrehung des Galvanospiegels 12, und so entstehen die Abtaststrahlen /i, M-H und η+ 2 von Fig. 4.

Die Bestimmungsschaltung 34 erkennt auf einwandfreie Ablesung der Strichcodeinformation, wenn ein einziger Abiaststrahl die Gesamtbreite des Strichcodeschildchens 26 überstreicht. Für den Fall, daß keiner der Abtaststrahlen die Gesamtbreite des Schildchens erfaßt, kombiniert die Recheneinheit 32 die Ausgangsdaten mehrerer Abtaststrahlen, beispielsweise für die Strahlen w, /i+1 und η+ 2 von Fig. 4 und gewinnt dadurch vollständige Daten über die vorhandene Strichcodeinformation. Ferner reguliert die Recheneinheit 32 durch ein Steuersignal an eine Treiberschaltung 44 die Drehzahl des Motors 22.

Indem in Fig. 7 dargestellten Aufbau-Blockschaltbild der Bestimmungsschaltung34 tragen mit Fig. 6 übereinstimmende Einzelheiten gleiche Bezugszahlen. Die Bestimmungsschaltung 34 umfaßt ein Pufferregister 46, eine Bestimmungseinheit 48, vier Register 50, 52, 54, 56 und eine Kombinationsschaltung 58. Die Bestimmungseinheit 48 stellt in Verbindung mit einer von der Recheneinheit 32 kommenden Anweisung fest, ob das in das Pufferregister 46 gelangte Digital-Ausgangssignal des A/D-Wandlers 30 der gesamten Strichcodeinformation entspricht. Wenn die Bestimmungseinheit 48 darüber zu einer positiven Auffassung gelangt, aktiviert sie durch ein hochliegendes Steuersignal ein UND-Glied 60, um die zeitweilig im Pufferregister46 gespeicherten Digital-Ausgangsdaten über dieses Glied 60 und ein ODER-Glied 62 an die Recheneinheit 32 zu übertragen.

Erkennt andererseits die Einheit 48, daß die zweitweiligim Pufferregister46 gespeicherten Digital-Duten nicht der ganzen Strichcodeinformation entsprechen, dann aktiviert sie durch ein tiefliegendes Steuersignal über einen Inverter 66 ein anderes UND-Glied 64, damit die zeitweilig im Register 46 gespeicherten Digitaldaten über jeweils ein UND-Glied 68, 70, 72 bzw. 74 an eines von vier Registern 50, 52, 54 bzw. 56 übertragen werden. Die Ansteuerung der UND-Glieder 68. . .74 erfolgt durch Torsignale P₁, P₁, P₃, P^, welche die Recheneinheit 32 in Abhängigkeit von der aus dem Positionsmelder 40 kommenden Position Information er7euef. Auf Ηίρς.» Wpisp

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werden unvollständige Digitaldaten nacheinander in die Register 50, 52, 54, 56 eingegeben, durch die Kombinationsschaltung 58 zu einer voraussichtlich vollständigen Strichcodeinformation zusammengesetzt und in dieser Form über das ODER-Glied 62 in die zentrale Recheneinheit 32 eingegeben. Bei Zugang vollständiger Strichcodedaten in das Pufferregister 46 veranlaßt die Bestimmungseinheit 48 durch ein Steuersignal die Löschung der in den Registern 50.. .56 gespeicherten Daten und die Übertragung dieser vollständigen Strichcodedaten aus dem Register 46 in die Recheneinheit 32.

Die Kombinationsschaltung 58 arbeitet wie folgt: Wenn sich die Abtaststrahlen η, η +1, η + 2 und η + 3 wie in Fig. 8 dargestellt nur teilweise über das Strichcodeschildchen 26 erstrecken, werden die von den Abtaststrahlen «,« +1, η + 2 und η + 3 ermittelten Informationsanteile a'_o, a\, a'₂ und o'₃ nach folgender Gleichung zu einer vollständigen Strichcodeinformation zusammengesetzt :

+ a₂+a₃)...

(D

Aa ..

Θ = tan ' — = tan '
Δα

Aa

(3)

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In bezug auf die in Fig. 9 bis 12 dargestellten Richtungen der Abtaststrahlen lassen sich vier Zustände angeben. Der Abtaststrahl η erreicht das Strichcodeschildchen 26 zu einer Zeit y₀ und überstreicht das Schildchen zwischen V₀ und .Y₀. Der Abtaststrahl /7+1 erreicht das Schildchen 26 zur Zeit j.·, und passiert das Schildchen zu einem Zeitpunkt X₁. Der Abtaststrahl n + 2 erreicht das Strichcodeschildchen 26 zu einer Zeit V₂ und verläßt es zu einer Zeit x₂, und der Abtaststrahl n + 3 erreicht das Schildchen zu einer Zeit ;·₃ und verläßt es zu einer Zeit .Y₃. Diese Zeitdaten ermittelt die Recheneinheit 32 in Verbindung mit den Positionsimpulsen aus der Gebereinheit 38. In Fig. 9 und 10 wird eine Vorderkante 261 des Sirichcodeschildchens 26 nacheinander von n. n+1, n + 2 und η + 3 überlaufen, und dafür gilt .Y₀> Z, und Z₁ =.y₀ —Δ/. In F i g. 11 und 12 wird die Vorderkante 261 nacheinander von « + 3, n + 2. n+\ und η überlaufen, und dafür gilt y₀ < Z₁ und Z₁ = v₀ + Δ?. Daraus ergibt sich, wenn mit Θ der Winkel zwischen dem Abtaststrahl und dem Strichcodeschildchen, und mit Aa der Abstand zwischen den Abtaststrahlen bezeichnet wird, folgende Beziehung:

(2)

Diese Zeitdifferenz Δ/ ist zur Gewinnung der voraussichtlich vollständigen Strichcodeinformation mittels Gleichung (1), zu der die Informationen a₀, O₁, a₂ und o, gehören, notwendig. Der Abtaststrahl-Abstand Aa ist durch die Winkelgeschwindigkeit des Galvanospiegels 12 vorgegeben, und der Anstellwinkel Θ des Abtaststrahls ergibt sich aus folgender Gleichung:

Darin ist V₀-J₁ >0 ... (Fig. 9 und 10) und V₀-V₁ <0 ... (Fig. 11 und 12). Die Zeitdifferenz At wird bei Erlangung der Zeitinformation >'_o und>', in der Rechen-

einheit 32 berechnet. Sobald die Recheneinheit 32 den Strahlanstellwinkel Θ errechnet und die Informationen α₀, β,, O₂ und a₃ gewonnen hat, kann die vollständige Strichcodeinformation mit Hilfe der Gleichung (1) erstellt werden.

Nachstehend wird das Arbeitsprinzip des erfindungsgemäßen Strichcodelesers in Verbindung mit Fig. 13. 14 und 15 beschrieben. Wenn das Strichcodeschildchen 26 eines Verkaufsartikels 24 im Abtastfenster 20 erscheint, wird die Lichtquelle 10 eingeschaltet und der Motor 22 läßt den Drehspiegel 14 mit einer konstanten Geschwindigkeit rotieren. Der rotierende Galvanospiegel 12 erzeugt Abtaststrahlen S₀, S₁, S₂, S₃ ... (Fig. 13). Bis zum Erreichen des Schildchens 26 läuft der Galvanospiegel mit einer höheren Drehzahl um, siehe Abtaststrahlen S₀...S₃. Sobald der Abtaststrahl S, einen Teil des Strichcodeschildchens 26 überläuft, erfolgt eine Umschaltung der Galvänospiegel-Drehzahl auf einen kleineren Wert. Folglich haben die nächsten Abtaststrahlen S₄, S₅, S,, in Fig. 13 einen geringeren Abstand. Durch Kombination der aus den Abtaststrahlen S₃, S₄, S₅ und S,, gewonnenen Daten wird die voraussichtlich vollständige Strichcodeinformation gewonnen. Sobald (s. Fig. 14) ein einziger Abtaststrahl S₅ die vollständige Strichcodeinformation liefert, wird die Datenkombination unterbrochen und den von diesem einzigen Abtaststrahl S₅ stammenden Daten Priorität verliehen.

Falls in den aus dem die Gesamtbreite des Strichcodeschildchens 26 überstreichenden einzigen Abtaststrahls S₅ ausgelesenen Daten ein Fehler erkannt wird, wird wieder eine Datenkombination aus durch Abtaststrahlen S₅ und S„ gewonnenen Daten durchgeführt (s. Fig. 15). Selbst wenn die aus dem Strahl S_h gewonnenen Daten wieder einen Fehler enthalten, wird die Datenkombination einwandfrei sein, falls nicht zwei Fehler auf der gleichen Spalte liegen.

Falls der Abtaststrahl-Abstand wesentlich kürzer als die Abmessungen des in F i g. 16 dargestellten Strichcodeschildchens ist, können der Abtaststrahlwinkel Θ und die Zeitdifferenz Δ/ auf folgende Weise in Verbindung mit den Auslese-Zeitdaten gewonnen werden:

~' -— = tan"¹
Δο

> = tan~' -— =
Δ

Aa

Falls die Strichcodeinformation ein »WPC«-Typ ist, bei dem gem. Fig. 17 in einem Vorderabschnitt A und Hinterabschnitt B Datensymmetrie besteht, dann arbeitet der Leser nach einem durch ein Flußdiagramm in F i g. 18 angegebenen Programm. In Verbindung mit Schritten /V₁, JV₂ und N₃ wird in einem Schritt Ν_Λ oder Schritt /V₅ die Beziehungen zwischen dem Strichcodeschildchen und der Äbiastrichiuiig fcsigcstcili. Dann werden in einem Schritt jV_ft die Daten des Vorderabschnitts und des Hinterabschnitts (die sich jeweils über die Hälfte der Gesamtbreite des Schildchens erstrecken) kombiniert. Beispielsweise werden die durch den Abtaststrahl η und den Abtaststrahl η+ 4 in Fig. 17 ausgelesenen Strichcodedaten miteinander kombiniert und daraus die voraussichtlich vollständigen Strichcodedaten zusammengesetzt.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

31 Ol Paten tanspriiche:

1. Optisches Code-Lesegerät mit einer optischen Abtastvorrichtung, in der zur Abtastung einer auf einem Preisschild oder dgl. angebrachten Information in codierter Form eine Mehrzahl von Abtaststrahlen erzeugt wird, die zueinander parallel verlaufen und einen festgelegten gegenseitigen Abstand aufweisen, mit einem Lichtempfänger, der in Abhängigkeit von dem durch die Codeinformation reflektierten Lichtstrahl ein Ausgangssignal erzeugt, mit einer Steuer- und Überwachungsschaltung, welche in Abhängigkeit von dem vom Lichtempfänger erzeugten Ausgangssignal der Codeinformation entsprechende Daten bereitstellt, und mit einer logischen Schaltung zur logischen Verknüpfung der Codedaten gekennzeichnet d u rch die Kombination, daß die optische Abtastvorrichtung zur Steuerung der optischen Abtastung von Strichcodes über eine an den Eingang einer Recheneinheit (32) angeschlossene Bestimmungsschaltung (34) verfügt, die eine Kombinationsschaltung (58) aufweist, deren Eingänge mit den Ausgängen mehrerer Register (50 - 56) verbunden sind, in denen die von mehreren Abtaststrahlen unvoilständig erfaßten Strichcodes so gespeichert sind, daß sie mit Hilfe der Kombinationsschaltung (58) stückweise zum vollständigen Strichcode zusammensetzbar sind, und daß eine Bestimmungseinheit (48) vorgesehen ist, die bei vollständig erfaßtem Strichcode ein Signal zur Löschung der Register (50- 56) und zur Einspeisung des Strichcodes in die Rechenschaltung (32) erzeugt.

2. Optisches Code-Lesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Recheneinheit (32) ein Positionsmelder (40) angeschlossen ist, der mit Positionsimpulsen einer Gebereinheit (38) gespeist ist, so daß durch die Recheneinheit (32) bestimmbar ist, welcher Abtaststrahl einem Signal des Lichtempfängers (28, 30) entspricht.

3. Optisches Code-Lesegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim ersten Auftreffen des Abtaststrahls (S₄) auf das Strichcodeschildchen (26) der Antrieb für die Abtastvorrichtung (12, 42) auf einen geringeren Abstand der Abtaststrahlen (S₄, S₅, S„) umschaltbar ist.