DE102004011161B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Simulation eines optisch auslesbaren Codes mit zeitgesteuerter Lichtquelle - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Simulation eines Strichcodes durch Simulation der beim Abrastern des Strichcodes von dem Strichcode zurückgeworfenen zeitabhängigen Strahlung, umfassend ein Lichtquelle, welche derart zeitabhängig ansteuerbar ist, dass sie zeitlich synchron mit dem Abrastern eine zeitliche Abfolge von Lichtimpulsen und Pausen zwischen den Lichtimpulsen emittiert, welche den Strichen und den Zwischenräumen zwischen den Strichen des zu simulierenden Strichcodes entsprechen.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Simulation eines optisch auslesbaren Codes wie eines Strichcodes sowie ein Codeerkennungssystem zum Erkennen von Strichcodes und die Verwendung eines Codeerkennungssystems für ein Identifikations- oder Zugangsverwaltungssystem.
• Barcodes bzw. Strichcodes werden in Industrie und Handel vielfältig verwendet, um Informationen verschiedenster Art abzulegen, beispielsweise als European Article Numbering (EAN). In den Barcodes vorhandene Informationen können von Barcode-Lesegeräten verschiedener Bauarten ausgelesen und anschließend weiterverarbeitet werden. Als Barcode-Lesegeräte kommen dabei vornehmlich Kontaktstifte, welche per Hand über den auszulesenden Barcode geführt werden, oder Scanner, welche gebündeltes Licht, beispielsweise einen Laserstrahl, über den Barcode lenken, wie sie beispielsweise aus der EP 0 527 267 A1 oder der DE 91 17 238 U1 bekannt sind, zum Einsatz.
• Warenbestände werden fast ausnahmslos mit Hilfe von Barcodes verwaltet, wobei die Barcodes vornehmlich auf den Verpackungen der Waren aufgedruckt oder aufgeklebt sind. Vor allem im Einzelhandel hat sich eine weitläufige Infrastruktur von Barcode-Lesegeräten durch die Integration von Barcode-Lesegeräten in Kassensysteme entwickelt.
• Nachteilig an Barcodes ist, dass diese einerseits eine nicht unerhebliche Fläche beanspruchen, andererseits in aufgedruckter Form nicht veränderbar sind.
• Aus der DE 100 34 275 A1 ist bekannt, Barcodes auf einem veränderlichen Medium, beispielsweise einem hochauflösenden Display eines Handys darzustellen und anschließend durch einen herkömmlichen Barcode-Scanner auszulesen. Dadurch ist es zwar möglich, ver schiedene Barcodes darzustellen, der Flächenbedarf sinkt jedoch dadurch nicht. Barcodes können prinzipiell in verschiedenen Größen dargestellt werden. Je nach Art des beabsichtigten Auslesevorgangs darf jedoch eine bestimmte Mindestgröße nicht unterschritten werden, um die Auslesefehlerrate ausreichend gering zu halten. Barcodes, die für Barcode-Scanner in herkömmlichen Kassensystemen des Einzelhandels bestimmt sind, beanspruchen typischerweise eine Fläche von einigen Quadratzentimetern.
• Bei gewöhnlichen Strichcodes beschränkt sich der Informationsgehalt auf eine Dimension, nämlich auf die Richtung quer zu den Strichen. Daneben sind jedoch auch zweidimensionale optisch auslesbare Codes bekannt, die ein Informationsmuster in zwei, im allgemeinen aufeinander senkrechten Richtungen aufweisen. Auf diese treffen die oben genannten Nachteile des Standes der Technik ebenso zu wie auf die gewöhnlichen Strichcodes.
• Aufgabe der Erfindung ist es, den Flächenbedarf von Strichcodes zu verringern.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen sowie in den nebengeordneten Patentansprüchen angegeben.
• Der Erfindung liegt zunächst die Tatsache zu Grunde, dass Code-Lesegeräte, wie beispielsweise Barcode-Scanner, punktförmig gebündeltes Licht als Abtast- bzw. Scanner- oder Abrasterstrahl aussenden. Der Abtaststrahl wird über den auszulesenden Barcode gelenkt und von dem menschlichen Auge mangels Auflösungsvermögen meist als ein leuchtender Strich wahrgenommen, der quer über den Barcode verläuft. Je nachdem ob das punktförmig gebündelte Licht auf einen hellen oder dunklen Bereich des Barcodes trifft, wird mehr oder weniger Licht vom Barcode zurückgeworfen. Die Intensität des zurückgeworfenen Lichtes besitzt daher eine zeitliche Modulation entsprechend der Barcodebereiche und der Abtast- oder Scan-Geschwindigkeit, dass heißt der Geschwindigkeit, mit der der Abtaststrahl des Barcode-Scanners über den Barcode gelenkt wird. Das zeitlich modulierte, vom Barcode reflektierte Licht wird im Barcode-Scanner detektiert und daraus der Barcode rekonstruiert.
• Der Erfindung liegt weiterhin die Erkenntnis zugrunde, dass die Toleranzen in Barcode-Erkennungssystemen sehr weit gefasst sind, vor allem bezüglich der Gesamtgröße des Barcodes, des Reflektionsverhaltens, der Position des Barcodes sowie des zeitlichen Auftretens der Rückreflexionen am Barcode-Scanner.
• Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist es, das von einem Strichcode zurückgeworfene Licht zu simulieren. Die Simulationsvorrichtung umfasst zu diesem Zweck eine zeitgesteuerte Lichtquelle, beispielsweise eine Leuchtemissionsdiode (LED) oder eine Laserdiode, welche ein Intensitäts-moduliertes Signal, beispielsweise in Form von Lichtblitzen, abgibt. Die von der Lichtquelle ausgesandten Signale werden von einem Code-Scanner, beispielsweise einem Barcode-Scanner, als von einem Code zurückreflektiertes Licht erkannt. Die zeitgesteuerte Lichtquelle bildet den zeitlichen Intensitätsverlauf nach, der beim Abtasten des zu simulierenden Codes durch den Abtaststrahl des Code-Scanners entstehen würde. Durch die Simulationsvorrichtung ist es möglich, mit Hilfe einer zeitgesteuerten Lichtquelle eine Code-Bedruckung zu simulieren. Der von der Simulationsvorrichtung simulierte Code kann von herkömmlichen Code-Erkennungssystemen erfasst werden, ohne dass eine tatsächliche Code-Bedruckung notwendig ist.
• Die Erfindung ist insbesondere auf gewöhnliche Strichcodes anwendbar, jedoch prinzipiell ebenso auf andere Strichcodes wie beispielsweise die eingangs genannten zweidimensionalen optisch auslesbaren Codes.
• Die Simulationsvorrichtung zeichnet sich gegenüber bekannten Codes durch einen erheblich reduzierten Platzbedarf aus. Die Simulationsvorrichtung kann auch in kleinsten Gegenständen, Waren und Artikeln integriert werden und ermöglicht somit deren Erfassung in herkömmlichen Barcode-Erkennungssystemen. Die weitläufig vorhandene Infrastruktur zum Einlesen von Barcodes kann daher auf neue, bislang für Barcodes nicht zugängliche Gegenstände ausgedehnt werden und für neue Funktionen verwendet werden. Der Einsatzbereich herkömmlicher Barcode-Erkennungssysteme wird dadurch ohne Erweiterung der Hardware des Barcode-Erfassungssystems wesentlich erweitert. Die Simulationsvorrichtung kann insbesondere in Uhren, Stiften, sogenannten Token und Schlüsselanhängern integriert werden.
• Ein weiterer Vorteil der Simulationsvorrichtung ist, dass durch das aktive und im Idealfall gerichtete Abstrahlen der Signale durch die Lichtquelle der Ausleseabstand des Barcode-Scanners wesentlich erhöht werden kann.
• Die Lichtquelle der Simulationsvorrichtung wird von einer Steuereinheit, insbesondere von einer programmierbaren Steuereinheit wie einem Mikro-Controller, angesteuert. Die auszusendende Signalfolge bzw. das Muster des zu simulierenden Barcodes ist der Steuereinheit dabei bekannt, im einfachsten Fall ist die Signalfolge bzw. das Muster in der Steuereinheit oder einem beigeordneten Speicher abgespeichert.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Veränderbarkeit des simulierten Codes gegenüber der Nicht-Veränderbarkeit herkömmlicher gedruckter optisch auslesbarer Codes. Zu dem Zweck der Veränderbarkeit kann beispielsweise in der die Lichtquelle ansteuernden Steuereinheit eine Anzahl Codefolgen abgespeichert sein und bei einer gewünschten Veränderung eine entsprechende andere Codefolge für die Ansteuerung der Lichtquelle ausgewählt werden.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der Steuereinheit eine Mehrzahl von Signalfolgen bekannt, die auf das Leuchtmittel angewandt werden können. Dies ermöglicht die Simulation bzw. Darstellung verschiedener sowie veränderlicher Barcodes.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Simulationsvorrichtung umfasst diese weiterhin einen Empfänger zur Erfassung des Abtaststrahls des Code-Scanners, beispielsweise eine Fotozelle. Im Empfänger wird der Abtaststrahl des Code-Scanners detektiert, wodurch das Abtastraster bzw. die Scanhäufigkeit des Code-Scanners erkannt werden. Die Abstrahlung der Signale der Lichtquelle kann daraufhin synchron zu dem detektierten Abtaststrahl erfolgen. Gegenüber einem unsynchronisierten Betriebsverfahren hat das synchronisierte Verfahren den Vorteil, dass die Erkennung des zu simulierenden Codes im Code-Scanner wesentlich erleichtert wird und die Auslese-Fehlerrate des Code-Lesegerätes abnimmt. Zum anderen wird der Stromverbrauch reduziert, da die Aussendung von Signalen durch die Lichtquelle nur dann erfolgt, wenn eine Abtastung durch einen Code-Scanner erkannt wird. Die Stromversorgung, wie etwa eine Batterie der Simulationsvorrichtung, kann dadurch wesentlich kleiner dimensioniert werden, was vor allem bei der Integration der Simulationsvorrichtung in kleinen Gegenständen von Bedeutung ist.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Simulationsvorrichtung ist weiterhin die Steuerung der von der Lichtquelle ausgesandten Signalfolge durch einen Benutzer vorgesehen. Der Benutzer steuert nicht nur, welcher Barcode simuliert wird, sondern wann die den Code simulierende Signalfolge ausgesandt wird. Durch diese gesteuerte Aussendung ist die Aussendung von Codes repräsentierenden Signalfolgen möglich, welche sicherheitsrelevante oder vertrauliche Informationen enthalten. Die durch den Benutzer gesteuerte Aussendung der Signalfolge kann mit einer Steuerung durch den Empfänger kombiniert werden. Durch die gesteuerte Aussendung wird sichergestellt, dass die ausgesandten, sicherheitsrelevanten Informationen nicht durch Unberechtigte ausgelesen werden können. Der simulierte Code repräsentiert dabei beispielsweise einen Berechtigungs-, Identifikations- oder Zugangs-Code, insbesondere einen Personen-, insbesondere Kunden-spezifischen Code. Somit ist es möglich, ein Zugangs- und Berechtigungssystem aufzubauen.
• In einer bevorzugten Ausgestaltung des Simulationsverfahrens identifiziert sich eine Person an einem Identifikations- oder Vergabesystem für Zugangsberechtigungen, indem sie mit Hilfe der Simulationsvorrichtung eine Signalfolge an ein im Identifikationssystem integriertes Code-Lesegerät überträgt. Nach erfolgreicher Identifikation erhält die Person die an ihre Identität geknüpften Berechtigungen zugewiesen. Dieses Simulationsverfahren kann in einer Vielzahl von Situationen vorteilhaft eingesetzt werden.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungsfiguren näher erläutert.
• Es zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung eines Barcode-Erkennungssystems nach dem Stand der Technik; und
• 2 eine schematische Darstellung eines Barcode-Erkennungssystems mit erfindungsgemäßer Vorrichtung zur Simulation eines Barcodes.
• 1 zeigt ein bekanntes Barcode-Lesegerät 1 mit einer Erzeugungsvorrichtung 2 zu Erzeugung des Abtaststrahles 3, sowie einen Detektor 4 zur Erfassung von vom Barcode 5 zurückgeworfenem Licht 6. Der Abtaststrahl 3 wird zeitlich entlang einer Linie 7 über den Barcode 5 gelenkt. Die Intensität des zurückgeworfenen Lichtes 6 schwankt in Abhängigkeit der abgetasteten hellen und dunklen Bereiche des Barcodes 5.
• In 2 ist ein Barcode-Erkennungssystem mit einem Barcode-Lesegerät 1 sowie eine Simulationsvorrichtung 8 gezeigt. Diese umfasst eine Lichtquelle 9 zur Abstrahlung einer Signalfolge 10. Die Simulationsvorrichtung 8 enthält weiterhin eine Steuereinheit 11 zur Anwendung einer Signalfolge auf das Leuchtmittel 9. Optional umfasst die Simulationsvorrichtung 8 zusätzlich einen Empfänger 12, mit dem der Abtaststrahl 3 des Barcode-Lesegerätes 1 detektiert werden kann und somit die Abstrahlung der Signalfolge 10 der Lichtquelle 9 durch die Steuereinheit 11 mit dem Barcode-Lesegerät 1 synchronisiert werden kann. Die mit dem Barcode-Lesegerät 1 synchronisierte Abstrahlung der Signalfolge 10 trägt dazu bei, die Auslese-Fehlerrate im Barcode-Lesegerät 1 zu verringern.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient die Simulationsvorrichtung 8 als Bezahlmittel in einem Supermarkt. Die Simulationsvorrichtung 8 ist dabei in einer Armbanduhr integriert, wobei die als Leuchtdiode ausgebildete Lichtquelle 9 im Zifferblatt integriert ist. Zum Bezahlen der Waren lässt der Kunde den Abtaststrahl des Barcode-Scanners 3 des Kassensystems über seine Armbanduhr laufen. Der Empfänger 12 der in der Uhr integrierten Simulationsvorrichtung 8 detektiert den Scannerstrahl und sendet einen entsprechenden Identifikationscode über die Leuchtdiode der Lichtquelle 9 an den Barcode-Scanner 1 des Kassensystems des Supermarktes. Das Kassensystem identifiziert den Kunden und leitet den Bezahlvorgang ein. Der Identifikationscode kann dabei in Form eines festen Codes oder zur Erhöhung der Vertraulichkeit und Sicherheit der Daten in Form eines zeitabhängigen Codes übertragen werden.
• In einer weiteren Ausführungsform ist die Simulationsvorrichtung 8 in einem Mobiltelefon integriert. Das Mobiltelefon besitzt eine eingebaute Leuchtdiode, welche es erlaubt, auch bei kleinstem Display oder in zusammengeklapptem Zustand eine Barcode-Bedruckung zu simulieren. Die simulierte Barcode- Bedruckung kann für vielfältige Anwendungen eingesetzt werden.
• Alle Ausgestaltungen und Ausführungsbeispiele der Erfindung wurden im Zusammenhang mit Barcode-Scannern als Barcode-Lesegeräte beschrieben. Die Simulationsvorrichtung sowie das Simulationsverfahren können jedoch auch in Verbindung mit anderen Barcode-Lesegeräten, beispielsweise Kontaktstiften, eingesetzt werden, da auch in diesen der auszulesende Barcode in ein Intensitäts-moduliertes Signal umgesetzt wird, welches von der Simulationsvorrichtung simuliert werden kann.

Claims (14)

1. Vorrichtung zur Simulation eines Strichcodes durch Simulation der beim Abrastern des Strichcodes von dem Strichcode zurückgeworfenen zeitabhängigen Strahlung, umfassend ein Lichtquelle, welche derart zeitabhängig ansteuerbar ist, dass sie zeitlich synchron mit dem Abrastern eine zeitliche Abfolge von Lichtimpulsen und Pausen zwischen den Lichtimpulsen emittiert, welche den Strichen und den Zwischenräumen zwischen den Strichen des zu simulierenden Strichcodes entsprechen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle eine Leuchtemissionsdiode aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet eine Steuereinheit zum Ansteuern der Lichtquelle mit einer vorgegebenen, in der Steuereinheit gespeicherten Signalfolge.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit ein Microcontroller ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet einen Empfänger zur Erfassung des Abtaststrahls des Codescanners.
6. Codeerkennungssystem zum Erkennen eines Strichcodes, umfassend einen Codescanner und eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
7. Verwendung eines Codeerkennungssystems nach Anspruch 6 für ein Identifikations- oder Zugangsverwaltungssystem, wobei der simulierte Code einen Berechtigungs-, Identifikations- oder Zugangscode repräsentiert.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Berechtigungs-, Identifikations- oder Zugangscode einen personen- oder kundenspezifischen Code repräsentiert.
9. Verfahren zur Simulation eines Strichcodes durch Simulation der beim Abrastern des Strichcodes von dem Strichcode zurückgeworfenen zeitabhängigen Strahlung, wobei zeitlich synchron mit dem Abrastern eine zeitliche Abfolge von Lichtimpulsen und Pausen zwischen den Lichtimpulsen, welche den Strichen und den Zwischenräumen zwischen den Strichen des zu simulierenden Strichcodes entsprechen, an einen Code-Scanner gesendet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstrahlung derart zeitgesteuert wird, dass sie den zeitlichen Intensitätsverlauf nachbildet, der beim Abtasten des Codes durch den Abtaststrahl des Codescanners entsteht.
11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussenden der Lichtstrahlung in Abhängigkeit von dem Abtaststrahl des Codescanners geschieht.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussenden der Lichtstrahlung in Abhängigkeit von dem Abtastraster geschieht.
13. Verfahren zur Identifikation von Zugangsberechtigungen umfassend ein Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der simulierte Code einen Berechtigungs-, Identifikations- oder Zugangscode repräsentiert.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Berechtigungs-, Identifikations- oder Zugangscode einen personen- oder kundenspezifischen Code repräsentiert.