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Die
Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung zum Abtasten und Decodieren
von Strichen unterschiedlichen Reflektionsvermögens, die gemäß einem
Strichcode angeordnet sind und aufeinander folgen, mit einer optischen
Abtastvorrichtung zum Abtasten der Striche mittels eines Lichtstrahls,
einem Sensor zum Empfangen des reflektierten Lichtstrahls und Umwandeln
desselben in ein elektrisches Sensorausgangssignal, einem Übergangsdetektor
zum Detektieren von Pegelübergängen des
elektrischen Sensorausgangssignals und einer Decodiervorrichtung,
die den abgetasteten Strichcode auf der Basis der Ausgangssignale
vom Übergangsdetektor
decodiert.
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Eine
Vorrichtung dieser Bauart, die auch als Laserscanner bezeichnet
wird, ist allgemein bekannt.
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Bei
einem derartigen Laserscanner ist ein Laserstrahl (beispielsweise
von einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 670 nm herrührend) auf
einen Abtastmustergenerator gerichtet. Der Abtastmustergenerator
steuert den Laserstrahl so, dass ein Muster von aufeinander folgenden
Abtastlinien über
eine Oberfläche,
auf welcher ein Strichcode aufgebracht ist, geschrieben wird.
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Ein
kleiner Teil des an dem Strichcode gestreuten Lichtes erreicht einen
Sensor, beispielsweise in Form einer Fotodiode, über das Abtastsystem, welches
in der umgekehrten Weise zum Abtastmustergenerator arbeitet, und über eine
Sammellinse. Es wird ein Laserspot erzeugt, der linear über den Strichcode
läuft und
nach der Reflektion am Strichcode und nach dem Auftreffen auf dem
Sensor wird am Ausgang des Sensors ein elektrisches Signal erzeugt,
welches als eine Funktion der Zeit in Übereinstimmung mit dem Strichcode
variiert. Zwei digitale Signale werden aus dem elektrischen Sensorausgangssignal
abgeleitet, das eine digitale Signal zeigt die Zeitpunkte an, zu
welchen ein Übergang
von Hell nach Dunkel stattfindet, während das andere Signal die
Zeitpunkte des Übergangs
von Dunkel nach Hell anzeigt. Die Decodierung des Strichcodes wird
dann in einem digitalen Prozessor durchgeführt. Das Ergebnis wird in Form
einer Zeichenzeile der Mikrosteuerung zugeführt. Die Mikrosteuerung führt auch eine
Anzahl von Überprüfungen (beispielsweise
Prüfnummer)
durch und bestimmt, ob das Ergebnis gut oder nicht ist. Im ersteren
Fall wird das gute Ergebnis zum Hauptcomputer (beispielsweise der
Kasse) geschickt, begleitet von einem "Piepser" und einem LED-Lichtsignal. Die Mikrosteuerung
verwaltet den gesamten Vorgang und hat auch eine Anzahl von zusätzlichen
Aufgaben.
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Der
Weg vom Sensor zu der Decodiereinheit spielt bei der Qualität des Scanners
eine entscheidende Rolle. Das empfangene Signal ist üblicherweise
sehr klein und ist dann nahe dem Rauschen. Dies tritt insbesondere
im Fall eines großen
Abtastabstandes und bei Strichcodes mit geringem Kontrast auf. Nahe
und mit gutem Kontrast kann andererseits das Signal sehr stark sein.
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Aus
Sicherheitsgründen
kann die Stärke
des Laserlichts nicht hoch sein. Weiterhin variiert die Zeit zwischen
zwei Übergängen mit
dem Abtastabstand und der Strichcodedichte. Unter Berücksichtigung des
Mindest- und Maximalabstandes und der maximalen und minimalen Strichcodedichte
kann ein Frequenzbereich definiert werden, innerhalb welchem es
möglich
sein muss, zu detektieren. Eine nennenswerte Verbesserung ist bereits
durch die Herausfilterung dieses Bereichs erzielt.
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Das
Ziel der Erfindung ist es, eine optische Vorrichtung der in dem
Oberbegriffbeschriebenen Bauart zu schaffen, mit welcher die Zuverlässigkeit noch
weiter verbessert ist, die im Fall eines geringen Signal-zu-Rauschen-Verhältnisses
beim Abtasten eine einfache Art mit wenigen Komponenten hat. Weiterhin
ist das Ziel soweit als möglich
Codes zu verhindern, die vom Rauschen herrühren, die so genannten "Geisterabtastungen".
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Die
US-Patente 5,298,728, die den Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche bildet, 5,581,072
und 4,740,675 offenbaren einen analogen Prozessor für einen
Laserscanner. In diesen Patenten werden hauptsächlich Verfahren erörtert, um
Daten so gut als möglich
dem Decoder des Scanners zu offerieren. Dies ist nicht Gegenstand
der vorliegenden Patentanmeldung. In dieser Patentanmeldung wird
vorgeschlagen und werden Lösungen
gegeben, um die Anzahl der erneuten Abtastungen so niedrig als möglich zu
halten, während
die Verbesserung des Verhaltens bei Fehlabtastungen aufrechterhalten wird.
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Die
europäische
Patentanmeldung 0 661 661 beschreibt einen CCD-Scanner mit einer
feststehenden Strichcodeposition. Es werden immer mehr als eine
Abtastung durchgeführt.
Der Decoder des Scanners erzeugt keine Position eines guten Ergebnisses
an sich, sondern zeigt nur an, dass wenn mehrere gleiche Ergebnisse
vorhanden sind, diese Ergebnisse das korrekte sein werden. Anders
ausgedrückt,
die Mehrheit entscheidet. Dies ist eine sehr schwache Lösung und
nur eine Abtastung wird niemals ausreichen. In dieser europäischen Patentanmeldung
ist die Unterscheidung zwischen guten und schwachen Strichcodes
nicht nachdrücklich
betont.
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Ein
Strichcode ist richtungsunabhängig
positioniert, d.h. Position und Ausrichtung variieren. Das heißt auch,
dass Abtastdaten von Abtastlinien herrühren, die zueinander unterschiedliche
Winkel haben, so dass die Abtastdaten, welche dem Decoder offeriert
werden, auf diesem Level nicht vergleichbar sind, vergleiche beispielsweise
die europäische
Patentanmeldung 0 661 661.
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Am
Strichcode reflektiertes Licht wird vom Sensor empfangen und in
ein elektrisches Signal umgewandelt. In dem darauf folgenden analogen
Prozessor wird aus dem elektrischen Signal ein erster Impulszug
abgeleitet, der den Moment des Auftretens eines Übergangs von Schwarz auf Weiß anzeigt.
Es wird auch ein zweiter Impulszug erzeugt, der die Momente anzeigt,
zu welchen ein Übergang von
Weiß auf
Schwarz stattfindet. In mehreren Scannern gemäß dem Stand der Technik wird
ein Signal (Stausignal) geliefert, das anzeigt, dass eine weiße Fläche mit
langer Dauer gefunden worden ist (Vorfläche zum Strichcode).
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Diese
digitalen Ausgänge
des analogen Prozessors werden dem Decoder, bestehend aus einem ASIC
und einem Mikroprozessor, zugeführt.
Dieser Decoder entscheidet, ob der Strichcode gut oder nicht ist.
Wenn der Decoder entscheidet, dass der Strichcode gut ist, werden
die erzeugten Daten auf den Host übertragen und es wird ein positives
Signal geliefert.
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In
mehreren Geräten
gemäß dem Stand
der Technik wird ein Parameter verwendet, der extern gesetzt werden
könnte
(genannt COUNT). Wenn wenigstens eine Anzahl von Ergebnissen gefunden
worden ist, die gleich der Anzahl ist, die durch COUNT angegeben
ist, muss der Decoder ein Ergebnis als gut entscheiden.
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Es
kann passieren, dass eine ausreichende Anzahl von Abtastungen während des
Hereinnehmens der Abtastinformation eintreten, so dass ein COUNT > 1 erfüllt ist.
Aber wenn der Strichcode seitlich in dem Abtastbereich gehalten
wird, könnte
es passieren, dass nur Daten von einer vollständigen Abtastung empfangen
worden sind. Wenn COUNT = 2 gesetzt ist, muss eine Neuabtastung
durchgeführt werden.
Das stagniert. Daraus folgend wird für COUNT = 1 bevorzugt. Dies
könnte
in vielen Fällen ausreichend
sein, wenn der Decoder ausreichend kritisch arbeitet. Wenn jedoch
der Strichcodedruck schwach ist, eine schwierige Strichcodefarbe
verwendet ist oder der Abstand zum Strichcode groß ist, könnte die
Information, die an den Decoder angelegt wird, so sein, dass der
Decoder entscheidet, dass ein guter Strichcode empfangen ist, während diese
Entscheidung nicht korrekt ist. Dann wird von einer Fehlabtastung
gesprochen, was schlimm ist.
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Angesichts
der vorstehenden Fälle
ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung, nur in schwierigen Fällen einen
höheren
COUNT zu haben.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
Es wird in diesem vorgeschlagen, dass das Sensorausgangssignal einer
Amplitudenmittelwertbildungsvorrichtung zugeführt wird, deren Ausgang an
die Entscheidungsvorrichtung angeschlossen ist, die die Decodiervorrichtung
so steuert, dass das Abtasten und Decodieren des Strichcodes mehrere
Male durchgeführt
wird, wenn das Ausgangssignal von der Amplitudenmittelwertbildungsvorrichtung
unter wenigstens einem vorbestimmten Schwellwert ist.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs
2 gelöst.
Es wird in diesem vorgeschlagen, dass das Sensorausgangssignal einer
Kontrastmittelwertbildungsvorrichtung zugeführt wird, deren Ausgang an
eine Entscheidungsvorrichtung angeschlossen ist, die die Decodiervorrichtung
so steuert, dass das Abtasten und Decodieren des Strichcodes mehrere
Male dann durchgeführt
wird, wenn das Ausgangssignal von der Kontrastmittelwertbildungsvorrichtung
unter wenigstens einem vorbestimmten Schwellwert ist.
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Gemäß der Erfindung
wird Information bezüglich
des Mittelwertes der Amplitude und/oder des Kontrastes aus dem analogen
Prozessor geholt und diese Information wird dem Decoder zugeführt. Basierend
auf dieser Information kann eine höhere Zahl an guten Ergebnissen
gefordert werden. Wenn dies basierend auf den zur Verfügung stehenden
Abtastdaten realisiert werden kann, kann die vorstehende Wahl durchgeführt werden,
ohne dass dies vom Benutzer überwacht
wird. Wenn dies nicht der Fall ist, sollte ein erneutes Abtasten
durchgeführt
werden; aber dies ist nur auf die relevanten Fälle begrenzt.
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Die
Zuverlässigkeit
wird somit verbessert, weil der mittlere Kontrastwert oder der mittlere
Amplitudenwert des gesamten Strichcodes bestimmt wird und der Entscheidungsvorrichtung
zugeführt
wird. Die Entscheidungsvorrichtung entscheidet, dass wenn einer
oder beide dieser Werte unter einem gewissen Schwellwert ist/sind,
es nicht ausreicht, ein einzelnes gutes Abtastergebnis zu erzielen,
sondern es ist ein wiederholt identisches Ergebnis zu finden.
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Ausführungsformen,
die vorzugsweise verwendet werden, werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Im
Folgenden wird die Erfindung im Einzelnen anhand der Zeichnungen
beschrieben.
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In
den Zeichnungen zeigt:
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1 ein
Blockschaltbild eines Detektors und einer Decodiervorrichtung gemäß der Erfindung für einen
Laserscanner;
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2 ein
Blockschaltbild einer Ausführungsform
einer Amplitudenmittelwertbildungsvorrichtung aus 1;
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3 ein
Blockschaltbild einer Ausführungsform
einer Kontrastmittelwertbildungsvorrichtung aus 1;
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4 ein
Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines Detektors
und einer Decodiervorrichtung gemäß der Erfindung;
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5 eine
Ausführungsform
eines Fensterdetektors und einer Amplitudenbestimmung;
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6 eine
Ausführungsform
eines Differentiators und einer Kontrastbestimmung aus 4;
und
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7 eine
Ausführungsform
eines Spitzendetektors gemäß der Erfindung.
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In
einem bekannten Laserscanner zum Abtasten und Lesen eines Strichcodes
ist ein feststehendes Linienmuster mit einem Laserstrahl mittels eines
Systems aus Linsen und Spiegeln geschrieben, einschließlich Spiegeln,
die an der Welle eines Motors befestigt sind und mit diesem drehen.
Wenn der Laserstrahl auf einen Gegenstand, beispielsweise einen
Strichcode auftrifft, wird ein Teil des Lichtes diffus reflektiert.
Ein Teil dieses reflektierten Lichtes wird mittels eines Systems
aus Linsen und Spiegeln, das in der entgegengesetzten Weise arbeitet,
auf einen Sensor, beispielsweise in Form einer Fotodiode projiziert.
In diesem System aus Linsen und Spiegeln werden großenteils
diese Spiegel verwendet, die dazu verwendet werden, das Abtastlinienmuster
zu erzeugen, und zwar einschließlich
der Rotationsspiegel. Die Menge des Lichts, welches auf dem Sensor zu
einem gegebenen Zeitpunkt auftrifft, ist somit ein Maß für das Reflexionsvermögen des
Gegenstandes am Ort des Laserspots.
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Die
optische Abtastvorrichtung, die vorstehend kurz beschrieben worden
ist, ist allgemein bekannt und die Erfindung zielt insbesondere
auf den empfangenen Teil des reflektierten Lichts. Daher reicht
es hier aus, zur Implementierung der Abtastvorrichtung auf den Stand
der Technik Bezug zu nehmen.
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Ein
Blockschaltbild einer Ausführungsform einer
Detektorvorrichtung und einer Decodiervorrichtung gemäß der Erfindung
ist in der 1 gezeigt. Der Lichtstrahl,
welcher vom Strichcode reflektiert wird, welcher auf den Sensor 1 trifft,
wird durch diesen Sensor oder die Fotodiode 1 in ein elektrisches Signal
umgewandelt, wobei das Sensorausgangssignal eine Funktion der vom
Sensor empfangenen Lichtmenge ist. Das Sensorausgangssignal wird, falls
dies zweckmäßig ist,
in dem Vorverstärker 2 verstärkt und
in eine elektrische Spannung umgewandelt. Das darauf folgende Bandpassfilter 3 filtert
diejenigen Frequenzen aus dem Spektrum, welche keine nützliche
Information für
die Decodierung der Strichcodes enthält.
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Als
Ergebnis der Verwendung des Bandpassfilters ist das Verhältnis von
Signal-zu-Rauschen des
erhaltenen Signals verbessert und der Strichcode kann relativ zuverlässig aus
dem gefilterten Sensorsignal decodiert werden.
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Das
gefilterte Sensorsignal vom Bandpassfilter 3 wird dem Übergangsdetektor 4 zugeführt, um die
Pegelübergänge des
Strichcodes aus dem gefilterten Sensorausgangssignal zu detektieren.
Die Ausgangssignale vom Übergangsdetektor,
die die Pegelübergänge von
Hell nach Dunkel bzw. von Dunkel nach Hell repräsentieren, werden der Decodiervorrichtung 8 zugeführt, welche
die Signale decodiert, um einen Strichcode zu ergeben. Ein Mikroprozessor 9 ruft
die decodierten Codes aus der Decodiervorrichtung 8 ab
und dient zu deren weiteren Verarbeitung und zur Steuerung von anderen
Komponenten des Laserscanners und der Kommunikation mit einem Kassensystem.
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Die
Vorrichtung zum Detektieren und Decodieren von Strichcodes, die
bisher beschrieben worden ist, hat allgemein bekannte Funktionen.
Die Vorrichtung hat den Nachteil, dass nach dem Decodieren eines
Codes es nicht immer möglich
ist, zuverlässig
zu ermitteln, ob dieser Code aus klaren analogen Signalen erzielt
worden ist oder ob der Code aus einem schwachen Signal oder aus
Rauschen mit den hier zugeordneten Fehlern, abgeleitet ist.
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Um
diesen Nachteil zu überwinden,
wird gemäß der Erfindung
bei der in der 1 gezeigten Ausführungsform
das Sensorausgangssignal vorzugsweise nach der Verstärkung im
Vorverstärker 2 und
nach der Filterung im Bandpassfilter 3 einer Amplitudenmittelwertbildungsvorrichtung 5 zugeführt. Die
Amplitude des Sensorausgangssignal wird in dieser Vorrichtung bestimmt
und ihr Mittelwert gebildet und der Mittelwert wird der Entscheidungsvorrichtung 7 zugeführt. Diese
Entscheidungsvorrichtung 7 steuert die Decodiervorrichtung
so, dass die Decodierung des Strichcodes mehrere Male durchgeführt wird,
wenn das Ausgangssignal von der Amplitudenmittelwertbildungsvorrichtung
unter wenigstens einem vorbestimmten Schwellwert ist.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß der Erfindung
wie in der 1 gezeigt, wird das Sensorausgangssignal
auch einer Kontrastmittelwertbildungsvorrichtung 6 zugeführt, deren
Ausgang der Entscheidungsvorrichtung 7 zugeführt wird.
Diese Entscheidungsvorrichtung steuert die Decodiervorrichtung so,
dass das Abtasten und Decodieren des Strichcodes mehrere Male durchgeführt wird,
wenn das Ausgangssignal von der Kontrastmittelwertbildungsvorrichtung
unter wenigstens einem vorbestimmten Schwellwert ist.
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In
diesem Zusammenhang ist unter Kontrast die Geschwindigkeit der Änderung
zwischen den Pegeländerungen
in einem Strichcode zu verstehen. Der Kontrast könnte beispielsweise in der
Kontrastmittelwertbildungsvorrichtung 6 auf der Basis der
ersten Ableitung des Sensorausgangssignals, das der Kontrastmittelwertbildungsvorrichtung
zugeführt
worden ist, bestimmt werden. Der Kontrastwert wird dann gemittelt
und mit wenigstens einem Schwellwert verglichen.
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Ein
Code, der aus einem Signal mit einer kleinen Amplitude und/oder
einem geringen Kontrast codiert worden ist, wird häufiger gemäß der Erfindung
decodiert als ein Code aus einem klaren Signal. Der Code wird nur
dann als ausreichend zuverlässig betrachtet,
wenn eine Anzahl von identischen Codierergebnissen vom System geprüft bestimmt
worden sind, wobei diese Anzahl von beispielsweise der Größe der Amplitude
und/oder dem Kontrast abhängig ist.
Wenn das Zuverlässigkeitskriterium
bei diesem Beispiel erfüllt
worden ist, wird das korrekte Codierergebnis dem Kassensystem zugeleitet.
Auf diese Weise können
selbst Codes, die eine kleine Amplitude und/oder einen geringen
Kontrast haben, zuverlässig gelesen
werden, ohne dass dies auf Kosten der "ersten Abtastrate" des Scanners für klare Strichcodes geht.
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Obwohl
im Allgemeinen eine Beziehung zwischen der Amplitude und dem Kontrast
eines Strichcodes besteht, wird diesem durch das zur Verfügung stehen
der Kombination gewiss etwas hinzugefügt. Somit kann beispielsweise
ein Strichcode, der relativ weit weg vom Scanner liegt und daher
ein schwaches Signal ausgibt, trotzdem klare Übergänge und damit einen guten Kontrast
haben. Die Änderungsaspekte hängen von
der Druckqualität
des Codes und von der Fokussierung des Laserspots ab. Die Wahl der
Amplitude, des Kontrastes oder der Kombination derselben kann anwendungsabhängig getroffen
werden. Die Amplituden- und Kontrastwerte sind, so wie sie sind,
einer Funktion unterzogen worden, beispielsweise einer direkten
Summationsfunktion, der Wert der Funktion wird mit einem Schwellwert
verglichen, wahlweise zusätzlich
zu der Anwendung der vorstehend genannten Zuverlässigkeitskriterien. Die Wahlmöglichkeiten
können
beispielsweise in der Entscheidungsvorrichtung implementiert sein.
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In
einer weiteren Ausführungsform
wird in jedem Fall eine Anzahl von Werten, die durch die Amplitudenmittelwertbildungs-
und/oder Kontrastmittelwertbildungsvorrichtungen zugeführt werden,
summiert und die zwei Summationsergebnisse können separat mit ihrem eigenen
individuellen Schwellwert verglichen werden, wahlweise ersetzt durch
eine Kombinationsfunktion.
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Es
ist auch möglich,
Bereiche für
die Amplituden- und Kontrastwerte zu definieren, welchen Zahlen
zugewiesen sind, und zwar mittels einer Anzahl von Schwellwerten.
Wenn die Amplituden- oder Kontrastwere innerhalb eines Bereiches
liegen, muss die Zahl der identischen Codierergebnisse gleich der Zahl,
die dem Bereich zugewiesen ist, sein.
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In
der 2 ist eine Ausführungsform einer Amplitudenmittelwertbildungsvorrichtung
gezeigt.
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Das
Signal, welches vom Bandpassfilter 3 herkommt, wird dem
Spitzendetektor 10 zugeführt, dessen Ausgang an den
Eingang des Tiefpassfilters 11 angelegt wird. Das Ausgangssignal
des Tiefpassfilters ist ein Maß des
Mittelwertes der Amplitude des Ausgangssignals vom Bandpassfilter 3.
Das Ausgangssignal vom Tiefpassfilter 11 ist ein Analogsignal,
das einer Entscheidungsvorrichtung 7 zugeführt werden
kann, die wie eine Analogvorrichtung konstruiert ist. Vorzugsweise
wird das Ausgangssignal vom Tiefpassfilter 11 einem Analog-Digital-Konverter 12 zugeführt, dessen
Ausgangssignal der Entscheidungsvorrichtung 7 zugeführt wird,
die in diesem Fall als eine Digitalvorrichtung konstruiert ist.
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In
der 3 ist ein Beispiel einer Kontrastmittelwertbildungsvorrichtung
gezeigt.
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Das
Ausgangssignal vom Bandpassfilter 3 in 1 wird
dem Differentiator 13 zugeführt, dessen Ausgangssignal
an den Eingang des Spitzendetektors 14 angelegt wird. Das
Ausgangssignal vom Spitzendetektor 14 ist ein Maß für den Kontrast
des Sensorausgangssignals und des Ausgangs vom Bandpassfilter 3.
Das Ausgangssignal vom Spitzendetektor 14 wird im Tiefpassfilter 15 gemittelt,
dessen Ausgangssignal vorzugsweise dem Analog-Digital-Konverter 16 zugeführt wird.
Das digitale Ausgangssignal dieses Konverters wird dann der Entscheidungsvorrichtung 7 zugeführt, die
als Digitalvorrichtung konstruiert ist.
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In
der 4 ist ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform
eines Detektors und einer Decodiervorrichtung gemäß der Erfindung
gezeigt. Bei dieser Ausführungsform
wird das Sensorausgangssignal vom Sensor 1 ähnlich durch
einen Vorverstärker 2 und
ein Bandpassfilter 3 geleitet.
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Das
Signal wird dann unter Verwendung des Operationsverstärkers 17 gepuffert.
Dieser Verstärker
speist ein Signal TPSig+, das am (+)-Eingang gepuffert ist und auch
ein invertiertes Signal TPSig–, das
an dem invertierenden (–)-Eingang
gepuffert ist.
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Die
Signale TPSig+ und TPSig– werden
einer so genannten Stau-Detektionsschaltung 18 zugeführt. Diese
Detektionsschaltung 18 emittiert einen Impuls an ihrem
Ausgang, wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt eine wesentliche Erhöhung des
Kontrastes ist, in welchem Zusammenhang die Frage eines Übergangs
von Hell nach Dunkel sein muss. Das heißt, dass der Laserspot sich
von einem hellen Rand auf einen Strichcode bewegt hat und dass der helle
Rand daher nicht als ein Zwischenraum interpretiert werden muss,
sondern klar als ein Rand.
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Die
Signale TPSig+ und TPSig– werden auch
einem Übergangsdetektor
zugeführt,
der bei der in der 4 gezeigten Ausführungsform
einen Fensterdetektor 19 und einen Differentiator 20 aufweist.
Mittels der Amplitudenfenster (Schwellwerte) wählt der Fensterdetektor 19 Zeitfenster,
innerhalb welcher Übergänge von
Hell nach Dunkel oder umgekehrt erwartet werden können, aus.
Dasselbe wird dementsprechend am Ausgang 11 für die Übergänge von
Dunkel nach Hell angelegt. Anders ausgedrückt werden Zeitfenster gewählt, innerhalb
welcher Übergänge von
Dunkel nach Hell und umgekehrt erwartet werden können. Ein logischer Wert 1
am Ausgang L des Fensterdetektors 6 ist eine Anzeige, dass
ein Übergang
von Dunkel nach Hell aufgetreten ist.
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Der
Differentiator 20 differenziert die Signale TPSig+ und
TPSig–,
deren Ableitungen bestimmt sind. Dies heißt, dass die Zeitpunkte des Übergangs von
Dunkel nach Hell und umgekehrt bestimmt sind. Wenn die Ableitung
positiv ist, wird am Ausgang R des Differentiators eine logische
1 erzeugt und wenn die Ableitung negativ ist, wird am Ausgang F
eine logische 1 erzeugt.
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Der
Ausgang H des Fensterdetektors 19 wird einem Eingang eines
UND-Gatters 21 zugeführt
und der Ausgang R wird an dessen anderen Eingang angelegt. Die Eingänge des
UND-Gatters 22 sind mit dem Ausgang L des Fensterdetektors 19 und
dem Ausgang F des Differentiators 20 verbunden. Das UND-Gatter 21 emittiert
einen Impuls, wenn ein Übergang
von Hell nach Dunkel besteht und das Gatter 22 emittiert
einen Impuls, wenn ein Übergang
von Dunkel nach Hell besteht. Die Signale wtb und btw werden an
den Ausgängen
der UND-Gatter 21 und 22 erzeugt, welche Signale
zugeordnete Impulse an den Über gangszeitpunkten
anzeigen. Diese Signale wtb und btw werden zusammen mit dem Signal
jam vom JAM-Detektor 18 einer Decodiervorrichtung 23 eines
so genannten ASIC zugeführt,
wo das Decodieren der Strichcodes stattfindet.
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Ein
Mikroprozessor 24 ruft die decodierten Codes von der Decodiervorrichtung 23 auf
und dient zur weiteren Verarbeitung derselben sowie zur Steuerung
der anderen Komponenten des Scanners und der Kommunikation mit einem
Kassensystem.
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Der
Fensterdetektor 19 ist so ausgerüstet, dass er aus den Signalen
TPSig+, TPSig– ein
momentanes Amplitudensignal ableiten kann, welches dem Tiefpassfilter 25 zugeleitet
wird.
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Das
momentane Kontrastsignal wird durch den Differentiator 20 aus
den vorstehend genannten Signalen abgleitet und dem Tiefpassfilter 26 zugeführt. Anzugeben
ist, dass das momentane Amplitudensignal und das momentane Kontrastsignal
auch auf andere Weisen abgeleitet werden können. Die Ausgänge der
Tiefpassfilter 25 und 26 sind mit den Eingängen des
AD-Konverters 27 verbunden. Diese Tiefpassfilter 25 und 26 dienen
zur Mittelwertbildung der momentanen Amplitudensignale bzw. Kontrastsignale.
Der Mikroprozessor 24 liest den Analog-Digital-Konverter 23 unmittelbar
nachdem die Decodiervorrichtung 10 einen Code gefunden
hat, aus und stellt darauf folgend sicher, dass ein Code mit einer kleinen
Amplitude und/oder einem geringen Kontrast häufiger gesehen worden ist als
ein Code von einem klaren Signal, bevor der Code in das Kassensystem überführt worden
ist.
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Ein
Beispiel der Art und Weise, mit der der Fensterdetektor 19 implementiert
werden kann und der Art und Weise, mit der das momentane Amplitudensignal
abgeleitet werden kann, ist in der 5 dargestellt.
Gemäß 5 hat
der Fensterdetektor die Spitzendetektoren 28 und 29,
an welche die Sensorausgangssignale TPSig+ bzw. TPSig– angelegt werden.
Die Ausgangssignale werden auch den (+)-Eingängen der Komparatoren 31 bzw. 32 zugeführt. Die
Ausgänge
der Spitzendetektoren 28 und 29 sind mit den Eingängen eines
Schwellwertgenerators 30 verbunden, dessen Ausgang mit
dem (–)-Eingang der
Komparatoren 31 und 32 verbunden ist. Die Ausgänge der
Komparatoren 31 und 32 entsprechen den Ausgängen H bzw.
L des Fensterdetektors 19 in 4. Der Ausgang
des Spitzendetektors 28, 29 folgt unmittelbar
seinem Eingang, wenn der Pegel des Eingangs höher als der Ausgang ist. Wenn
andererseits der Eingang niedriger ist, fällt der Pegel des Ausgangs
exponentiell. Die charakteristische Abfallzeit ist verglichen mit
dem Zeitintervall zwischen zwei aufeinander folgenden Strichen in
einem Strichcode lang und ist verglichen mit der Zeitspanne, die
zum Abtasten einer Linie benötigt
wird, kurz. In dem Schwellwertgenerator 30 werden die zugeführten Pegel
gemittelt und durch ungefähr
einen Faktor 2 geteilt, um einen Schwellwert zu erhalten. In Abhängigkeit
von den Umständen
können
selbstverständlich andere
Schwellwerte möglich
sein. Die zwei Komparatoren 31 und 32 stellen
sicher, dass die Ausgänge H
und L nur dann einen Impuls emittieren, wenn die Signale TPSig+
bzw. TPSig– über diesem
Schwellwert liegen. Dieser Schwellwert verhindert, dass Übergänge aus
Rauschen mit relativ geringer Amplitude erzeugt werden. Das momentane
Amplitudensignal wird am Ausgang des Schwellwertgenerators 30 abgenommen
und dem Tiefpassfilter 25 in 4 zugeführt.
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Ein
Beispiel einer Implementation des Differentiators 20 aus 4 und
eines Verfahrens zum Ableiten eines momentanen Kontrastsignals ist
in der 6 dargestellt. Das Sensorsignal TPSig+ wird der Differentiationsschaltung 33 zugeführt und
das Sensorsignal TPSig– wird
der Differentiationsschaltung 34 zugeführt, die Ausgänge dieser
Schaltungen sind an die Pluseingänge
der Komparatoren 35 bzw. 36 angeschlossen. Das
Logisch-Eins-Signal
erscheint am Ausgang R und das Logisch-0-Signal erscheint am Ausgang
F oder umgekehrt, wobei diese Ausgänge den Ausgängen R und
F des Differentiators 20 in 4 entsprechen.
Das momentane Kontrastsignal wird aus den Ausgängen der Differentiationsschaltungen 33 und 34 mittels
eines Spitzendetektors 37 abgeleitet. Dieses momentane
Kontrastsignal kann dann dem Eingang des Tiefpassfilters 26 in 4 zugeführt werden.
Mittels der Komparatoren 35 und 36 bestimmt dieses,
ob die Frage nach einer positiven oder negativen Ableitung besteht,
anders ausgedrückt,
die Art des Übergangs
wird bestimmt.
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Ein
Beispiel eines Spitzendetektors ist in der 7 dargestellt.
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Der
Eingang I des Spitzendetektors ist mit der Verbindung der Widerstände R1 und
R2 verbunden, die anderen Anschlüsse
desselben sind an ein Plus-Potential bzw. an Masse angelegt. Die
Basis des Transistors T1 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den
Widerständen
R1 und R2 verbunden. Der Kollektor des Transistors T1 ist über den
Widerstand R3 mit dem Plus-Potential verbunden. Die Emitter der
Transistoren T1 und T3 sind über
den Widerstand R4 mit einem (–)-Potential
verbunden.
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Der
Kollektor des Transistors T3 ist mit dem (+)-Potential verbunden.
Die Basis des Transistors T2 ist mit dem Kollektor des Transistors
T1 verbunden, während
der Kollektor des Transistors T2 mit dem (+)-Potential verbunden
ist und dessen Emitter ist über
diese Reihenschaltung der Widerstände R5 und R6 an Masse angeschlossen.
Der Emitter des Transistors T2 ist mit der Basis des Transistors
T3 verbunden. Parallel zu dem Widerstand R6 ist ein Kondensator
C geschaltet, der Ausgang U ist an den Verbindungspunkt vom Widerstand
R5 und der Parallelschaltung aus Widerstand R6 und Kondensator C
angeschlossen.