DE3936126C2

DE3936126C2 -

Info

Publication number: DE3936126C2
Application number: DE3936126A
Authority: DE
Inventors: Stephen Chester Sudbury Mass. Us Gabeler
Original assignee: COMPUTER IDENTICS CANTON MASS US
Current assignee: COMPUTER IDENTICS CANTON MASS US
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1989-10-30
Publication date: 1992-12-17
Also published as: US4920255A; DE3936126A1

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches Lesegerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist eine Anzahl von Geräten bekannt, die ein Code-Muster wie einen Strichcode auf einer Verpackung oder einem anderen Gegenstand optisch lesen. Für sehr schnelle Anwendungen arbeiten solche Lesegeräte nur über eine kurze Entfernung oder einen engen Entfernungsbereich wirkungs voll. Die kurze Arbeitsentfernung rührt von der Notwendigkeit her, den Durchmesser eines optischen Abtaststrahls auf ungefähr die Breite des kleinsten zu lesenden Elements zu verkleinern. Für einen Strichcode mit schwarzen Balken und weißen Zwischenräumen beispielsweise können die einzelnen Balken eine Breite von 0,125 mm (0,005 inch) oder weniger haben. Viele üblicherweise bei optischen Lesegeräten verwendete Laser emittieren einen Strahl mit einem Durchmesser von 0,75 bis 1 mm (0,03 bis 0,04 inch), der auf 0,2 mm (0,008 inch) oder weniger vermindert werden muß, um die schmalsten Balken dieser kleineren Codes zu lesen. Weiter sind, wenn die Entfernung zwischen dem Lesegerät und dem Code zunimmt, schnellere Taktelemente notwendig, da der Strahl während jeder Abtastung über eine größere Entfernung - und daher mit einer schnelleren Abtastrate - wandert, wenn die Entfernung zunimmt.

Bei einer Anzahl von Anwendungen ist es nicht möglich, eine gleichför mige Entfernung zwischen dem Lesegerät und dem zu lesenden Code einzuhal ten. Beispielsweise in der Möbelindustrie können eine Anzahl von erheblich verschieden großen Kartons auf demselben Förderband unter einem Lesegerät hindurchlaufen. Ein großer Karton, der einen Tisch oder einen Stuhl enthält, kann 1 m oder 1,25 m hoch oder höher sein, wohingegen ein Karton, der eine Tischplatte enthält, weniger als 5 cm hoch ist.

Derzeit gibt es verschiedene Arten von Einrichtungen, mit welchen eine Anpassung an verschiedene Entfernungen zwischen dem Code und dem Lesegerät versucht wird. Bei einem System werden zwei oder mehr Abtasteinrichtungen mit fester Brennweite verwendet, von denen eine auf eine kurze Entfernung von beispielsweise 2,5 bis 75 cm und eine zweite auf 75 bis 150 cm fokussiert sein kann. Die Abtasteinrichtungen sind jedoch kostspielig und verkomplizieren Einrichtung, Betrieb und Unterhalt des Systems. Weiter kann aufgrund der Verschiedenheit des Brennpunktes jeder Einrichtung die Auflösung in Entfernungen zwischen der kurzen und der langen Entfernung ungenügend sein.

In der japanischen Patentschrift JP 62-280 978 wird eine optische Einrichtung zur Abbildung eines ganzflächig aus geleuchteten Strichcodes auf ein Detektorelement beschrieben, bei dem für jede Entfernung zwischen Strichcode und Detektor element die Abbildung durch Verschieben einer Linse in Richtung der optischen Achse optimiert wird. In der euro päischen Patentanmeldung EP 02 67 549 wird dagegen bei variierendem Objektabstand das Deketorelement entlang der optischen Achse bei feststehener Abbildungslinse solange nachgeführt, bis optimale Abbildungsbedingungen erreicht sind.

Derartige Einrichtungen sind jedoch bei solchen Strichcode- Lesegeräten nicht bekannt, bei denen der Strichcode durch ein fokussiertes Strahlungsbündel abgetastet wird.

Bei einem anderen Gerät wird eine vertikal ausgerichtete Abtasteinrich tung mit zwei Fokuseinstellungen verwendet. Das System enthält zwei zusätzliche optische Einrichtungen, welche Lichtstrahlen quer über ein Förderband schicken, von denen ein niedriger angeordneter Strahl das Vorhandensein eines Paketes detektiert und ein höher angeordneter Strahl bei seiner Unterbrechung das Lesegerät veranlaßt, von der weiten Brennweite auf die nahe Brennweite zu wechseln. Die oben genannten Systeme erlauben jedoch nur eine grobe Fokussierung, welche die Auflösung der Codes auf verschieden großen Kartons oder Verpackungen erheblich begrenzt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lesegerät mit automatischer schrittweiser Fokussierung zu schaffen, das einen optischen Strahl über sehr verschiedene Entfernungen mit hoher Geschwindigkeit auf einen Strahlfleck mit kleinem Durchmesser fokussieren und somit über einen großen Bereich von Abtastentfernungen Strichcodeelemente mit kleineren Abmessungen lesen kann, wobei das Lesegerät nicht auf eine horizontale oder vertikale Abtastrichtung begrenzt ist und eine größere Flexibilität für Änderungen der Höhe oder Entfernung von verschiedenen Gegenständen gegenüber der Abtasteinrichtung erlaubt.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß ein sehr wirksames Gerät zum optischen Lesen eines Code-Musters auf einem sich bewegenden Gegenstand dadurch erhalten werden kann, daß die Entfernung des Gegen standes zu einer Abtasteinrichtung, die eine einstellbare Linsenbaugruppe enthält, bestimmt wird, und daß die Linsenbaugruppe auf eine von einer Anzahl von inkrementalen oder schrittweise veränderbaren Einstel lungen eingestellt wird, um einen Laserstrahl optimal auf den Gegenstand zu fokussieren, so daß in der gemessenen Entfernung ein Strahldurchmesser erhalten wird, der zur Auflösung von Elementen des Code-Musters mit minimaler Breite ausreicht.

Durch die Erfindung wird ein automatisches Lesegerät mit inkrementaler oder schrittweiser Fokussierung zum optischen Lesen eines Codemusters auf einem Gegenstand geschaffen. Das Lesegerät enthält eine Abtastein richtung, um einen Lichtstrahl oder ein Strahlungsbündel mit einer von mehreren Brennweiten auf den Gegenstand zu richten, sowie eine Entfernungsmeßeinrichtung zum Bestimmen der Entfernung des Gegenstandes gegenüber der Abtasteinrichtung und eine Einstelleinrichtung zum Verändern der Brennweite, um den Brennpunkt des Strahlungsbündels nach Wahl zu verändern. Eine auf die Entfernungsmeßeinrichtung anspre chende Steuereinrichtung gibt an die Einstelleinrichtung ein Signal ab, um ausgehend von der bestimmten Entfernung die Brennweite einzustel len, so daß ein genaues Lesen des Code-Musters möglich ist.

Mit der Erfindung wird also ein automatisches Lesegerät zum optischen Lesen eines Code-Musters geschaffen, mit dem ein schnelles und fehlerfreies Lesen eines Strichcodes möglich ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel enthält die Entfernungsmeßeinrichtung eine Sendeeinrichtung, die mindestens einen Impuls der Strahlung emittiert, und eine Empfangseinrichtung, die einen aus dem Strahlungs impuls erhaltenen reflektierten Impuls aufnimmt. Die Sende- und Empfangs einrichtungen können in einem Ultraschallwandler bestehen, der einen Ultraschallimpuls sendet und nach dem Empfang eines aus dem Ultraschall impuls erhaltenen Echoimpulses ein Echosignal erzeugt. Die Entfernungs meßeinrichtung kann weiter eine Gebereinrichtung enthalten, die aus dem Echosignal ein Entfernungssignal erzeugt und dieses der Steuerein richtung zuführt. Die Einstelleinrichtung kann eine Linsenbaugruppe enthalten, durch die das Strahlungsbündel gerichtet wird. Eine erste Linse in der Linsenbaugruppe kann schrittweise auf eine von mehreren Einstellungen bezüglich einer zweiten Linse der Baugruppe einstellbar sein. Die Einstellung der ersten Linse kann durch einen Schrittmotor eingestellt werden. Die Leseeinrichtung kann eine Strahlungsquelle, wie einen Laser enthalten, um eine polarisierte, kollimierte Strahlung zu erzeugen. Weiterhin kann das Lesegerät eine Detektoreinrichtung enthalten, um das Vorhandensein des Gegenstandes in der Nähe des Weges des Strahlungsbündels zu detektieren und um an die Steuereinrich tung ein Signal für das Vorhandensein abzugeben. Wenn sich der Gegenstand gegenüber der Abtasteinrichtung bewegt, ist die Entfernungsmeßeinrichtung vorteilhafterweise so angeordnet, daß sie die Entfernung mißt, bevor der Gegenstand in den Weg des Strahlungsbündels eintritt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schemadarstellung einer automatischen schrittweise fokussie renden Lesegerätes gemäß der Erfindung zum Erkennen von Gegen ständen verschiedener Höhe;

Fig. 2 eine Schemadarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Lesegerätes mit einem Detektor für das Vorhandensein eines Gegenstands, einer Taktgeberschaltung und einer Abtaststeuerschaltung;

Fig. 3A und 3B Flußdiagramme für den Betrieb der in Fig. 2 gezeigten Abtasteuerschaltung;

Fig. 4 eine Schemadarstellung, die den von dem Abtaststrahl überstriche nen Winkel und die von dem Strahl bei einer bestimmten Entfer nung durchlaufener Strecke zeigt;

Fig. 5 ein Flußdiagramm für den Betrieb der in Fig. 2 gezeigten Takt geberschaltung; und

Fig. 6A und 6B die auf verschiedenen Seiten einer gemeinsamen Grundplat te angeordneten körperlichen Bestandteile der in Fig. 2 gezeigten Leseeinrichtung.

Gemäß der Erfindung kann ein Lesegerät vorgesehen sein, welches die Entfernung eines Gegenstandes gegenüber einer Abtasteinrichtung vor dem Lesen eines Code-Musters auf dem Gegenstand bestimmt, wobei die Abtasteinrichtung eine Linsenbaugruppe mit einstellbarer Brennweite enthält. Auf der Grundlage der von dem Gegenstand gemessenen Entfernung wird die Brennweite auf einen Wert aus einer großen Anzahl von Brennwei ten eingestellt, so daß das Code-Muster genau gelesen werden kann.

Das in Fig. 1 dargestellte automatische, schrittweise fokussierende Lesegerät 10 enthält einen Entfernungsdetektor 12, eine Abtastein richtung 14 und eine Steuerschaltung 16. Das Lesegerät 10 liest optisch ein Strichcodemuster auf Gegenständen 18, wie einem Karton 1 und einem Karton 2 auf einem sich bewegenden Förderband 20. Eine Art von Strichcodemuster und von Signalen, die durch eine das Muster lesende Leseeinrichtung erzeugt werden, sind in der US-PS 41 21 121 (Gabeler) beschrieben, deren Offenbarung mit zum Gegenstand der vorlie genden Anmeldung gemacht werden soll.

Die Brennweite einer Linsenbaugruppe in der Abtasteinrichtung 14 bei der vorliegenden Konstruktion wird durch eine Steuerschaltung 16 eingestellt auf der Grundlage einer durch den Detektor 12 bestimmten Entfernung. Wie gezeigt, bewegen sich die Kartons 1 und 2 in der durch den Pfeil 22 gezeigten Richtung. Als sich der Karton 1 unter dem Entfernungsdetektor 12 befand, wurde die Entfernung R₁ gemessen und ein Entfernungssignal an die Steuerschaltung 16 abgegeben. Die Steuerschaltung hat dann an die Abtasteinrichtung 14 ein Kommando abgegeben, die Brennweite der Baugruppe auf eine optimale Brennweite für die Entfernung R₁ einzustellen. In der Darstellung liest die Abtasteinrichtung 14 ein Code-Muster auf dem Karton 1 mit der optimalen Brennweite und der Entfernungsdetektor 12 mißt eine neue Entfernung R₂. Nachdem das Code-Muster auf dem Karton 1 gelesen ist, wird die Brennweite an die Entfernung R₂ angepaßt, wenn der Karton 2 unter der Abtasteinrichtung 14 hindurchläuft.

Wenn das Förderband 20 mit einer konstanten Geschwindigkeit läuft und die Gegenstände 18 sich in gleichmäßigen Abständen befinden, kann die Steuerschaltung 16 mit vorgegebenen Zeitabständen die Einstel lung der Brennweite an der Abtasteinrichtung 14 veranlassen und die Abtastinformation annehmen. Häufig jedoch wird das Förderband zufallswei se angehalten und gestartet und die Gegenstände befinden sich an unterschiedlichen Stellen entlang dem Förderband. Das erfindungsgemäße Lesegerät, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, enthält einen Detektor 32, der das Vorhandensein eines Gegenstandes 34, wie einer Rolle 1 detektiert. Eine in dem Lesegerät vorhandene Steuereinrichtung 36 speichert kontinuierlich eine Entfernungsinformation von einer Entfer nungsmeßeinrichtung 38, jedoch verändert sie nicht die Brennweite einer Einstelleinrichtung 40 einer Abtasteinrichtung 42, wenn das Vorhandensein eines Gegenstandes detektiert und noch kein Code-Muster für diesen Gegenstand identifiziert worden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält der Detektor 32 für das Vorhandensein seines Gegenstands eine Photozelle, die einen Lichtstrahl 44 von einer Lichtquelle 46 überwacht. Die gezeigte Rolle 1 unterbricht den Lichtstrahl 44 und der Detektor 32 meldet das Vorhandensein der Rolle 1 an die Steuereinrichtung 36. Ein Laser 48 erzeugt ein Strahlungsbündel 50, das durch Spiegel durch eine Einstelleinrichtung 40 gelenkt und als Stahl 42 auf die Rolle 1 projiziert wird. Ein Detektor 54 empfängt die reflektierte Strahlung 56 und übermittelt eine analoge breitencodierte Information an einen Analog-Digital-Wandler 58, der das Signal als digitale breiten codierte Information an eine Taktgeberschaltung 60 überträgt, die unter Bezugnahme auf die Fig. 5 später genau beschrieben wird. Die Anzahl von Zählimpulsen pro Element des Code-Musters werden dann an eine Decodier- Logikschaltung 62 übermittelt, die das Muster über setzt, die Code-Information gültig macht und die Information für die übliche Verarbeitung zur Verfügung stellt.

Der Betrieb der Steuerschaltung 36 des Lesegeräts ist in den Fig. 3A und 3B dargestellt. Wenn von dem Detektor 32 kein Vorhandensein eines Gegenstands 34 detektiert ist, geht der Betrieb vom Programmschritt 70 in Fig. 3A zum Schritt 72 über, in welchem die Entfernung aus der von dem Detektor 38 gelieferten Entfernungsinformation bestimmt wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel enthält der Entfernungsdetektor 38 einen Wandler, der einen akustischen Impuls aussendet, wie weiter unten beschrieben. Wenn die im Schritt 74 gemessene Entfernung unendlich ist oder jenseits einer vorgegebenen maximalen Entfernung liegt, wird die Brennweite der Einstelleinrichtung 40 im Schritt 76 konstant gehalten und der Betrieb kehrt zum Schritt 70 zurück. Wenn andererseits die Differenz zwischen einer gemessenen neuen Entfernung und einer vorher gemessenen alten Entfernung im Programmschritt 78 größer ist als ein vorgegebenes Minimum, wird die neue Entfernung angenommen und im Schritt 80 gespeichert und die Optik der Einstelleinrichtung 40 wird im Schritt 82 zur Anpassung an die neue Entfernung fokussiert. Die Entscheidung im Schritt 78 vermindert ein "Pendeln", bei dem die Optik der Einstelleinrichtung 40 andauernd und unnötigerweise um kleine Schritte verstellt wird, obwohl die ursprüngliche Brennweite ausreichen würde. Der Betrieb geht vom Schritt 78 zum Schritt 70 über, wenn die alte Brennweite annehmbar ist.

Wenn im Schritt 70 angezeigt wird, daß ein Gegenstand im Weg des Lesestrahls vorhanden ist, wird die Frequenz, mit der die digitale breitencodierte Information von der Taktgeberschaltung 60 getaktet wird, gemäß der Darstellung im Schritt 84 in Fig. 3B berechnet. Die Berechnung der Taktfrequenz wird weiter unten im Zusammenhang mit den Fig. 4 und 5 genauer beschrieben. Eine anfängliche Taktfrequenz wird berechnet, wenn das Vorhandensein eines Gegenstands das erste Mal detektiert wird. Die derzeitige Brennweite, die im Schritt 82, Fig. 3A eingestellt wurde oder die im Schritt 78 unverändert geblieben ist, wird im Schritt 86, Fig. 3B gehalten. Die Entfernungsinformation vom Detektor 38 wird im Schritt 88 kontinuierlich überwacht und wenn im Schritt 90 die Entfernung unendlich ist, kehrt der Betrieb zu Schritt 86 zurück. Wenn die Entfernung geringer als ein vorgegebenes Maximum ist, wird die Differenz zwischen der neuen Entfernung und der alten Entfernung im Schritt 92 bestimmt und im Schritt 94 die neue Entfernung gespeichert, wenn die Differenz groß genug ist. Wenn im Schritt 96 ein Validations-Grenzwert, wie von der Decodierlogik schaltung 62 (Fig. 2) berechnet, erreicht worden ist, wird die Optik der Einstelleinrichtung 40 im Schritt 98 zur Anpassung an die neue Entfer nung fokussiert und der Betrieb fährt im Schritt 94 fort, wo eine neue Taktfrequenz berechnet wird. Schritt 96 erlaubt es der Leseeinrich tung, eine neue Entfernung vorwegzunehmen, sobald das Code-Muster vollständig gelesen ist, selbst wenn sich der Gegenstand noch in dem Weg der Abtasteinrichtung und des Anwesenheitsdetektors 32 befinden sollte. Diese Möglichkeit der Vorwegnahme der Entfernungsmessung ist insbesondere für Anwendungen mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit wichtig. Wenn das Strichcodemuster noch nicht decodiert worden und im Schritt 100 das Vorhandensein noch nicht negiert worden ist, wird durch die Schaltungslogik eine Schleife über den Programmschritt 86 aufgebaut. Andernfalls geht der Betrieb zum Schritt 70 in Fig. 3A über.

Die Fähigkeit, die Brennweite schnell und genau auf einen weiten Bereich von Entfernungen einzustellen, ist wesentlich für das schnelle Abtasten von sich schnell bewegenden Gegenständen. Die Rollen 1 und 2 in Fig. 2 sollen beispielsweise Rollen Papierstock mit stark verschie dener Größe darstellen. Beispielsweise kann die Rolle 1 eine Durchmesser von 25 cm haben, die Rolle 2 dagegen einen Durchmesser von 2 m. Die Rollen 1 und 2 unterscheiden sich bezüglich ihres Radius somit um fast 1 m und die Entfernung zwischen den Rollen und der Abtasteinrichtung kann daher um mehr als 1 m je nach der Lage der Rolle auf dem Förderband, verschieden sein.

Die von dem Lesestrahl 52 auf dem Gegenstand überstrichene Strecke variiert ebenfalls in weitem Maße entsprechend der Entfernung zwischen dem Gegenstand und der Abtasteinrichtung. Wie Fig. 4 zeigt, befindet sich ein Strichcodemuster 102 in einer Entfernung R von der Abtastein richtung 42. Der Strahl 52 überstreicht eine Gesamtstrecke, die durch 2X dargestellt ist, die Strecke X wird aus der Entfernung R und dem Winkel A berechnet. Der Winkel A wird durch die Anzahl von Spiegeln auf einem sich drehenden Spiegelrad bestimmt, wie es weiter unten beschrieben ist. Die Frequenz, mit der der Strahl 52 über die Strecke 2X abgelenkt wird, hängt somit ab von der Anzahl der Spiegel und der Drehzahl, mit der sie sich drehen. Wenn die Anzahl der Spiegel zunimmt, nimmt die Anzahl der Abtastungen pro Sekunde zu und der Winkel A und somit die Abtasthöhe nehmen ab.

Zusätzlich hängt der maximal zulässige Durchmesser des Strahls 52 ab von der Breite des kleinsten zu lesenden Elements in dem Code-Muster. Der Durchmesser des Strahls 52 auf dem Muster 702 kann nicht wesentlich größer sein als die minimale Breite des kleinsten Code-Elements. Herkömmliche sehr schnelle Leseeinrichtungen haben üblicherweise eine maximale wirksame Entfernung, die ungefähr um den Faktor 7000 bis 7200 größer ist als das kleinste Element. Im Vergleich kann eine Leseeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung sich an Entfernun gen anpassen, welche die Breite des kleinsten Elements um mehr als den Faktor 2000 überschreiten. So kann ein Element mit 0,375 mm (0,075 inch) Breite aus einer Entfernung von 85 bis 90 cm oder mehr gelesen werden.

Die Frequenz, mit der die digitale breitencodierte Information ausge zählt wird, kann den Arbeitsbereich üblicher Zähler überschreiten. Um dies zu vermeiden, arbeitet die in Fig. 2 dargestellte Taktgeberschaltung 60 in der in Fig. 5 dargestellten Weise. Die gemessene Entfernung wird im Schritt 770 aufgenommen und die kleinste Balkenbreite, die Gechwin digkeit des die Spiegel antreibenden Motors, sowie die Anzahl der Spiegel werden in den Schritten 772, 774 bzw. 776 aus einem Speicher aufgerufen. Nach der Berechnung der Ablenkfrequenz des Strahls 52, wie oben angegeben, wird im Schritt 118 eine Taktfrequenz berechnet und die Taktfrequenz im Schritt 120 so eingestellt, daß vier oder mehr Zähltakte pro minimaler Balkenbreite vorliegen. Wenn beispielsweise der Strahl 52 in einer Mikrosekunde 0,025 mm (0,001 inch) des Code- Musters 102 überstreicht, und die minimale Balkenbreite 0,375 mm (0,015 inch) beträgt, wird also der Strahl 52 den minimal breiten Balken in 15 Mikrosekunden überstreichen. Eine Taktfrequenz von einem Takt pro 3 Mikrosekunden erzeugt also 5 Zähltakte für diese Balkenbrei te. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann, anstelle die Taktbe rechnung wie in den Fig. 3B und 5 beschrieben, durchzuführen, die Taktfrequenz manuell eingestellt werden, um eine annehmbare Taktfre quenz zu erhalten.

Ein Ausführungsbeispiel der körperlichen Bestandteile der in Fig. 2 dargestellten Leseeinrichtung 30 ist in den Fig. 6A und 6B gezeigt. Der Entfernungsdetektor 38 und der Detektor 32 für das Vorhandensein eines Gegenstands sind nicht dargestellt. Wie oben beschrieben, erzeugt der Detektor 32 bei diesem Ausführungsbeispiel einen Lichtstrahl, der bei seiner Unterbrechung das Vorhandensein eines Gegenstandes anzeigt. Der Entfernungsdetektor 38 enthält einen elektrostatischen Wandler und eine Wandlersteuerplatine, die unter der Bezeichnung Modell 7000 bzw. Modell 607089 beide von Polaroid hergestellt werden. Der Wandler sendet akustische Impulse mit Ültraschallfrequenzen aus und mißt die zeitliche Verzögerung, die ein Echo für die Rückkehr benötigt. Der Wandler erzeugt nach dem Empfang des von dem gesendeten Ultraschallimpuls erhaltenen Echoimpulses ein Echosignal. Diese Einheit steht in Verbindung mit einer Entfernungsbestimmungs- und Schrittmotor steuerschaltung 130 in Fig. 6A, welche die Entfernung in Schrittweiten ca. 1 cm (0,3 inch) zwischen weniger als 15 cm (6 inch) bis 3 m (10 Fuß) berechnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind einige der Funktionen des Entfernungsdetektors 38, der Steuereinrichtung 36, der Taktgeberschaltung 60 und der Decodierlogikschaltung 62 kombiniert oder auf verschiedene Komponenten verteilt. Beispielsweise erfolgt die Berechnung der Entfernung aus der Zeitverzögerung durch die Schaltung 130. Die in den Fig. 3B und 5 dargestellten Operationen werden durch eine Mikroprozessor- und Taktgeberschaltung 132 durchge führt. Die Drehzahl des Spiegelrades 134 in Fig. 6B wird durch eine Spiegelmotor-Steuerschaltung 136 in Fig. 6A gesteuert. Das Vorhan densein eines Gegenstandes wird dem Mikroprozessor 132 direkt von dem entfernt angeordneten Detektor 32 gemeldet. Die Linsenbaugruppe 138 wird schrittweise durch den Schrittmotor 140 eingestellt, wie es durch die Steuerschaltung 130 auf einen Befehl vom Mikroprozessor 132 veranlaßt wird. Die Mikroprozessor- und Taktgeberschaltung 132 ist üblicherweise auf einer getrennten Schaltungsplatte angeordnet, die mittels Konsolen an einer Basisplatte 142 befestigt ist.

Beim Betrieb wird der Laser 144 (Fig. 6A) durch ein Stromversorgungs teil (146) gespeist und erzeugt ein kohärentes Bündel polarisierter Strahlung, das durch eine Öffnung 148 austritt und mittels eines Spiegels 150 durch die Basisplatte 142 gelenkt wird, um durch eine Öffnung 152 (Fig. 6B) auszutreten. Der Weg des Strahls wird dann um weitere 90° mittels eines (nicht dargestellt) Spiegels geändert und durch eine Zerstreuungslinse 154 gelenkt. Die Brennweite der Linsenbaugruppe 138 wird durch den Abstand zwischen einer feststehenden Linse 154 und einer beweglichen Sammellinse 156 bestimmt. Die Linse 156 wird durch einen Schlittenmechanismus 158 getragen, der schrittweise mittels eines Schrittmotors 140, wie einen Gleichstrom-Schubantrieb bewegt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Linse 156 über eine Gesamtlänge von 12,5 mm (0,5 inch) in einhundertachtundzwanzig Schritten von jeweils etwa 0,1 mm (0,004 inch) bewegt. Die ausgefahrene Lage der Zerstreuungslinse 156 und des Schlittenmechanismus 158 ist gestrichelt dargestellt.

Nach dem Fokussieren mittels der Linsenbaugruppe 138 auf eine gewünschte Brennweite tritt der fokussierte Strahl 160 durch eine Öffnung 162 in einen Spiegel 164 und wird durch einen weiteren Spiegel 166 zu den Spiegeln 168 des Rades 134 geführt. Das mit gestrichelten Linien dargestellte reflektierte Licht 170 kehrt von den Spiegeln 168 zurück und wird durch die im Winkel angeordneten Spiegel 166 und 164 zu einer Detektorbaugruppe 172 geführt. Die Detektorbaugruppe 172 enthält einen Polarisator 174, der die Effekte der spiegelnden Reflexion vermindert, ein Bandpaßfilter 176, eine Linse 178 und eine PIN-Diode 180. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Laser 144 eine Laserröhre Modell 05-LHP-692 von Mellesgriot, die kollimiertes Licht mit einer Wellenlänge von 632 nm erzeugt. Dementsprechend läßt das Filter 176 die Strahlung bei 632 nm durch. Die Linse 178 ist so ausge legt, daß sie die Strahlung aus dem Fernfeld vollständig auf die Diode 180 fokussiert, um das Lesen von Code-Mustern in einer großen Entfernung zu verbessern und die Strahlung des Nahfeldes auf eine Fläche fokussiert, die größer ist als die Diode 180, wodurch der Anteil des auf die Diode 180 auftreffenden Lichtes verkleinert wird, um die höhere Intensität von durch nahe Gegenstände reflektiertem Licht zu kompensieren.

Die analoge breitencodierte Information wird über eine Leitung 182 zu einer Schaltungsplatte 184 mit einem Analog/Digital-Wandler über tragen, von der eine digitale breitencodierte Information dem Mikropro zessor 132 (Fig. 6A) zugeführt wird. Auch wird dem Mikroprozessor 132 von der Platte 184 eine durch den Abtastdetektor 186 (Fig. 6B) festgelegte Information über den Beginn der Abtastung zugeführt. Der Abtastungsdetektor 186 synchronisiert die Detektion des reflek tierten Lichts mit der Stellung eines der Spiegel 168. Die Mikroprozes sor- und Taktschaltung 132 verarbeitet dann die Information wie oben beschrieben.

Claims

1. Automatisches Lesegerät mit schrittweiser Fokussierung zum optischen Lesen eines Code-Musters auf einem Gegenstand, gekennzeichnet durch

- eine Abtasteinrichtung (42), die ein Strahlungsbündel mit einer aus einer Anzahl von Brennweiten auf den Gegenstand richtet,
- eine Entfernungsmeßeinrichtung (38) zum Bestimmen der Entfernung des Gegenstandes gegenüber der Abtasteinrichtung (42),
- eine Einstelleinrichtung (40) zum Verändern der Brennweite, um nach Wahl das Strahlungsbündel zu fokussieren, und
- eine Steuereinrichtung (36), die auf die Entfernungsmeßeinrichtung (38) anspricht und die Einstelleinrichtung (40) steuert, um die von der Einstelleinrichtung (40) bewirkte Brennweite auf der Grundlage der bestimmten Entfernung einzustellen, so daß ein genaues Lesen des Code-Musters möglich ist.

2. Lesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfer nungsmeßeinrichtung (38) eine Einrichtung enthält, um mindestens einen Impuls einer Strahlung zu emittieren, sowie eine Einrichtung, um einen aus dem Strahlungsimpuls erhaltenen reflektierten Impuls aufzunehmen.

3. Lesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfer nungsmeßeinrichtung (38) einen Ultraschallwandler enthält, um einen Ultraschallimpuls auszusenden und nach dem Empfang eines aus dem Ultraschallimpuls erhaltenen Echoimpulses ein Echosignal zu erzeugen.

4. Lesegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfer nungsmeßeinrichtung (38) weiter eine Einrichtung enthält, um aus dem Echosignal ein Entfernungssignal zu erzeugen und das Entfernungs signal der Steuereinrichtung (36) zuzuführen.

5. Lesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (40) eine Linsenbaugruppe (154, 156) enthält, durch welche das Strahlungsbündel gelenkt wird.

6. Lesegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenbau gruppe (154, 156) eine erste Linse (156) enthält, die bezüglich einer zweiten Linse (154) der Linsenbaugruppe schrittweise auf eine aus einer Anzahl von Stellungen einstellbar ist.

7. Lesegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstell einrichtung (40) weiter einen Schrittmotor (140) enthält, der die Stellung der ersten Linse (156) einstellt.

8. Lesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (42) eine Strahlungsquelle zum Erzeugen des Strahlungsbündels enthält.

9. Lesegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungs quelle eine polarisierte Strahlung erzeugt.

10. Lesegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strah lungsquelle ein Laser (48) ist.

11. Lesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (32, 46) zum Detektieren des Vorhandenseins des Gegenstandes in der Nähe des Weges des Strahlungsbündels und zum Zuführen eines Signals für das Vorhandensein an die Steuereinrichtung (36).

12. Lesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand gegenüber der Abtasteinrichtung (42) beweglich ist und daß die Entfernungsmeßeinrichtung (38) so angeordnet ist, daß sie die Entfernung mißt, bevor der Gegenstand in den Weg des Strahlungsbündels eintritt.

13. Automatisches Lesegerät mit schrittweiser Fokussierung zum optischen Lesen eines Code-Musters auf einem Gegenstand, gekennzeichnet durch

- eine Abtasteinrichtung (42), die einen Lichtstrahl auf den Gegenstand richtet,
- eine Entfernungsmeßeinrichtung (38) zum Bestimmen der Entfernung des Gegenstandes gegenüber der Abtasteinrichtung (42),
- wobei die Abtasteinrichtung (42) eine Einstelleinrichtung (40) enthält mit einer ersten Linse (156), die gegenüber einer zweiten Linse (154) schrittweise auf eine aus einer Anzahl von Stellungen einstell bar ist, um die Brennweite der Einstelleinrichtung (40) einzustellen und nach Wahl das Lichtbündel zu fokussieren,
- eine Einrichtung (32, 46) zum Detektieren des Vorhandenseins des Gegenstandes in der Nähe des Weges des Lichtstrahls der Abtasteinrich tung (42), und
- eine Steuereinrichtung (36), die auf die Entfernungsmeßeinrichtung (38) und die Einrichtung (32, 46) zum Detektieren des Vorhandenseins des Gegenstandes anspricht, um die Brennweite der Einstelleinrichtung (40) auf der Grundlage der gemessenen Entfernung einzustellen, wenn sich der Gegenstand in der Nähe des Lichtbündels befindet, um ein genaues Lesen des Code-Musters zu ermöglichen.

14. Lesegerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungsmeßeinrichtung (38) eine Einrichtung enthält, um mindestens einen Impuls einer Strahlung zu emittieren, und eine Einrichtung um einen aus dem Strahlungsimpuls erhaltenen reflektierten Impuls aufzunehmen.

15. Lesegerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegen stand gegenüber der Abtasteinrichtung (42) beweglich ist, und daß die Entfernungsmeßeinrichtung (38) so angeordnet ist, daß sie die Entfernung mißt, bevor der Gegenstand in den Weg des Lichtbündels eintritt.