DK161993B - Hologramscanner - Google Patents

Description

DK 161993 B

Opfindelsen angår en hologramscanner, omfattende en hologramskive med et antal i omkredsretningen på skiven beliggende hologramlinser, midler til at drive hoic-gramskiven i rotation, strålebundt-styremidler til suc-5 cessivt at føre et strålebundt til hciogramlinserne på hologramskiven, og et afiæsningsvindue til aflæsning fra en genstand, mod hvilken strålebundtet føres gennem hologramlinserne .

En sådan hologramscanner kan bruges ved aflæsning 10 af stregkoder i f.eks. POS- eller UPC-svstemer (POS =

Point of Sale; UPC = Universal Product Code). En scanner af denne art kendes fra US-A-4.165.464.

En konventionel hologramscanner af denne art, der vises i fig. 1, omfatter en laseroscillator 1 med 15 et strålebundt 2, en linse 3, et spejl 4, et spejl 5 udformet med en åbning 5a for strålebundtet 2, hologramlinser 6 til afbøjning af strålebundtet 2, en hologramskive 7, der holder hologramlinserne 6, hvis centre er forskudt fra hinanden svarende til skridtlæng-20 den i en skanderingslinie, og hvis antal er lig med antallet af skanderingslinier, samt to skanderingsbundter, der brydes til rumligt adskilte positioner. Ved 10 og 11 betegnes spejle, der reflekterer skanderingsbundterne 8 og 9. Ved 12 betegnes et aflæsevindue, og ved 13 og 25 14 betegnes skanderingslinier, der tilvejebringes af skanderingsbundterne 8, henholdsvis 9. Ved 15 betegnes et lysbundt, som udspredes af en på aflæsevinduet anbragt etiket. Ved 16 betegnes en fotodetektor og ved 17 en motor til rotation af hologramskiven 7.

30 Apparatet virker ved, at strålebundtet 2 fra la seroscillatoren 1 over linsen 3, spejlet 4 og åbningen 5a i spejlet 5 føres til hologramlinserne 6.

Da hologramskiven 7 bringes til at dreje ved hjælp af motoren 17, afbøjes strålebundtet 2 af hologramlin-35 serne på hologramskiven 7, hvorved der tilvejebringes successive skanderingsbundter. Por eksempel tilvejebrin- 2

DK 161993 B

ges der de nævnte to skanderingsbundter 8 og 9. Afbøjningsretningen for disse skanderingsbundter er parallel med en tangential linie ved punktet Af som er indfaldspunktet for strålebundtet på hologramskiven 7- Da holo-5 gramlinserne 6's centre som ovenfor nævnt er forskudt fra hinanden, forskydes skanderingsbundterne 8 og 9 radialt på hologramskiven 7. Herved tilvejebringes der parallelle skanderingslinier i et antal lig med antallet af hologramlinser 6 på hologramskiven 7. Ved at øge 10 omfanget af forskydning mellem centrene af hologramlinserne 6 kan samtlige skanderingslinier tilvejebringes i rumligt adskilte positioner og deles op i to grupper.

Dette har til formål at lette justeringen af spejlene 10 og 11 for at opnå to skanderingslinieretninger på 1 5 aflæsevinduet 12.

Grupperne af skanderingsbundter, der repræsenteres af henholdsvis det ene skanderingsbundt 8 og det andet skanderingsbundt 9, reflekteres på det ene spejl 10, henholdsvis det andet spejl 11, idet begge spejle er 20 opstillede i givne vinkler på givne positioner, således at der over aflæsevinduet 12 tilvejebringes skanderingslinier 13 og 14 i to retninger.

Når der med det ovenfor beskrevne system foretages aflæsning af en etiket, føres det strålebundt 15, der 25 spredes af stregkoden på etiketten ad den optiske bane for strålebundtet 2, frem til fotodetektoren 16. På denne måde aflæses stregkoden optisk.

Fig. 1 viser to skanderingsbundter 8 og 9, der udgår fra én hologramlinse 6. Det skal dog bemærkes, at 30 der i praksis kun fås én skanderingslinie fra én hologramlinse. Det er for forklaringens skyld, at fig. 1 viser en anden hologramlinse, der ved rotation af hologramskiven 7 også placeres i den optiske bane for strålebundtet 2.

35 For med stor præcision i alle retninger at kunne aflæse en stregkode med en sådan hologramscanner er det 3

DK 161993 B

nødvendigt at tilvejebringe et skanderingsmønster med et antal skanderingslinier i mange retninger. Til aflæsning af en lille stregkodet etiket eller en etiket af beskeden højde, eller en etiket, der ikke er i bevægel-5 se, har den konventionelle hologramscanner ikke et tilstrækkeligt antal skanderingslinieretninger. Det er derfor nødvendigt hos den konventionelle hologramscanner at forøge antallet af skanderingslinieretninger. Når der således kræves ændring af den konventionelle hologram-10 scanner, er det nødvendigt at opstille reflekterende spejle i et antal mindst lig med det fornødne antal skanderingsretninger. Dette gør udformningen af holo-gramscanneren indviklet, hvilket begrænser forøgelsen af antallet af skanderingsretninger. På den anden side 15 skal et antal af hologramskiven frembragte skanderingslinier hver for sig tilordnes de fornødne skanderingsretninger. Dette indebærer en fomindskelse af antallet af skanderingslinier i hver retning, således at antallet af skanderingslinier er utilstrækkeligt.

20 Opfindelsen tager sigte på at afhjælpe de ovenfor nævnte vanskeligheder hos en konventionel hologramscan ner.

Næmere betegnet giver opfindelsen anvisning på en hologramscanner, hvori en hologramskive på hensigtsmæs-25 sig måde kombineres med strålebundtstyremidler til successiv aktivering af strålebundt-bestrålingsområder, hvorved der opnås mulighed for at aflæse en stregkode i alle retninger med stor nøjagtighed.

Med henblik herpå er en hologramscanner af den 30 indledningsvis angivne art ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at strålebundt-styremidlerne er indrettede til at forskyde strålebundtets bestrålingszone på det plan, der defineres af hologramlinserne, i en cirkulær bane rundt om hologramskivens rotationsakse.

35 Opfindelsen forklares næmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor 4

DK 161993 B

fig. 1 viser et perspektivbillede af en konventionel hologramscanner, fig. 2 et snitbillede af en udførelsesform for en hologramscanner ifølge opfindelsen, 5 fig. 3 et diagram til beskrivelse af skanderings mønsteret på et aflæsevindue, når alene hologramskiven drejer (med en roterbar skive, der holdes stillestående) , fig. 4 et diagram til beskrivelse af skanderings-1 o mønsteret på aflæsevinduet, når både hologramskiven og den roterbare skive drejer, fig. 5 et diagram til beskrivelse af funktionen, hvor et strålebundt afbøjes, når det passerer gennem hologramlinser på hologramskiven og herved omdannes til 15 et skanderingsbundt, der skanderer et givet område af aflæsevinduet, og fig. 6 og 7 diagrammer, der viser skanderingsmønstre, som opnås ved forskydning af skanderingslinier på aflæsevinduet med P/4, hvor P er skanderingsbundtets 20 skridtlængde. I det i fig. 6 viste eksempel er det kun hologramskiven, der drejer, medens den roterbare skive placeres i to 180° faseforskudte positioner. I det i fig. 7 viste eksempel er det både hologramskiven og den roterbare skive, der drejer.

25 For overskueligheds skyld viser fig. 4 og 7 blandt skanderingslinierne i forskellige retninger kun de linier, der falder sammen eller befinder sig nær ved de centrale linier.

Fig. 2 viser et snit gennem et udførelseseksempel 30 på en hologramscanner ifølge opfindelsen. I fig. 2 er der· anvendt de samme henvisningsbetegnelser for de elementer, der allerede er beskrevet under henvisning til fig. 1. Ved 18 i fig. 2 betegnes en roterbar skive udformet med en åbning 18a for strålebundtet 2 og 35 med en drivaksel koaksial med motoren 17's drivaksel.

Ved 19 betegnes et spejl, der under en given vinkel er 5

DK 161993 B

fastgjort til midten af den roterbare skive. Ved 20 betegnes et andet spejl, der er fastgjort til kanten af den roterbare skive 18, og som vender mod spejlet 19.

En kondensorlinse 21, en drivmotor 22 for den roter-5 bare skive 18 og en drivrem 24 indgår også i dette arrangement. Den roterbare skive 18, spejlet 19 og det andet spejl 20 udgør styremidlerne for strålebundtet .

Strålebundtet 2 fra laseroscillatoren 1 føres 10 til spejlet 4 via linsen 3. Strålebundtet 2 reflekteres fra spejlet 4 til spejlet 19 gennem åbningen 5a i spejlet 5. Under denne operation falder den optiske akse sammen med den roterbare skive 18's dreje-akse.

15 Strålebundtet 2 reflekteres fra spejlet 19 til spejlet 20, der er således fastholdt, at det drejer sammen med spejlet 19, hvorved det således reflekterede strålebundt føres til en af hologramlinserne 6 på hologramskiven 7.

20 Strålebundtet brydes i hologramlinsen 6 og når frem til aflæsevinduet 12.

Det strålebundt 15, der spredes af stregkoden på en etiket på aflæsevinduet 12, følger strålebundtet 2's optiske bane tilbage til spejlet 5, hvorfra det reflek-25 teres. Det således reflekterede strålebundt føres gennem kondensorlinsen 21 frem til fotodetektoren 16, hvori det omdannes til et elektrisk signal.

Funktionen, når hologramskiven 7 og den roterbare skive 18 drejer, skal nu beskrives nærmere.

30 Først bringes hologramskiven 7 til at dreje med f.eks. 5000 omdr/min ved hjælp af motoren 17. På samme måde som i det ovenfor beskrevne tilfælde danner strålebundtet 2 parallelle skanderingslinier (et rastermønster) på aflæsevinduet 12 i et antal lig med antallet 35 af hologramlinser på hologramskiven 7.

6

DK 161993 B

Fig. 5 viser det strålebundt 2, der ved rotation af hologramskiven 7 afbøjes til skandering af et givet område af aflæsevinduet 12. Skanderingsmønsteret på aflæsevinduet vises i fig. 3, hvor P betegner skande-5 ringsskridtlængden og i den centrale skanderingslinie i mønsteret.

Derefter bringes hologramskiven 7 til at dreje i den ene retning samtidigt med, at den roterbare skive 18 ved hjælp af drivremmen 24 og motoren 23 bringes til 10 at dreje i modsat retni’ng med en væsentligt lavere hastighed end for hologramskiven 7 (f .eks. 300 omdr/min) .

Herved drejes det på hologramskiven 7 indfaldende Strålebundt 2 360° ved hjælp af spejlene 19 og 20 og indfaldspunktet for strålebundtet på hologramskiven, dvs.

15 punktet A, bevæges langs omkredsen af skiven 7. Da retningen for den ovenfor beskrevne skandering s linie er parallel med retningen af en tangential linie på strålebundtets indfaldspunkt på hologramskiven 7, drejes hele rasterskanderingsmønsteret 360° ved rotation af stråle-20 bundtet, som vist i fig. 4.

For overskuelighedens skyld viser fig. 4 kun de centrale skanderingslinier, men det skal bemærkes, at der i praksis er et antal skanderingslinier, der er parallelle med de centrale skanderingslinier. Antallet af 25 skanderingslinieretninger i det således opnåede skanderingsmønster kan i hovedsagen fastlægges af forholdet mellem hologramskiven 7's hastighed og den roterbare skive 18's hastighed (f.eks. 5000/300 ^ 17).

Derfor kan der foretages laserbundtskandering i 30 forskellige retninger uden formindskelse af antallet af skanderingslinier, hvilket indebærer, at stregkoder kan aflæses i vilkårlig orientering.

Hvis skanderingslinierne på aflæsevinduet 12 som vist i fig. 6 placeres i positioner forskudt med afstand 35 P/4 fra centerlinien og parallelt med hinanden (fuldt optrukne streger) , når alene hologramskiven 7 drejer, kan skanderingslinierne forskydes til de med punkterede 7

DK 161993 B

streger viste positioner, når den roterbare skive 18 drejes 180°.

Rotationen af skanderingslinierne ved rotation af den roterbare skive 18 fremgår af fig. 7, der for 5 overskuelighedens skyld kun viser én enkelt skanderingslinie.

Af det foregående fremgår det, at antallet af skanderingslinier pr. arealenhed på aflæsevinduet 12 kan fordobles, og at man i overensstemmelse med opfindelsen 10 forbedrer muligheden for at aflæse en stregkode i alle retninger.

I det ovenfor beskrevne eksempel føres strålebundtet vinkelret på hologramskiven ved hjælp af to med den roterbare skive sammenbyggede spejle. Hologramscanneren 15 kan imidlertid ændres således, at det fra det første spejl reflekterede strålebundt direkte føres til hologramskiven under en vis vinkel eller indføres i hologramskiven ved hjælp af et middel, såsom en optisk fiber.

I den ovenfor beskrevne hologramscanner antages 20 det, at hologramskivens hastighed er større end den roterbare skives hastighed, men hologramscanneren kan dog ændres således, at førstnævnte hastighed er lavere end nævnte anden hastighed.

I den ovenfor beskrevne hologramscanner blev det 25 ydemere antaget, at hologramskiven og den roterbare skive drejer i indbyrdes modsatte retninger, men de kan imidlertid også dreje i samme retning, såfremt deres hastigheder er meget forskellige fra hinanden.

Af det foregående fremgår det, at strålebundtbestrå-30 lingsområderne i hologramscanneren ifølge opfindelsen successivt forskydes ved styring af strålebundterne, således at strålebundtet successivt føres til hologramlinserne på den roterende hologramskive. Der kan derfor hensigtsmæssigt opnås et skanderingsmønster med et antal 35 skanderingslinier i mange retninger, hvilket giver mulighed for meget nøjagtig aflæsning af en stregkode i alle retninger og for aflæsning af en stregkode af lille højde.

Claims (10)

1. Hologramscanner, omfattende: - en hologramskive (7) med et antal i omkredsretningen på skiven beliggende hologramlinser (6), - midler (17) til at drive hologramskiven i ro- 5 tation, - stråiebundt-stvremidler (18, 19, 20) til successivt at føre et strålebundt (2) til hologramlinserne (6) på hologramskiven (7), og - et aflæsningsvindue (12) til aflæsning fra en 10 genstand, mod hvilken strålebundtet (2) føres gennem hologramlinserne (6), kendetegnet ved, at strålebundt-styremidlerne (18, 19, 20) er indrettede til at forskyde strålebundtets bestrålingszone på det plan, der defineres af hologramlinserne, i en cirkulær bane 15 rundt om hologramskivens (7) rotationsakse.

2. Hologramscanner ifølge krav 1, kendetegnet ved, at nævnte styremidler er indrettede til at forskyde bestrålingszonen med en vinkelhastighed forskellig fra den roterende hologramskives (7) hastig- 20 hed.

3. Hologramscanner ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at strålebundt-styremidlerne omfatter en roterbar skive (18) og midler (23, 24) til at drive skiven i rotation, samt spejle (19, 20), der er 25 tilknyttede denne skive.

4. Hologramscanner ifølge krav 3, kendetegnet ved, at nævnte spejle indbefatter et første spejl (19), der er placeret ved midten af den roterbare skive (18), således at det drejer sammen med denne ski- 30 ve, samt et andet spejl (20), der er placeret ved kanten af denne skive (18), hvorhos strålebundtet (2) over nævnte to spejle føres til givne linser blandt hologramlinserne (6) ved rotation af nævnte roterbare skive (18).

5. Hologramscanner ifølge krav 3 eller 4, k e n - 35detegnet ved, at strålebundtskanderingslinier på aflæsningsvinduet (12) er opstillede i et cirkulært møn- DK 161993 B ster på grund af den relative rotation af hologramskiven (7) og den roterbare skive (18), og at der er skanderingslinier i modsatte retninger, hvilke skanderingslinier forskydes således, at de ikke overlapper hinan-5 den.

6. Hologramscanner ifølge krav 3-5, kendetegnet ved, at hologramskiven (7) og den roterbare skive i 18) drejer i hver deres retning.

7. Hologramscanner ifølge krav 3-5, kende-10 tegnet ved, at hclogramskiven (7) og den roterbare skive (18) drejer i samme retning.

8. Hologramscanner ifølge ethvert af kravene 3-7, kendetegnet ved, at nævnte to spejle er fastholdt med givne vinkelorienteringer på den roterbare 15 skive (18).

9. Hologramscanner ifølge ethvert af kravene 3-8, kendetegnet ved, at den roterbare skive og hologramskiven drejer om den samme rotationsakse.

10. Hologramscanner ifølge ethvert af de fore- 20 gående krav, kendetegnet ved, at strålebundtstyremidlerne omfatter optiske fibre.