DE2009893A1

DE2009893A1 - Method of photoelectric! Scanning of coded information labels

Info

Publication number: DE2009893A1
Application number: DE19702009893
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl Phys Dr Ing Heinze Lothar Hentschel geb Reckling Inga 1000 Berlin P Blaser
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1970-02-25
Filing date: 1970-02-25
Publication date: 1971-09-16

Description

Verfahren zur iichtelektrischen Abtastung von kodierten Informati onskennzeichnungen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur lichtelektrischen Abtastung von kodierten Informationskennzeichnungen mittels einer Reflexionslichtschranke, bei der die reflektierte Strahlung in fotoelektrischen Empfängern erfaßt wird und die einen Informationsteil und einen Taktteil aufweisenden Kennzeichnungen aus sich hinsichtlich ihres Reflexionsgrades unterscheidenden Markierungen bestehen, die auf gegenüber dem Abtastort beweglichen Kennzeichenträgern angebracht sind.Method for the non-electrical scanning of coded information onskennzeichen The invention relates to a method for photoelectric Scanning of coded information labels by means of a reflection light barrier, in which the reflected radiation is detected in photoelectric receivers and the identifications having an information part and a clock part from themselves with regard to their degree of reflection, there are markings that differ are mounted on movable label carriers with respect to the scanning location.

Derartige Abtastverfahren finden ihre Anwendung beispielsweise in automatischen Förder- und Verteilanlagen. Die auf dem Fördergut angebrachte Kennzeichnung (Adresse, Zielkeniizeichen, ördergutnummer) wird beim Vorbeilaufen an einer Abtasteinrichtung selbsttätig gelesen, und es werden in Abhängigkeit davon entsprechende Steuermaßnahmen an der Förderstraße (z. B. Weichenverstellung) oder RegistriermaB-nahmen (z. B. Durchlaufkontrolle) eingeleitet.Such scanning methods are used, for example, in automatic conveyor and distribution systems. The marking affixed to the conveyed goods (Address, target symbol, goods number) is displayed when passing a scanning device read automatically and there will be a dependency of which corresponding Control measures on the conveyor line (e.g. switch adjustment) or registration measures (e.g. flow control) initiated.

De Sicherheit derartiger Abtastverfahren in bezug auf ein fehlerfreies "Lesen" der aufgebrachten Kennzeichnungen hängt dabei von verschiedenen Faktoren ab, wie z. 3. variabler Transportgeschwindigkeit des Fördergutes, unterschiedlicher Abtastentfernung zwischen Objekt und Abtasteinrichtung und seitlichen Schwankungen der auf dem Objekt aufgebrachten.Kennzeichnungen, bezogen auf die Abtasteinrichtung.The security of such scanning methods with respect to error-free "Reading" the applied labels depends on various factors from, such as 3. variable transport speed of the conveyed goods, different Scanning distance between object and scanning device and lateral fluctuations the markings applied to the object, based on the scanning device.

Aber auch bei der Beseitigung dieser Fehlermöglichkeiten, z. B. durch besondere Führungsschienen, Antriebe usw. an der Förderbahn, ist ein fehlerfreies Auslesen der Kennzeichnungen noch nicht sichergestellt.But also with the elimination of these possible errors, z. B. by special guide rails, drives, etc. on the conveyor track, is an error-free Reading of the markings not yet ensured.

Bereits vorgeschlagene Abtastverfahren verwenden deshalb zur Erhöhung der Erkennungssicherheit eine Kennzeichnung, die aus verschiedenfarbigen Strichmarkierungen fiir den Informationsteil und den Taktteil bestehen. Zusätzlich dienen einzelne tirkierungen des Informationsteils zur Fehlererkennung.Therefore, use already proposed scanning methods to increase identification, which consists of different colored line markings for the information part and the clock part. In addition, individual effects of the information part for error detection.

Weitere Faktoren, die zu Pehlern bei der Abtastung von Informationskennzeichnungen führen, sind stark schwankende Beleuchtungsverhältnisse am Abtastort und der Fremdlichteinfluß auf die fotoelektrischen Empfänger, z. B. durch Hintergrundlicht.Other factors contributing to errors in the scanning of information labels lead are strongly fluctuating lighting conditions at the scanning location and the influence of external light on the photoelectric receiver, e.g. B. by background light.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur lichtelektrischen Abtastung von kodierten Informationskennzeichnungen anzugeben, das auch bei schwankenden Beleuchtungsverhältnissen und Fremdlichteinfluß eine hohe Erkennungssicherheit aufweist.The object of the present invention is therefore to provide a method for to indicate photoelectric scanning of coded information labels, even with fluctuating lighting conditions and the influence of external light, a high level Has detection reliability.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß a) die Beleuchtung der Kennzeichnungen mittels Wechsellicht erfolgt, b) die aufgrund der vom Kennzeichenträger reflektierten Strahlung in den fotoelektriw schen Empfängern gebildeten Signale elektronisch gechoppt werden und c) daß diese Signale in Quotienteneinheiten nach den Kriterien Hintergrundatrahlung und Informationsstrahlung bzw. Hintergrundstrahlung und Taktstrahlung normiert werden.According to the invention, this object is achieved in that a) the Illumination of the markings takes place by means of alternating light, b) due to the radiation reflected by the license plate carrier in the photoelectric receivers formed signals are electronically chopped and c) that these signals are in quotient units according to the criteria of background radiation and information radiation or background radiation and clock radiation are normalized.

Die Erfindung sei im folgenden an Hand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert, wobei zugleich weitere der Ausgestaltung der Erfindung dienende Merkmale aufgezeigt werden. Dabei zeigen die Fig. 1 und 2 den schematischen Aufbau von Abtasteinrichtungen für verschiedene Kennzeichnungen; die Fig. 3 zeigt ein Blockschema der SignalverOrbeitung.The invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 3, at the same time further features serving to refine the invention are shown will. 1 and 2 show the schematic structure of scanning devices for various markings; 3 shows a block diagram of the signal processing.

In der Fig. 1 ist eine Einrichtung zur Abtastung von amplitudenmodulierenden Kennzeichnungen, im folgenden Adressen genannt, dargestellt. Die Adressen bestehen hierbei aus einer Folge von kurzen und langen Strichmarkierungen (Informationsmarkierung I und Taktmarkierung T), die mit in sich reflektierender Farbe auf einen Papierstreifen 11 aufgedruckt sind. Der Adressenstreifen ist an einem gegenüber dem Abtastort beweglichen Kennzeichenträger 12 angebracht.In Fig. 1 is a device for scanning amplitude modulating Identifications, referred to below as addresses, are shown. The addresses exist here from a sequence of short and long line markings (information marking I and clock mark T), which are in reflective color on a strip of paper 11 are printed. The address strip is movable in relation to the scanning location License plate carrier 12 attached.

Die Bewegungsrichtung ist durch einen Pfeil angedeutet. Die Beleuchtung der Adresse erfolgt mittels Wechsellicht durch eine Lichtquelle 13 über eine Xondensorlinse 14 und einen teildurchlässigen Spiegel 15. Das von der Adresse reflektierte Licht gelangt über den Spiegel 15 und eine abbildende Linse 18 auf fotoelektrisehe Empfänger 20 und 22. Im Strahlengang sind ein weiterer teildurchlässiger Spiegel 19 und eine Spaltblende 21 angeordnet.The direction of movement is indicated by an arrow. The lighting The address takes place by means of alternating light from a light source 13 via a Xondensor lens 14 and a partially transparent mirror 15. The light reflected from the address reaches the photoelectric receiver via the mirror 15 and an imaging lens 18 20 and 22. Another partially transparent mirror 19 and one are in the beam path Slit diaphragm 21 arranged.

Der fotoelektrische Empfänger 22 erhält dabei nur das durch den schmalen Abtastspalt der Spaltblende 21 fallende Licht (Bereich 17 auf dem Kennzeichenträger 12), während der fotoelektrische Empfänger 20 die mittlere Helligkeit eines breiten Bereichs 16 um den Abtastspalt erfaßt. Durch die Adressenbewegung in Pfeilrichtung gelangt zuerst das Trägermaterial des Kennzeichenträgers 12 in den Strahlengang. Das wenige, durch diffuse Reflexion zurfickgeworfene Licht soll zunächst in seiner Wirkung auf den fotoelektrischen Empfänger 22 unberücksichtigt bleiben. Gelangt der retroreflektierende Aufdruck der Adresse in den Abbildungsstrahlengang, so wird vom Empfänger 22 wegen der hohen RUckstreuwerte ein großes Fotosignal registriert, dessen Amplitude wesentlich durch die Strichlänge bestimmt wird. Man hat daher die Amplitudenstufen A1 8 kurzer Strich = Taktschritt der Information "O" und A2 -^ langer Strich = Taktschritt der Information "L", die durch geeignete Triggerpegel in der Fotosignalverarbeitung unterschieden werden können.The photoelectric receiver 22 only receives this through the narrow Scanning gap of the slit diaphragm 21 falling light (area 17 on the license plate carrier 12), while the photoelectric receiver 20 has the average brightness of a wide Area 16 detected around the scanning gap. By moving the address in the direction of the arrow the carrier material of the label carrier 12 first enters the beam path. The little light thrown back by diffuse reflection should initially be in his Effect on the photoelectric receiver 22 are not taken into account. Got there the retroreflective imprint of the address in the imaging beam path will be the receiver 22 registers a large photo signal because of the high backscatter values, the amplitude of which is essentially determined by the length of the line. So you have the Amplitude levels A1 8 short line = clock step of the information "O" and A2 - ^ long line = clock step of the information "L", which is triggered by a suitable trigger level can be distinguished in photo signal processing.

Die einzelnen Binärzustände "O" und "L" stehen so lange am Ausgang des Empfängers 22 an, wie Aufdruck bzw. Trägermaterial in der Bildebene vor der Spaltblende erscheinen. Die Signalfolge O - L wird als "ein Bit" gewertet.The individual binary states "O" and "L" remain at the output for so long of the receiver 22 to how imprint or carrier material in the image plane before the Slit diaphragm appear. The signal sequence O - L is evaluated as "one bit".

Dieser Lesevorgang ist, wenn man vom Einfluß der Bitfolgefrequenz absieht, vom Betrag der Durchlaufgeschwindigkeit der Adresse durch das Meßfeld unabhängig. Als Störgrößen bei der praktischen Ausführung gehen hier neben der Helligkeit der Lichtquelle und der durch Verschmutzung veränderlichen Verluste in den optischen Hilfsmitteln, das Reflexionsvermögen des Druckträgers und der verwendeten Farbe ein. Diese Störgrößen werden weitgehend eleminiert, indem bezogene Pegel eingeführt werden. Das ist erfindungsgemäß dadurch möglich, daß mit dem fotoelektrischen Empfänger 20 die Hintergrundhelligkeit gemessen wird und das Fotosignal des Empfängers 22 darauf zunormiert wird. Die Adressenlesbarkeit wird dann nur noch vor den Eigenschaften der optischen Abbildung und dem Rauschen der fotoelektrischen Empfänger begrenzt.This reading process is, if one of the influence of the bit rate does not depend on the speed at which the address passes through the measuring field. In addition to the brightness, the Light source and the variable losses in the optical due to pollution Tools, the reflectivity of the substrate and the color used a. These disturbances are largely eliminated by introducing related levels will. This is possible according to the invention in that with the photoelectric receiver 20 the background brightness is measured and the photo signal of Receiver 22 is normalized to it. The address readability is then only before the properties of optical imaging and the noise of photoelectric Recipient limited.

In der normierten Pegelzuordnung gilt: "O" A1 = kurzer Strich =a1 Hintergrund und "S" 1 A2 = langer Strich = a2 Hintergrund, wobei a2a1.In the standardized level assignment, the following applies: "O" A1 = short dash = a1 Background and "S" 1 A2 = long bar = a2 background, where a2a1.

Eine Vereinfachung in der Adressenherstellung ermöglicht die Pegelzuordnung "O" = A1 = schwarz < Hintergrund "L" = A2 = weiß > Hintergrund, die mit gewöhnlicher Druckerschwärze oder anderer Aufdruckfarbe erreicht werden kann. Bei dieser Adressenart benötigt man für Takt und Information je einen fotoelektrischen Empfänger mit zugeordneter Adressenleiter.The level assignment enables a simplification in the production of addresses "O" = A1 = black <background "L" = A2 = white> background made with ordinary Printing ink or other printing color can be achieved. With this type of address you need a photoelectric receiver with an assigned one for clock and information Address manager.

Die Fig. 2 zeigt eine Einrichtung zur Abtastung von frequenzmodulierenden Kennzeichnungen. Für gleiche Bauelemente sind die entsprechend gleichen Bezugszeichen der Fig. 1 benutzt worden. Die Adresse besteht hierbei aus einer Anzahl von Farbstreifen, die auf dem Informationsträger 11 angebracht sind. Zur Kodierung werden zwei Farben, Farbe I,Bezugszeichen 23, und Farbe II, Bezugzeichen 24, in der Fig. 2 mit unterschiedlichem Reflexionsgrad verwendet. Für derartige Farbadressen werden Retroreflexionsmaterialien oder Fluoreszensfarbstoffe benutzt. Der Vorteil der Farbkodierung liegt hier in der größeren Erkennungssicherheit. Starke Schieflagen der Kennzeichenträger und partielle Verschmutzung, die eine Amplitudenadresse unleserlich machen, können hier noch toleriert werden. Gegenüber der in der Fig. 1 dargestellten Abtasteinrichtung werden den fotoelektrischen Empfängern durch den Einsatz weiterer optischer Hilfsmittel bestimmte spektrale Empfindlichkeiten zugeordnet. So ist im Strahlengang.der reflektierten Strahlung hinter der Spaltblende 21 ein dichroitischer Farbteilungsspiegel 25 angeordnet, der die reflektierte Gesamtstrahlung(30 spektral in die Strahlungsanteile v 1) und (a2)zerlegt und sie auf zugeordnete fotoelektrische Empfänger 26 bzw. 27 leitet.Fig. 2 shows a device for sampling frequency modulating Markings. The same reference numerals are used for the same components of Fig. 1 has been used. The address consists of a number of colored strips, which are attached to the information carrier 11. Two colors are used for coding, Color I, reference number 23, and color II, reference number 24, in FIG. 2 with different Reflectance used. Retroreflective materials are used for such color addresses or fluorescent dyes are used. The advantage of color coding here lies in the greater detection reliability. Significant misalignments of the license plate holders and partial contamination that makes an amplitude address illegible can be here can still be tolerated. Compared to the scanning device shown in FIG are the photoelectric receivers through the use of further optical aids assigned certain spectral sensitivities. So is in the beam path reflected Radiation behind the slit diaphragm 21 a dichroic color splitting mirror 25 is arranged, the total reflected radiation (30 spectrally in the radiation components v 1) and (a2) disassembled and passed on to assigned photoelectric receivers 26 and 27, respectively.

Die Verarbeitung der fotoelektrischen Signale zeigt das Blockschaltbild der Fig. 3. Auf den fotoelektrischen Empfänger 26 trifft der Lichtstrom #(#1) der Lichtfarbe I (23).The processing of the photoelectric signals is shown in the block diagram of Fig. 3. The photoelectric receiver 26 is hit by the luminous flux # (# 1) of Light color I (23).

Auf den Empfänger 27 trifft der Lichtstrom #(#2) der Lichtfarbe II (24). Auf den Empfänger 20 trifft ein der Hintergrundhelligkeit proportionaler Lichtstrom #0(#1,#2). Die am Ausgang der fotoelektrischen Empfänger 20, 26, 27 anstehenden Gleichspannungssignale werden durch einen mit der Chopperfrequenz f gesteuerten elektronischen Schalter periodisch kurzgeschlossen und somit in gechoppte Gleichspannungssignale umgewandelt. Diese Signale werden in den nachgeschalteten Stufen 28 und 29 in Quotienteneinheiten normiert. In der Stufe 28 wird der Quotient ( 1) entsprero chend den Kriterien Taktstrahlung und Hintergrundstrahlung und in der Stufe 29 der Quotient #(#2)#0) entsprechend den Kriterien Informationsstrahlung und Hintergrundstrahlung gebildet. Nachgeschaltete Triggerstufen 30 und 31 liefern Ausgangssignale, wenn ein bestimmter spektraler Lichtstromanteil f oder P entsprechend Takt (U) oder Information (I) auftritt.The luminous flux # (# 2) of the light color II hits the receiver 27 (24). A luminous flux proportional to the background brightness strikes the receiver 20 # 0 (# 1, # 2). The pending at the output of the photoelectric receiver 20, 26, 27 DC voltage signals are controlled by a chopper frequency f electronic switch periodically short-circuited and thus in chopped DC voltage signals converted. These signals are in the following stages 28 and 29 in quotient units normalized. In stage 28, the quotient (1) is corresponding to the criteria clock radiation and background radiation and in step 29 the quotient # (# 2) # 0) accordingly based on the criteria of information radiation and background radiation. Downstream Trigger stages 30 and 31 provide output signals when a certain spectral Luminous flux component f or P occurs according to cycle (U) or information (I).

Claims

Patent claim:

Method for photoelectric scanning of coded information labels by means of a reflective light barrier, in which the reflected radiation in photoelectric Receivers is detected and the information steep and a clock portion having Markings consist of markings that differ in terms of their degree of reflection, which are attached to label holders that are movable in relation to the scanning location, characterized in that a) the illumination of the markings by means of alternating light takes place, b) due to the radiation reflected by the license plate carrier in the Photoelectric receivers, signals are electronically chopped and c) that these signals are in quotient units according to the criteria of background radiation and information radiation or background radiation and clock radiation are normalized.

L e i t e i t e