DE3109288C2 - Optische Leseeinrichtung für in Balkencodeschrift codierte Zeichen - Google Patents

Abstract

Die neue Balkencodeschrift enthält in den Zwischenräumen (4) zwischen benachbarten Codebalken (1), die größer als eine Modulbreite sind, wobei die Modulbreite stets größer ist als der Durchmesser des Abtastfleckes (55) einer Leseeinrichtung, Zählstriche (5, 6) oder Zählbalken (7). Die Strichstärke der Zählstriche ist wesentlich kleiner als der Durchmesser des Abtastfleckes, beispielsweise 1/3 der Breite der Codebalken. Die Zählbalken weisen einen Reflexionsgrad auf, der zwischen dem der Zwischenräume und dem der Codebalken liegt. Durch diese Maßnahmen entstehen am Ausgang eines Lichtempfängers (9) einer Leseeinrichtung an der Stelle der Zählstriche oder Zählbalken Impulse (31) kleinerer Amplitude als die der von den Codebalken gebildeten Impulse (30). Dadurch wird ein Zähltakt gebildet, der die Dekodierung von der Abtastgeschwindigkeit unabhängig macht.

Description

ίο Die Erfindung betrifft eine optische Leseeinrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Strich- oder Balkencodeschriften sind mehrfach bekannt Sie bestehen aus einer Anzahl Striche oder Balken unterschiedlicher Breite, die mit ihrer Längsseite parallel zueinander angeordnet sind und durch Abstände unterschiedlicher Breite voneinander getrennt sind. Sie werden zunehmend eingesetzt da der für die Zeichenerkennung beim maschinellen Lesen der enthaltenen Information erforderliche Aufwand gering ist Eine Balkencodeschrift für eine optische Leseeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist bekannt aus DIN 66 236, Teil 1 bis 3 (1978, 1979). Bei ihr besteht jedes Zeichen aus einer Gruppe von Balken und Zwischenräumen und die Breite der Balken und der Zwischenräume eines jeden Zeichens ist ein ganzzahliges Vielfaches eines Moduls. Außerdem beträgt die Länge eines Nutzzeichens :jieser Schrift eine bestimmte, vorgegebene Anzahl von Modulen. Diese Schrift ist allerdings nur maschinell lesbar, & h. mit einem maschinell geführten Abtaster, damit das beim Abtasten für ein fehlerfreies Lesen erforderliche Modulraster eingehalten wird.

Auch eine unter der Bezeichnung CODABAR bekannte Balkencodeschrift ist ähnlich ausgebildet, sie kann aber auch mit einer von Hand geführten Leseeinrichtung abgetastet werden. Jedes Zeichen besteht aus vier Balken und drei Zwischenräumen. Für die Balken und Zwischenräume stehen zwei Breiten zur Verfügung, von denen die größere Breite etwa/V, dreifache Breite der kleineren Breite ist Beim Abtasten wird bei dieser bekannten Schrift nur zwischen scirmalen und breiten Codeelementen unterschieden. Beim Abtasten dieser Balkencodeschrift treten aber mit einer von Hand geführten Leseeinrichtung häufig Lesefehler auf, wenn beim Abtasten die Leseeinrichtung nicht mit einer angenähert gleichbleibenden Geschwindigkeit bewegt wird. Um eine sichere Auflösung zu erreichen, ist in beiden Schriftarten der schmälste Balken und Zwischenraum mindestens so breit wie der Durchmesser der Abtastflä-

5U ehe.

Eine weitere bekannte Codeschrift weist in den Zwisrhenräumen zwischen den Daten-Bits Synchronisier-Bits auf; diese letzteren besitzen jedoch eine eigene Spur und werden von einem zweiten Abtastkopf gelesen (US-PS 29 52 008).

Bei einer weiteren Codeschrift wird die Information in Form farbiger Flächen codiert, wobei jeder Farbe eine eigene lichtelektrische Zelle zugeordnet ist (CH-PS 2 94 908).

Eine andere Codeschrift schließlich besteht aus mehreren, verschiedenfarbigen Balken. Zur Abtastung sind in der Lesestation mehrere photoelektrische Wandler erforderlich (DE-OS 24 51 939).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optisehe Leseeinrichtung für in Balkencodeschrift codierte Zeichen so auszubilden, daß zum Lesen und Auswerten nur ein einziges Abtastelement erforderlich ist, und daß auch bei sehr unterschiedlichen Abtastgeschwindigkei-

ten ein fehlerfreies Lesen erfolgt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Leseeinrichtung gelöst

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Erfindung wird ein zusätzlicher Reflexionswert für die optische Abtastung eingeführt, der zwischen dem (minimalen) Reflexionswert der Balken und dem (maximalen) Reflexionswert der Zwischenräume liegt Mit in den Zwischenräumen liegenden Zählstrichen oder -balken kann die Länge der Zwischenräume festgestellt und damit Unterschiede in dieser Länge als zusätzliche Information genutzt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Balkencodeschrift mit Zählstrichen in einigen Zwischenräumen,

F i g. 2 eine Balkencodeschrift mit Zählbalken in einzelnen Zwischenräumen,

F i g. 3 eine Blockschaltung einer zum Lesen der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Balkencodeschriften geeigneten optischen Leseeinrichtung,

Fig.4 ein Diagramm eines elektrischen Abtastsignals, das vom Lichtempfänger einer in F i g. 3 dargestellten optischen Leseeinrichtung beim Abtasten einer in den F i g. 1 oder 2 dargestellten Balkencodeschriften erzeugt wird.

Die in F i g. 1 dargestellte Balkencodeschrift enthält ein Anfangszeichen A und mehrere daran anschließende Nutzzeichen Zl bis Z 8. Der Informationsgehalt jedes Zeichens ist aus der Zahl der Codebalken 1 des Zeichens und der Lage der Codebalken innerhalb des Zeichens zu erkennen. Die Lage der Codebalken ist durch deren Abstand vom Zeichenanfang 2 oder Zeichenende 3 bestimmt Besteht zwischen dem Zeichenanfang oder dem Zeichenende und einem Codebalken des Zeichens ein Zwischenraum 4, dann ist an diesem Zeichenanfang oder Zeichenende ein Zählstrich 5 angeordnet Ist der Zwischenraum zwischen einem Codebalken 1 und dem Zeichenanfang oder dem Zeichenende oder zwischen einem weiteren, benachbarten Codebalken des Zeichens wesentlich größer als eine Modul- bzw. Rasterbreite L, dann ist in diesem Zwischenraum für jede weitere Rasterbreite ein Zählstrich β angeordnet Eine Rasterbreite L ist hierbei die Mindestbreite eines Zwischenraumes oder eines Codebalkens, die für ein Abtasten des Zwischenraumes ohne eine Beeinflussung durch angrenzende Codebalken oder für die Abtastung eines Codebalkens ohne eine Beeinflussung durch angrenzende Zwischenräume erforderlich ist. Der Abstand der Zählstriche 5 ooer 6 voneinander und von den benachbarten Codebalken 1 ist wenigstens so groß wie eine Rasterbreite L Die Strichstärke der Zählstriche 5 und 6 ist wesentlich kleiner als eine Rasterbreite L, vorzugsweise ein Drittel dieser Rasterbreite. Die Breite der Codebalken ist wenigstens so groß wie eine Rasterbreite. Ein Nutzzeichen Zl, Z2 bis Z 8 enthält beim dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt stets vier Zählstriche und/oder Codebalken, wobei auch Zeichen (Z 7) ohne Codebalken vorkommen können.

Die in Fig.2 dargestellte Balkencodeschrift unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Schrift dadurch, daß sie anstelle der Zählstriche 5 und 6 der in F i g. 1 dargestellten Balkencodeschrift Zählbalken 7 enthält, deren Reflexionsgrad zwischen dem Reflexionsgrad der Zwischeni ä'ime 4 und dem Reflexionsgrad der Codebalken 1 liegt und deren Balkenbreite wenigstens so groß wie eine Rasterureite L ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Zählbalken 7 aus dem gleichen Material hergestellt wie die Codebalken 1 und in einem die Fläche etwa zu 50% drehenden Strichrastcr auf die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers für die Balkencodeschrift aufgebracht Dadurch wird erreicht daß der Reflexionsgrad der Zählbalken stets etwa in der Mitte zwischen dem Reflexionsgrad der Zwischenräume und dem Reflexionsgrad der Codebalken liegt unabhängig von der Beschaffenheit der Lesestation der zur ίο Abtastung verwendeten optischen Leseeinrichtung.

Das Blockschaltbild einer optischen Leseeinrichtung, die eine in den F i g. 1 oder 2 dargestellte Balkencodeschrift zu erkennen vermag, ist in F i g. 3 dargestellt. Ihre Lesestation, die zur Abtastung einer auf einem Aufzeichnungsträger 8 aufgebrachten Balkencodeschrift z. B. der in der F ϊ g. 2 dargestellten Art, über die Balkencodeschrift geführt wird, enthält eine Lesestation bestehend aus einem Lichtsender 9 mit eiiver lichtemittierenden Diode 10 sowie einer Lichtempfängerschaltung 11 mit einer Fotodiode 12 und einer nachgeschalteten Verstärkerschaltung 13. An den Ausgc '.£ der Verstärkerschaltung sind zwei Spitzenwertgleichr'chterschaltungen 14 und 15 angeschlossen, von denen die eine Spitzenwertgleichrichterschaltung 14 die dem Potential +Ub zunächstliegenden Spannungspitzen der Ausgangssr, .vnnung der Lichtempfängerschaltung 11 gleichrichtet und die andere Spitzenwertgleichrichterschaltung 15 die dem Massepotential zunächstliegenden Spannungspitzen der Ausgangsspannung der Lichtempfängerschaltung 11 gleichrichtet

Der durch die Abtastung der in F i g. 2 dargestellten Balkencodeschrift am Ausgang der Lichtempfängerschaltung 11 entstehende Spannungsverlauf des Ausgangssignals 16 sowie die Spannung der Signale 17 und 18 an den Ausgängen 19 und 20 der beiden Spitzenwertgleichrichterschaltungen 54 und 15 sind im Diagramm a der Fig.4 dargestellt. Die Spitzenwertgleichrichterschaltung 14 erzeugt hierbei am Ausgang 19 ein Ausgangssignal 17, dessen Spannungswert der Mittelwert der dem Potential + U_B zunächstliegenden Spannungsspitzen des Ausgangssignals 16, die Spitzenwertgleichricl.terschaltung 15 erzeugt an ihrem Ausgang 20 ein Ausgangssignal 18, dessen Spannungswert der Mittelwert der dem Massepotential zunächstliegenden Spannungsspitzen des Ausgangssignals 16 der Lichtempfängerschaltung 11 ist. Der Ausgang 20 der Spitzenwertgleichrichterschaltung 15 bildet das Bezugspotential für zwei dem Ausgang der Lichtempfängerschaltung nachgeschaltete Schwellwertschalter 21 und 22, deren Schwellwerteingänge 23 an den Abgriff 24 eines zwischen die Ausgänge der Spitzenwertgleichrichter 14 und 15 geschalteten Spannungsteiler 25 angeschlossen sind. Ein zweiter Spannungsteiler 26 ist zwischen den A'isg:^-ng 20 der Spitzenwertgleichrichterschaltung 15 und den Ausgang der Lichtempfängerschaltung 11 geschaltet. Sein Abgrifi 27 liegt am Signaleingsng 28 dtr Schwellwertschaltung 22, während der Signaleingang 29 der Schwellwertschaltung 21 direkt mit dem Ausgang der Lichtempfängerschaltung 11 verbunden ist. Das Teilungsverhältnis des Spannungsteilers 25 bezüglich seines FußpunKtes am Ausgang 20 ist so eingestellt, daß der im Diagramm a der F i g. 4 durch die Linie 32 dargestellte Spannungswert am Abgriff 24 zwischen dem Spannungswert des Ausgangssignals 18 der Spitzenwertgleichrichterschaltung 15 und dem Spannungswert der Spitzen 33 der von den Zählbalken 7 des abgetasteten Balkencodes am Ausgang der Lichtempfängerschaltung erzeugten kleineren im Ausgangssignal 16 enthal-

tenen Impulse 30 liegt. Dadurch erzeugt der Schwellwertschalter 21 nur einen Ausgangsimpuls 34, wenn das Ausgangssignal 16 der Lichtempfängerschaltung einen von einem Codebalken herrührenden Impuls 31 aufweist (Diagramm b in F i g. 4).

Der Spannungsteiler 26 ist so eingestellt, daß die von den Zählbalken 7 der Balkencodeschrift herrührenden kleineren im Ausgangssignal 16 der Lichtempfängerschaltung enthaltenen Impulse 30 am Abgriff 27 des Spannungsteilers 26 den am Abgriff 24 des anderen Spannungsteilers 25 eingestellten Spannungswert (Linie 32) unterschreiten. Die Linie 32' im Diagramm a von F i g. 4 ist der Schwellwert am Schwellwerteingang 23 des Schwellwertschalters 22, während die Kurve des Signals am Signaleingang 28 dieses Schwellwertschalters auf die Größe der Kurve des Ausgangssignals 16 vergrößert wird.

Durch diese Maßnahme erzeugen sowohl die Impulse

30 al« aiirh 31 am Ausgang der Schwellwertschaltung 22 Impulse 35, die als Taktimpulse an einen Takteingang 37 einer den Schwellwertschaltern nachgeschalteten, die Information des Ausgangssignals 16 aufbereitenden Schaltungsanordnung 36 gelangen. Der Ausgang des die Impulse 34 für die Codebalken erzeugenden Schwellwertschalters ist an einen Dateneingang 38 der aufbereitenden Schaltungsanordnung angeschlossen.

Durch die beiden Spitzenwertgleichrichterschaltungen 14 und 15 und die beiden Spannungsteiler 25 und 26 wird ein vom Reflexionsfaktor der Code- und Zählbaiken und dem Reflexionsfaktor der Zwischenräume weitgehend unabhängiges Verhältnis der Spannungswerte 32 und 32' zu den Amplitudenwerten der Impulse 30 und

31 des Ausgangssignals 16 der Lichtempfängerschaltung 11 erreicht.

Die aufbereitende Schaltungsanordnung 36 enthält im wesentlichen ein Schieberegister 39 mit zwei seinem Dateneingang D 1 und seinem Takteingang T vorgeschalteten Torschaltungen 40 und 41, einen Taktzähler 42, eine an die Taktleitung hinter der Torschaltung 41 angeschlossene erste Zeitschaltung 43, einen vor der Torschaltung 40 an die Datenleitung angeschlossenen zweistufigen Zähler 45 mit einer nachgeschalteten zweiten Zeitschaltung 46. Zu Beginn der Zeichenabtastung sind die beiden Torschaltungen 40 und 41 gesperrt. Die ersten beiden Datenimpulse 34, die einem Anfangszeichen A des abgetasteten Baikencodeschrift-Wortsatzes entsprechen, gelangen in den zweistufigen Zähler 45, der nach zwei Zählschritten ein Ausgangssigna! erzeugt und die Zeitschaltung 46 auslöst Die Zeitschaltung erzeugt für eine bestimmte Zeit, z. B. von 100 Millisekunden, einen Ausgangsimpuls, der zusammen mit dem Ausgangssignal des Zählers 45 über ein UND-Glied 48 und ein ODER-Glied 49 sowie eine weitere Torschaltung 50 die Torschaltungen 40 und 41 durchlässig schaltet. Trifft in dieser Zeit ein Taktimpuls 35 ein, übernimmt die von dem Taktimpuls angestoßene erste Zeitschaltung 43 das Durchlässigschalten der Torschaltungen 40 und 41, indem sie ein Ausgangssignal von z. B. f 2 = 1 Sekunde erzeugt und über das ODER-Glied 49 und die Torschaltung 50 an die Steuereingänge 51 der Torschaltungen 40 und 41 legt Die Taktimpulse 35 gelangen gleichzeitig an den Zähleingang 52 des Taktzählers 42, der nach einer vorgegebenen Anzahl gezählter Taktimpulse ein Ausgangssignal an seinem Ausgang 53 erzeugt Dieses Ausgangssignal sperrt die Torschaltung und damit die Torschaltungen 40 und 41 in der Daten- und der Taktleitung und beendet damit die Einspeicherung der Datenimpulse in dem von der Balkencodierung vorgegebenen Muster in das Schieberegister 39. In diesem Ausführungsbeispiel weist jeder abzutastende Balkencodeschriftsatz die gleiche, vorgegebene Anzahl von Rastertakten auf, die der Taktzähler 42 eingestellt hat, d. h. bei deren Anzahl Zählschritte er ein Ausgangssignal erzeugt. Sobald am Ausgang 53 ein Signal auftritt, das an eine nicht näher dargestellte Auswerteinrichtung als Freigabesignal weitergeleitet wird, kann das Schieberegister 39 beispielsweise über eine an seinen Takteingang T angeschlossene Ausleseleitung 54 seriell in die Auswerteinrichtung ausgelesen werden. Nach dem Auslesevorgang wird die aufbereitende Schaltungsanordnung wieder in die Ausgangslage zurückgestellt, so daß sie für die nächste Abtastung bereit ist.

Die Zeitschaltung 46 verhindert, daß die Abtastschaltung durch andere auf dem Aufzeichnungsträger enthaltene Aufzeichnungen als die Balkencodeschriftsätze aktiviert wird. Die Zeitschaltung 43 verhindert, daß durch ein zu zaehaftes Abtasten oder die Unterbrechung einer Abtastung Lesefehler auftreten. Läuft die Zeitschaltung 46 vor dem Einschalten der Zeitschaltung 43 ab, stellt sie den Zähler 45 zurück. Läuft die Zeitschaltung 43 vor Ende der Einspeicherung, d. h. vor dem Auftreten eines Ausgangssignals des Zählers 42 auf, stellt sie die aufbereitende Schaltungsanordnung 36 in die Ausgangslage zurück.

Die aus dem Lichtsender 9 und der Lichtempfängerschaltunp 11 bestehende Lesestation weist eine in F i g. 3 nur angedeutete Abtastfläche 55 auf, die beim Lesevorgang über die Balkencodeschrift hinwegbewegt wird und deren Durchmesser etwa gleich einer Rasterbreite L der Balkencodeschrift ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Optische Leseeinrichtung für in Balkencodeschrift codierte Zeichen, die aus einer Anzahl von balkenförmigen, durch Zwischenräume (maximale Reflexion) voneinander getrennten Codeelementen (minimale Reflexion) bestehen, wobei eines der Codeelemente (minimale Reflexion) eine Breite aufweist, die das Ein- oder Mehrfache des vorgegebenen Durchmessers der Abtastfläche einer Lesestation beträgt, und in der Leseeinrichtung aufgrund der minimalen Reflexion einen Abtastimpuls einer ersten Amplitude erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bit-Stellen der Zwischenräume (4) weitere hakenförmige Codeelemente (5, 6, 7) angeordnet sind, deren Reflexion sich deutlich von den extremen maximalen oder minimalen Reflexionen derart unterscheidet, daß die Lescstation (9, 11) bei der Abtastung der weiteren Codeelemente (5,6, 7) einen weiteren Abtastisr.puls (31) einer von der ersten Amplitude deutlich unterscheidbaren zweiten Amplitude (Abtastimpuls 30) erzeugt, und daß die Abstände zwischen den Codeelementen wenigstens so groß sind wie der Durchmesser der Abtastfläche (55) der Lesestation (9,11).

2. Optische Leseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Codeelemente mittlerer Reflexion strichförmige Balken (5,6) sind, deren Balkenbreite (Strichstärke) wesentlich kleiner ist als der für die A '-tastung zulässige größte Durchmesser der Abtastfläche (55) der Lesestation (9,11) und die je zwischen zwei Codeelementen (4) maximaler Reflexion angeordnet sind.

3. Optische Leseeinrichtung räch Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strichstärke der strichiörmigen Balken (5,6) etwa ein Drittel des für die Abtastung zulässigen größten Durchmessers der Abtastfläche (55) der Lesestation (9,11) beträgt

4. Optische Leseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Codeelemente (7) mittlerer Reflexion aus einem Punkt- oder Strichraster des gleichen Materials gebildet sind, aus den die Codeelemente (1) minimaler Reflexion bestehen.

5. Optische Leseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Lichtempfängerschaltung (11) der Lesestation eine die optisch gelesene Information aufbereitende Schaltungsanordnung (36) angeschlossen ist, der zwei mit dem Ausgang der Lichtempfängerschaltung (11) verbundene Schwellwertschalter (21, 22) vorgeschaltet sind; daß der Schwellwert (32) des ersten Schwellwertschalters (21), dessen Ausgang an einen Dateneingang (38) der auswertenden Schaltungsanordnung angeschlossen ist, auf einen Wert eingestellt ist, der zwischen dem Wert des Signals liegt, das ein in der Abtastfläche (55) befindliches Codeelement (1) minimaler Reflexion am Eingang des ersten Schwellwertschalters erzeugt, und dem Wert des Signals, das ein vor der Abtastfläche befindliches Codeelement (5, 6, 7) mittlerer Reflexion am Eingang des ersten Schwellwertschalters erzeugt; und daß der Schwellwert (32') des zweiten Schwellwertschalters (22), dessen Ausgang an einen Takteingang (37) der auswertenden Schaltungsanordnung angeschlossen ist, auf einen Wert eingestellt ist, der zwischen dem Wert des Signals liegt, das ein vor der Abtastfläche befindliches Codeelement (5, 6, 7) mittlerer Reflexion am Eingang des zweiten Schwellwertschalters erzeugt, und den Wert des Signals (17), das ein in der Abtastfläche befindliches Codeelement (4) maximaler Reflexion am Eingang des zweiten Schwellwertschalters erzeugt