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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Symbolleseeinrichtung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 und insbesondere eine optische Symbolleseeinrichtung
zum Lesen von Symbolen auf den Vorder- und Rückflächen eines von z.B. einem Förderer bewegten
Gegenstandes.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Wenn
ein Gegenstand von z.B. einem Förderer
bewegt wird und Symbole (Zeichen) trägt, die gelesen werden sollen,
bringt die vom Förderer
verursachte Bewegung die Vorderfläche des Gegenstandes zur Symbolleseeinrichtung
hin und bewegt dann die Rückfläche von
der Symbolleseeinrichtung weg. Mit anderen Worten muss, wenn Symbole
auf der Vorder- oder
Rückfläche eines
Gegenstandes gelesen werden, die Eingabe der Bilddaten der Symbole durchgeführt werden,
während
sich der Leseabstand, was der Abstand zwischen der Leseeinrichtung
und den Symbolen ist, in einem permanent verändernden Zustand befindet.
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Typische
Verfahren zum Empfangen optischer Bilddaten umfassen die Verwendung
einer Kamera wie einer Bildaufnahmeröhre oder CCD oder das Richten
eines Laserstrahlabtastlichtes auf die Oberfläche, auf der Symbole angebracht
sind, und Erfassen des reflektierten Lichtes.
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In
der Leseeinrichtung gemäß dem Stand der
Technik nach 1 erfassen Gegenstandsdetektor
(Lichtprojektion) 26a und Gegenstandsdetektor (Lichtaufnahme) 26b zunächst, dass
ein Gegenstand, der einen zu lesenden Barcode trägt, in die Lesenzone gelangt
ist, woraufhin Bilddateneingabeeinheit 10, die Bilddateneingabeabschnitt 1 bildet,
ein Laserstrahlabtastlicht auf die Oberfläche des Barcodeetiketts richtet,
ein Fotosensor das Licht des Laserstrahlabtastlichts, das von der
Oberfläche
des Barcodeetiketts reflektiert wird, erfasst, ein elektrischer
Signalumwandler die Detektionslichter in elektrische Signale umwandelt
und diese von dem Interpreter 2 interpretiert werden und
die Interpretationsergebnisse dann mittels Interpretationsergebnisausgabeabschnitt 3 an
eine externe Einrichtung ausgegeben werden. Bilddateneingabeabschnitt 1,
der ein Kamera verwendet, besteht aus einer Kamera, die eine Bildaufnahmeröhre oder
CCD verwendet.
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Wie
man vom Fokussieren einer Kamera verstehen kann, kann man bei der
Bilddateneingabe mittels Kamera gemäß dem Stand der Technik ein klares
Bild frei von Unschärfe
erhalten, indem man so fokussiert, dass der Leseabstand, was der
Abstand zwischen der Kamera und dem Symbol, d.h. dem zu lesenden
Gegenstand, ist, der Brennweite der Kameralinse entspricht.
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Mit
anderen Worten können
keine klaren Bilder, die frei von Unschärfe sind, erhalten werden, wenn
Symbole auf den Vorder- und Rückflächen gelesen
werden, weil sich der oben beschriebene Leseabstand permanent ändert, wie
oben beschrieben.
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Ähnlich ist
es im Hinblick auf das Verfahren des Standes der Technik, in dem
ein Laserstrahlabtastlicht strahlt, allgemein bekannt, dass der
Strahldurchmesser des Laserstrahlabtastlichtes, wie er von der Bilddateneingabeeinheit
ausgegeben wird, nicht einheitlich ist, sondern zunächst eher
mit zunehmendem Abstand von der Bilddateneingabeeinheit konvergiert
und dann divergiert. An der Taillenposition, an der der Laserstrahl
auf seinen engsten Durchmesser konvergiert, d.h. im Brennpunkt,
ist die Auflösung hoch,
und man kann ein klares Bild frei von Unschärfe erhalten, aber an anderen
Stellen als dem Brennpunkt verbreitert sich der Laserstrahl, die
Auflösung fällt ab,
und wie bei der oben beschriebenen Kamera tritt Unschärfe auf,
und man kann kein klares Bild erhalten.
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Mit
anderen Worten ist der Laserstrahldurchmesser breit und die Auflösung gering,
wenn bei einer Symbolleseeinrichtung, in der das Lesen durch Strahlen
eines Laserstrahls auf ein Barcodeetikett und anschließendes Lesen
des reflektierten Lichts verwirklicht wird, die Eingabe von Daten
an anderen Punkten als dem Brennpunkt durchgeführt wird. Als Folge davon können die
Breiten der Balken, die den Barcode bilden, nicht genau detektiert
werden, und die Leseleistung der Symbolleseeinrichtung leidet. Bei
Bilddateneingabe mittels einer Kamera geht das Bild ebenfalls aus
dem Fokus, man kann keine klaren Bilddaten erhalten, und die Leseleistung
sinkt.
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Aus
diesen Gründen
wurden bei den Symbolleseeinrichtungen des Standes der Technik,
die Symbole auf den Vorder- und Rückflächen lesen, große Symbole
verwendet, wodurch der Effekt der oben beschriebenen Unschärfe verringert
wurde.
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Bei
großen
Symbolen gehen Symboldaten trotz Unschärfe nicht verloren. Größere Symbole
erfordern jedoch größere Etiketten
oder größeres Papier
zum Drucken und bedingen daher den Nachteil erhöhter Betriebskosten.
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Ein
weiterer Nachteil ist, dass größere Etiketten
nicht auf kleinen Gegenständen
angebracht werden können.
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US 5 448 078 offenbart eine
Symbolleseeinrichtung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine optische Hochleistungs-Symbolleseeinrichtung zur
Verfügung
zu stellen, die in der Lage ist, zu jeder Zeit den Brennpunkt der
Vorder- oder Rückfläche eines
Gegenstandes anzupassen, wenn die Vorderfläche oder die Rückfläche eines
Gegenstandes, für den
sich der Leseabstand permanent ändert,
gelesen wird.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Mit
anderen Worten stellt diese Erfindung einen Bilddateneingabe-Brennpunkt-Steuerabschnitt zur
Verfügung,
der Lagedaten eines Gegenstandes, die von dem Vorderflächen-/Rückflächenpositionsdetektor
empfangen werden, an einen Bilddateneingabe-Brennpunktmodifikator
zu dem Zweck ausgibt, klare Bilddaten von zum Beispiel Symbolen
zu erhalten, die auf der Vorder- oder Rückfläche eines Gegenstandes angebracht
sind, der zum Beispiel von einem Förderer bewegt wird und für den sich
der Leseabstand permanent verändert,
wodurch ein Anpassen des Brennpunktes einer Kamera oder des Taillenpunktes
eines Laserstrahls zur Bilddateneingabe zur Vorder- oder Rückfläche des
Gegenstandes ermöglicht
und die Eingabe klarer Bilddaten verwirklicht wird.
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Die
obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich, die
auf den begleitenden Zeichnungen basiert, die ein Beispiel einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockschaltbild, das das Lesen von Symbolen auf einer Vorderfläche/Rückfläche durch
eine Symbolleseeinrichtung des Standes der Technik zeigt, die ein
Barcodeetikett durch Abtasten eines Laserstrahl gemäß den Techniken
des Standes der Technik liest;
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2 ist
ein Blockschaltbild, das eine optische Symbolleseeinrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 zeigt
die Anordnung der optischen Symbolleseeinrichtung der Ausführungsform
und eine Position des beförderten
Gegenstandes; und
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4 zeigt
wiederum die Anordnung der optischen Symbolleseeinrichtung der Ausführungsform der
Erfindung in einer anderen Position des geförderten Gegenstandes.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Als
nächstens
wird eine Ausführungsform der
Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren beschrieben.
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Die
Symbolleseeinrichtung gemäß der Erfindung,
die in 2 gezeigt ist besteht aus: Bilddateneingabeabschnitt 1,
der aus Bilddateneingabeeinheit 10 und Bilddateneingabe-Brennpunktmodifikator 11 besteht;
Interpreter 2, Interpretationsergebnisausgabeabschnitt 3,
Vorderflächen-/Rückflächenpositionsdetektor 4 und
Bilddateneingabe-Brennpunktsteuerabschnitt 5.
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Der
Betrieb der Symbolleseeinrichtung gemäß der Erfindung wird als nächstes unter
Verwendung von 2, 3 und 4 erklärt. 3 und 4 zeigen
Ansichten, die von direkt über
dem Förderer
des Gegenstandes 27 aufgenommen sind, der von dem Förderer 22 nach
links in 3 und 4 befördert wird,
wie durch die Förderrichtung 28 angezeigt
ist. Vorderflächensymbolleseeinrichtung 20 liest Symbole,
indem sie die Vorderfläche 23 von
Gegenstand 27 in einer Richtung von oben nach unten mittels
eines Abtaststrahls 30 abtastet, der aus einem Laserstrahl
besteht, und das von den Symbolen, wie z.B. einem Barcodeetikett,
das auf der Vorderfläche 23 vorhanden
ist, reflektierte Licht aufnimmt. Auf die gleiche Weise wie Vorderflächensymbolleseeinrichtung 20 liest
Rückflächensymbolleseeinrichtung 21 Symbole,
indem sie Rückfläche 24 in
einer Richtung von oben nach unten mittels eines Abtaststrahls 31, der
aus einem Laserstrahl besteht, abtastet und das von den Symbolen,
wie z.B. einem Barcodeetikett, das auf der Rückfläche 24 vorhanden ist,
reflektierte Licht aufnimmt.
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Gegenstand 27 wird
zunächst
von Förderer 22 in
Richtung der Förderrichtung 28 gefördert, und das
rückwärtige Ende
des beförderten
Gegenstandes 27 wird von den Gegenstandsdetektoren 26a und 26b detektiert,
wenn der Gegenstand die in 3 gezeigte
Position erreicht. Gegenstandsdetektoren 26a und 26b verwenden
typischerweise einen lichtdurchlässigen
Sensor oder einen reflektierenden Sensor.
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Das
rückwärtige Ende
des beförderten
Gegenstandes 27 ist hier die Rückfläche des beförderten Gegenstandes 27.
Abtaststrahl 31 muss auf die Rückfläche 24 gerichtet werden,
um Symbole zu lesen, die auf der Rückfläche von Gegenstand 27 vorhanden
sind, und die Position von Gegenstand 27, die in 3 gezeigt
ist, ist der Ausgangspunkt dieser Bestrahlung. Die in 4 gezeigte
Position von Gegenstand 27 ist der Endpunkt dieser Bestrahlung. Dieser
Endpunkt steht in Beziehung zur Breite von Gegenstand 27,
und daher wird ein bestimmter Sollwert eingerichtet, und das Abtasten
wird beendet, wenn das rückwärtige Ende
von Gegenstand 27 diesen Sollwert überschreitet.
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Die
Rückflächensymbolleseeinrichtung 21 fängt an,
die Symbole auf der Rückfläche 24 von
Gegenstand 27 von der in 3 gezeigten
Position des Gegenstandes 27 zu lesen und beendet das Abtasten
von Rückfläche 24 an
der in 4 gezeigten Position.
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Gegenstand 27 wird
hier von Förderer 22 bewegt,
und die Bewegung von Rückfläche 24 von
der Rückflächensymbolleseeinrichtung 21 weg
bewirkt eine Veränderung
im Abstand zwischen der Rückflächenleseneinrichtung 21 und
der Rückfläche 24,
d.h. dem Leseabstand, und diese Veränderung kann man in der Änderung
der Länge
von Abtaststrahl 31 in 3 und 4 sehen.
Auf gleiche Weise kann man aus 3 und 4 sehen,
dass die Näherung
von Vorderfläche 23 zu
Vorderseitensymbolleseeinrichtung 20 eine Veränderung
im Abstand zwischen Vorderflächensymbolleseeinrichtung 20 und
Vorderfläche 23,
d.h. dem Leseabstand, mit sich bringt.
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Um
klare Bilddaten von Symbolen wie dem auf Rückfläche 24 vorhandenen
Barcode zu erhalten, muss der Brennpunkt der Symbolleseeinrichtung permanent
an den Leseabstand angepasst werden, der sich permanent mit der
Bewegung von Gegenstand 27 ändert, wie oben beschrieben
ist.
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Der
oben beschriebene Brennpunkt ist der Brennpunkt des Abtaststrahls,
der von einem Laserstrahl verwirklicht wird, der von Bilddateneingabeeinheit 10 oder
der in Bilddateneingabeeinheit 10 eingebauten Kamera ausgegeben
wird.
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Um
dieses Anpassen zu verwirklichen, erfasst Vorderflächen-/Rückflächenpositionsdetektor 4 von
Gegenstand 27 zunächst
das rückwärtige Ende von
Gegenstand 27 mittels der Gegenstandsdetektoren 26a und 26b und
gibt diese Erfassung dann als ein Rückenddetektionssignal an den
Bilddateneingabe-Brennpunkt-Steuerabschnitt 5 aus.
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Bilddateneingabe-Brennpunktmodifikator 11 empfängt die
Brennpunktdaten von Bilddateneingabe-Brennpunkt-Steuerabschnitt 5 und
hat die Funktion, den Brennpunkt einer Kamera oder eines Abtaststrahls,
der durch einen von Bilddateneingabeeinheit 10 ausgesandten
Laserstrahl verwirklicht wird, auf jedweden Abstand einzustellen.
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Entsprechend
gibt der Bilddateneingabe-Brennpunkt-Steuerabschnitt 5 bei
Erhalt des Rückenddetektionssignals
an den Bilddateneingabe-Brennpunktmodifikator 11 die der
Länge der
gestrichelten Linie von Abtaststrahl 31 entsprechende Brennpunktinformation
ab, die darin besteht, den Brennpunkt zu diesem Zeitpunkt auf die
Länge der gestrichelten
Linie von Abtaststrahl 31, wie in 3 gezeigt,
einzustellen. Dieser Vorgang ermöglicht
das Anpassen des Brennpunktes an die Rückfläche 24 von Gegenstand 27,
wie in 3 gezeigt.
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Gegenstand 27 bewegt
sich dann in Richtung der Förderrichtung 28,
und entsprechend ändert sich
der Leseabstand. Aus 3 kann man sehen, dass dieser
Leseabstand von der Position von Gegenstand 27 auf Förderer 22 bestimmt
ist. 3 und 4 zeigen ein Verfahren, bei
dem das Erfassen der Position von Gegenstand 27 auf dem
Förderer 22 durch
einen Positionsdetektor (Lichtprojektion) 25a und einen
Positionsdetektor (Lichtempfang) 25b, der aus einer Mehrzahl
lichtdurchlässiger
Mehrfachoptikachsen-Sensoren besteht, verwirklicht wird. Dies ist ein
Verfahren, bei dem man findet, dass das rückwärtige Ende von Gegenstand 27 direkt
davon abhängt, wo
die Mehrzahl Sensoren des Positionsdetektors (Lichtprojektion) 25a von
Gegenstand 27 versteckt/abgeschirmt sind. Vorderflächen-/Rückflächenpositionsdetektor 4 gibt
dann die Rückendpositionsdaten
von Gegenstand 27, die von dem Positionsdetektor (Lichtempfang) 25b ausgegeben
werden, an den Bilddateneingabe-Brennpunkt-Steuerabschnitt 5 aus.
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Bilddateneingabe-Brennpunkt-Steuerabschnitt 5 konvertiert
als nächstes
die Rückendpositionsdaten
in den Leseabstand und gibt das Ergebnis als Brennpunktdaten an
den Bilddateneingabe-Brennpunktmodifikator 11 aus. Bilddateneingabe-Brennpunktmodifikator 11 kann
dann den Brennpunkt auf die Rückfläche 24 des
sich permanent bewegenden Gegenstandes 27 anpassen, indem
der Brennpunkt auf die von den Brennpunktdaten eingestellte Position
eingestellt wird. Daher kann man eine klare Bilddateneingabe erhalten,
und eine Hochleistungssymbolleseeinrichtung kann verwirklicht werden.
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Das
Lesen von Vorderfläche 23 entspricht dem
für Rückfläche 24,
und daher wird eine Erklärung
an dieser Stelle weggelassen.
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Obwohl
für Positionsdetektoren 25a und 25b in 3 und 4 lichtdurchlässige Mehrfachoptikachsen-Sensoren
verwendet worden sind, kann man ebenso ein Verfahren einsetzen,
bei dem die Position eines Gegenstandes durch Anbringen eines Drehcodierers
an dem Förderer
erfasst und dann der Abstand der Bewegung des Förderers durch Zählen von Pulsen
von dem Drehcodierer gemessen wird. Alternativ kann, wenn die Fördergeschwindigkeit
des Förderers
bekannt ist, die Position des rückwärtigen Endes
eines Gegenstandes auch erhalten werden, indem man die verstrichene
Zeit misst, die der Erfassung des rückwärtigen Endes des Gegenstandes durch
Gegenstandsdetektoren 26a und 26b folgt.
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Während des
Zeitintervalls von der Erfassung von Vorderfläche 23 von Gegenstand 27 durch Gegenstandsdetektoren 26a und 26b zur
Erfassung der Rückfläche 24 tastet
der Taststrahl 31 die Seitenfläche 25 ab, und weil
der Leseabstand in diesem Stadium fest ist, kann ein Lesen von Seitenfläche 25 mit
dem Brennpunkt an der Position der Seitenfläche 25 fixiert verwirklicht
werden. Auf diese Weise kann mit einer einzigen Symbolleseeinrichtung
ein Lesen von zwei Seiten, d.h. der Seitenfläche/Rückfläche oder der Vorder/Seitenfläche, verwirklicht
werden.
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Darüber hinaus
ist diese Erfindung nicht nur bei einer linearen CCD oder Reihenabtast-Laserabtast-Symbolleseeinrichtung,
in der die Spur des Abtaststrahls eine gerade Linie ist, wirksam,
sondern auch bei einer Symbolleseeinrichtung, die ein zweidimensionales
Bild aufnimmt und liest.
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Die
Erfindung, wie oben beschrieben, ermöglicht ein Anpassen des Brennpunktes
der Vorderfläche/Rückfläche eines
Gegenstandes selbst für den
Fall des Lesens der Vorderfläche/Rückfläche eines
Gegenstandes, für
den sich der Leseabstand über
die Zeit ändert,
wodurch ermöglicht
wird, dass klare Bilddaten erhalten werden und eine Hochleistungssymbolleseeinrichtung
für Symbole,
die auf der Vorderfläche/Rückfläche eines
Gegenstandes vorhanden sind, zur Verfügung gestellt wird.