ES2329311T3 - Dispositivo de lectura de un codigo de barras fluorescentes con pre-deteccion de intesidad. - Google Patents

Abstract

Máquina de clasificación postal con un dispositivo de lectura de un código en forma de una marca fluorescente en la superficie de un envío postal (P), comprendiendo el dispositivo de lectura, dentro de una caja (23), un dispositivo de adquisición de imágenes que incluye una cámara (29) con un sistema de iluminación (25) para formar una imagen de un envío a través de una primera ventana (24) formada en una pared de la caja (23), caracterizada porque el dispositivo de lectura comprende, además, un sistema de predetención de intensidad luminosa (4) y una unidad de mando (31), comprendiendo el citado sistema de pre-detección (4), dentro de una caja (33) provista de una segunda ventana, un sistema de iluminación (35) para excitar a través de la citada segunda ventana la citada marca fluorescente y un detector (39) para medir la intensidad de la radiación luminosa emitida por la citada marca fluorescente excitada, estando la citada segunda ventana distante y dispuesta aguas arriba de la citada primera ventana (24) según el desplazamiento del envío dentro de la máquina de clasificación, y porque el citado detector (39) es apto para facilitar una señal de pre-detección representativa de la citada intensidad luminosa a la citada unidad de mando (31) para ajustar el citado dispositivo de adquisición a la citada señal de pre-detección.

Description

Dispositivo de lectura de un código de barras fluorescentes con pre-detección de intensidad.

La invención se refiere a una máquina de clasificación postal con un dispositivo de lectura de un código en forma de una marca fluorescente en la superficie de un envío postal con el fin de clasificar automáticamente el envío en las salidas de clasificación de la máquina.

En particular, la invención se refiere a un dispositivo de lectura de una marca impresa en tinta fluorescente en la superficie del envío. La marca fluorescente es, por ejemplo, un código de barras fluorescentes, un código de puntos fluorescentes, una marca de franqueo fijada a un sello postal, etc... Un código de barras fluorescentes está constituido por barras cuya secuencia, una vez descodificada, puede ser, por ejemplo, representativa de un código postal. Este código de barras puede ser de una dimensión o de dos dimensiones.

De manera general, un dispositivo de lectura de código de barras fluorescentes en máquina de clasificación comprende una caja provista de una ventana en una de sus paredes. Dentro de la cámara está dispuesto un dispositivo de adquisición de imágenes que incluye un sistema de iluminación. El sistema de iluminación y la cámara están orientados en dirección a la ventana. Para la lectura de código de barras fluorescentes, se utiliza, típicamente, una cámara CCD con un sensor de 256 niveles de gris.

En la máquina de clasificación, los envíos postales son desplazados de canto de modo que su superficie que comprende la marca fluorescente quede dispuesta contra la ventana del dispositivo de lectura.

En funcionamiento, el sistema de iluminación del dispositivo de lectura emite una luz cuya longitud de onda excita la tinta fluorescente. La tinta fluorescente excitada presenta la propiedad de emitir luz cuya longitud de onda es diferente de la longitud de onda de excitación. Por ejemplo, la tinta fluorescente se excita con una luz azul o con rayos ultravioletas cuya longitud de onda está comprendida entre 300 y 470 nanómetros, en respuesta, la luz emitida por la tinta fluorescente excitada tiene una longitud de onda determinada de aproximadamente 600 nanómetros.

Para aumentar la tasa de lectura de la marca fluorescente, es necesario que la luz emitida por la tinta fluorescente sea interferida lo menos posible por la luz reflejada por el sobre o por la información de dirección en contraste visible. Para esto, es conocido utilizar un dispositivo con un filtro óptico dispuesto entre la ventana y la cámara para dejar pasar solamente la longitud de onda de emisión de la tinta fluorescente excitada. Se facilita, así, el tratamiento de la imagen necesario para la descodificación del código de barras fluorescentes. Un dispositivo de este tipo está descrito en la solicitud de patente francesa FR2715240. La reivindicación 1 es delimitada contra esta solicitud de patente.

Sin embargo, la intensidad luminosa de las marcas fluorescentes excitadas puede variar en un factor diez dentro de la gama de nivel de gris de la cámara CCD, lo que tiene por efecto disminuir la tasa de lectura. La variación de intensidad luminosa es debida, principalmente, a los reglajes de la impresora, a la tinta utilizada y, sobre todo, al tipo y al color del soporte en el cual está impresa la tinta fluorescente.

Por ejemplo, una marca fluorescente impresa en un soporte poroso emitirá luz con una baja intensidad, mientras que una marca impresa en un soporte de papel de buena calidad o plástico emitirá con alta intensidad. Asimismo, una marca fluorescente impresa en un soporte de color oscuro o en el cual se han impreso grafismos o texto oscuros emitirá una luz de baja intensidad, mientras que en un soporte de color claro la luz emitida será de alta intensidad.

En los dispositivos de lectura de código de barras fluorescentes actuales, la sensibilidad de lectura está regulada de manera fija por aprendizaje para obtener el mejor compromiso de tasa de lectura para el conjunto del espectro de las marcas fluorescentes y de los soportes.

Se obtiene, así, que, en ciertas marcas fluorescentes excitadas, el dispositivo de lectura recibe una intensidad luminosa demasiado baja para ser explotada, mientras que en otras marcas fluorescentes, el dispositivo se satura.

El documento WO 97/11790 divulga una máquina de clasificación postal que comprende un dispositivo de adquisición de imágenes de envíos postales. El dispositivo comprende una cámara con un sistema de iluminación para formar una imagen de la superficie de un envío. Con el fin de localizar la dirección en el envío postal, a la dirección se superpone una marca fluorescente. Un detector colocado aguas arriba de la cámara y que comprende una fuente UV detecta esta marca con el fin de informar a la cámara de la presencia (localización y orientación) de una dirección que debe captarse.

El documento US-A-6 123 263 divulga un dispositivo portátil de lectura de un código en forma de una marca fluorescente en la superficie de un envío postal. El dispositivo de lectura comprende, dentro de una caja, un dispositivo de adquisición de imágenes que incluye una cámara con un sistema de iluminación para formar una imagen de un envío a través de una ventana formada en una pared de la caja. El dispositivo comprende también un sistema de pre-detección de intensidad luminosa dentro de la misma caja que es apto para facilitar una señal (primera imagen) representativa de la intensidad luminosa emitida por una imagen fluorescente pre-detectada en el envío, y una unidad de mando que ajusta el citado sistema de adquisición a la citada señal de pre-detección antes de detectar una segunda imagen de la marca fluorescente.

El objeto de la invención es poner remedio a estos inconvenientes, proponiendo un dispositivo de lectura de marcas fluorescentes impresas en diversos soportes.

A tal efecto, la invención tiene por objeto una máquina de clasificación postal con un dispositivo de lectura de un código en forma de una marca fluorescente en la superficie de un envío postal, comprendiendo el dispositivo de lectura, dentro de una caja, un dispositivo de adquisición de imágenes que incluye una cámara con un sistema de iluminación para formar una imagen de un envío a través de una primera ventana formada en una pared de la caja, caracterizada porque el dispositivo de lectura comprende, además, un sistema de pre-detección de intensidad luminosa y una unidad de mando, comprendiendo el citado sistema de pre-detección, dentro de una caja provista de una segunda ventana, un sistema de iluminación para excitar, a través de la citada segunda ventana, la citada marca fluorescente y un detector para medir la intensidad de la radiación luminosa emitida por la citada marca fluorescente excitada, estando la citada segunda ventana distante y dispuesta aguas arriba de la citada primera ventana según el desplazamiento del envío dentro de la máquina de clasificación, y porque el citado detector es apto para facilitar una señal de pre-detección representativa de la citada intensidad luminosa a la citada unidad de mando para ajustar el citado dispositivo de adquisición a la citada señal de pre-detección. Esta disposición permite tener un ajuste dinámico de la cámara y del sistema de iluminación durante el desplazamiento del envío dentro de la máquina.

De acuerdo con un modo de realización particular de la invención, la unidad de mando ajusta la intensidad luminosa del sistema de iluminación a la citada señal de pre-detección.

De acuerdo con otro modo de realización particular de la invención, la unidad de mando ajusta la ganancia de la señal de salida de la cámara a la citada señal de pre-detección.

De acuerdo con otro modo de realización particular de la invención, la unidad de mando ajusta la intensidad luminosa del sistema de iluminación y la ganancia de la señal de salida de la cámara a la citada señal de pre-detec-
ción.

De acuerdo con un modo de realización particular de la invención, el sistema de pre-detección se presenta en forma de un fotodiodo, de un fototransistor o de un fotomultiplicador montado dentro de una caja con diodos electroluminiscentes que iluminan una ventana formada en una pared de la caja.

Así pues, con esta disposición, el dispositivo de lectura de acuerdo con la invención puede ajustar de modo dinámico el sistema de iluminación y/o la cámara en función de la intensidad luminosa emitida por una tinta fluorescente y, así, obtener una tasa de lectura elevada.

El dispositivo de lectura es descrito más en detalla a continuación e ilustrado por los dibujos. Esta descripción se da únicamente a título de ejemplo ilustrativo y en modo alguno limitativo de la invención.

La figura 1 es una representación esquemática de la superficie de un envío postal que comprende una información de dirección y un código de barras fluorescentes.

La figura 2 es una representación esquemática en vista desde arriba del dispositivo de lectura de acuerdo con la invención.

La figura 3 es una representación gráfica de la intensidad luminosa emitida por la tinta fluorescente impresa en un soporte de color claro.

La figura 4 es una representación gráfica de la intensidad emitida por la tinta fluorescente impresa en un soporte de color oscuro.

En la figura 1, se ha ilustrado un envío postal P que tiene una superficie en la cual está insertada una información de dirección de distribución A y un código de barras CB impreso con una tinta fluorescente. En este ejemplo de realización, la tinta fluorescente emite una luz cuya longitud de onda es de aproximadamente 600 nanómetros para una longitud de onda de excitación correspondiente a rayos ultravioletas o al color azul.

Los códigos de barras fluorescentes CB se imprimen generalmente con máquina en una misma zona de la superficie de cada envío postal P. Típicamente, la zona de impresión se sitúa en la banda inferior B de la superficie del envío, como está delimitado en línea de trazos en la figura 1.

En la figura 2 se ha ilustrado un dispositivo de lectura 1 de acuerdo con la invención para la lectura de marcas fluorescentes, por ejemplo un código de barras fluorescentes CB impreso en un envío postal P desplazado de canto dentro de la máquina de clasificación según el sentido de la flecha 2.

El dispositivo de lectura 1 comprende, de acuerdo con la invención, una cabeza de lectura de código de barras fluorescentes 3 y un sistema de pre-detección 4 de la intensidad luminosa de un código de barras fluorescentes excitado.

En particular, la cabeza de lectura 3 comprende una caja o caja negra 23 opaca a la luz y provista de una ventana 24 en una de sus paredes. Dentro de la caja 23 se ha ilustrado un dispositivo de adquisición de imágenes que incluye un sistema de iluminación 25 y una cámara 29 que, de acuerdo con la invención, están conectados a una unidad de tratamiento/mando 31 para el ajuste.

El sistema de iluminación 25 está constituido, por ejemplo, por dos barras de diodos electroluminiscentes 26 dispuestas de modo simétrico con respecto al eje medio de la ventana 24 y que cubren al menos la altura de la banda B.

Cada barra está compuesta por una pluralidad de diodos fluorescentes 26 dispuestos verticalmente uno debajo de otro de modo que cubren verticalmente la altura de la banda B. Además, cada diodo electroluminiscente 26 está orientado y asociado a un dispositivo óptico 27 para concentrar la radiación luminosa del conjunto de los diodos 26 de manera uniforme dentro de una zona rectangular vertical 28 de la ventana 24. Los diodos electroluminiscentes 26 emiten una luz en la longitud de onda de excitación de la tinta fluorescente. Típicamente, la longitud de onda de excitación corresponde al color azul o a rayos ultravioletas cuya longitud de onda está comprendida entre 300 y 470 nanómetros.

El sensor de la cámara CCD 29 ("Charge-Coupled Device" Dispositivo de Acoplamiento de Cargas) de 256 niveles de gris está orientado perpendicularmente al sentido de desplazamiento 2 para hacer la adquisición de una imagen de la banda B durante el desplazamiento del envío dentro de la zona iluminada 28.

De manera clásica, se coloca un filtro óptico de pasa banda 30 delante del objetivo de la cámara 29.

Durante su desplazamiento en el sentido de la flecha 2, el envío postal P tiene su superficie que comprende el código de barras fluorescentes CB que queda pegada contra la ventana 24. Se obtiene, así, que los diodos electroluminiscentes 26 excitan uniformemente la banda B del envío postal P.

En respuesta a la radiación de excitación incidente, la luz emitida por las barras fluorescentes tiene una longitud de onda de aproximadamente 600 nanómetros correspondiente al color naranja. Esta luz es filtrada por el filtro óptico de pasa banda 30 centrado en la longitud de onda del color naranja, por las razones anteriormente citadas.

En la cabeza de lectura 3, el sistema de iluminación 25 y la cámara CCD 29 están conectados a la unidad de tratamiento/mando 31 que manda la intensidad de iluminación y/o la ganancia analógica de la señal de salida de la cámara; y descodifica el código de barras fluorescentes CB a partir de un tratamiento de la imagen recibida de la cámara CCD 29.

De acuerdo con la invención, el dispositivo de lectura 1 comprende, igualmente, un sistema de pre-detección 4 que facilita una señal de pre-detección correspondiente a la intensidad luminosa emitida por un código de barras fluorescentes excitado. El sistema de pre-detección 4 está dispuesto aguas arriba de la cabeza de lectura 3 para ajustar la cabeza de lectura 3 en función de la señal de pre-detección que es utilizada entonces como consigna de ajuste.

El sistema de pre-detección 4 comprende una caja 33 provista de una ventana 34 en una de sus paredes, un sistema de iluminación 35 compuesto de diodos electroluminiscentes dispuestos a una y otra parte de la ventana 34 y un detector puntual 39 equipado con un filtro óptico 40 y unido a una unidad de tratamiento 41. El filtro óptico de pasa banda 40 está centrado en la longitud de onda de emisión de la tinta fluorescente excitada, con el fin de evitar que señales luminosas parásitas, como la luz difusa o reflejada por el envío postal, perturben la detección.

El sistema de pre-detección 4 tiene una función similar al de la cabeza de lectura 3. Los diodos del sistema de pre-detección 4 emiten la misma longitud de onda de excitación que los diodos de la cabeza de lectura 3 pero con una intensidad luminosa fija. El detector puntual 39 puede ser, por ejemplo, un fotodiodo, un fototransistor o un fotomultiplicador con una ganancia de señal fija de la señal de salida.

En particular, de acuerdo con la invención, la unidad de tratamiento 41 del sistema de pre-detección 4 está conectada a la unidad de tratamiento/mando 31 de la cabeza de lectura 3 para ajustar la sensibilidad de la cámara 29 y/o la intensidad de la iluminación 25 en función de la intensidad luminosa pre-detectada.

El sistema de pre-detección 4 está dispuesto aguas arriba de la cabeza de lectura 3 para efectuar la lectura en tres etapas. En primer lugar, se detecta la intensidad luminosa en un envío postal P en desplazamiento según el sentido de la flecha 2 por medio del sistema de pre-detección 4. En segundo lugar, se manda la sensibilidad de la cabeza de lectura 3. En tercer lugar, se lee el código de barras fluorescentes por medio de la cabeza de lectura 3.

En la primera etapa, el detector puntual 39 recibe la luz emitida por las barras fluorescentes excitadas y la transforma en una señal eléctrica. En las figuras 3 y 4 están representadas dos señales eléctricas detectadas.

En la figura 3, se ha representado la señal eléctrica l(x) en milivoltios en función del desplazamiento x en milímetros del envío postal P según el sentido de la flecha 2. Se han representado igualmente las barras 50 y su posición en función del desplazamiento x para ilustrar la correspondencia con la señal eléctrica l(x). En el ejemplo de la figura 3, l(x) es representativa de la intensidad luminosa emitida por las barras impresas en tinta fluorescente en un soporte de color claro, por ejemplo un sobre blanco.

La señal l(x) está compuesta por una pluralidad de picos correspondientes a la intensidad luminosa emitida por una o varias barras. En particular, el pico 51 corresponde a una barra, mientras que el pico 52 de mayor intensidad corresponde a dos barras demasiado próximas una a la otra para ser distinguidas por el sistema de pre-detección 4 para una anchura del campo de visión fijada. La amplitud del pico 52 corresponde a la suma de las intensidades luminosas emitidas por dos barras muy próximas.

En el ejemplo de realización de acuerdo con la invención, en la unidad de tratamiento 41 se determina la amplitud máxima de la señal l(x) que es tomada como valor de consigna. La señal puede ser objeto de un tratamiento previo para evitar que una amplitud máxima aislada y aberrante sea tomada para representar la intensidad luminosa del código de barras fluorescentes. En el ejemplo de realización de la figura 3, el valor de consigna es 100 milivoltios y corresponde al pico 52. Se comprende que esta amplitud de la señal eléctrica es función de la amplificación realizada en la señal.

En la segunda etapa, el valor de consigna es transmitido por la unidad de tratamiento 41 del sistema de pre-detección 4 a la unidad de tratamiento/mando 31 de la cabeza de lectura 3 para mandar el sistema de iluminación y/o la sensibilidad de la cámara 29. La correspondencia entre el valor de consigna determinado por el sistema de pre-detección 4 y la regulación de la sensibilidad de la cabeza de lectura 3 se fija por un aprendizaje previo en un lote de envíos postales. Para este aprendizaje, se definen varias franjas de valores de consigna. A cada una de estas franjas de valores, se asocia una regulación óptima de la cabeza de lectura 3, es decir, un valor de mando de la intensidad de iluminación y/o de la ganancia de la señal analógica a la salida de la cámara.

El valor de consigna de 100 milivoltios en el ejemplo de la figura 3 es considerado como representativo de una alta intensidad luminosa que podría saturar la imagen, provocando una baja tasa de lectura. Por consiguiente, el valor de consigna recibido por la unidad de tratamiento/mando 31 es tratado para mandar una disminución de la intensidad luminosa del sistema de iluminación 25, o una disminución de la ganancia de la señal analógica de salida de la cámara, o las dos.

Con el dispositivo de acuerdo con la invención, la imagen del código de barras fluorescentes no se satura y la tasa de lectura aumenta.

En la figura 4 se ha representado la señal eléctrica l'(x) correspondiente a la intensidad luminosa emitida por las barras impresas en tinta fluorescente en un soporte de color oscuro, por ejemplo un sobre gris. En la figura 4 se han representado igualmente las barras 60 y su posición en función del desplazamiento x.

El valor de consigna es calculado como anteriormente y corresponde al pico que lleva la referencia numérica 61 cuya amplitud es 15 milivoltios. Con una regulación fija del sistema de iluminación y de la ganancia de la cámara, la imagen obtenida estaría demasiado poco contrastada para tener una tasa de lectura aceptable.

El valor de consigna de 15 milivoltios es recibido por la unidad de tratamiento/mando 31 y tratado para mandar un aumento de la intensidad luminosa del sistema de iluminación 25, o un aumento de la ganancia de la señal analógica de salida de la cámara 29, o las dos.

Por consiguiente, el contraste aumenta y la tasa de lectura mejora.

En una variante de realización de la invención, se disponen varios sistemas de pre-detección de intensidad luminosa uno encima de otro con el fin de cubrir una zona de detección más amplia. Así pues, se puede pre-detectar la intensidad luminosa de un código en diferentes posiciones en la superficie de un envío postal. Con esta disposición, se pueden leer códigos de barras fluorescentes impresos por máquinas de clasificación de diferentes orígenes.

En otra variante, el sistema de pre-detección puede estar integrado dentro de la caja de la cabeza de lectura que, entonces, comprende dos ventanas y una pantalla opaca entre las dos ventanas.

Claims (6)

1. Máquina de clasificación postal con un dispositivo de lectura de un código en forma de una marca fluorescente en la superficie de un envío postal (P), comprendiendo el dispositivo de lectura, dentro de una caja (23), un dispositivo de adquisición de imágenes que incluye una cámara (29) con un sistema de iluminación (25) para formar una imagen de un envío a través de una primera ventana (24) formada en una pared de la caja (23), caracterizada porque el dispositivo de lectura comprende, además, un sistema de predetención de intensidad luminosa (4) y una unidad de mando (31), comprendiendo el citado sistema de pre-detección (4), dentro de una caja (33) provista de una segunda ventana, un sistema de iluminación (35) para excitar a través de la citada segunda ventana la citada marca fluorescente y un detector (39) para medir la intensidad de la radiación luminosa emitida por la citada marca fluorescente excitada, estando la citada segunda ventana distante y dispuesta aguas arriba de la citada primera ventana (24) según el desplazamiento del envío dentro de la máquina de clasificación, y porque el citado detector (39) es apto para facilitar una señal de pre-detección representativa de la citada intensidad luminosa a la citada unidad de mando (31) para ajustar el citado dispositivo de adquisición a la citada señal de pre-detección.

2. Máquina de clasificación postal de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual la unidad de mando (31) ajusta la intensidad luminosa del sistema de iluminación (25) del dispositivo de adquisición a la citada señal de pre-detección.

3. Máquina de clasificación postal de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, en la cual la unidad de mando (31) ajusta la ganancia de la señal de salida de la cámara (29) del dispositivo de adquisición a la citada señal de pre-detección.

4. Máquina de clasificación postal de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en la cual el detector del sistema de pre-detección (4) se presenta en forma de un fotodiodo (39), montado dentro de la caja (33) del sistema de pre-detección con el sistema de iluminación del sistema de pre-detección (4), que se presenta en forma de diodos electroluminiscentes que iluminan la citada segunda ventana formada en una pared de la caja.

5. Máquina de clasificación postal de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en la cual el detector del sistema de pre-detección (4) se presenta en forma de un fototransistor (39), montado dentro de la caja (33) del sistema de pre-detección con el sistema de iluminación del sistema de pre-detección (4), que se presenta en forma de diodos electroluminiscentes que iluminan la citada segunda ventana formada en una pared de la caja.

6. Máquina de clasificación postal de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en la cual el detector del sistema de pre-detección (4) se presenta en forma de un fotomultiplicador (39), montado dentro de la caja (33) del sistema de pre-detección con el sistema de iluminación del sistema de pre-detección (4), que se presenta en forma de diodos electroluminiscentes que iluminan la citada segunda ventana formada en una pared de la caja.