DE69021090T2

DE69021090T2 - Marken-Lesegerät.

Info

Publication number: DE69021090T2
Application number: DE69021090T
Authority: DE
Inventors: Shinya C O Osaka Work Takenaka
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1989-01-10
Filing date: 1990-01-10
Publication date: 1995-12-21
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: EP0378199A3; CA2007405C; JPH07104900B2; HK80996A; JPH02183386A; EP0378199B1; DE69021090D1; EP0378199A2; CA2007405A1; US5148008A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Markenlesegerät, in dem der Ausgangsstrahl einer laseroszillierenden Einrichtung auf ein Objekt eingestrahlt wird, um die Oberfläche desselben abzutasten. Der davon reflektierte Laserstrahl wird in einer Lichtdetektionseinrichtung empfangen, um Marken, wie Zeichen, Strichcodes oder dergleichen, zu lesen.

Beschreibung der verwandten Technik

Ein aus der EP-A-0 230 892 bekanntes Gerät umfaßt eine Laserlichtquelle, eine Ablenkeinrichtung zum zyklischen Ablenken des Laserstrahls durch einen vorbestimmten Abtastwinkel und eine Empfängereinrichtung, die einen Fotodetektor und eine Auswerteelektronik zum Lesen des Laserstrahls auf die Reflexion von einer Objektoberfläche hin aufweist, um die Marke zu ermitteln.
Die jüngste, weitverbreitete Verwendung von Computern hat die Entwicklung und Verwendung von Eingabegeräten, wie Zeichenlesegeräten, Strichcodelesegeräten und dergleichen vorangetrieben. Solche Eingabegeräte werden typischerweise aus Gründen der Bequemlichkeit und Flexibilität in der Hand des Bedieners gehalten. Deswegen sind exakte Positionierung und Orientierung nicht möglich. Somit muß das Lesegerät in der Lage sein, über einen weiten Bereich von Entfernungen und Orientierungswinkeln zu lesen, um verläßlich und praktisch zu sein. Frühere Markenlesegeräte haben sich beim Lesen von Oberflächen unter variierenden Entfernungen und Winkeln als unzuverlässig erwiesen. Die Laserausgabeenergie solcher Geräte ist während der Abtastbetriebsart fest eingestellt. Konsequenterweise ist die Energie des Laserlichts, die bei dem Detektor empfangen wird, eine Funktion der Entfernung zwischen dem Lesegerät und der zu lesenden Oberfläche und dem Einfallswinkel von der Oberfläche relativ zu dem Laserstrahl. Wenn ein solches Gerät zu nah an der zu lesenden Oberfläche ist, wird die Detektionseinrichtung gesättigt und das Gerät funktioniert nicht. Wenn dasselbe Gerät von der zu lesenden Oberfläche zu weit entfernt ist oder einen großen Winkel mit der zu lesenden Oberfläche bildet, ist das reflektierte Signal in der Detektionseinrichtung zu klein und wiederum funktioniert das Gerät nicht.
Ein typisches Lesegerät gemäß dem Stand der Technik, beispielsweise aus der EP-A-0 230 892, wie oben beschrieben, besteht aus einer laseroszillierenden Einrichtung, einem drehbaren Spiegel zum Ablenken der Laserstrahlausgabe der oszillierenden Einrichtung durch einen vorbestimmten Abtastwinkel, einer Lichtdetektionseinrichtung zum Empfangen des reflektierten Laserstrahls und einer Signalverarbeitungsschaltung. Die obigen Elemente können in ein stationäres Gehäuse, in ein tragbares Gehäuse, wie beispielsweise in einer "Pistolen"- Anordnung oder dergleichen eingebaut werden.

ZUSANMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Markenlesegerät zu schaffen, das Strichcodes, Zeichen oder dergleichen schnell und verläßlich unter variierenden Entfernungen und Einfallswinkeln liest. Diese Aufgabe wird gelöst durch Variieren der Ausgabeenergie der laseroszillierenden Einrichtung nach jeder Abtastung, so daß ein passendes Signal in der Lichtdetektionseinrichtung empfangen wird.
Die Ausgabeenergie des Laserstrahls wird während der Periode einer jeden Abtastung konstant gehalten.
Eine Abtasterfassungseinrichtung ist eingebaut, so daß ein Signal an einen Controller gesendet wird, das das Ende einer jeden Abtastung des Laserstrahls anzeigt. Seinerseits ändert der Controller die Ausgabeenergie der laseroszillierenden Einrichtung in einer vorbestimmten Weise nach jeder Ablenkung des Strahls. Die Veränderung der Laserenergie über mehrere Ablenkungen oder Abtastungen stellt sicher, daß ein lesbares Signal in der Lichtdetektionseinrichtung während wenigstens einer Abtastung empfangen worden ist.
Die Natur, das Prinzip und der Nutzen der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung seiner Betriebsweise und den beigefügten Zeichnungen offensichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Schrägansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Form einer "Pistole";
Fig. 2 ist ein Diagramm, das eine typische Anordnung eines Controllers zur Steuerung der Ausgabe einer laseroszillierenden Einrichtung als Antwort auf ein Signal aus einer einer Abtastung erfassenden Lichtempfangseinrichtung darstellt;
Fig. 3(A) ist ein Graph, der ein typisches Ausgangssignal des die Abtastung erfassenden Elements gegenüber der Zeit während des Abtastbetriebs in der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 3(B) ist ein Graph, der ein typisches Ausgangssignal von dem Controller gegenüber der Zeit während des Abtastbetriebs in der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 3(C) ist ein Graph, der typische Ausgangsenergieniveaus der laseroszillierenden Einrichtung gegenüber der Zeit während eines Abtastbetriebs in der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 4(A) ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer logischen Schaltung darstellt; und
Fig. 4(B) ist ein Diagramm, das ein anderes Beispiel einer logischen Schaltung darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 1 stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vom Gerätetyp einer mit der Hand haltbaren "Pistole" dar. Wenn der Abzug 8 niedergedrückt wird, wird ein Motor 11 angetrieben, so daß ein Polygonspiegel 4 rotiert. Gleichzeitig gibt die laseroszillierende Einrichtung 2 einen Laserstrahl aus. Der somit ausgegebene Laserstrahl wird durch die Oberfläche des Spiegels 4, der rotiert, reflektiert und der Laserstrahl wird so in der Abtastbetriebsart durch einen Abtastwinkel abgelenkt. Der Spiegel 4 kann auch aus einer einzelnen Oberfläche bestehen und der Motor 11 vom oszillierenden Typ sein. Die vorliegende Erfindung umfaßt jedes Verfahren zur Bewegung eines Laserstrahls durch einen Abtastwinkel, von denen im Stand der Technik viele bekannt sind. Der von dem Spiegel weg abgelenkte Strahl tritt durch eine Öffnung 13 zu der Oberfläche 6, die zu lesen ist, und wird davon reflektiert und durch eine Lichtdetektionseinrichtung 7 in dem Markenlesegerät empfangen. Die Lichtdetektionseinrichtung 7 gibt ein Signal aus, das proportional zur Energie des reflektierten Laserlichts ist. Dieses Signal wird in der Signalverarbeitungsschaltung 9 in ein verwendbares Standardsignal zur Eingabe in einen Computer, eine Registrierkasse oder dergleichen durch ein Kabel 10 aufbereitet und verarbeitet.
Fig. 2 stellt ein Blockdiagramm einer Schaltung dar, die verwendet wird, um die Ausgabe der laseroszillierenden Einrichtung 2 als Antwort auf ein Abtastbeendigungssignal zu verändern. Das Abtastdetektionseinrichtungselement 12 ist ein Lichtdetektionselement, wie beispielsweise eine Fotozelle. Die Ausgabe der laseroszillierenden Einrichtung 2 wird durch den vorbestimmten Abtastwinkel als Ergebnis der Ablenkung von dem rotierenden Spiegel 4 bewegt. Immer wenn der Laserstrahl empfangen wird, gibt die Abtastdetektionseinrichtung 12 ein pulsförmiges Abtastdetektionssignal, wie in Fig. 3(A) gezeigt, aus. Wenn nötig, kann dieses Signal durch eine Signalaufbereitungsschaltung 21 verstärkt und aufbereitet werden. Die Ausgabe der Signalaufbereitungsschaltung 21 wird dann einer Logikschaltung 22 zugeführt, welche die den Abtastungsbeendigungen entsprechenden Impulse in einen vorbestimmten (oder vorprogrammierten) Satz von Steuerbefehlen zur Eingabe in die Steuereinheit 23 konvertiert. Die Kombination der Logikschaltung 22 und der Steuerschaltung 23 kann als Controller 20 definiert werden.
Die Ausgabe des Controllers 20 an die laseroszillierende Einrichtung 2 ist eine schrittförmige Kurve variierender Steuerdaten, wo jeder sukzessive Schritt einer Abtastbeendigung entspricht, wie in Fig. 3(B) zu sehen ist. Es ist allerdings festzustellen, daß die Steuerdaten an die laseroszillierende Einrichtung 2 über die Periode einer jeden Abtastung konstant sind. Diese Daten können von irgendeinem Typ physikalischer oder elektrischer Steuerdaten, beispielsweise wie Spannung, Strom, Binärdaten oder dergleichen sein. Die Ausgabeleistung der laseroszillierenden Einrichtung 2 ist proportional zu den von dem Controller 20 empfangenen Steuerdaten. Als Ergebnis ist die Ausgabeleistung des Lasers ebenfalls eine stufenförmige Funktion, wo jeder sukzessive Schritt einer Abtastbeendigung entspricht, wie in Fig. 3(C) zu sehen. Da die Ausgabeenergie der laseroszillierenden Einrichtung 2 auf diese Weise variiert wird, ist es wahrscheinlich, daß der von dem Lichtdetektionseinrichtungselement 7 empfangene Laserstrahl ein passendes Energieniveau für ein ordnungsgemäßes Aus lesen ohne die Notwendigkeit einer Bewegung des Lesegeräts aufweist.
Die Größe der Steuerdaten und die Anzahl der schrittförmigen Übergänge kann so gewählt werden, daß abhängig von dem Bereich der zu lesenden Abstände die Lesbarkeit maximiert und die Zeit zwischen den Lesevorgängen minimiert wird. Ein mögliches Beispiel ist in Fig. 3(B) und Fig. 3(C) dargestellt, wo die Steuerdaten θ1 einer Laserausgabeenergie von P1 entsprechen, die geringer als der herkömmlicherweise eingestellte Laserausgabe ist, die Steuerdaten θ2 einer Laserausgabeenergie P2 entsprechen, die gleich dem herkömmlichen Laserausgabewert ist, und die Steuerdaten θ3 einem Laserausgabewert P3 entsprechen, der höher als der herkömmliche Laserausgabewert ist. Die meisten heute verwendeten laseroszillierende Einrichtungen sind in der Lage, eine Ausgabeenergie, die höher als der herkömmliche Ausgabeenergiewert ist, zu liefern. Die Wahl einer solchen Ausgangsenergie kann kontinuierlich die Lebensdauer des Lasers verringern. In der vorliegenden Erfindung wird die höhere Laserausgabeenergie nur periodisch auftreten und wird nur nach einer Periode niedriger Laserausgabeenergiewerte kommen. Dieses Betriebsverfahren sollte die Lebensdauer der meisten laseroszillierenden Einrichtungen nicht signifikant verringern. Die tatsächlichen Werte der Steuerdaten und der Laserausgabe werden ohne weiteres durch einen Fachmann mit einem Minimum an Versuchen oder Berechnungen bestimmt.
Fig. 4(A) zeigt ein Verfahren, das in der Logikschaltung 22 verwendet werden kann. Eine Schaltoperation wird von der Signalaufbereitungsschaltung 21 als Antwort auf das Abtastdetektionssignal durchgeführt. Jedes Abtastdetektionssignal betätigt die Schaltoperation, so daß verschiedene Treiberspannungen an die Steuerschaltung 23 geliefert werden. Natürlich wird die Anzahl der verschiedenen Spannungen und ihre Größen für die spezifische Anwendung gewählt.
Fig. 4(B) stellt ein anderes mögliches Verfahren, das in der Logikschaltung verwendet werden kann, dar. In diesem Fall besteht die Logikschaltung aus einem Zähler 22a und einem Digital/Analog-Konverter 22b. Der Zähler 22a zählt eine spezifizierte Mehrzahl von Abtastdetektionssignalen und seine Zählausgabe wird dem Digital/Analog-Konverter 22b zugeführt, der ein entsprechendes Signal an die Steuerschaltung 23 ausgibt. Nachdem die spezifizierte Hehrzahl von Abtastdetektionssignalen detektiert ist (beispielsweise 3), wird der Zähler automatisch zurückgesetzt und das Zählen beginnt wieder.

Claims

1. Ein Markenlesegerät (1) umfassend

eine laseroszillierende Einheit (2), die einen Laserstrahl ausgibt;

Ablenkeinrichtungen (4, 11) zur zyklischen Ablenkung des Laserstrahls durch einen vorbestimmten Abtastwinkel; und

eine Empfängereinrichtung (7) zum Lesen des Laserstrahls auf die Reflexion von einer Objektoberfläche hin,

gekennzeichnet durch weiteres Aufweisen

einer eine Abtastung detektierenden Einrichtung (12) zur Ausgabe eines Abtastungbeendigungssignals nach jeder der Abtastungen; und

einer Controllereinrichtung (20) zum Verändern der Ausgabeenergie des Laserstrahls als Antwort auf das Abtastungsbeendigungssignal, wobei die Ausgabeenergie des Laserstrahls über die Periode einer jeden Abtastung konstant gehalten wird.

2. Ein Markenlesegerät (1) nach Anspruch 1,

worin die Controllereinrichtung (20) so konfiguriert ist, daß sie die Ausgabeenergie des Laserstrahls durch einen inkremtierenden Schritt als Antwort auf jedes der Abtastbeendigungssignale verändert.

3. Ein Markenlesegerät (1) nach Anspruch 1,

worin die Controllereinrichtung (20) so konfiguriert ist, daß sie die Ausgabeenergie des Laserstrahls durch einen inkrementierenden Schritt als Antwort auf jedes der Abtastungsbeendigungssignale verändert, wobei

wenigstens einer der inkrementierenden Schritte einem Energieniveau, das niedriger als das gewöhnlicherweise eingestellte Laserausgabeenergieniveau ist, entspricht;

wenigstens einer der inkrementierenden Schritte einem Energieniveau, das gleich dem gewöhnlicherweise eingestellten Laserausgabeenergieniveau ist, enspricht; und

wenigstens einer der inkrementierenden Schritte einem Energieniveau, das höher als das gewöhnlicherweise eingestellte Laserausgabeenergieniveau ist, entspricht.