NL8800022A - Identificatielabel geschikt voor optische uitlezing. - Google Patents

Description

V

-1-

Nedap N.V.

Groenlo

Identificatielabel geschikt voor optische ultlezing.

De uitvinding heeft betrekking op een identificatielabel, dat geschikt is om langs optische weg een code over te dragen, alsmede de inrichting, waarmee dit kan geschieden.

Bekend zijn de zogenaamde streepjescodes, waarmee 5 artikelen, prijzen en dergelijke kunnen worden aangeduid.

Deze codes hebben het bezwaar, dat de uitlezing in een vooraf bepaalde richting ten opzichte van de code dient te geschieden en tevens, dat lokale vervuiling de code kan vervormen of onleesbaar kan maken. Een verder bezwaar is, 10 dat deze codes met behulp van eenvoudige middelen zijn te ontcijferen en te copiëren.

De uitvinding beoogt deze bezwaren op te heffen en een systeem te bieden, waarmee codedragers op willekeurige posities, hetzij direct hetzij indirect, in een bepaalde 15 ruimte kunnen worden herkend.

Deze codedragers kunnen toepassing vinden bij het identificeren van goederen, personen of dieren.

Voor deze applicaties wordt thans veelal gebruik gemaakt van electronische labels, waarin informatie is opgeslagen, die 20 langs electromagnetische weg kan worden uitgelezen, bijvoorbeeld volgens het principe, zoals omschreven in het Nederlands octrooi 176404 van aanvraagster.

Het bezwaar van de electronische labels is, dat deze in verhouding tot de labels met streepjescodes duur zijn.

25 De optische labels volgens de uitvinding bieden een hoge mate van codeintegriteit gekoppeld aan een grote haalbare uitleesafstand.

Aan de hand van enkele figuren zal het werkingsprincipe van de labels alsmede de werking van de uitleesinrichting worden 30 verduidelijkt.

Het principe van de uitvinding berust op het selectief absorberen van licht in het infrarode spectrum, door middel van polymeren. Deze absorptie zou tot stand kunnen worden gebracht, door met een infrarode lichtbron labels aan te 35 stralen, die voorzien zijn van een dunne film van polymeer materiaal met daarachter een reflector. Indien het licht de dunne film van polymeer materiaal passeert en na reflectie nogmaals dit materiaal passeert, wordt afhankelijk van het gekozen materiaal licht geabsorbeerd in bepaalde 40 golflengtebanden van het infrarode spectrum.

.8800022 * * -2-

Afhankelijk van en bepaald door de absorptie in het polymeer materiaal bevat elk label een specifieke code, die kan worden bepaald door de golflengte van het geabsorbeerde licht, door de mate van absorptie of door een combinatie van 5 deze twee.

Het bezwaar van bovenomschreven methode is, dat bij het uitlezen van dergelijke labels in de ontvanger niet alleen licht wordt opgevangen, dat afkomstig is van reflecties door de labels, doch ook licht dat hetzij rechtstreeks, hetzij 10 via reflecties afkomstig is van de lichtbron en dus geen informatie bevat. Indien de labels tamelijk klein zijn, zal het niet meer mogelijk zijn de informatie afkomstig van deze labels te filteren uit het relatief sterke signaal, dat direct of indirect afkomstig is van de lichtbron.

15 Teneinde hiervoor een oplossing te bieden wordt bij de codedragers volgens de uitvinding het infrarode licht gegenereerd op de label zelf en wel door luminescerende materialen zoals bijvoorbeeld de zeldzame aarden neodymium of praseodymium. De luminescentie in deze 20 materialen, in het infrarode spectrum, wordt opgewekt door ze aan te stralen met licht uit het zichtbare of uit het ultraviolette spectrum.

Op deze wijze wordt bereikt, dat de ontvanger alleen licht ontvangt van het te beschouwen spectrum afkomstig van het 25 luminescerende materiaal op een gecodeerd label, hetgeen via absorptie in één of meerdere polymeren voorzien is van een specifieke code.

De opbouw van een label ziet er dan uit zoals geschetst in figuur 1.

30 Drager (1) is voorzien van drie lagen, die achtereenvolgens bestaan uit een reflector of retroreflector (2), een laag luminescerend materiaal (3) en een laag bestaande uit polymeer materiaal of materialen (4).

Omdat het licht afkomstig van een label van sterkte zal 35 variëren, afhankelijk van de positie van dit label in de beschouwde ruimte en ook afhankelijk van de positie van dit label ten opzichte van de exciterende lichtbron, zal in het signaal een referentie moeten zijn verwerkt, bijvoorbeeld in de vorm van een absorptieverhouding tussen twee 40 golflengtes in het spectrum, die bij alle mogelijke labels in het systeem hetzelfde is.

De werking van de uitleeseenheid is als volgt:

In de beschouwde ruimte, die zoveel mogelijk wordt afgeschermd van licht afkomstig van andere bronnen, wordt 45 door middel van bijvoorbeeld kwiklampen ultraviolet licht uitgestraald. Met behulp van filters wordt voorkomen, dat hierbij licht van het infrarode spectrum in de beschouwde ruimte komt.

.8800022 4 -3- * * ψ

Indien zich nu een label voorzien van een code in de beschouwde ruimte bevindt, dan zal de zeldzame aarde, die op dit label is aangebracht, geëxciteerd door de ultraviolette straling gaan luminesceren in het infrarode spectrum.

5 Dit infrarode licht wordt via de op de label aangebrachte film van polymeer materiaal of materialen gedeeltelijk geabsorbeerd en daarna rechtsreeks of via reflecties opgevangen door de ontvanger.

Met behulp van een monochromator of met interferentiefilters 10 wordt eerst het ontvangen licht opgesplitst in een aantal specifiek te onderzoeken golflengtes, die de codeinformatie alsmede de referentieinformatie bevatten.

Vervolgens wordt het ontvangen signaal zodanig versterkt, dat de amplitude van een vooraf gekozen referentie 15 golflengte een van te voren genormeerde waarde heeft bereikt, waarna de code van de label kan worden uitgelezen, door op de overige karakteristieke golflengtes de amplitude van het ontvangen signaal te bepalen. Het is uiteraard ook mogelijk om met meerdere referentiesignalen te werken, 20 waarbij dan de amplitudeverhouding van deze signalen als referentie kan worden gebruikt.

Figuur 2 geeft schematisch de werking van een mogelijke uitvoeringsvorm van de uitleesinrichting weer.

Lamp (5) straalt voornamelijk ultraviolet licht uit.

25 Filter (6) zorgt ervoor, dat zich bij dit uitgestraalde licht geen licht van het te beschouwen infrarode spectrum bevindt.

De zeldzame aarde (3), die zich op de label (1) bevindt gaat luminesceren in het infrarode spectrum. Reflector (2) zorgt ervoor, dat zoveel mogelijk licht wordt gereflecteerd door 30 de label. Dit effect kan nog worden verbeterd, door deze reflector retroreflecterend te maken en de ontvanger in de nabijheid van de lichtbron op te stellen. De film (4) van polymeer materiaal of materialen, die bijvoorbeeld opgebouwd kan zijn uit koolwaterstof verbindingen zoals bijvoorbeeld 35 amines, imides en phenolen zorgt ervoor, dat specifieke golflengten in het spectrum in meer of mindere mate worden geabsorbeerd, waardoor de code van de label wordt bepaald.

Monochromator (7) splitst het infrarode licht (8) op in deze specifieke golflengten (9), waarna seriëel met behulp van een 40 chopper en één sensor, of parallel met behulp van meerdere sensoren (10) dit licht wordt opgevangen.

Via versterkers (11) worden alle signalen zodanig versterkt, dat de amplitude van het referentiesignaal (12) een vooraf bepaalde vaste referentiewaarde (13) heeft bereikt.

45 Code (14) kan nu via komparatoren (15) en decodeercircuit (16) worden bepaald uit de overige signalen.

.8800022 * -4-

De code kan op deze wijze aangebracht zijn in de vorm van wel of geen absorptie bij één of meerdere van de karakteristieke golflengtes, doch ook in de vorm van variatie in de mate van absorptie bij deze golflengtes.

5 In plaats van een monochromator kan in een andere uitvoeringsvorm van de ontvanger volgens de uitvinding ook gebruik worden gemaakt van een roterende filterschijf voor één enkele detektor, waardoor achtereenvolgens de te beschouwen golflengtes uit het spectrum worden gefilterd.

10 Het voordeel hiervan is, dat slechts één kanaal nodig is, waardoor bijvoorbeeld donkerstroom, ruis en offset invloeden van de detektor en de versterker eenvoudiger kunnen worden gecompenseerd.

Het voordeel van bovenomschreven identificatie systeem ten 15 opzichte van streepjescodes is, dat ook bij een gedeeltelijke vervuiling van de label de volledige code nog aanwezig en uitleesbaar is en tevens, dat de oriëntatie van de label in de beschouwde, ruimte niet van belang is, mits lichtbron en detector hetzij direct, hetzij indirect 20 bijvoorbeeld via reflecterende spiegels optisch in verbinding staan met de label.

. 880 002.2.

Claims (7)

1. Identificatie systeem bestaande uit gecodeerde labels en een inrichting om deze gecodeerde labels uit te lezen met het kenmerk, dat de code wordt gevormd door de mate van absorptie van licht bij één of meerdere van te voren 5 bepaalde golflengtes van het spectrum in een film van bijvoorbeeld polymeer materiaal of materialen, die op elk tot het systeem behorende label is aangebracht, waarbij de golflengtes van dit spectrum zodanig worden gekozen, dat ze normaal niet of nauwelijks in de beschouwde ruimte 10 voorkomen.

2. Identificatie systeem volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat als lichtbron een luminescerend materiaal fungeert, zoals bijvoorbeeld een zeldzame aarde, welke geëxciteerd wordt door omgevingslicht of door een lichtbron 15 met een spectrum, dat het te beschouwen spectrum niet overlapt en dat is aangebracht op de label, achter de absorberende film die dienst doet als codedrager.

3. Identificatie systeem volgens één of beide voorgaande conclusies met het kenmerk, dat achter de codedrager op 20 de label of achter het luminescerende materiaal een reflector of een retroreflector is aangebracht op zodanige wijze, dat de intensiteit van het gereflecteerde of uitgestraalde licht, van hét te beschouwen spectrum, wordt verhoogd,

4. Identificatie systeem volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de ontvang-inrichting is voorzien van een monochromator of een aantal interferentiefilters, waarmee het ontvangen spectrum wordt opgesplitst in een aantal te beschouwen 30 golflengtes en waarbij één of meerdere van deze golflengtes fungeert of fungeren als referentiesignaal teneinde de invloed van de intensiteit veroorzaakt door de lichtbron, de positie van de label in de beschouwde ruimte alsmede de gevoeligheid van de ontvanger te 35 kunnen compenseren, ,880002.2 v -6- ►

5. Identificatie systeem volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de code wordt gevormd door wel of geen absorptie in een aantal van te voren bepaalde golflengtes van het beschouwde spectrum 5 en/of door een aantal van te voren bepaalde absorptie niveaux per golflengte van dit spectrum, waarbij deze niveaux zodanig zijn gekozen, dat ze eenduidig van elkaar onderscheiden kunnen worden door de ontvanger,

6. Identificatie systeem volgens één of meerdere van de 10 voorgaande conclusies met het kenmerk, dat het luminescerende materiaal, dat aangebracht is op de label, wordt opgeladen door omgevingslicht en dat de opgeladen energie pas vrij komt in de vorm van luminescentie op het moment, dat de label en daarmee het luminescerende 15 materiaal wordt geëxciteerd door licht van een voor dit materiaal specifiek golflengtegebied, bijvoorbeeld in het ultraviolette spectrum.

7. Identificatie systeem volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies met het kenmerk, dat het 20 luminescerend materiaal op de label een materiaal is, dat nalicht of fosforescerend is, waarbij de lichtbron en de detektor afwisselend worden in- en uitgeschakeld, om op deze wijze te voorkomen, dat licht van de lichtbron door de ontvanger wordt opgevangen. .8800022