Scanning device for barcodes

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum mehrspurigen Abtasten eines auf einem Dokumentbefindlichen Barcodes.

Stand der Technik


[0002] Barcodes sind zweidimensional ausgebildete, aber zumeist nur eindimensional variierendeparallele Balkenfolgen, deren Dicke und Abstand eine Information codiert. Sie sind heutzutagein vielen Wirtschaftsbereichen zur Identifikation von Gegenständen und Konsumgütern präsent. Inder Regel repräsentiert ein Barcode eine warenbezogene, maschinenlesbare Information, die beispielsweiseeine Artikelnummer, Herkunftsangabe und/oder den Preis der Ware codiert. Insbesondere ist esmöglich, derartige Barcodes als Sicherheitsmerkmale auszubilden, beispielsweise durch die Verwendung vonfluoreszierenden oder lumineszierenden Farbstoffen, und auf Dokumenten anzubringen, um sicherheitsrelevanteInformation, wie z.B. die Denomination einer Banknote, den Name des Besitzers oder ähnlicheszu codieren.
[0003] Abtastvorrichtungen zum automatischen Abtasten bzw. Lesen derartiger Barcodes sind im Standder Technik vielfach bekannt. Derartige Abtastvorrichtungen umfassen zumindest eine Lichtquelle,häufig eine Leucht- oder Laserdiode, die den mit einem Barcode versehenen Bereich des Dokumentsoder des Gegenstandes beleuchtet, eine photoelektrische Detektoranordnung, die das Licht nachder Abtastung des Barcodes wieder aufnimmt und in ein elektrisches Signal wandelt und eine Auswerteeinrichtung, diedie Information des Barcodes anhand des empfangenen elektrischen Signals ermittelt.
[0004] DE 10212 734 A1 offenbart eine Abtastvorrichtung mit einer Laserdiode, einem Spiegelsystemund einer Detektoranordnung, die einen Barcode über das Spiegelsystem entlang einer Meßlinie senkrechtzu den Balken des Barcodes abtastet. Falls der Barcode im Bereich dieser von der Abtastvorrichtungvorgegebenen Meßlinie Artefakte aufweist oder falls der Barcode an den abgetasteten Stellenmit dem Hintergrundmuster des Dokuments ungünstig interferiert, ist eine zuverlässige Erkennungdes Barcode-Musters schwierig und die Zuverlässige Decodierung der Information gefährdet.
[0005] DE 199 24 750 A1 offenbart eine Abtastvorrichtung für Barcodes mit zwei Lichtquellenund zwei Detektoreinheiten, um einen Barcode entlang von zwei verschiedenen im wesentlichenparallel zueinander liegenden Meßlinien abzutasten. Dazu wird das den Barcode tragende Dokumentan der Abtastanordnung vorbeigeführt. Die DE 199 24 750 A1 betrifft jedoch die Abtastung vonzweidimensionalen Barcodes, die in der Meßlinien-Richtung ein variables Balkenmuster aufweisen,in der dazu senkrechten Richtung jedoch in zwei separate Teilbalken zerlegt sind, so daß entlang jederder beiden Meßlinien ein unterschiedliches schwarz-weiß Muster abgetastet wird.
[0006] Dadurch kann zwar im Vergleich mit der Vorrichtung der DE 10212 734 A1 die codierte Informationsmengebei gleichbleibender Lesegeschwindigkeit verdoppelt werden. Das Problem der Artefakte wird jedochnicht gelöst und die Zuverlässigkeit der Abtastung insofern auch nicht verbessert.
[0007] Erhöhte Abtastzuverlässigkeit erhält man jedoch dann, wenn mit der in DE 10212 734 A1vorgeschlagenen Vorrichtung ein herkömmlicher eindimensional variierender Barcode abgetastetwird und die beiden Ergebnisse anschließend durch eine Auswerteeinrichtung abgeglichen werden.Bei einer derartigen mehrspurigen Abtastung wird jedoch für jede Meßspur eine Meßanordnung auszumindest einer Lichtquelle und einem Detektor benötigt.
[0008] Der redundanzbedingte Gewinn an Zuverlässigkeit wird also durch mit der Anzahl der Meßspuren linearansteigende Kosten erkauft. Darüber hinaus ist dieses Prinzip der Hardware-Redundanz aufgrundder Platzerfordernisse nicht ohne Weiteres in kompakten und leichten Abtastvorrichtung zu verwirklichen.

Aufgabenstellung


[0009] Demzufolge ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abtastvorrichtung vorzuschlagen,die einen Barcode unter Verwendung einer preiswerten und kompakten Meßanordnung mehrspurig abtastenkann.
[0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Vorrichtungen mit den Merkmalen der unabhängigenAnsprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungender Erfindung angegeben.
[0011] Dementsprechend wird beim Abtasten des Barcodes eines Dokuments das Dokument von einerTransporteinrichtung der Abtastvorrichtung mit einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit in einerDokumentebene fortbewegt. Gleichzeitig wird das Dokument entlang einer zu der Vorschubrichtungim wesentlichen senkrechten Meßlinie durch einen näherungsweise punktförmigen Abtaststrahl abgetastetund ausgewertet. Durch die Überlagerung der Vorschubbewegung und der dazu im wesentlichen senkrechtenVerlagerung des Abtaststrahls wird das Dokument während des Durchlaufs durch die Abtastvorrichtungzeilenweise abgetastet. Die Ortsauflösung der Abtastung entlang der Meßline, die im wesentli-chen senkrecht zur Vorschubrichtung orientiert ist, ist demnach abhängig von der Vorschubgeschwindigkeitund der Geschwindigkeit der Auslenkung des Meßstrahls bzw. dem Ausmaß dieser Auslenkung.
[0012] Formulierungen wie „im wesentlichen senkrecht/parallel" sind im folgenden als„vorzugsweise senkrecht/parallel, aber zumindest nicht parallelsenkrecht" zu verstehen.Insofern ist der Zweck auch dann erfüllt, wenn die angesprochene Orientierung von der Senkrechen/Parallelen u.U.sogar erheblich abweicht, jedoch nicht mehr in der optimalen Art und Weise.
[0013] Beide Bewegungen sind so aufeinander abgestimmt, daß der Barcode, der sich prinzipiell aneiner beliebigen Stelle des Dokuments befinden kann, mindestens zweimal entlang verschiedenerMeßspuren in einer zur vollständigen Detektion des Barcodes benötigten Ortsauflösung abgetastetwird, die wiederum von den Ortsfrequenzen des Barcodemusters abhängt.
[0014] Innerhalb der Abtastrichtung verläuft der Strahlengang der von der Strahlenquelle punktförmigemittierten elektromagnetischen Strahlung über eine Reflektoranordnung, die den Abtaststrahlzur Abtastung des Dokuments in bzw. auf die Dokumentenebene lenkt. Von dort wird sie weiterzu einem Detektor gelenkt, der die mit dem Dokument in Wechselwirkung getretene elektromagnetischeStrahlung aufnimmt und ein entsprechendes elektrisches Signal an eine Auswerteeinrichtung weiterleitet.
[0015] Bei allen nachfolgend besprochenen Ausführungsformen der Erfindung kann die Reflektoranordnungso eingerichtet sein, daß die elektromagnetische Strahlung zur Abtastung des Dokuments durchdas Dokument hindurchtritt (Transmissionsvariante), oder so, daß der Abtaststrahl von dem Dokumentreflektiert wird (Remissionsvariante).
[0016] Bei den Ausführungsformen, die sich dem Anspruch 1 unterordnen lassen, umfaßt die Reflektoranordnungein variables Reflektionselement, das dazu dient, den Auftreffpunkt des Strahlengangs der elektromagnetischenStrahlung in der Dokumentebene entlang einer zu der Vorschubrichtung des Dokuments im wesentlichen senkrechtenLinie auszulenken. In Kombination mit der Vorschubbewegung ergibt sich dann die zeilenweiseAbtastung des Dokuments entlang der verschiedenen Meßspuren durch wiederholtes Auslenken desStrahlengangs entlang der Linie der Dokumentebenen mittels des variablen Reflektionselements.
[0017] Ein Vorteil dieser Abtastvorrichtung ist, daß ein auf einem Dokument befindlicher Barcodein mehreren Spuren redundant und insofern zuverlässig abgetastet werden kann, ohne daß ein imVergleich zu der einspurigen Abtastung wesentlich höherer technischer Aufwand nötig wäre. Auch istdie Baugröße einer erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung minimal, da statt mehrfacher Strahlenquellenund Detektoren nur das variable Reflektionselement benötigt wird.
[0018] Dabei kann die Anordnung des Barcodes auf dem Dokument prinzipiell beliebig sein. Nebender Anordnung der Barcode-Balken parallel zur Vorschubrichtung ist es bei einer genügend schnellenAuslenkung des Abtaststrahls durch das variable Reflektionselement bzw. bei einer entsprechendgeringen Vorschubgeschwindigkeit des Dokuments möglich, auch einen Barcode, dessen Balken senkrechtzu der Vorschubrichtung liegen, mehrspurig abzutasten. Durch zeitliches Multiplexen der Detektoreinrichtungoder durch andere geeignete Maßnahmen läßt sich bei diesem Extremfall erreichen, daß lediglichzwei oder mehr diskrete Spuren der Barcodefläche ausgewertet werden.
[0019] Die Reflektoranordnung kann außer dem variablen Reflektionselements zur Realisierungeines gewünschten Strahlengangs verschiedene Umlenkspiegel sowie zumindest eine Sammellinse umfassen.So ist es beispielsweise bei der Transmissionsabtastung möglich, auf einer Seite der Dokumentebeneeinen Einfallspiegel zum Umlenken des Abtaststrahls von dem variablen Reflektionselements indie Dokumentebene vorzusehen, und auf der anderen Seite einen Ausfallspiegel vorzusehen zumUmlenken der durch die Dokumentebene hindurchtretenden Strahlung des Abtaststahls zu dem Detektor.Diese Spiegel sind bevorzugt so ausgebildet, daß sie sich über die gesamte Ausdehnung des Dokumentssenkrecht zu der Vorschubrichtung erstrecken, damit das gesamte Dokument abgetastet werden kann.
[0020] Bevorzugt werden die Spiegel bei einer ersten Ausführungsform so angeordnet, daß derAbtaststrahl auf der Einfallseite parallel oder zumindest im wesentlichen parallel zur Dokumentebeneauf den Einfallspiegel auftrifft, von dort im wesentlichen parallel durch die Dokumentebenehindurch reflektiert wird, um auf den Ausfallspiegel auf der Ausfallseite zu treffen, der die transmittierteelektromagnetische Strahlung wiederum parallel oder zumindest im wesentlichen parallel zu derDokumentebene in Richtung des Detektors umlenkt.
[0021] Der Vorteil dieser Anordnung ist, daß die Abtastvorrichtung mit einer ausserordentlichgeringen Bautiefe realisiert werden kann, da die zum Abtasten benötigten optischen Elementenahe an der Dokumentebene positioniert werden können.
[0022] Neben dieser Transmissionslösung ist als Variante der ersten Ausführungsform auch eineRemissionslösung möglich. Dabei sind sämtliche Ele-mente der Reflektoranordnung auf einer Seite der Dokumentebene angeordnet, so daß ein auf dieDokumentebene auftreffender elektromagnetischer Abtaststrahl dort von dem Dokument reflektiertwird und auf der gleichen Seite der Dokumentebene auf den Detektor trifft oder durch einen Ausfallspiegel zudiesem weitergeleitet wird.
[0023] Bei dieser Remissionslösung ist es zur Herstellung einer geringen Bautiefe der Abtastvorrichtung vorteilhaft,den von einer Strahlenquelle emittierten Abtaststrahl von dem variablen Reflexionselement paralleloder zumindest im wesentlichen parallel zu der Dokumentebene auf einen Einfallspiegel zu leiten, derdie Strahlung in Richtung der Dokumentebene umlenkt. Von dort reflektiert, trifft die Strahlungauf einen Ausfallspiegel, der die Strahlung wiederum parallel oder zumindest im wesentlichenparallel zu der Dokumentebene in Richtung des Detektors umlenkt. Bei einer besonders bevorzugtenAusgestaltung weist der Ausfallspiegel eine zentrale Aussparung auf, in der der kleinere Einfallspiegelangeordnet ist, so daß dieser die von dem variablen Reflexionselement auftreffende elektromagnetische Strahlungim wesentlichen senkrecht auf die Dokumentebene umlenkt und der größere Ausfallspiegel die vondem Dokument diffus reflektierte Strahlung zum Detektor leitet.
[0024] Hierbei ist es jedoch auch möglich, auf den Einfallsspiegel zu verzichten und in derAussparung direkt das variable Reflektionselement zum Umlenken des Abtaststrahls auf die Dokumentebenevorzusehen. Es ist jedoch darauf zu achten, daß das variable Reflektionselement derart bezüglich derDokumentebene angeordnet ist, daß der Abtaststrahl entlang der vollständigen Abtastlinie senkrechtzu der Vorschubrichtung des Dokuments ausgelenkt werden kann. Ebenso ist es möglich, das variableReflektionselement in eine Aussparung des Ausfallspiegels einzubringen.
[0025] Die elektromagnetische Strahlung verläßt ein Dokument sowohl bei Transmission als auchbei Remission in diffusem Zustand. Deshalb, und auch weil der Punkt, an dem die elektromagnetischeStrahlung das Dokument verläßt, entlang der Abtastlinie variiert, ist es vorteilhaft, eine Sammellinsevorzusehen, die den diffusen Abtaststrahl von jeder möglichen Stelle des Dokuments direkt aufden Detektor fokussiert. Dabei ist die Sammellinse so angebracht, daß sie sämtliche von demAusfallspiegel reflektierte elektromagnetische Strahlung sammelt und dem Detektor zuführt.
[0026] Bei Verwendung von Einfall- und/oder Ausfallspiegeln werden diese vorzugsweise in einemWinkel kleiner als 45 Grad bezüglich der Dokumentebene angeordnet, wodurch sich die Bautiefeder Abtastvorrichtung weiter reduziert.
[0027] Als variable Reflektionselemente kommen prinzipiell solche optischen Reflektionseinrichtungenin Frage, die in der Lage sind, den elektromagnetischen Strahl im wesentlichen senkrecht zuder Vorschubrichtung sukzessive auszulenken. Hierfür eignen sich allgemein Kipp- oder Drehspiegelund insbesondere Polygonspiegel.
[0028] Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist ein Einfallspiegel, der die elektromagnetische Strahlungvon dem variablen Reflektionselement in die Dokumentenebene reflektiert, aus einer Vielzahlvon Spiegelsegmenten aufgebaut, die jeweils die in einem bestimmten Winkelintervall des variablen Reflektionselementsreflektierten elektromagnetischen Strahlen auf die Dokumentebene umlenken. Jedem der einzelnenSpiegelsegmente ist also in der Dokumentebene ein bestimmter Abschnitt zugeordnet, wobei dieseAbschnitte entweder unmittelbar aneinander stoßen, voneinander beabstandet sind, oder einanderüberlappen.
[0029] Die Bewegung des variablen Reflektionselementes stellt sicher, daß die einzelnen Spiegelsegmentenacheinander von dem Abtaststrahl bestrahlt werden. Dementsprechend wird eine Abtastlinie, dieim wesentlichen senkrecht zu der Vorschubrichtung des Dokuments in der Dokumentenebene liegt, diskretdurch sequentielles Bestrahlen der einzelnen, den jeweiligen Spiegelsegmenten zugeordneten Abschnitteder Abtastlinie abgetastet.
[0030] Aufgrund der diskreten Abtastung können mit dieser Ausführungsform nur Barcodes abgetastetwerden, deren Balken senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zu der Vorschubrichtungdes Dokuments und somit im wesentlichen parallel zu der Abtastlinie liegen. Es werden dann genauso viele Spuren des Barcodes abgetastet, wie Spiegelsegmente entlang der Länge der Balken angeordnetsind.
[0031] Der Ausfallspiegel kann sowohl bei der Transmissions- als auch bei der Remissionslösungdieser dritten Ausführungsform prinzipiell in beliebiger Gestalt realisiert werden, solangeer die vom Dokument auftreffende Strahlung zum Detektor umlenkt. Es ist jedoch besonders vorteilhaft,auch den Ausfallspiegel in segmentierter Form zu realisieren. Idealerweise besitzt dann derAusfallspiegel zu jedem Segment des Einfallspiegels ein korrespondierendes Segment, das dieStrahlung derjenigen Strahlen, die von dem entsprechenden Segment des Einfallspiegels in dieDokumentebene umgelenkt werden, aufnimmt und seinerseits zu dem Detektor umlenkt.
[0032] Bei der Transmissionsabtastung wird der Einfallspiegel auf einer Seite der Dokumentebeneangeordnet, während der Ausfallspiegel auf der ge-genüberliegenden Seite entsprechend positioniert ist. Vorzugsweise besitzt der Ausfallspiegel danneine großflächige sphärische Form, die um die Abtastlinie in der Dokumentebene herum so angeordnetist, daß die durch das Dokument transmittierte diffuse Strahlung möglichst vollständig auf denDetektor umgelenkt wird.
[0033] Hierbei ist es vorteilhaft, auf der Seite des Ausfallspiegels für jedes Spiegelsegmentpaarvon Ein- und Ausfallspiegel eine Sammellinse vorzusehen, die die durch das Dokument hindurchtransmittierte Strahlung sammelt und auf das entsprechende Segment des Ausfallspiegels fokussiert.
[0034] In dieser, wie auch in allen anderen Ausführungsformen, sind derartige Sammellinsen bevorzugtals astigmatische Linsen ausgebildet.
[0035] Bei einer Remissionslösung dieser zweiten Ausführungsform liegen Ein- und Ausfallspiegelauf der gleichen Seite der Dokumentebene. Hierbei kann beispielsweise ein schmaler Einfallspiegelverwendet werden, der in einer entsprechenden Aussparung eines größeren, möglicherweise sphärischen Ausfallspiegelsangeordnet ist.
[0036] Ebenso ist es möglich, beim Remissionsabtasten den Ein- und Ausfallspiegel in der gleichensegmentierten Spiegelanordnung vorzusehen, indem die Segmente des Ein- und Ausfallspiegels einanderabwechselnd nebeneinander angeordnet sind, wobei die Einfallsegmente direkt von dem variablenReflektionselement bestrahlt werden, während die Ausfallsegmente nur für an dem Dokument reflektierteStrahlung zugänglich ist. Die Richtung, in der die reflektierte Abtaststrahlung von den Ausfallspiegelsegmenten zudem Detektor umgelenkt werden, ist dann im wesentlichen gleichgerichtet zu den auf die Einfallsegmenteauftreffenden Abtaststrahlen.
[0037] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Spiegelsegmente können diese sowohl beim Ein-als auch beim Ausfallspiegel jeweils konkav ausgebildet sein, um die von ihnen reflektierteelektromagnetische Strahlung auf einen bestimmten Punkt zu fokussieren. Ebenso ist es möglich,die Segmente des Einfallsspiegels konvex auszugestalten, damit jedes Einfallsegment einen breiteren Abschnittder Abtastlinie bestrahlt.
[0038] Als vorteilhafte Variante beider vorgenannter Ausführungsformen ist es möglich, anstelle einesAusfallspiegels ein Lichtsammelelement bzw. einen Lichtleiter einzusetzen, der die vom Dokumentkommende diffuse Strahlung aufnimmt und zum Detektor weiterleitet. Dadurch kann insbesondereder teure segmentierte Ausfallspiegel der zweiten Ausführungsform durch eine preisgünstige Lösung ersetztwerden.
[0039] Da bei einem entsprechen Brechungsindex im wesentlichen senkrecht vom Dokument auf diedem Dokument zugewandte Grenzfläche des Lichtleiters auftreffende Strahlen in diesen eingekoppeltwerden, ist bei einer Transmissionsabtastung auf der gegenüberliegenden Grenzfläche des Lichtleiterseine Schicht aus Streukörpern angebracht, die senkrecht auftreffende Strahlen so streuen bzw.auslenken, daß sie im weiteren mit geringeren Winkeln auf die Grenzflächen des Lichtleitersauftreffen und dadurch aufgrund einer Totalreflektion in ihm verbleiben und schließlich zumDetektor geleitet werden.
[0040] Diese Lichtleiterlösung kann ebenso zur remittierenden Abtastung eingesetzt werden, indem siezwischen dem Dokument und dem Einfallspiegel bzw. dem Reflektorelement in der Abtastvorrichtungangeordnet ist. Die Streukörperschicht ist dabei dem Einfallspiegel/Reflektorelement zugewandtweist und einen Schlitz auf, durch den die Abtaststrahlung vom Einfallspiegel/Reflektorelement zumDokument umgelenkt wird.
[0041] Bei einer dritten Ausführungsform ist das variable Reflektionselement als ein rotierenderZylinder ausgestaltet, dessen Rotationsachse parallel oder zumindest im wesentlichen parallel zurDokumentebene und senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zur Vorschubrichtung desDokuments orientiert ist.
[0042] Auf der Oberfläche des rotierenden Zylinders ist entlang seiner Rotationsachse ein erhabenes,reflektierendes Gewinde schraubenförmig angeordnet. Die den Abtaststrahl emittierende Strahlenquelleist relativ zu dem Zylinder so angeordnet, daß der Abtaststrahl axial entlang dessen Oberflächeverläuft, auf das reflektierende Gewinde trifft und von diesem umgelenkt wird.
[0043] Durch die Rotation des Zylinders läuft der Punkt des Gewindes, an dem der Abtaststrahlreflektiert wird, genau eine Gewindeumdrehung ab und beginnt dann wieder am Anfang des Gewindes.Abhängig von der Steigung des Gewindes wird somit der vom Gewinde reflektierte Abtaststrahlwährend einer Zylinderumdrehung um eine gewisse Distanz ausgelenkt. Auf diese Weise läßt sich derAbtaststrahl entlang der Abtastlinie der Dokumentebene kontinuierlich ausgelenkt, die im wesentlichenparallel zu der Rotationsachse des Zylinders und im wesentlichen senkrecht zur Vorschubrichtungdes Dokuments liegt.
[0044] Auch bei dieser Ausführungsform können sowohl Barcodes, deren Balken parallel zur Vorschubrichtungangeordnet sind, als auch Barcodes, deren Balken senkrecht dazu angeordnet sind, bei entsprechenderAbstimmung der Vorschubgeschwindigkeit des Dokuments und der Rotationsgeschwin-digkeit des Zylinders mit ausreichender Ortsauflösung abgetastet werden.
[0045] Um die Bautiefe zu reduzieren und die gewünschte kompakte Bauweise realisieren zu können,können in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform Ein- und Ausfallspiegel sowieeine Sammellinse eingesetzt werden. Diese optischen Elemente können darüber hinaus so eingerichtetwerden, daß die Abtastvorrichtung einerseits im Transmissionsbetrieb und andererseits im Remissionsbetriebarbeiten kann.
[0046] Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung dieser dritten Ausführungsform sind auf der Oberfläche desrotierenden Zylinders zwei reflektierende Gewindegänge zusammenhängend angeordnet. Hierbei bedarfes für jeden der Gewindegänge jeweils einer eigenen Strahlenquelle, die jeweils an den gegenüberliegenden Endendes Rotationszylinders angeordnet sein können.
[0047] Es ergeben sich dabei zwei Varianten. Einerseits können die beiden Gewinde gleichgerichtetschraubenförmig angeordnet sein, wodurch die beiden Abtaststrahlen in verschiedene Richtungen radialvon dem Zylinder wegreflektiert werden, so daß mit einem variablen Reflektionselement auch zweiDokumente gleichzeitig abgetastete werden können. Andererseits können die Gewinde entgegengesetzteGewinderichtungen aufweisen, so daß die beiden Abtaststrahlen jeweils entlang eines Teilabschnittseiner zusammenhängenden Abtastlinie einer Dokumentebene ausgelenkt werden können. Bei der letztgenanntenVariante ergibt sich aufgrund der zeitgleichen Abtastung eine doppelte Abtastgeschwindigkeit.
[0048] Im folgenden wird als alternative Lösung der Aufgabenstellung eine vierte Ausführungsformder Erfindung nach Anspruch 22 beschrieben, die sich in einigen Merkmalen von den vorbeschriebenen Ausführungsformen unterscheidet.Gleichwohl unterliegt sie dem selben erfindungsgemäßen Prinzip, die parallele Abtastung mehrererSpuren als sequenzialisierte Abtastung zu realisieren.
[0049] Dabei wird auf einem sich mit einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit durch die Abtastvorrichtungbewegenden Dokument durch eine Bestrahlungsanordnung eine Anzahl von im wesentlichen nebeneinanderliegenden Stellen auf dem Dokument mit Abtaststrahlen bestrahlt, und dadurch parallele diskrete Meßspuren definiert.
[0050] Da die Bestrahlungsanordnung eingerichtet ist, eine Anzahl von diskreten Stellen aufdem Dokument separat zu bestrahlen, werden bei dieser Ausführungsform vorzugsweise solche Barcodesabgetastet, deren Balken senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zu der Vorschubrichtung desDokuments liegen, und bei denen zumindest zwei Meßspuren auf dem Barcode definiert werden.
[0051] Ein der Bestrahlungsanordnung vorgelagerter bzw. diese steuernder Multiplexer bewirkt,daß die diskreten Stellen auf dem Dokument durch die Bestrahlungsanordnung sequentiell bestrahltwerden, so daß zu einem bestimmten Zeitpunkt jeweils nur eine potentielle Meßspur des Dokumentsbestrahlt und abgetastet wird.
[0052] Die elektromagnetische Strahlung, die von jeder einzelnen dieser diskreten Strahlenquellenemittiert wird, wird anschließend von einer Lichtleiteranordnung aufgenommen und zur Weiterverarbeitungan einen Detektor geleitet.
[0053] Die durch den Multiplexer gesteuerte Bestrahlungsanordnung kann vorzugsweise auf zweiunterschiedliche Weisen realisiert werden, ist auf diese jedoch nicht beschränkt.
[0054] Einerseits ist es möglich, die Bestrahlungsanordnung aus einer Vielzahl von einzelnenStrahlenquellen aufzubauen, die in einem gewissen Abstand nebeneinanderliegend im wesentlichensenkrecht zu der Vorschubrichtung des Dokumentes angeordnet sind, und die jeweils eine diskreteStelle des Dokuments bestrahlen und somit eine Meßspur definieren. Der Multiplexer aktiviertdann zur Abtastung eines Barcodes die Strahlungsquellen sequentiell nacheinander.
[0055] Andererseits ist es auch möglich, die Bestrahlungsanordnung als eine schaltbare Bestrahlungszeile fürLaserlicht auszugestalten. Diese besitzt eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten, separat schaltbarenSchaltelementen („Mikrodisplays"), die jeweils einen geschlossenen Zustand hoher Reflektionund einen offenen Zustand hoher Transmission annehmen können und jeweils eine Meßspur auf demDokument definieren. In die Bestrahlungszeile, die im Prinzip einen Lichtleiter mit in Richtungdes Dokuments gerichteten separat schaltbaren Ausgängen repräsentiert, wird Abtaststrahlungvon einer Strahlenquell eingekoppelt, wobei die Stelle des Dokuments, die temporär bestrahltwird, durch eine entsprechende Schaltung der Schaltelemente bestimmt wird. Bei dieser Varianteder Bestrahlungsanordnung schaltet der Multiplexer jeweils genau eines der Schaltelemente sequentiellnacheinander auf „offen" bzw. „lichtdurchlässig", während alle anderen geschlossensind.
[0056] Der Vorteil dieser Variante ist, daß außer einer einzigen Lichtquelle keine weiterenbeweglichen Teile verwendet werden müssen. Zudem ist die Anordnung äußerst kompakt.[0057] Aufgrund der sequentiellen Ansteuerung der Lichtquellen bzw. Schaltelemente empfängt derDetektor jeweils nur ein Antwortsignal von einem einzelnen Abtastpunkt der potentiellen Meßspur undspringt dann zur nächsten Meßspur weiter. Aus diesem Grund müssen die aufgrund der sequentiellenAnsteuerung der Strahlenquellen/Schaltelemente sequentiell ineinander verschachtelten Meßpunktevor der Auswertung von einem dem Detektor nachgeschalteten Demultiplexer separiert und zu vollständigen Meßspuren sortiertwerden. Erst danach kann durch eine Auswerteeinrichtung die Auswertung der Messungen vorgenommenwerden.
[0058] Auch für die Detektorseite dieser Ausführungsform existieren mehrere bevorzugte Varianteneiner Lichtleiteranordnung zur Aufnahme der Abtaststrahlung nach der Abtastung des Dokuments undWeiterleitung zum Detektor.
[0059] Einerseits kann ein Lichtleiter mit einer Vielzahl von Vorsatzoptiken eingesetzt werden,wobei jede Vorsatzoptik die Abtaststrahlung einer diskreten Stelle des Dokumentes aufnimmt undin den Lichtleiter einkoppelt. Dieser transportiert den Abtaststrahl anschließend weiter zumDetektor.
[0060] Andererseits kann bei entsprechender Ausgestaltung des Lichtleiters auch auf die Vorsatzoptikenverzichtet werden. Dabei wird der Lichtleiter so ausgestaltet und relativ zum Dokument ausgerichtet,daß er für die im wesentlichen senkrecht bzw. mit kleinem Einfallswinkel, d.h. dem Winkel zwischender Flächennormale und dem einfallenden Strahl, aus Richtung des Dokuments auftreffende Strahlungdurchlässig ist und diese einkoppelt. Strahlung, die in einem größeren Winkel (von außen oderinnen) auf eine Grenzfläche des Lichtleiters auftrifft, wird jedoch weitestgehend reflektiert. Abeinem bestimmten Winkel setzt Totalreflexion ein.
[0061] Die eingekoppelte Strahlung wird dann in einer Variante dieser Lichtleiteranordnung aufder gegenüberliegenden Seite des Lichtleiters von einem reflektierenden Sägezahn- bzw. Treppenprofilderart reflektiert, daß sie im weiteren nur mit so geringen Winkeln auf die Grenzflächen desLichtleiters auftrifft, daß sie von diesen weiterstgehend reflektiert wird, wodurch sie im Lichtleiter verbleibtund schließlich zum Detektor weitergeleitet wird.
[0062] Bei einer alternativen Variante ist der Lichtleiter keilförmig mit dem sich öffnenden Endein Richtung des Detektors ausgestaltet. Durch die auseinanderstrebenden Grenzflächen des Lichtleiterstrifft die eingekoppelte Strahlung mit so geringen Winkeln auf die Grenzflächen auf, daß die Strahlungreflektiert und zum Detektor weitergeleitet wird.
[0063] Bei einer weiteren Ausführungsalternative kann der bereits im Rahmen der zweiten Ausführungsformbeschriebene, mit einer Streukörperschicht auf der vom Dokument abgewandten Grenzschicht beschichteteLichtleiter verwendet werden. Hierbei sorgen die Streukörper sowohl bei der Transmissionsvariante alsauch in der mit einem Schlitz in der Streukörperschicht ausgestatteten Remissionsvariante für diezur Weiterleitung benötigte Auslenkung bzw. Streuung der eingekoppelten Strahlung.
[0064] Vorzugsweise werden die Strahlenquellen/Schaltelemente bei dieser weiteren Ausführungsform imwesentlichen senkrecht zu der Vorschubrichtung des Dokuments entlang der Dokumentebene angeordnet.Bei einer Transmissionslösung wird die Lichtleiteranordnung entsprechend auf der den Strahlenquellen gegenüberliegenden Seiteder Dokumentebene angeordnet, während die Lichtleiteranordnung bei einer Remissionslösung aufder gleichen Seite der Dokumentebene angeordnet wird.
[0065] Da in der Regel der Barcode lediglich entlang eines begrenzten Abschnitts entlang dervollständigen Ausdehnung des Dokumentes verläuft, ist bei jedem Abtastvorgang lediglich einekleine Zahl von Lichtquellen/Schaltelementen bezüglich des Barcodes günstig angeordnet, während diemeisten Lichtquellen/Schaltelemente Bereiche des Dokuments beleuchten, in denen kein Barcodevorliegt. Als verbesserte Variante der vorbeschriebenen vierten Ausführungsform und ihrer Variantenist es daher möglich, vor der eigentlichen Abtastung des Barcodes nach einem bezüglich der Vorschubrichtungdem Barcode vorgelagerten Spurbalken zu suchen, der denjenigen Abschnitt des Dokumentes markiert,in dem der Barcode bei einem weiteren Vorschub des Dokuments zu finden sein wird.
[0066] Bis zur Detektion des Spurbalkens durch die Auswerteeinrichtung werden sämtliche zurVerfügung stehenden Strahlenquellen/Schaltelemente von dem Multiplexer aktiviert/freigeschaltet unddie von ihnen emittierte Strahlung von der Lichtleiteranordnung an den Detektor weitergeleitet.Nach der Erkennung des Spurbalkens werden nur noch diejenigen Lichtquellen/Schaltelemente aktiviert/freigeschaltet,die sich in dem Bereich des eintreffenden Barcodes befinden, so daß die betreffenden Strahlenquellen/Schaltelementezeitlich höher getaktet werden können, was zu einer entsprechend erhöhten Ortsauflösung in Richtungder Vorschubrichtung des Dokuments führt.
[0067] Alle vorgenannten Ausführungsformen und -alternativen können prinzipiell mit den gleichenDetektoren und Strahlungsquellen betrieben werden. Als Detektoren kommen hierbei vorzugsweisemonochromatische Indium-Gallium-Arsenid-Dioden (InGaAs), Germanium-Dioden (Ge), Si-Dioden (Si),oder zweifarbige Si/InGaAs-Sandwich-Dioden in Frage. Der Vorteil zweifarbiger Si/InGaAs-Dioden liegt darin, daß keine zu justierende Optik (z.B.Strahlenteiler) benötigt wird und ein Bi-Color-Nachweis geführt werden kann. Insbesondere können durchgeeignete Diodenwahl spezielle Pigmente angeregt und ausgewertet werden, die z.B. bei bestimmtenWertdokumenten wie Banknoten verwendet werden.
[0068] Falls polychromatisches Licht verwendet werden soll, ist es möglich verschiedenfarbiges Lichtvon verschiedenen Strahlenquellen durch einen Strahlenteiler zusammenzuführen und diesen polychromatischenAbtaststrahl nach der Abtastung des Dokuments durch einen entsprechenden Strahlenteiler wiederzu trennen und individuellen Detektoren zuzuführen. Ebenso ist es möglich eine einzige polychromatisch(multispektrale) Strahlenquelle einzusetzen.
[0069] Der erfindungsgemäße Barcodesensor kann auch in Handprüfgeräten eingesetzt und/oder mitRegistrierkassen verbunden sein, um z.B. in Abhängigkeit des Preises von gekauften Waren unddem Wert der mittels des Barcodesensors eingescannten Banknoten automatisch die Summe des Wechselgeldszu berechnen.
[0070] Es sei besonders betont, daß die Merkmale der abhängigen Ansprüche und der in der nachstehendenBeschreibung genannten Ausführungsbeispiele in Kombination oder auch unabhängig voneinanderund vom Gegenstand der Hauptansprüche, vorteilhaft verwendet werden können.

Ausführungsbeispiel


[0071] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung verschiedenererfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele und Ausführungsalternativen. Es wird auf die Figurenverwiesen, die zeigen:
[0072] Fig. 1a eine erste Ausführungsform zur Transmissions-Abtastung eines Dokuments mit einemBarcode in einer perspektivischen Ansicht;
[0073] Fig. 1b den Strahlengang der in Fig. 1A gezeigten Ausführungsform;
[0074] Fig. 2 eine Ausführungsalternative der in Fig. 1a gezeigten Ausführungsform zum Remissions-Abtasteneines Dokuments;
[0075] Fig. 3a eine zweite Ausführungsform zur Transmissions-Abtastung eines Dokuments mittelssegmentierter Spiegel;
[0076] Fig. 3b eine schematische Darstellung des Strahlengangs entlang der segmentierten Ein-und Ausfallspiegel der Ausführungsform der Fig. 3a;
[0077] Fig. 4 eine Ausführungsalternative der Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 mit einem Lichtleitermit Streukörperschicht;
[0078] Fig. 5 eine dritte Ausführungsform zur Abtastung eines Dokuments mittels eines rotierendenZylinders mit einem reflektierenden, erhabenen Gewinde;
[0079] Fig. 6 eine vierte Ausführungsform zur Abtastung eines Dokuments mit mittels einer Multiplex-Ansteuerung sequentiellangeordneten Strahlenquellen und einer Lichtleiteranordnung;
[0080] Fig. 7 eine Ausführungsalternative der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform mit einerLichtleiteranordnung mit internem Sägezahnprofil; und
[0081] Fig. 8 eine weitere Ausführungsalternative der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform miteiner schaltbaren Bestrahlungszeile und einer keilförmigen Lichtleiteranordnung.
[0082] Die Fig. 1a und 1b zeigen den Aufbau einer Abtastvorrichtung 100 zum Abtasten eines sichin der Dokumentebene mit einer bestimmten Vorschubrichtung (Pfeilrichtung) bewegenden Dokuments110 zur Abtastung eines auf dem Dokument 110 befindlichen Barcodes 120 mittels durch das Dokument110 transmittierter Strahlung.
[0083] In diesem ersten Ausführungsbeispiel sind die Balken des Barcodes 120 parallel zu derVorschubrichtung des Dokuments 110 angeordnet. Die Abtastvorrichtung 100 kann jedoch genausogut eingesetzt werden, um Barcodes 120 abzutasten und auszuwerten, deren Balken senkrecht zuder Vorschubrichtung des Dokuments 110 liegen. An der Vorrichtung 100 als solches ändert sichdurch diese alternative Orientierung eines Barcodes 120 nichts, allein eine nachgeschalteteAuswerteeinrichtung muß dann für die entsprechenden Auswertungsschritte eingerichtet sein. Ebensoist es denkbar, daß eine Abtastvorrichtung 100 zunächst die Orientierung des Barcodes 120 bestimmt,um dann über die Auswerteeinrichtung eine entsprechende Auswertung des abgetasteten Barcodes120 vorzunehmen.
[0084] Die Abtastvorrichtung 100 umfaßt zwischen ihrer Strahlenquelle 130 und dem Detektor 180eine Reflektoranordnung, die aus einem variablen Reflektionselement 140, einem Einfallspiegel150, einem Ausfallspiegel 160 und einer Sammellinse 170 besteht. Der Strahlengang des Abtaststrahlszwischen der Strahlenquelle 130 und dem Detektor 180 ist in Fig. 1b schematisch dargestellt.Grundsätzlich können je nach Bedarf weitere Umlenkspiegel im Strahlengang vorgesehen werden.
[0085] Bei der Strahlenquelle 130 handelt es sich um eine Leucht- oder Laserdiode, die einen monochromatischen Abtaststrahl emittiert. Um dieAbtastung mit mehrfarbigem oder polychromatischem Licht vornehmen zu können, können zwei Strahlenteiler190, 191 in den Strahlengang eingebracht werden. Der Strahlenteiler 190 befindet sich im Strahlengangzwischen der Strahlenquelle 130 und dem variablen Reflexionselement 140. Neben der Strahlenquelle130 projiziert eine zweite Strahlenquelle (nicht abgebildet) einen zweiten Abtaststrahl mitanderer Wellenlänge so auf den Strahlteiler 190, daß die beiden verschiedenfarbigen Abtaststrahlenvon dem Strahlenteiler 190 zusammengeführt und gemeinsam auf das variable Reflexionselement140 umgelenkt werden.
[0086] Da auch die Detektoren in der Regel nur für bestimmte Wellenlängen empfindlich sind,werden am Ende des Strahlengangs jeweils ein Detektor für jede der beiden Wellenlängen des Abtaststrahlsbereit gestellt. Neben dem Detektor 180 wird also ein zweiter Detektor (nicht abgebildet) benötigt,wobei die Wellenlängenanteile durch den Strahlenteiler 191 separiert und auf den entsprechenden Detektorumgelenkt werden.
[0087] Die Abtastvorrichtung 100 ist so aufgebaut, daß sie eine geringe Bautiefe besitzt undinsofern als kleines und handliches Scanngerät realisiert werden kann. Dazu sind die diversenoptischen Reflektions- und Umlenkelemente 140, 150, 160, 170 so eingerichtet, daß der Strahlengangim wesentlichen parallel zu der Dokumentebene verläuft. Aus diesem Grund besitzt das variableReflektionselement 140, das in Fig. 1a als Kippspiegel realisiert ist, eine Kippachse, die senkrechtzu der Dokumentebene verläuft. Bei einer Kippbewegung des Kippspiegels 140 wird der von derStrahlenquelle 130 emittierte Abtaststrahl parallel zu der Dokumentebene augelenkt und auf den Einfallspiegel150 projiziert, der senkrecht zu der Vorschubgeschwindigkeit die gleiche Abmessung besitzt,wie das abzutastende Dokument 110.
[0088] Der Einfallspiegel 150 lenkt den parallel zu der Dokumentebene einfallenden Abtaststrahlim wesentlichen senkrecht auf die Dokumentebene um, so daß der Abtaststrahl durch das abzutastendeDokument 110 hindurchstrahlt. Die transmittierte Strahlung trifft auf der anderen Seite derDokumentebene auf den Ausfallspiegel 160.
[0089] Bei einer entsprechenden Kippbewegung des Kippspiegels 140 kann der Abtaststrahl mittelsder Umlenkung durch den Einfallspiegel 150 auf jeden beliebigen Punkt einer Abtastlinie gelenktwerden, die senkrecht zu der Vorschubrichtung des Dokuments 110 liegt, so daß der Barcode 120unabhängig von seiner Position auf dem Dokument 110 abgetastet werden kann.
[0090] Die aus dem Dokument 110 austretende Strahlung des Abtaststrahls ist aufgrund von Ablenkungenund Brechungen an dem Material des Dokuments 110 diffus und fällt als solche auf den Ausfallspiegel160, der die diffuse Strahlung rechtwinklig parallel zu der Dokumentebene in Richtung des Detektors180 reflektiert.
[0091] Der Ausfallspiegel 160 ist ebenso wie der Einfallspiegel 150 in einer Abmessung vorgesehen,die der des Dokuments 110 senkrecht zu dessen Vorschubrichtung entspricht. Um sämtliche aufden Ausfallspiegel auftreffende Abtaststrahlen bei beliebigen Kippositionen des Kippspiegels140 auf einen ortsfesten Detektor 180 umlenken zu können, ist eine Sammellinse 170 vorgesehen,die die von dem Ausfallspiegel 160 umgelenkte diffuse Strahlung auf den Detektor 180 fokussiert.Vorzugsweise ist die Sammellinse 170 als astigmatische Linse ausgebildet, damit unabhängig vonder Kipposition des Kippspiegels 140 von jedem Punkt etwa die gleiche Strahlungsmenge erfaßtwird.
[0092] Die beiden Umlenkspiegel 150, 160 sind vorzugsweise so angeordnet, daß der Abtaststrahlsenkrecht in die Dokumentebene hinein projiziert wird bzw. von dieser aufgenommen wird. Ebensoist es jedoch möglich aufgrund baulicher Vorgaben einen schräge Ein- und Ausfallwinkel auf dasDokument zu wählen. In diesem Fall müssen die beiden Umlenkspiegel 150, 160 entsprechend versetzt angeordnetwerden, um das aus dem Dokument 110 austretende diffuse Strahlenbündel optimal erfassen zu können.
[0093] Vorzugsweise bilden der Einfallspiegel 150 und der Ausfallspiegel 160 jeweils mit derDokumentebene einen Winkel von maximal 45 Grad, wobei kleinere Winkel die Bautiefe der Abtastvorrichtung100 weiter reduzieren, ohne ihre Funktionalität einzuschränken. Vorteilhaft ist, wenn der Winkelso gewählt wird, daß der Detektor nur diffuses Licht erhält, und nicht im Glanzwinkel (Totalreflexion)des Abtaststrahls mißt.
[0094] Der in Fig. 1a dargestellte Kippspiegel 140 ist vorzugsweise auf beiden Seiten reflektierendbeschichtet, so daß er als Drehspiegel verwendet werden und beim Abtasten eine einzige kontinuierlicheRotationsbewegung durchführen kann. Anstelle des Kippspiegels 140 sind Polygonspiegel verwendbar.Der Kippspiegel 140 kann auch als oszillierender (Mikro-)Spiegel ausgeführt sein.
[0095] Wenn ein Dokument 110 durch die Abtastvorrichtung 100 in Vorschubrichtung befördert wird,wird es durch die Anordnung der optischen Elemente 140, 150, 160, 170 zeilenweise vertikal abgetastet.Bei einem Barcode 120, dessen Balken parallel zu der Vorschubrichtung des Dokuments 110 orientiertsind, können die Kippgeschwindigkeit des Kippelements 140 und die Vorschubgeschwindigkeit desDo-kuments 110 so aufeinander abgestimmt werden, daß sich der Abtaststrahl mindestens zweimal,d.h. entlang von zwei verschiedener Meßspuren, über die gesamte Ausdehnung des Barcodes 120bewegt.
[0096] Aufgrund der kontinuierlichen und stufenlosen Bewegung des Kippspiegels 140 kann diezur Abtastung des Barcodes 120 benötigte Ortsauflösung ohne weiteres sichergestellt werden.Allerdings muß auch der Detektor 180 und die ihm nach geschaltete Auswerteinrichtung eine entsprechendschnelle Rotation des Kippspiegels 140 und insofern eine hohe Abtastgeschwindigkeit unterstützen.So muß bei der Verwendung digitaler Komponenten die CCD-Kamera eine genügend hohe Bildfrequenzbzw. der Detektor, wie z.B. ein Detektor auf Basis von InGaAs, eine entsprechend hohe Grenzfrequenzbesitzen.
[0097] Falls die Balken des Barcodes 120 senkrecht zu der Vorschubrichtung orientiert sind,wird die Ortsauflösung in der Vorschubrichtung beim Abtasten des Barcodes 120 vorwiegend durchdie Vorschubgeschwindigkeit des Dokuments 110 bestimmt, so daß diese bei entsprechend dünnenBalken bzw. Balkenzwischenräumen (also bei hochfrequenten Strukturen) entsprechend gering seinoder die Auslenkung des Abtaststrahls durch den Kippspiegel 140 entsprechend schnell ablaufenmuß.
[0098] Bei einer Transmissionslösung wie der in Fig. 1a gezeigten, können nur solche Dokumenteabgetastet werden, die zumindest minimal lichtdurchlässig sind, so z.B. Fahrscheine, Wertpapiere,Banknoten und dergleichen, nicht jedoch Chipkarten.
[0099] Demgegenüber können auch Barcodes auf opaken Dokumenten oder größeren Gegenständen durch einenentsprechenden erfindungsgemäßen Remissionssensor abgetastet werden. Eine solche Remissionsvariantezu der in Fig. 1a dargestellten Ausführungsform ist schematisch in Fig. 2 gezeigt.
[0100] Auch bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsvariante ist eine Anordnung gewählt, dieeine möglichst geringe Bautiefe der Abtastvorrichtung 100 sicherstellt, indem der Strahlengangweitestgehend parallel zu der Dokumentebene verläuft.
[0101] Der Abtaststrahl trifft hier von der Strahlenquelle 130 auf ein variables Reflektionselement140, das in dieser Ausgestaltung als Polygonspiegel 141 realisiert ist. Der Polygonspiegel 141lenkt den Abtaststrahl parallel zur Dokumentebene auf den Einfallspiegel 151, der den Abtaststrahlauf das Dokument 110 reflektiert.
[0102] Der von der Strahlenquelle 130 emittierte Abtaststrahl wird von dem Polygonspiegel 141entsprechend der schematischen Darstellung in Fig. 2 senkrecht zur Zeichnungsebene und insofernparallel und quer zum Dokument umgelenkt. Dadurch wird ein in Vorschubrichtung (Pfeilrichtung)laufendes Dokument 110 zeilenweise über seine gesamte Breite abgetastet. In dieser Ausführungsvariantesind die Balken des Barcodes 120 senkrecht zu der Vorschubrichtung und damit parallel zu derAuslenkung des Abtaststrahls in der Dokumentebene angeordnet.
[0103] Von dem Dokument wird der Abtaststrahl diffus reflektiert, trifft dann auf den Ausfallspiegel161, der die diffuse Strahlung im wesentlichen rechtwinkelig auf die Sammellinse 170 umlenkt, diees ihrerseits auf den Detektor 180 fokussiert.
[0104] Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante ist der Einfallspiegel 151 in einer Aussparungdes Ausfallspiegels 161 angeordnet. Beide Spiegel 151, 161 sind ausreichend groß, um sich überdie gesamte Breite des Dokuments 110 zu erstrecken, damit ein Barcode 120 an jeder beliebigenStelle des Dokuments 110 abgetastet werden kann. Durch die Aussparung im Ausfallspiegel 161geht zwar ein gewisser Anteil der reflektierten, diffusen Strahlung verloren, jedoch ist derverbleibende Teil, der tatsächlich auf den Ausfallspiegel 161 auftrifft, in der Regel ausreichend,um eine zuverlässige Detektion und Erkennung des Barcodes zu ermöglichen.
[0105] Abweichend von der in Fig. 2 dargestellten Anordnung ist es auch möglich, das variableReflektionselement 141 direkt an die Stelle des Einfallspiegels 151 in die Aussparung des Ausfallspiegels161 einzubringen und auf den Einfallspiegel 151 zu verzichten. Ebenso ist es möglich, das variableReflektionselement 141 bzw. den Einfallspiegel 151 nicht in einer Aussparung des Ausfallspiegels161 anzuordnen, sondern räumlich getrennt von diesem. Prinzipiell sind in dieser Weise vieleverschiedene Anordnungen der diversen optischen Umlenkelemente denkbar, ohne daß das erfinderischePrinzip dadurch verlassen würde.
[0106] Fig. 3a zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die eine transmittierende Abtastungeines Dokuments 110 mit einem im Verhältnis zur Vorschubrichtung (Pfeilrichtung) senkrecht angeordnetenBarcode 120.
[0107] Ebenso wie in den vorbeschriebenen Ausführungsformen besteht die Reflektoranordnung inFig. 3a wieder aus einer Strahlenquelle 130, einem variablen Reflektionselement 140, einem Einfallspiegel152, einem Ausfallspiegel 162, und einem Detektor 180, wobei der Ein- und Ausfallspiegel 152,162 hier jeweils als segmentierte Spiegel ausgebildet sind.
[0108] Die Segmente 153 des Einfallspiegels 152 sind so angeordnet, daß sie jeweils den vondem va-riablen Reflektionselement 140 kommenden Abtaststrahl im wesentlichen senkrecht in die Dokumentebeneumlenken. Dabei bestrahlt jedes Spiegelsegment 152 einen ihm zugeordneten parallel zur Vorschubrichtunggelegenen Abschnitt der Dokumentebene, so daß bei dieser Ausführungsform die Abtastung nichtkontinuierlich sondern diskret ist, da jedes Spiegelsegment 153 eine separate Abtastspur durchden Barcode 120 definiert. Aus diesem Grund können mit dieser Vorrichtung 100 nur Barcodes 120abgetastet werden, deren Balken im wesentlichen senkrecht zur Vorschubrichtung orientiert sind,da nur für solche Barcodes 120 die für die Abtastung benötigte Ortsauflösung sichergestellt werdenkann. Prinzipiell wird ein solcher Barcode 120 dann mit genau so vielen parallelen Meßspurenabgetastet, wie Spiegelsegmente 153 entlang der Breite des Barcodes 121 positioniert sind.
[0109] Die einzelnen Spiegelsegmente 152 werden durch die kontinuierliche Auslenkung des Abtaststrahlsdurch das variable Reflektionselement 140 sequentiell bestrahlt. In Abstimmung mit der Vorschubgeschwindigkeitdes Dokuments 110 erfolgt also die Geschwindigkeit der Auslenkung des Abtaststrahls durch dasvariable Reflexionselement 140 mit einer zur Sicherstellung der benötigten Ortsauflösung ausreichendenGeschwindigkeit zeilenweise.
[0110] Die Strahlung eines von dem Einfallspiegel 152 senkrecht in die Dokumentebene projiziertenAbtaststrahls tritt diffus auf der anderen Seite der Dokumentebene aus dem Dokument 110 aus undtrifft auf ein Spiegelsegment 163 des segmentierten Ausfallspiegels 162. Dieser fokussiert dieStrahlung schließlich auf den Detektor 180, der die optische Information in ein elektrisches Signalumwandelt und einer nachgeschalteten Auswerteinrichtung (nicht abgebildet) zuführt.
[0111] Vorzugsweise werden auf der Ausfallseite der Dokumentebene eine Anzahl von Sammellinsen(nicht abgebildet) so angeordnet, daß je eine Sammellinse für jedes Spiegelsegment 163 des Ausfallspiegels162 vorgesehen ist. Eine solche Sammellinse nimmt idealerweise das von dem ihm zugeordnetenSpiegelsegment 153 in die Dokumentebene projizierte Strahlenbündel auf und projiziert es gebündeltauf das entsprechende Spiegelsegment 163 des Ausfallspiegels 162.
[0112] Auch bei dieser zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform ergeben sich vielfältige Möglichkeiten, dieUmlenkspiegel 152, 162 zu positionieren. In einer besonders bevorzugten Variante ist der Ausfallspiegel162 sphärisch um die Abtastlinie der Dokumentebene herum angeordnet, um einen maximalen Anteil derdiffusen Abtaststrahlung nach dem Durchtritt durch das Dokument 110 aufnehmen zu können.
[0113] Fig. 3b zeigt schematisch eine Übersicht des Strahlengangs von der Strahlenquelle 130über die Spiegelsegmente 153 des Einfallspiegels 152, das Dokument 110 und die Spiegelsegmente163 des Ausfallspiegels 162 zum Detektor 180, sowie die kompakte Größe der segmentierten Spiegel152, 162. Dargestellt sind jeweils nur die Mittelstrahlen.
[0114] Man sieht, daß jedes Spiegelsegment 153 einen bestimmten Abschnitt auf dem Dokument 110als begrenztes Intervall um den entsprechenden Mittelstrahl herum bestrahlt. Die diskrete Abtastungdes Dokuments 110 ergibt sich nun daraus, daß der Abtaststrahl beim auslenken durch das variableReflektionselement 140 von einem zum nächsten Spiegelsegment 153 sequentiell weiter wandertund jedes Spiegelsegment 153 einen klar umrissenen Abschnitt des Dokuments 110 beleuchtet, derverschieden ist von den Abschnitten der anderen Spiegelsegmente 153.
[0115] Neben den in den Fig. 3a und 3b gezeigten Anordnungen der Ein- und Ausfallspiegel 152,162, die eine Transmissionsabtastung vorsehen, ist eine Remissionsabtastung dadurch möglich,daß der segmentierte Ausfallspiegel 162 auf der gleichen Seite der Dokumentebene angeordnetwird wie der segmentierte Einfallspiegel 152, wobei der Einfallspiegel 152 ähnlich der Fig. 2ain einer Aussparung des Ausfallspiegels 162 positioniert wird. Alternativ kann auch nur einmittlerer Bereich des Spiegels als Einfallsspiegel genutzt werden und um diesen mittleren Bereichliegende andere Bereiche des Spiegels zur Umlenkung der vom beleuchteten Dokument ausgehendenStrahlung auf den Detektor ausgestaltet sein.
[0116] Andererseits ist es auch möglich, den Ausfallspiegel 162 in den Einfallspiegel 152 direkt zuintegrieren, indem diejenigen Spiegelsegmente des Einfallsspiegels 152, die zwischen zwei alsEinfallspiegel wirkenden Spiegelsegmenten 153 positioniert sind, als Ausfallspiegelsegmenteausgebildet werden. Diese projizieren dann die von dem Dokument 110 reflektierten Abtaststrahlen idealerweisegleichgerichtet mit dem Einfallstrahls auf einen Detektor 180.
[0117] Fig. 4 illustriert eine Ausführungsalternative der ersten beiden Ausführungsformen, dieauf separate Ausfallspiegelanordnungen verzichtet und statt dessen ein Lichtsammelelement wiez.B. einen Lichtleiter 165 vorsieht.
[0118] Obwohl Fig. 4 die Transmissionsabtastung zeigt, ist der Lichtleiter 165 in leicht abgewandelterForm auch zur Remissionsabtastung einsetzbar.
[0119] Im abgebildeten Transmissionsfall ist der Lichtleiter 165 flächig ausgebildet und imwesentli-chen parallel zum Dokument 110 auf der der Strahlungsquelle 130 gegenüberliegenden Seite derDokumentebene angeordnet. Die dem Dokument zugewandte Grenzschicht des Lichtleiters 165 ist fürvom Dokument 110 kommende, im wesentlichen senkrecht auf sie auftreffende Abtaststrahlen transparent,so daß diese in den Lichtleiter 165 eingekoppelt werden. Die unmittelbar eingekoppelten Abtaststrahlenverlaufen durch dem Lichtleiter 165 und treffen auf eine Streukörperschicht 166 (schraffiert dargestellt)auf der vom Dokument 110 abgewandten Grenzschicht des Lichtleiters 165, von der sie gestreutreflektiert werden und so aus ihrer weitestgehend senkrechten Richtung ausgelenkt werden. Dieausgelenkten Strahlen verbleiben dann überwiegend im Lichtleiter 165 und werden von diesem zumDetektor 180 weitergeleitet, da ihre Auftreffwinkel auf die internen Grenzflächen des Lichtleiters156 nunmehr überwiegend so gering sind, daß die Strahlen wieder nach innen reflektiert werden.Hierbei ist es vorteilhaft, die nicht dem Detektor 180 zugewandten Seitengrenzflächen (grau hinterlegt)zur Unterstützung der Weiterleitung der eingekoppelten Strahlen zu verspiegeln.
[0120] Auf diese Weise kann über die gesamte Fläche des Dokuments 110 nahezu unabhängig vonder Strahlungsintensität zumindest ein Teil der vom Dokument 110 transmittierten Strahlung aufgenommenund nachgewiesen werden.
[0121] Bei einer entsprechenden Remissionslösung kann der beschichtete Lichtleiter 165 zwischendem Dokument 110 und einem etwaigen Einfallspiegel, einem Reflektorelement oder der Strahlungsquelle130 mit der streukörperbeschichteten Grenzfläche 166 dem Einfallspiegel/Reflektorelement bzw.der Strahlungsquelle 130 zugewandt angeordnet werden. In diesen Fall ist in der Streukörperschicht166 ein Schlitz angebracht, durch den hindurch die Abtaststrahlung von der Strahlungsquelle130 zum Dokument 110 verlaufen kann, von wo sie zurück zum Lichtleiter 165 reflektiert und vonder Streukörperschicht 166 reflektiert zum Detektor 180 weitergeleitet wird.
[0122] Der Lichtleiter 165 besteht vorzugsweise aus einem Polymer, während die Streukörperschicht166 vorzugsweise durch einen lichtstreuenden Farbauftrag auf der entsprechende Seite des Polymersrealisiert wird.
[0123] Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die als Reflektoranordnungeinen rotierenden Zylinder 142 umfaßt, der auf seiner Oberfläche mit einem erhabenen Gewinde143 ausgestattet ist, das auf ihn auftreffende Abtaststrahlen auf die Dokumentebene reflektiert.
[0124] Obwohl die Fig. 5 nur die zylinderförmige Reflektoranordnung 142, 143 und die sich darausergebenden umgelenkten Abtaststrahlen 131, 133 zeigt, ist es selbstverständlich daß diese mitsämtlichen zusätzlichen optischen Elementen der vorbeschriebenen Ausführungsformen ausgestattetwerden kann, um weiterführende Effekte wie z. B. eine reduzierte Einbautiefe oder einen bestimmten Strahlenverlaufbereitzustellen. Insbesondere ist es auch hier möglich einen Einfallspiegel vorzusehen, derdie emittierte Strahlung einer Strahlenquelle auf das reflektierende Gewinde 143 umlenkt oderder parallel zur Rotationsachse des Zylinders 142 entlang seiner gesamten Länge angeordnet ist,um den Abtaststrahl auf ein abzutastendes Dokument 110 umzulenken. Darüber hinaus können hierauch Ausfallspiegel, Sammellinse und Strahlenteiler entsprechend der vorbeschriebenen Ausführungsformen zumEinsatz kommen.
[0125] In jedem Falle trifft der Abtaststrahl 131 axial entlang der Oberfläche des rotierendenZylinders 142 auf einen bestimmten Punkt des schraubenförmigen Gewindes 143 auf, an dem derAbtaststrahl 131 vorzugsweise rechtwinkelig auf die Dokumentebene ausgelenkt wird. Bei einerRotation des Zylinders 142 wandert dieser Reflektionspunkt das Gewinde 143 entlang und verlagertsich somit in axialer Richtung quer zu der Vorschubrichtung des Dokuments 110. Wenn sich derZylinder 142 einmal um seine Rotationsachse vollständig gedreht hat, springt der Reflektionspunktwieder an den Anfang des Gewindes zurück und es wird auf dem Dokument 120 eine weitere Zeileabgetastet.
[0126] Ausgehend von dieser Grundanordnung sind viele verschiedene Varianten des Zylinders 142und der auf ihm angebrachten Gewinde 143 möglich. So ist es beispielsweise möglich, durch entsprechendeAnordnung einer Strahlenquelle einen Abtaststrahl 131 tangential in die Dokumentebene umzulenken,oder einen anderen Abtaststrahl 132, der von der gegenüberliegende Seite des Zylinders 142 eingestrahltwird, radial auzulenken.
[0127] Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von zwei Gewinden, die jeweils separate Bereicheder Oberfläche des Zylinders 142 bedecken und durch an entgegengesetzten Enden des Zylinders142 positionierten, ihnen zugeordneten Strahlenquellen axial beleuchtet werden. Auf diese Weisekann ein Dokument 110 senkrecht zu seiner Vorschubrichtung in der doppelten Geschwindigkeitabgetastet werden, da jeder der beiden auf die Dokumentebene auftreffenden Abtaststrahlen eineneigenen Abschnitt einer Meßlinie parallel abtastet. Die doppelte Abtastgeschwindigkeit ergibtsich insbesondere dann, wenn parallel auf dem Zylinder 142 zwei Gewindegänge laufen, die jeweilsnur 180° des Zylinders abdecken. Eine Aufteilung auf zwei Teillinien mit zwei Strahlquellen undzwei Detektoren ermöglicht auch eine Verringerung der nötigen Grenzfrequenzen.[0128] Als Detektoren kommt prinzipiell jeder Typ in Frage, der für das jeweils verwendete dasEmissionsspektrum empfindlich ist. Bevorzugt werden jedoch bei allen Ausführungsformen der vorliegendeErfindung Silizium-, Germanium- oder InGaAs-Detektoren eingesetzt.
[0129] In den Fig. 6, 7 und 8 ist schließlich eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindungin drei Varianten illustriert, die ähnlich der zweiten Ausführungsform (Fig. 2a, 2b) zunächst nursolche Barcodes 220 abtasten kann, deren Balken im wesentlichen senkrecht zur Vorschubrichtungdes Dokuments 210 orientiert sind, da eine Bestrahlungsanordnung 230 auf dem abzutastenden Dokument210 eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden diskreten Stellen bestrahlt und insofern unveränderlichediskrete Abtastspuren parallel zur Vorschubrichtung definiert.
[0130] Bei den in den Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsvarianten besteht die Bestrahlungsanordnung230 aus einer Vielzahl von Strahlenquellen 231, die senkrecht zur Vorschubrichtung des Dokuments210 voneinander beabstandet angeordnet sind und sequentiell von der Multiplex-Einrichtung 235aktiviert werden. Die Aktivierung der Strahlenquellen 231 läuft also entlang der gesamten Breitedes Dokuments 210 in einer Endlosschleife und beginnt dann wieder von vorne. Der Abstand der Strahlenquellenist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise ca. 1 cm.
[0131] Eine andere Variante zeigt Fig. 8, wo die Bestrahlungseinrichtung 230 aus einer schaltbarenBestrahlungszeile 232 und nur einer einzigen Strahlungsquelle 231 besteht, die Abtaststrahlungin die Bestrahlungszeile 232 einkoppelt.
[0132] Die Bestrahlungszeile 232 ist vorzugsweise als Lichtleiter ausgebildet bei dem die derDokumentebene zugewandte Seite mit schaltbaren optischen Elementen 233, vorzugsweise Flüssigkristall-Mikrodisplays, ausgestattetist, die jeweils einer diskreten Stelle des Dokuments 210 zugeordnete sind und die zwei Schaltzustände besitzen:einen offenen bzw. lichtdurchlässigen Zustand (in Fig. 8 schraffiert dargestellt) und einengeschlossen bzw. lichtundurchlässigen Zustand. Die restlichen Seiten der Bestrahlungszeile 232sind vorzugsweise verspiegelt.
[0133] Im offenen Zustand besitzen die Schaltelemente 233 eine hohe Transmission, so daß ein Licht-oder Laserstrahl an dieser Stelle aus der Bestrahlungszeile 232 in Richtung der Dokumentebeneaustreten kann, während die Schaltelemente 233 in geschlossenem Zustand eine hohe Reflexivitätbesitzen und einen auftreffenden Strahl ins Innere der Beleuchtungszeile 232 zurückreflektieren. Zursequentiellen Abtastung der durch die Schaltelemente 233 definierten Meßspuren werden derenZustände von einer Steuer- oder Multiplexeinrichtung 235 so angesteuert, daß jeweils nur einSchaltelement 233 im offenen Zustand ist und die Schaltelement 233 sequentiell nacheinanderin einer Endlosschleife geöffnet und geschlossen werden.
[0134] Beide vorgenannten Varianten der Bestrahlungsanordnungen sind prinzipiell gleichwirkendund erlauben das sequentielle Abtasten diskreter Stellen des Dokuments 210 entlang beabstandeterMeßspuren senkrecht zum Barcode 220.
[0135] Die von jeder der Strahlenquellen 231 bzw. der Beleuchtungszeile 232 emittierte elektromagnetischeAbtaststrahlung wird von einer Lichtleiteranordnung 250 aufgenommen und dem Detektor 280 zugeführt,der vorzugsweise ein InGaAs-Detektor ist. Die Fig. 6, 7 und 8 zeigen Varianten dieser Lichtleiteranordnung230 in Form eines Lichtleiters 252 mit Vorsatzoptiken 251 (Fig. 6), einem Lichtleiter 253 mitinternem reflektierendem Sägezahnprofil 255 (Fig. 7) und einem keilförmig zulaufenden Lichtleiter254 (Fig. 8).
[0136] In Fig. 6 nimmt ein Lichtleiter 252 die von dem sich in Vorschubrichtung fortbewegendenDokument 210 reflektierten bzw. durch es transmittierten Abtaststrahlen mittels Vorsatzoptiken251 auf, die jeweils einer der Strahlenquellen 231 zugeordnet sind, und leitet die aufgenommeneStrahlung weiter an den gemeinsamen Detektor 280. Die Lichtleiteranordnung 250 der Fig. 6 kann, wiedargestellt, aus einem einzigen Lichtleiter 252 bestehen, der über Verzweigungen mit jeder derVorsatzoptiken 251 verbunden ist, oder aus je einem Lichtleiter mit Vorsatzoptik 251 für jedeStrahlenquelle 231. Es ist allerdings auch eine Anordnung wie in Fig. 1a mit Spiegel und Linseeinsetzbar.
[0137] Die Fig. 7 und 8 zeigen einen Lichtleiter 253, 254 als Lichtleiteranordnung 250, derim wesentlichen senkrecht auf eine Einfallseite auftreffende Strahlung einkoppelt, während nichtsenkrecht (bzw. in einem bezüglich der Flächennormalen eher stumpfen Winkel) auf eine Grenzflächedes Lichtleiters 253, 254 auftreffende Strahlung reflektiert wird. Es handelt sich bei dem Lichtleiter alsovorteilhaft um ein Material mit hohen Brechungsindex gegenüber der umgebenden Atmosphäre. Durcheine entsprechende Wahl des Materials kann der Grenzwinkel zwischen Reflektion und Transmissiongenau determiniert werden. Die Einfallseite kann zusätzlich mit einem Interferenzfilter ausgestattetsein, der einen bestimmten Wellenlängenbereich, z.B. 1500 nm, passieren läßt und andere blockiert.
[0138] Um einen eingekoppelten Strahl im Lichtleiter weiterzuleiten muß dieser intern also soreflektiert werden, daß er nicht senkrecht auf die Grenzflächen auftrifft. Dies wird in Fig. 7 und 8 unterschiedlich realisiert: Der Lichtleiter 253 der Fig. 7 umfaßt auf der der Einfallseite gegenüberliegende Seite ein insInnere des Lichtleiters 253 gerichtetes reflektierendes Sägezahnprofil 255, auf das die in denLichtleiter 253 eintretende Strahlung zwangsläufig auftrifft. Die Strahlung wird von dem Sägezahnprofil255 in Richtung des Detektors 280 so reflektiert, daß sie anschließend so auf die sonstigenGrenzflächen des Lichtleiters 253 auftrifft, daß die Abtaststrahlung weitestgehend reflektiertwird.
[0139] Der Lichtleiter 254 der Fig. 8 besitzt eine keilförmige bzw. konische Form, wodurch Abtaststrahlung,die in den Lichtleiter 254 eintritt, in einem geeignet stumpfen Winkel auf die Grenzflächendes Lichtleiters 254 auftreffen, so daß der Abtaststrahl im Lichtleiter verbleibt. Damit dieeingekoppelten Strahlen zum Detektor 280 weitergeleitet werden ist der keilförmige Lichtleiter254 mit seinem weiten Ende in Richtung des Detektors 280 orientiert.
[0140] Als weitere Variante eines Lichtleiters zur Weiterleitung der vom Dokument 210 reflektiertenoder transmittierten Strahlung kann auch der in Fig. 4 dargestellte und oben im Zusammenhangmit der zweiten Ausführungsform diskutierte streukörperbeschichtete Lichtleiter - sowohl inseiner Transmissions- als auch in der Remissionsvariante - verwendet werden. Die Streukörperschicht wirktdabei in der gleichen Weise wie das reflektierende Sägezahnprofil 255 des in Fig. 7 gezeigtenLichtleiters 253 oder die Keilform des Lichtleiters 254 in Fig. 8.
[0141] Bei jeder der Ausführungsvarianten der Fig. 6, 7 und 8 empfängt der Detektor 280 beieinem Abtastvorgang Antwortsignale, die jeweils gemäß der Vorschubrichtung des Dokuments 210zeilenweise Abtaststellen des Dokuments 210 repräsentieren. Jede dieser Zeilen nimmt also einediskrete Abtastung entlang einer Linie vor, die parallel zu den abzutastenden Balken des Barcodes220 liegt. Durch den Vorschub des Dokuments 210 ergibt sich dann beim Abtasten für jede Abtaststelleeine eigene Meßspur. Da die Meßspuren jedoch aufgrund der sequentiellen Ansteuerung der Bestrahlungsanordnung230 punktweise ineinander verschachtelt abgetastet werden, ist eine dem Detektor nachgeschalteteDemultiplex-Einrichtung 290 vorgesehen, die die zeilenweise ermittelten Abtaststellen entsprechendder einzelnen Meßspuren auflöst, sortiert und zusammenhängend der Auswerteinrichtung zuführt.
[0142] Da bei der in den Fig. 6, 7 und 8 dargestellten vierten Ausführungsform die Lichtleiteranordnung250 prinzipiell dieselben Aufgaben erfüllt, wie die diversen Reflektoranordnungen in den vorgenanntendrei Ausführungsformen (Fig. 1 bis 5), können dementsprechend anstelle des bevorzugten Lichtleitersystems250 auch gleichwirkende Spiegel- oder Linsenanordnungen, z. B. ein segmentierter Spiegel, verwendetwerden. Ebenso können die in den Fig. 6, 7 und 8 illustrierten Lichtleiteranordnungen auch inden vorbeschriebenen drei Ausführungsformen entsprechend eingesetzt werden.
[0143] Ebenso wie die vorbeschriebenen Ausführungsformen kann auch diese vierten Ausführungsform ineiner Transmissionsvariante und einer Remissionsvariante ausgebildet sein. Bei der Transmissionsvarianteliegen die Beleuchtungsanordnung 230 und die Lichtleiteranordnung 250 auf verschiedenen Seitender Dokumentebene, während bei der Remissionsanordnung beide Anordnungen auf der gleichen Seite derDokumentebene angeordnet sind.
[0144] Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsvariante ist esmöglich, die Vielzahl von Strahlenquellen 231 durch eine einzige Strahlenquelle zu ersetzen,mit deren elektromagnetischer Strahlung das gesamte Dokument quer zur Vorschubrichtung überStreu- und Umlenkelemente homogen bestrahlt wird.
[0145] Bei dieser vierten Ausführungsform der Erfindung werden prinzipiell sämtliche Strahlenquellen231 bzw. optischen Schaltelemente 233 von dem Multiplexer 235 sequentiell aktiviert bzw. freigeschaltet,unabhängig davon, ob sie in Abhängigkeit von der Lage des Barcodes 220 auf dem Dokument 210diesen tatsächlich bestrahlen. In der Fig. 6 sind jedoch wegen der Lage und Breite des Barcodes220 lediglich drei der insgesamt sechzehn Strahlenquellen 231 der Bestrahlungsanordnung 230so angeordnet, daß die von ihnen emittierten Abtaststrahlen jeweils von einer Stelle des Dokuments210 reflektiert werden, die zu dem Barcode 220 gehört.
[0146] Deshalb können bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vierten AusführungsformDokumente 210 abgetastet werden, die die Lage des Barcodes 220 auf dem Dokument 210 durch Spurbalken225 an den Rändern des Dokuments 210 ankündigen. Sobald ein solcher Spurbalken 225 von der Abtastvorrichtung200 abgetastet und von ihrer Auswerteinrichtung als solcher erkannt wird, werden nachfolgend nurnoch diejenigen Lichtquellen 231 bzw. Schaltelemente 233 aktiviert bzw. freigeschaltet, diebeim weiteren Vorschub des Dokuments 210 so positioniert sind, daß sie den Barcode 220 tatsächlich ausleuchten.Auf diese Weise kann bei gleicher Aktivierungs- bzw. Schaltgeschwindigkeit der einzelnen Strahlenquellen231 bzw. Schaltelemente 233 der Barcode 220 aufgrund der häufigeren Aktivierung bzw. Freischaltungder ausgewählten Strahlenquellen 231 bzw. Schaltelemente 233 entweder mit einer entsprechendhöheren Ortsauflösung oder bei gleicher Ortsauflösung mit erhöhter Vorschubgeschwindigkeit abgetastetwerden.[0147] Als Detektortyp kommt für alle vorgenannten Ausführungsformen und -alternativen prinzipielljeder Typ in Frage, der für das jeweils verwendete das Emissionsspektrum empfindlich ist. Bevorzugtwerden jedoch bei allen Ausführungsformen der vorliegende Erfindung InGaAs-Detektoren verwendet.Daneben können viele anderer Detektoren eingesetzt werden, so z.B. auch Germanium-Detektoren oderSilizium-Detektoren. Ebenso kann es bei bestimmten Anwendungen der Erfindung sinnvoll sein,hybride Si/InGaAs-Sandwich-Detektoren einzusetzen, bei denen die beiden Sandwich-Detektoreneinzusetzen, bei denen die beiden Komponenten jeweils in einem anderen Spektralbereich empfindlichsind und sich so zwei Lichtfarben gleichzeitig detektieren lassen. Derartige zweifarbige Detektorenkönnen dann gegebenenfalls mit einer zweifarbigen (bzw. multispektralen) Strahlungsquelle kombiniert werden.
[0148] Insbesondere wenn ausreichend Licht bzw. Strahlung zu Verfügung steht, können alternativ zuden Sandwich-Dioden auch segmentierte oder geteilte Photodioden verwendet werden, z.B. mit entsprechendeFiltern bedampfte InGaAs-Dioden.
[0149] Für alle vorgenannten Ausführungsformen können als Strahlenquellen spezielle Leucht-oder Laserdioden verwendet werden, die monochromatisches Licht, d. h. Licht eines schmalen Frequenzbandes deselektromagnetischen Spektrums, oder multispektrales bzw. mehrfarbiges Licht emittieren. Vorzugsweisewerden jedoch zumindest auch Leuchtdioden eingesetzt, die Wellenlängen aus dem nahen Infrarot-Bereichoder dem fernen Infrarot-Bereich emittieren. Ebenso ist es bei der Verwendung entsprechenderDetektoren und Strahlungsquellen möglich, gleichzeitige Messungen im sichtbaren und nahen IR-Bereichoder eine gleichzeitige oder ausschließliche Abtastung lumineszierender oder fluoreszierenderStrukturen vorzunehmen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, gleichzeitig zwei oder mehrereBarcodes zu detektieren, z.B. einen roten und einen IR-absorbierenden Barcode.
[0150] Der Vorschub eines Dokuments durch die Abtastvorrichtung wird in der Regel automatischdurch eine entsprechende Vorschubeinrichtung sichergestellt. Es ist jedoch zur weiteren Reduktionvon Kosten und Bautiefe möglich, ein manuelles Durchschieben oder Durchziehen des Dokumentsdurch den jeweiligen Benutzer der Abtastvorrichtung vorzusehen.
[0151] Prinzipiell sich die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung geeignet, auf die Erkennungbeliebiger eindimensionaler Barcode-Typen angepaßt zu werden , z.B. EAN, UPC, 2/5-Codes, Code39, Codabar, Code 93, Code 128, PDF 417, etc. Ebenso ist die Drucktechnik, mit der ein Barcodeauf das Dokument aufgebracht wird, für die Erkennung des Barcodes unerheblich. Es können z.B.Standarddruckverfahren, wie Hoch- und Tiefdruck, Offsetdruck, Siebdruck, Thermo-, Laser-, Tintenstrahl-und Nadeldruck verwendet werden.
[0152] Erfindungsgemäß werden somit u.a. Abtastvorrichtungen (100; 200) zur Abtastung von aufDokumenten (110; 210) angebrachten Barcodes (120; 220) vorgeschlagen, die jeweils eine Reflektoranordnungbesitzen (140, 150, 160, 170; 141, 151, 161; 152, 162; 165; 142, 143), die entweder ein variablesReflektionselement (140; 141; 142, 143) oder ein Lichtleitersystem (250, 251, 252; 253, 255;254) umfassen, das dazu dient, den Strahlengang der von einer Strahlenquelle (130) bzw. einerBeleuchtungseinrichtung (230, 231; 232, 233) emittierten elektromagnetischen Strahlung in derDokumentebene entlang einer zu der Vorschubrichtung des Dokuments (110; 210) im wesentlichensenkrechten Linie auszulenken bzw. aufzunehmen und zu einem Detektor (280) weiterzuleiten. InKombination mit der Vorschubbewegung ergeben sich dann durch die zeilenweise Abtastung des Dokuments(110; 210) entlang der verschiedenen Meßspuren aufgrund des wiederholten Auslenkens des Strahlengangsmittels des variablen Reflektionselements (140; 141; 142, 143) bzw. des wiederholten sequentiellenWeiterleitens des Abtaststrahls durch die Lichtleiteranordnung (250, 251, 252; 253, 255; 254) preisgünstige undkompakte Abtastvorrichtungen (100; 200), da auf die redundante Strahlenquellen (130; 230) undDetektoren (180; 280) verzichtet werden kann.