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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, ein Referenzobjekt für eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum Ermitteln einer vorgegebenen Information eines Objektes entlang einer Transportstrecke.
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Lichtkommunikation (Light Communication - Lcom) bezieht sich auf die Kommunikation zwischen einer Lichtquelle und einem Empfänger. Typischerweise ist ein Empfänger ein Smart-Device, beispielsweise ein Smartphone oder ein Tablett. In diesem Fall weist das Smartphone die Eigenschaften auf, moduliert emittiertes Licht mittels seiner Sensoren zu lesen und eine Nachricht zu dekodieren. Primäre Aufgabe der Lichtkommunikation für die Navigation innerhalb von Gebäuden (indoor navigation) ist es, die Präzision und Genauigkeit gegenüber vergleichbaren Technologien, wie beispielsweise eine GPS- (global positioning system) und/oder einer WLAN-Lokalisierung, beispielsweise einer WiFi-Lokalisierung; zu verbessern. Die Lichtkommunikation erlaubt neue kommerzielle Möglichkeiten, wie beispielsweise Kunden zu einem Produkt in einem Regal zu leiten.
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Bei der Lichtkommunikation weist jede Lichtquelle eine eigene Identifikationsnummer auf, die mit einer eindeutigen Position korreliert ist. Eine Mapping-Anwendung kann eine derart verlinkte Information abrufen und basierend auf der Identifikationsnummer die Position des Smart-Device berechnen. In diesem Fall ist die Lichtquelle der Sender und das Smart-Device der Empfänger zum Lokalisieren der Positionen des Objektes, beispielsweise des Benutzers des Smart-Device. Dies funktioniert sehr gut zur Bewegungsverfolgung (tracking) von Personen mit Smart-Devices. Für die Bewegungsverfolgung von Objekten, beispielsweise Pakten in Lagerhäusern, sind die Investitionskosten jedoch zu hoch, da jedes Paket mit einem Smart-Device ausgerüstet werden müsste, um dessen Bewegung mit der herkömmlichen Lichtkommunikation zu verfolgen.
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Weiterhin bekannt ist die Verfolgung der Bewegung eines Objektes mittels eines Strichcodes, der an dem Objekt angebracht ist und unter einem Scanner hindurchgeführt wird. Ein Strichcode ist relativ kostengünstig und optisch passiv. Die Scanner können die Strichcodes von Objekten nur innerhalb eines bestimmten Scanner-Barcode-Abstandes erkennen, beispielsweise innerhalb einiger weniger Zentimeter. Ein solches System zur Verfolgung der Bewegung eines Objektes basiert auf der Annahme, dass die Objekte einem vorgegebenen Pfad zwischen den Scannern folgen. Fällt jedoch ein Objekt, beispielsweise ein Paket oder eine Box, von der Transportstrecke zwischen zwei Scannern, gibt es keine Methode festzustellen, wo das Objekt die Transportstrecke verlassen hat, beispielsweise heruntergefallen ist, oder wo es wieder aufgefunden wurde.
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Die Aufgabe der Erfindung ist eine einfachere Vorrichtung zur Verfolgung einer Bewegung eines Objektes entlang einer Transportstrecke bereitzustellen, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung und ein Referenzobjekt zum Kalibrieren einer derartigen Vorrichtung. Zusätzlich kann die Vorrichtung über die Identifikationsnummer eines Objektes, d.h. über die konkrete Position des Objektes hinaus, noch weitere Informationen zu dem Objekt entlang der Transportstrecke bereitstellen.
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Die Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung zum Ermitteln einer vorgegebenen Information eines Objektes entlang einer Transportstrecke. Die Vorrichtung weist eine Transportstrecke auf, welche mindestens eine Anfangsposition und mindestens eine Endposition auf und eingerichtet ist, das Objekt von der mindestens einen Anfangsposition zu der mindestens einen Endposition zu transportieren. Das Objekt weist eine optisch aktive Sendevorrichtung auf. Die Sendevorrichtung weist mindestens ein lichtemittierendes Bauelement und eine Steuervorrichtung auf. Die Steuervorrichtung ist eingerichtet, das mindestens eine lichtemittierende Bauelement derart anzusteuern, dass es eine vorgegebene Folge von Lichtpulsen emittiert. Die Vorrichtung weist weiterhin eine optisch aktive Empfangsvorrichtung auf. Die optisch aktive Empfangsvorrichtung weist mindestens einen Fotodetektor und eine Ermittlungsvorrichtung auf. Der mindestens eine Fotodetektor ist eingerichtet, die Folge von Lichtpulsen des von dem lichtemittierenden Bauelement emittierbaren Lichts in wenigstens einer Position zwischen der mindestens einen Anfangsposition und der mindestens einen Endposition der Transportstrecke zu detektieren und in ein Signal umzuwandeln. Die Ermittlungsvorrichtung ist eingerichtet, die vorgegebene Information aus dem Signal des Fotodetektors zu ermitteln.
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Die Lichtpulse können unterschiedliche Intensitäten aufweisen. Die Intensitäten können von der Empfangsvorrichtung als logische „1“ oder logische „0“ interpretiert werden. Eine logische „0“ kann beispielsweise mittels einer Pulspause in der Folge der Lichtpulse realisiert werden. Eine logische „1“ kann beispielsweise mittels einer Pulsamplitude der Lichtpulse realisiert werden, die größer ist als ein vorgegebener Wert. Der vorgegebene Wert kann abhängig sein von der Foto-Sensitivität des mindestens einen Fotodetektors und/oder dem Abstand des mindestens einen Fotodetektors zu dem Objekt. Der vorgegebene Wert sollte mindestens so groß sein, dass der mindestens eine Fotodetektor bei Auftreffen eines Lichtpulses von dem lichtemittierenden Bauelement ein Signal erzeugt, dass sich von dem Rauschen, einschließlich beispielsweise Störsignalen durch Reflektionen, unterscheidet, beispielsweise ein Signalzu-Rauschen-Verhältnis von mindestens 2-zu-1 oder mehr aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann mittels der Pulsamplitude der Lichtpulse eine weitere Information übermittelt werden, beispielsweise eine Tiefeninformation, beispielsweise ein Objekt-Fotodetektor-Abstand; ein Alterungszustand des lichtemittierenden Bauelements, ein Energiepegel der Sendevorrichtung, eine Koordinate bezüglich der Transportstrecke. Beispielsweise können bei mehreren lichtemittierenden Bauelementen und/oder Segmenten Lichtpulse, die in eine erste Richtung bezüglich der Transportstrecke emittiert werden, eine erste Pulsamplitude aufweisen. Lichtpulse, die in einer zu der ersten Richtung, unterschiedlichen zweiten Richtung emittiert werden können eine zweite Pulsamplitude aufweisen. Die zweite Pulsamplitude ist beispielsweise größer als die erste Pulsamplitude, so dass der mindestens eine Fotodetektor unterschiedliche Signale für die Lichtpulse mit erster Pulsamplitude und zweiter Pulsamplitude erzeugt. Beispielsweise ist die zweite Pulsamplitude zweimal oder mehrmals größer als die erste Pulsamplitude.
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Die Transportstrecke kann eine vorgegebene Strecke, ein vorgegebener Pfad oder ein vorgegebener Weg sein. Beispielsweise wird das Objekt auf einem Wagen oder Fahrzeug, beispielsweise einem Flurförderfahrzeug auf der Transportstrecke transportiert. Beispielsweise ist das zu transportierende Objekt ein Paket auf einer Palette in einem Lagerhaus. Alternativ kann das Objekt jedoch auch ein Lebewesen, beispielsweise ein Tier oder Mensch (nachfolgend Patient), auf einer Transportvorrichtung, beispielsweise einem Rollstuhl, einer Trage, einem Bett, einem Infusionshalter oder einer ähnlichen Vorrichtung, die mit einem Patienten verbunden ist, sein. Das mindestens eine lichtemittierende Bauelement kann dabei am Patienten oder der Transportvorrichtung angebracht sein. Die Transportstrecke kann beispielsweise einen Pfad mit Hinweisschildern und/oder Markierungen aufweisen, entlang dessen das Objekt transportiert wird. Der Pfad kann ein Pfad einer Vielzahl von möglichen Pfaden sein, wobei mindestens ein Teil der Pfade unterschiedliche Endpositionen aufweist.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Transportstrecke beispielsweise ein Transportband aufweisen, beispielsweise ein Rollband. Die Transportstrecke ist in diesem Fall durch bauliche Maßnahmen vorgegeben bzw. eingeschränkt
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Mit anderen Worten, das Objekt emittiert Licht durch eine Art Boje (beacon), die dem Objekt beispielsweise für die Positionsbestimmung oder Bewegungsverfolgung hinzugefügt wurde. Die Empfangsvorrichtung, beispielsweise eine Dekodierungskamera, ist statisch oder im Wesentlichen statisch bezüglich der Transportstrecke angeordnet, beispielsweise an einer Decke über der Transportstrecke oder in der Decke integriert, beispielsweise integriert in der Deckenbeleuchtung oder separat. Dies ermöglicht ein kostengünstiges Verfolgen der Bewegung von Objekten und die Übermittlung bzw. Bereitstellung weiterer, transportrelevanter Informationen des Objektes, beispielsweise einen Bewegungsvektor des Objektes bezüglich der Transportstrecke. Die Sendevorrichtung ist dabei technisch einfach und kostengünstiger als ein Smart-Device.
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In einer Weiterbildung weist die Sendevorrichtung ein einziges lichtemittierendes Bauelement auf.
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Dies ermöglicht eine kompakte, beispielsweise platzsparende, und kostengünstige Bauweise der Sendevorrichtung.
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In noch einer Weiterbildung weist die Sendevorrichtung mehrere lichtemittierende Bauelemente oder mindestens ein lichtemittierendes Bauelement mit mehreren lichtemittierenden Segmenten auf, die unabhängig voneinander betreibbar sind.
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Dies ermöglicht eine optische, räumliche Mehrkanalkommunikation. Dadurch können/kann beispielsweise die Orientierung und/oder mehrere unterschiedliche Zustandsinformationen des Objektes gleichzeitig und/oder unabhängig voneinander an die Sendevorrichtung übermittelt werden. Dies ermöglicht eine hohe Informationsdichte und ein Verringern der Transportzeit des Objektes.
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Alternativ oder zusätzlich ermöglicht dies eine redundante Übermittlung der gleichen Information, beispielsweise für den Fall, dass der Lichtweg zur Empfängervorrichtung von einem Teil der mehreren lichtemittierenden Bauelemente oder Segmente blockiert ist.
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In noch einer Weiterbildung weist die Sendevorrichtung eine oder mehrere Punktlichtquellen auf, beispielsweise eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode.
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Dies ermöglicht eine Emission von Lichtpulsen mit hoher Intensität und somit hoher Reichweite. Zudem können punktlichtquellen kostengünstiger sein als Flächenlichtquellen, sodass eine kostengünstige Sendevorrichtung ermöglicht wird.
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In noch einer Weiterbildung weist die Sendevorrichtung eine oder mehrere Flächenlichtquellen auf, beispielsweise eine organische Leuchtdiode oder eine mit einem planaren Lichtwellenleiter gekoppelte Leuchtdiode.
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Dies ermöglicht eine Übertragung der Folge von Lichtpulsen, selbst wenn ein Teil der Flächenlichtquelle abgeschattet sein sollte. Alternativ oder zusätzlich kann ein Rolling-Sutter-Effekt verhindert oder reduziert werden.
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In noch einer Weiterbildung weist die Sendevorrichtung mindestens eine Flächenlichtquelle und/oder mehrere in einem Mindestabstand zueinander angeordnete Punktlichtquellen auf derart, dass Licht von der Sendevorrichtung wenigstens teilweise wird in zueinander senkrechte Raumrichtung emittierbar ist.
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Dies ermöglicht eine Erfassung der Orientierung der Lage des Objektes auf der Transportstrecke, beispielsweise eine Ermittlung eines Bewegungsvektors des Objektes. Alternativ oder zusätzlich ermöglich die Anordnung von Punktlichtquellen bzw. die gekrümmt, d.h. 2,5 dimensionale Anordnung der Flächenlichtquelle, dass Licht unabhängiger von der Lage des Objektes zu dem mindestens einen Fotodetektor, zu dem Fotodetektor gelangt.
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In noch einer Weiterbildung weist die Empfangsvorrichtung einen einzigen Fotodetektor auf, beispielsweise eine einzige Kamera. Der Fotodetektor kann ein statisches oder dynamisches Detektorfeld aufweisen. Das Detektorfeld des Fotodetektors ist das Feld, beispielsweise ein Raumbereich entlang der Transportstrecke, innerhalb dessen der Fotodetektor eine Folge von Lichtpulsen detektieren kann. Ein dynamisches Detektorfeld kann mittels einer Optik, beispielsweise einem Linsensystem mit veränderbaren Fokus, und/oder einer beweglichen Halterung des Fotodetektors, beispielsweise einer translatorisch und/oder rotatorisch bewegbaren Halterung, realisiert werden.
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Dies ermöglicht eine kompakte, beispielsweise platzsparende, und kostengünstige Bauweise der Empfangsvorrichtung.
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In noch einer Weiterbildung weist die Empfangsvorrichtung mehrere Fotodetektoren auf, beispielsweise mehrere Kameras.
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Die mehreren Fotodetektoren, d.h. mindestens ein erster Fotodetektor und ein zweiter Fotodetektor und optional noch weitere Fotodetektoren, können ein gemeinsames oder im Wesentlichen gleiches Detektorfeld aufweisen. Alternativ oder zusätzlich können die mehreren Fotodetektoren unterschiedliche Detektorfelder aufweisen. Mittels eines gemeinsamen Detektorfeldes kann eine Redundanz der Detektion erreicht werden, beispielsweise um den Rolling-Shutter-Effekt eines Fotodetektors zu kompensieren. Alternativ oder zusätzlich können die mehreren Fotodetektor zur Ermittlung der Position, Orientierung und/oder Bewegung des Objektes bezüglich der Transportstrecke verwendet werden, beispielsweise mittels Triangulation. Für die Triangulation kann eine ungestört angenommene Bewegung des Objekts entlang der Transportstrecke und/oder die Intensität der Lichtpulse verwendet werden, beispielsweise um diese Informationen bereits mit einem oder zwei Fotodetektor(en) zu ermitteln. Alternativ oder zusätzlich können die mehreren Fotodetektoren für eine Mehrkanal-Kommunikation verwendet werden, beispielsweise indem die mehreren Fotodetektoren Licht zueinander unterschiedlicher Wellenlängen, Wellenlängenbereich und/oder Spektren detektieren können. Beispielsweise kann ein erster Fotodetektor eingerichtet sein, Infrarotlicht zu detektieren und ein zweiter Fotodetektor eingerichtet sein, sichtbares Licht zu detektieren. Alternativ oder zusätzlich kann ein erster Fotodetektor eingerichtet sein, ein blaues Licht zu detektieren und ein zweiter Fotodetektor eingerichtet sein rot-grünes Licht zu detektieren, beispielsweise indem die Fotodetektoren jeweils ein optisches Filter aufweisen.
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In noch einer Weiterbildung weist die vorgegebene Information mindestens eine Eigenschaft des Objektes der folgenden Eigenschaften auf: eine Identität des Objektes, eine Position des Objektes auf Transportstrecke, eine Orientierung des Objektes auf transportstrecke; ein Richtungs- und/oder Geschwindigkeitsvektor des Objektes bezüglich der Transportstrecke und/oder mindestens einem Fotodetektor.
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Die Identität des Objektes kann beispielsweise mittels einer Identitätsnummer übermittelt werden. Die Identitätsnummer kann beispielsweise eine Zahlenfolge sein, beispielsweise eine Mehr-Bit (auch bezeichnet als n-Bit) Zahlenfolge.
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Mittels des Richtungs- und/oder Geschwindigkeitsvektor des Objektes kann beispielsweise der Bewegungsvektor des Objektes ermittelt werden. Dadurch kann beispielsweise ein Herunterfallen eines Paketes von einer Transportstrecke oder sogar nur ein Anbahnen eines Herunterfallens erkannt werden. Auf das Erkennen kann von der Empfangsvorrichtung an eine mit der Empfangsvorrichtung gekoppelte Ausgabevorrichtung, beispielsweise ein Display oder ein Alarmsystem, ein Signal zum Ausgeben eines entsprechenden Hinweises und/oder die Position des Objektes ausgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Transport des Objektes verlangsamt oder gestoppt werden.
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In noch einer Weiterbildung ist die Empfangsvorrichtung statisch bezüglich der Transportstrecke ausgebildet.
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Dies ermöglicht eine kompakte, beispielsweise platzsparende, und kostengünstige Bauweise der Empfangsvorrichtung.
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In noch einer Weiterbildung ist mindestens ein Teil der Transportstrecke in einem Raum mit einer Deckenbeleuchtung angeordnet. Mindestens ein Fotodetektor ist in der Deckenbeleuchtung integriert.
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Dies ermöglicht eine kompakte, beispielsweise platzsparende, und kostengünstige Bauweise der Empfangsvorrichtung.
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In noch einer Weiterbildung weist die Vorrichtung ferner eine Ausgabevorrichtung auf. Die Ausgabevorrichtung ist mit der Ermittlungsvorrichtung gekoppelt und derart eingerichtet, dass ein weiteres Signal ausgegeben wird, wenn die Ermittlungsvorrichtung die vorgegebene Information ermittelt hat.
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Beispielsweise kann auf das Erkennen einer Bewegungsrichtung des Objektes, die das Objekt von der Transportstrecke führt, mittels der Ausgabevorrichtung ein entsprechender Hinweis und/oder die Position des Objektes ausgegeben werden.
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In noch einer Weiterbildung weist die Folge von Lichtpulsen eine Mehrkanalinformation auf.
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Die mehreren Kanäle können sich beispielsweise in der Frequenz bzw. Wellenlänge des Lichts der Lichtpulse unterscheiden. Alternativ oder zusätzlich können die mehreren Information(en) mittels einer Pulsamplitudenmodulation gleichzeitig oder nacheinander über einen oder mehrere Kanäle übermittelt werden.
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In noch einer Weiterbildung weist die Sendevorrichtung ferner einen Sensor zum Bereitstellen eines ersten Sensorsignals und eines zum ersten Sensorsignal unterschiedlichen zweiten Sensorsignals auf. Der Sensor ist mit der Steuervorrichtung gekoppelt. Die Steuervorrichtung ist ferner derart eingerichtet, dass das lichtemittierende Bauelement eine erste Folge von Lichtpulsen emittiert, wenn der Sensor das erste Sensorsignal bereitstellt und dass das lichtemittierende Bauelement eine zu der ersten Folge unterschiedlichen zweite Folge emittiert, wenn der Sensor das zweite Sensorsignal bereitstellt. Dies ermöglicht eine Übermittlung einer Zustandsänderung des Objektes an die Ermittlungsvorrichtung. Eine Zustandsänderung kann beispielsweise eine Lageänderung sein, die mittels eines Lagesensors erfasst wird. Weitere Zustandsänderung können beispielsweise eine Änderung der Temperatur, beispielsweise bei einem Patienten oder einer gekühlten Ware, oder der Feuchtigkeit sein, beispielsweise eine Dehydration eines Patienten oder eine zu hohe Feuchtigkeit bei einem feuchtigkeitsempfindlichen, elektronischen Bauelement.
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In noch einer Weiterbildung ist die Steuervorrichtung derart eingerichtet, dass mindestens ein lichtemittierendes Bauelement in einer ersten Periode eine erste Folge von Lichtpulsen emittiert, die mit einer ersten Information korreliert ist, und in einer zweiten Periode eine zweiten Folge von Lichtpulsen emittiert wird, die mit einer zweiten Information korreliert ist, die zu der ersten unterschiedlich ist.
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Die erste Periode kann teilweise, d.h. sich überlappend, oder vollständig zeitlich versetzt sein zu der zweiten Periode. Dies ermöglicht, dass zwei oder mehr Informationen mittels eines Kanals übermittelt werden können. Dadurch kann die Anzahl an lichtemittierenden Bauelementen reduziert werden.
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In noch einer Weiterbildung weist die Folge von Lichtpulsen einen Prüfwert für eine zyklische Redundanzprüfung auf.
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Dies ermöglicht zu überprüfen, ob die Folge von Lichtpulsen vollständig und/oder korrekt von der Empfangsvorrichtung erfasst wurde.
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In noch einer Weiterbildung weist die Sendevorrichtung mehrere lichtemittierende Bauelemente und/oder ein lichtemittierendes Bauelement mit mehreren lichtemittierenden Segmenten auf, die parallel eine Folge von Lichtpulsen emittieren, wobei die Folge von Lichtpulsen einen Prüfwert für eine zyklische Redundanzprüfung aufweist.
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Dies ermöglicht zu überprüfen, ob die Folge von Lichtpulsen vollständig und/oder korrekt von der Empfangsvorrichtung erfasst wurde. Der Prüfwert für eine erste Folge von Lichtpulse kann beispielsweise mittels eines ersten lichtemittierenden Bauelements bzw. Segments an die Empfangsvorrichtung übermittelt werden. Der Prüfwert für eine zweite Folge von Lichtpulse kann beispielsweise mittels eines zu dem ersten lichtemittierenden Bauelement bzw. Segment räumlich und/oder zeitlich unterschiedlichen zweiten lichtemittierenden Bauelement bzw. Segment an die Empfangsvorrichtung übermittelt werden. Dies ermöglicht eine unabhängige Prüfung von Folge von Lichtpulsen und Prüfwert.
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In noch einer Weiterbildung weist die Sendevorrichtung ferner einen Sender und einen Empfänger auf und ist eingerichtet, mit einem weiteren Objekt mit optisch aktiver Sendevorrichtung mit Sender und Empfänger zu kommunizieren, sodass das mindestens eine lichtemittierende Bauelement des Objektes derart angesteuert wird, dass es eine vorgegebene Folge von Lichtpulsen emittiert, die der vorgegebenen Folge von Lichtpulsen eines weiteren Objekts, beispielsweise des weiteren Objektes, auf der Transportstrecke entspricht und/oder die zu der vorgegebenen Folge von Lichtpulsen eines weiteren Objekts, beispielsweise des weiteren Objektes, auf der Transportstrecke unterschiedlich ist.
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Dies ermöglicht, das ein Objekt von mehreren Objekten, Beispielsweise können auf der Transportstrecke mehrere Objekte transportiert werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die mehreren Objekte für mindestens einen Teil der Transportstrecke die gleiche Identität aufweisen, d.h. mittels der Folge von Lichtpulsen eine Information übermitteln, die mit einer gemeinsamen, gleichen Identität korreliert ist. Beispielsweise kann die gleiche Identität verwendet werden für Objekte des gleichen Los, d.h. der gleichen Charge oder Produktionseinheit. Alternativ oder zusätzlich kann die gleiche Information beispielsweise für Objekte mit einer gleichen Destination, beispielsweise einer gleichen Endposition oder einem gleichen Verteilerzentrum, verwendet werden. Das Senden der gleichen Information durch mehrere Objekte kann beispielsweise bei Vorliegen einer vorgegebenen Bedingung auf individuelle Informationen umgeschaltet werden. Beispielsweise kann ein Umschalten für den Fall erfolgen, dass die mehreren Objekte ein Verteilerzentrum erreichen und ab dem Verteilerzentrum unterschiedliche Destination bzw. Endpositionen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Umschalten erfolgen für den Fall, dass ein Fehler oder Störfall auftritt, beispielsweise falls ein Paket von einem Transportband fällt, kann das heruntergefallene Paket ein Notsignal senden, dass von der Empfangsvorrichtung empfangen werden kann.
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Die Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Referenzobjekt zur Kalibrierung einer Vorrichtung zum Ermitteln einer vorgegebenen Information eines Objektes entlang einer Transportstrecke. Das Referenzobjekt weist eine optisch aktive Sendevorrichtung auf. Die Sendevorrichtung weist zwei oder mehr lichtemittierende Bereiche und eine Steuervorrichtung auf.
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Die Steuervorrichtung ist eingerichtet, die zwei oder mehr lichtemittierenden Bereiche derart anzusteuern, dass die zwei oder mehr lichtemittierenden Bereiche eine vorgegebene Folge von Lichtpulsen emittieren. Die zwei oder mehr lichtemittierenden Bereiche sind unabhängig voneinander betreibbar eingerichtet. Alternativ oder zusätzlich sind die zwei oder mehr lichtemittierenden Bereiche in einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet. Alternativ oder zusätzlich weisen die zwei oder mehr lichtemittierenden Bereiche zueinander vorgegeben eingerichtete Abstrahlungscharakteristika auf.
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Das Referenzobjekt kann beispielsweise ein Objekt mit einem lichtemittierenden Bauelement mit bekannten optischen Eigenschaften sein, beispielsweise bekannten Spektrum, beispielsweise bekannter Intensität des emittierbaren Lichts der Lichtpulse. Aus dem Verhältnis der Folge von Lichtpulsen der zwei oder mehr lichtemittierenden Bereich bzw. Segmente kann die Sensitivität und/oder sonstige Umgebungsparameter der Vorrichtung, beispielsweise die Umgebungsbeleuchtung von der Empfangsvorrichtung erfasst werden, um die Vorrichtung zu kalibrieren. Dies ermöglicht, eine Vielzahl unterschiedlicher Informationen der Objekte zu erfassen.
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Die Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum Ermitteln einer vorgegebenen Information eines Objektes entlang einer Transportstrecke. Die Vorrichtung kann gemäß einer beschriebenen Weiterbildung ausgebildet sein. Das Verfahren weist ein Detektieren einer von der Sendevorrichtung eines Objekts emittierten Folge von Lichtpulsen mittels des mindestens einen Fotodetektors auf. Weiterhin weist das Verfahren ein Umwandeln der detektierten Folge von Lichtpulsen in ein Signal mittels des Fotodetektors auf. Weiterhin weist das Verfahren ein Übermitteln des Signals an die Ermittlungsvorrichtung und ein Ermitteln einer vorgegebenen Information mittels der Ermittlungsvorrichtung auf. Zudem weist das Verfahren ein Bereitstellen eines weiteren Signals auf, das mit der ermittelten, vorgegebenen Information korreliert ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 in einer schematischen Aufsicht eine Vorrichtung zum Ermitteln einer vorgegebenen Information eines Objektes entlang einer Transportstrecke gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
- 2 in einer schematischen Aufsicht ein Referenzobjekt gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Vorrichtung zum Ermitteln einer vorgegebenen Information eines Objektes entlang einer Transportstrecke gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
- 4 ein Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Bauelements;
- 5 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
- 6 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
- 7 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
- 8A eine schematische Seitenansicht und 8B eine schematische Aufsicht eines Ausführungsbeispiels einer Sendevorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
- 9 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
- 10 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen; und
- 11A eine schematische Seitenansicht und 11B eine schematische Aufsicht auf Ausführungsbeispiele von Sendevorrichtungen gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
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In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
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Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
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Ein lichtemittierendes Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als ein elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor oder als ein organischer elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor ausgebildet sein. Die Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. In diesem Zusammenhang kann das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode, LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED), als Licht emittierender Transistor oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das Licht emittierende Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
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Ein flächiges lichtemittierendes Bauelement, welches zwei flächige, optisch aktive Seiten aufweist, kann in der Verbindungsrichtung der optisch aktiven Seiten beispielsweise transparent oder transluzent ausgebildet sein, beispielsweise als eine transparente oder transluzente organische Leuchtdiode. Ein flächiges optoelektronisches Bauelement kann auch als ein planes optoelektronisches Bauelement bezeichnet werden.
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Der optisch aktive Bereich eines lichtemittierenden Bauelements kann eine flächige, optisch aktive Seite und eine flächige, optisch inaktive Seite aufweisen, beispielsweise eine organische Leuchtdiode, die als ein sogenannter Top-Emitter oder Bottom-Emitter eingerichtet ist. Die optisch inaktive Seite kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen transparent oder transluzent sein, oder mit einer Spiegelstruktur und/oder einem opaken Stoff oder Stoffgemisch versehen sein, beispielsweise zur Wärmeverteilung. Der Strahlengang des optoelektronischen Bauelementes kann beispielsweise einseitig gerichtet sein.
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Die erste Elektrode, die zweite Elektrode und die organische funktionelle Schichtenstruktur Bereich eines organischen, lichtemittierenden Bauelements können jeweils großflächig ausgebildet sein. Dadurch kann das optoelektronische Bauelement eine zusammenhängende Leuchtfläche aufweisen, die nicht in funktionale Teilbereiche strukturiert ist, beispielsweise eine in funktionale Bereiche segmentierte Leuchtfläche oder um eine Leuchtfläche, die von einer Vielzahl von Bildpunkten (Pixeln) gebildet wird. Dadurch kann eine großflächige Abstrahlung von elektromagnetischer Strahlung aus dem optoelektronischen Bauelement ermöglicht werden. „Großflächig“ kann dabei bedeuten, dass die optisch aktive Seite eine Fläche, beispielsweise eine zusammenhängende Fläche, beispielsweise von größer oder gleich einigen Quadratmillimetern, beispielsweise größer oder gleich einem Quadratzentimeter, beispielsweise größer oder gleich einem Quadratdezimeter aufweist. Beispielsweise kann das optoelektronische Bauelement nur eine einzige zusammenhängende Leuchtfläche aufweisen, die durch die großflächige und zusammenhängende Ausbildung der Elektroden und der organischen funktionellen Schichtenstruktur bewirkt wird.
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Ein lichtemittierendes Bauelement, das als Flächenlichtquelle ausgebildet ist, kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen einen Lichtwellenleiter zur flächigen Verteilung von Licht von einer oder mehreren Flächen- und/oder Punktlichtquellen aufweisen.
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Ein Lichtwellenleiter ist in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein Leiter zum Leiten der elektromagnetischen Strahlung. Der Lichtwellenleiter ist ein Bauelement, das für die elektromagnetische Strahlung transmittierend ist, beispielsweise transluzent oder transparent oder zumindest im Wesentlichen Transparent ist und das sich in einer länglichen Erstreckungsrichtung erstreckt. Die Strahlleitung erfolgt dabei intern im Lichtwellenleiter unter anderem aufgrund von interner Reflexion an einer Außenwandung des Lichtwellenleiters, die auch als Grenzfläche bezeichnet werden kann, beispielsweise aufgrund von interner Totalreflexion auf Grund eines geringeren Brechungsindex des Materials des Lichtwellenleiters als des den Lichtwellenleiter umgebenden Mediums oder durch Verspiegelung der Außenwandung des Lichtwellenleiters. Der Lichtwellenleiter kann beispielsweise Kunststoff, wie beispielsweise polymere Fasern, PMMA, Polycarbonat und/oder Hard Clad Silica aufweisen. Ferner kann der Lichtwellenleiter als planare Lichtwellenleiterstrukturen (PLWL) ausgebildet sein.
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1 veranschaulicht in einer schematischen Aufsicht eine Vorrichtung 100 zum Ermitteln einer vorgegebenen Information eines Objektes 112 entlang einer Transportstrecke 110 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
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Die Vorrichtung 100 weist die Transportstrecke 110, das Objekt 130 mit optisch aktiver Sendevorrichtung 120 und eine optisch aktive Empfangsvorrichtung 140 auf.
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Dadurch können spezialisierte Komponenten, beispielsweise, kostengünstige, kompakte und/oder robuste, Komponenten für die optisch aktive Sendevorrichtung und die optisch aktive Empfangsvorrichtung 140 verwendet werden. Eine optisch aktive Sendevorrichtung bewirkt zudem, dass der Abstand zwischen dem Objekt 130 und der optisch aktiven Empfangsvorrichtung 140 vergrößert werden kann gegenüber herkömmlichen, optisch passiven Vorrichtungen, beispielsweise Strichcodes oder QR-Codes. Herkömmlich verwendete Radiofrequenz-Identifikationsvorrichtungen, sogenannte RFID-Tags, weisen zudem den Nachteil auf, dass sich Radiowellen schlechter abschirmen lassen als sichtbares Licht, wodurch der Abstand zwischen RFID-Tag und Scanner relativ gering gewählt wird. Mittels der optisch aktiven Sendevorrichtung 120 kann hingegen die Anzahl unterschiedlicher Informationen vergrößert, die entlang der Transportstrecke mittels der Sendevorrichtung von der Empfangsvorrichtung empfangen werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Anzahl an Positionen entlang der Transportstrecke, in denen die Information(en) empfangen werden kann, vergrößert werden, beispielsweise da der größere Abstand zwischen Sendevorrichtung und Empfangsvorrichtung ein größeres Detektorfeld der Empfangsvorrichtung bewirkt. Somit ermöglicht die Vorrichtung 100 werden neue Anwendungsfelder für die Lichtkommunikation.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist das Objekt 112 ein Gegenstand, beispielsweise ein Paket, eine Umverpackung, ein Container; oder ein Lebewesen, beispielsweise ein Mensch, eine Pflanze oder ein Tier, beispielsweise ein Patient.
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Die Vorrichtung 100 weist die Transportstrecke 110 auf, welche mindestens eine Anfangsposition 102 und mindestens eine Endposition 104 aufweist und eingerichtet ist, das Objekt 112 von der mindestens einen Anfangsposition 102 zu der mindestens einen Endposition 104 zu transportieren.
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Das Objekt kann autonom oder automatisch entlang der Transportstrecke transportiert werden. Ein autonomes transportiert werden, kann als ein Befolgen einer Anweisung verstanden werden, wobei der Antrieb einer Transportvorrichtung für das Zurücklegen der Transportstrecke autonom erfolgt, beispielsweise ohne räumliche Begrenzung oder Umzäunung wie bei einem Transportband.
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Die Transportstrecke kann beispielsweise eine vorgegebene Strecke, ein vorgegebener Pfad oder ein vorgegebener Weg sein. Beispielsweise wird das Objekt auf einem Wagen oder Fahrzeug, beispielsweise einem Flurförderfahrzeug auf der Transportstrecke transportiert. Beispielsweise ist das zu transportierende Objekt ein Paket auf einer Palette in einem Lagerhaus. Alternativ kann das Objekt jedoch auch ein Lebewesen, beispielsweise ein Patient, auf einer Transportvorrichtung, beispielsweise einem Rollstuhl, einer Trage, einem Bett, einem Infusionshalter oder einer ähnlichen Vorrichtung, die mit einem Patienten verbunden ist, sein.
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Das mindestens eine lichtemittierende Bauelement kann dabei am Patienten oder der Transportvorrichtung angebracht sein.
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Die Transportstrecke kann beispielsweise einen Pfad mit Hinweisschildern und/oder Markierungen aufweisen, entlang dessen das Objekt transportiert wird. Der Transport kann in diesem Fall eine Anweisung sein, einem vorgegebenen Pfad zu folgen oder ein vorgegebenes Ziel zu erreichen. Der Pfad kann ein Pfad einer Vielzahl von möglichen Pfaden sein, wobei mindestens ein Teil der Pfade unterschiedliche Endpositionen aufweist.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Transportstrecke beispielsweise ein Transportband aufweisen, beispielsweise ein Rollband. Die Transportstrecke ist in diesem Fall durch bauliche Maßnahmen vorgegeben bzw. eingeschränkt
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Die Sendevorrichtung 120 weist mindestens ein lichtemittierendes Bauelement 114 und eine Steuervorrichtung 116 auf.
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Die Steuervorrichtung 116 ist eingerichtet, das mindestens eine lichtemittierende Bauelement 114 derart anzusteuern, dass es eine vorgegebene Folge von Lichtpulsen 124 emittiert. Eine vorgegebene Folge von Lichtpulsen ist in 1 in einem Beispiel vergrößert dargestellt in Form von in der Zeit t aneinandergereihten Lichtpulsen mit einer Intensität I und Pulspausen.
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Die Lichtpulse können unterschiedliche Intensitäten aufweisen. Die Intensitäten können von der Empfangsvorrichtung als logische „1“ oder logische „0“ interpretiert werden. Eine logische „0“ kann beispielsweise mittels einer Pulspause in der Folge der Lichtpulse realisiert werden. Eine logische „1“ kann beispielsweise mittels einer Pulsamplitude der Lichtpulse realisiert werden, die größer ist als ein vorgegebener Wert. Der vorgegebene Wert kann abhängig sein von der Foto-Sensitivität des mindestens einen Fotodetektors und/oder dem Abstand des mindestens einen Fotodetektors zu dem Objekt. Der vorgegebene Wert sollte mindestens so groß sein, dass der mindestens eine Fotodetektor bei Auftreffen eines Lichtpulses von dem lichtemittierenden Bauelement ein Signal erzeugt, dass sich von dem Rauschen, einschließlich beispielsweise Störsignalen durch Reflektionen, unterscheidet, beispielsweise ein Signalzu-Rauschen-Verhältnis von mindestens 2-zu-1 oder mehr aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann mittels der Pulsamplitude der Lichtpulse eine weitere Information übermittelt werden, beispielsweise eine Tiefeninformation, beispielsweise ein Objekt-Fotodetektor-Abstand; ein Alterungszustand des lichtemittierenden Bauelements, ein Energiepegel der Sendevorrichtung, eine Koordinate bezüglich der Transportstrecke. Beispielsweise können bei mehreren lichtemittierenden Bauelementen und/oder Segmenten Lichtpulse, die in eine erste Richtung bezüglich der Transportstrecke emittiert werden, eine erste Pulsamplitude aufweisen. Lichtpulse, die in einer zu der ersten Richtung, unterschiedlichen zweiten Richtung emittiert werden können eine zweite Pulsamplitude aufweisen. Die zweite Pulsamplitude ist beispielsweise größer als die erste Pulsamplitude, so dass der mindestens eine Fotodetektor unterschiedliche Signale für die Lichtpulse mit erster Pulsamplitude und zweiter Pulsamplitude erzeugt. Beispielsweise ist die zweite Pulsamplitude zweimal oder mehrmals größer als die erste Pulsamplitude.
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Das mindestens eine lichtemittierende Bauelement ist derart eingerichtet, dass das Licht der Lichtpulse eine Wellenlänge im Wellenlängenbereich eines ultravioletten Lichts, eines sichtbaren Lichts und/oder eines infraroten Lichts aufweist. Mit anderen Worten: Licht ist im Sinne dieser Beschreibung nicht auf sichtbares Licht beschränkt sonder kann auch ultravioletter Strahlung und infrarote Strahlung aufweisen. radiofrequente Strahlung ist demnach kein Licht im Sinne der Beschreibung.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Sendevorrichtung 120 ein einziges lichtemittierendes Bauelement 114 auf. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Bauweise.
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In einem Ausführungsbeispiel weist die Sendevorrichtung 120 mindestens eine Laserdiode auf. Dies ermöglicht eine hohe Reichweite des von dem lichtemittierenden Bauelement emittierbaren Lichts, das von der Empfangsvorrichtung detektiert werden kann. Dadurch kann der Abstand zwischen dem Objekt 130 und dem mindestens einen Fotodetektor 132 der Empfangsvorrichtung 140 vergrößert werden. Der größere Abstand erlaubt ein größeres Detektorfeld des Fotodetektors. Der Fotodetektor kann beispielsweise ein Fischaugenobjektiv aufweisen, um das Detektorfeld eines herkömmlichen Fotodetektors zu vergrößern.
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Alternativ weist die Sendevorrichtung 120 mehrere lichtemittierende Bauelemente 114 auf, wobei die mehreren lichtemittierenden Bauelemente 114 unabhängig voneinander betreibbar sind. Alternativ oder zusätzlich weist die Sendevorrichtung 120 mindestens ein lichtemittierendes Bauelement 114 mit mehreren lichtemittierenden Segmenten auf, wobei die mehreren lichtemittierenden Segmente voneinander unabhängig betreibbar sind. Dies ermöglicht eine gleichzeitige Mehr-Kanal Kommunikation des Objektes 130 mit der Empfangsvorrichtung 140. Dadurch kann von der Vorrichtung 100 beispielsweise der Bewegungsvektor des Objektes 130 bezüglich der Transportstrecke 110 ermittelt werden.
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Die mehreren lichtemittierenden Bauelemente 114 können in einem vorgegebenen Mindestabstand zueinander auf dem Objekt 112 angeordnet sein. Dadurch sind die lichtemittierenden Bauelemente als separate, lichtemittierende Bauelemente 114 von der Empfangsvorrichtung erfassbar. Der vorgegebene Mindestabstand kann abhängig von der Anzahl an lichtemittierenden Bauelementen, der Anzahl an Fotodetektoren und/oder dem Abstand des Objektes 103 zu dem/den Fotodetektor(en) sein.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Sendevorrichtung 120 eine oder mehrere Punktlichtquellen auf, beispielsweise mindestens eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode. Alternativ oder zusätzlich weist die Sendevorrichtung 120 eine oder mehrere Flächenlichtquellen auf, beispielsweise eine organische Leuchtdiode oder eine mit einem planaren Lichtwellenleiter gekoppelte Leuchtdiode. Beispielsweise weist die Sendevorrichtung 120 mindestens eine Punktlichtquelle und eine Flächenlichtquelle auf, wobei die Punktlichtquelle unabhängig von der Flächenlichtquelle betreibbar ist. Die Punktlichtquelle kann beispielsweise als Statusleuchte für die Funktionalität der Flächenlichtquelle verwendet werden, beispielsweise im Dauerstrichprinzip. Alternativ kann die Punktlichtquelle den Beginn/und oder das Ende einer Folge von Lichtpulsen anzeigen. Alternativ oder zusätzlich kann die Punktlichtquelle einen Prüfwert würd die Folge von Lichtpulsen der Flächenlichtquelle bereitstellen.
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In einem Ausführungsbeispiel weist die Sendevorrichtung 120 mindestens eine Flächenlichtquelle und/oder mehrere in einem Mindestabstand zueinander angeordnete Punktlichtquellen auf derart, dass Licht von der Sendevorrichtung 120 wenigstens teilweise in zueinander senkrechte Raumrichtung emittierbar ist. Dies ermögliche eine 2,5D- oder 3D-Formung des lichtemittierenden Bauelements, beispielsweise eine Anpassung der Form des lichtemittierenden Bauelements an die Form des Objektes. Eine 2,5D oder 3D-Formung des lichtemittierenden Bauelements weist beispielsweise eine Krümmung oder einen Knick auf, beispielsweise in dem optisch aktiven Bereich.
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Die Steuervorrichtung kann als ein Prozessor, ein Computer oder eine sonstige Datenverarbeitungsvorrichtung eingerichtet sein, welche die einzelnen Signale der Komponenten und Module der Sendevorrichtung empfängt, auswertet und dieselben steuert oder regelt.
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Die Sendevorrichtung 120 kann ferner eine Batterie aufweisen, die eingerichtet ist, einen Betriebsstrom für das mindestens eine Lichtemittierende Bauelement 114 und die Steuervorrichtung 116 bereitzustellen. Die Batterie kann für einmalige Benutzung oder wieder aufladbar sein. Die Kapazität der Batterie ist ausreichend, Energie zum Emittieren der Folge von Lichtpulsen bereitzustellen, mindestens für die Dauer, die das Objekt benötigt um von der Anfangsposition 102 zur Endposition 104 transportiert zu werden.
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Alternativ oder zusätzlich weist die Vorrichtung 100 ferner einen Sender auf, wobei der Sender zum Senden eines elektromagnetischen Wechselfeldes eingerichtet ist. In diesem Fall kann die Sendevorrichtung 120 beispielsweise eine Antennenvorrichtung aufweisen, wobei die Antennenvorrichtung eingerichtet ist das elektromagnetische Wechselfeld mindestens teilweise aufzunehmen und daraus eine elektrische Energie zu erzeugen, welche die Steuervorrichtung 116 und das mindestens eine lichtemittierende Bauelement 114 betreibt. Die Vorrichtung 100 kann eine wieder aufladbare Batterie aufweisen, die mit der Antennenvorrichtung verbunden ist, um mindestens einen Teil der mittels der Antennenvorrichtung aufgenommen Energie zu speichern.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Sendevorrichtung 120 in dem Objekt 112 integriert. Alternativ oder zusätzlich ist die Sendevorrichtung 120 in Form eines Pads oder einer Banderole ausgebildet und an dem Objekt 112 angebracht. Beispielsweise ist die Sendevorrichtung 120 mittels einer Klebstoffverbindung auf, an oder über dem Objekt 112 fixiert. Die optisch aktive Sendevorrichtung 120 ist beispielsweise reversibel ablösbar auf dem Objekt 112 fixiert.
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Alternativ oder Zusätzlich ist die Sendevorrichtung 120 zur mehrfachen Benutzung, nacheinander auf mehreren Objekten 112 eingerichtet, d.h. wiederverwendbar.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Sendevorrichtung 120 ferner einen Sensor zum Bereitstellen eines ersten Sensorsignals und eines zum ersten Sensorsignal unterschiedlichen, zweiten Sensorsignals auf. Der Sensor ist mit der Steuervorrichtung 116 gekoppelt. Die Steuervorrichtung 116 ist ferner derart eingerichtet, dass das lichtemittierende Bauelement 114 eine erste Folge von Lichtpulsen 124 emittiert, wenn der Sensor das erste Sensorsignal bereitstellt und das lichtemittierende Bauelement 114 eine zu der ersten Folge unterschiedlichen zweite Folge emittiert, wenn der Sensor das zweite Sensorsignal bereitstellt.
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Dadurch kann beispielsweise eine Zustandsänderung des Objektes an die Empfangsvorrichtung übermittelt werden, beispielsweise eine Rotation oder Translation des Objektes 130 bezüglich der Transportstrecke und/oder eine Änderung der Temperatur oder Feuchtigkeit.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Sendevorrichtung 120 eines (ersten) Objektes ferner einen Sender und einen Empfänger auf. Die Sendevorrichtung 120 ist eingerichtet, mit einem weiteren (zweiten) Objekt mit optisch aktiver Sendevorrichtung mit Sender und Empfänger zu kommunizieren, sodass das mindestens eine lichtemittierende Bauelement 114 des Objektes 130 derart angesteuert wird, dass es eine vorgegebene Folge von Lichtpulsen 124 emittiert, die der vorgegebenen Folge von Lichtpulsen 124 eines weiteren Objekts auf der Transportstrecke 110 entspricht. Das weitere Objekt kann dabei das zweite Objekt oder ein drittes Objekt auf der Transportstrecke sein. Alternativ oder zusätzlich ist die vorgegebene Folge von Lichtpulsen 124 des Objektes 130 zu der vorgegebenen Folge von Lichtpulsen 124 eines weiteren Objekts auf der Transportstrecke 110 unterschiedlich.
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Die Transportstrecke 110 ist in diesen Beispielen eingerichtet, mehrere Objekte gleichzeitig, beispielsweise räumlich auf der Transportstrecke versetzt zu transportieren.
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Beispielsweise können die mehreren Objekte auf der Transportstrecke Folgen von Lichtpulsen emittieren, die mit einer gleichen, gemeinsamen Objekt-Identifikationsinformation korreliert sind, auch bezeichnet als Objekt-Gruppe-Information. Beispielsweise kann eine gleiche Identifikationsinformation mehrere Objekte übermittelt werden, falls die Objekte einer gleichen Produktionseinheit entstammen oder eine gleiche Endposition, beispielsweise eine gemeinsame Verteilerposition aufweisen. Die mehreren Objekte können von der Emission der gleichen Information auf Objekt-spezifische Informationen umschalten, wenn dies beispielsweise von einem der Objekte oder von der Vorrichtung an eines oder mehrere der anderen Objekte übermittelt wird.
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Die Objekt-spezifische Information kann noch die gleiche Information sein wie zuvor. Das Umschalten auf eine andere Information erfolgt in diesem Fall, ausgehend von dem Objekt und nicht mittels eines Abgleichs der Signale mit den Signalen der anderen Objekte
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Alternativ weist das Umschalten auf eine Objekt-spezifische Information ein Ändern der Information auf. Beispielsweise kann dies erfolgen, für den Fall, dass das Objekt, welches das Signal ändert, eine Verteilerposition erreicht und nunmehr eine andere, neue Endposition aufweist. Alternativ kann das Signal beispielsweise geändert werden, für den Fall, dass sich der Zustand des Objektes zuvor geändert hat. Beispielsweise für den Fall, dass das Objekt die Transportstrecke verlässt, beispielsweise herunterfällt, oder die Endposition erreicht hat.
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Die optisch aktive Empfangsvorrichtung 140 weist mindestens einen Fotodetektor 132 und eine Ermittlungsvorrichtung 134 auf.
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Der mindestens eine Fotodetektor 132 ist eingerichtet, die Folge von Lichtpulsen 124 des von dem lichtemittierenden Bauelement emittierbaren Lichts in wenigstens einer Position zwischen der mindestens einen Anfangsposition 102 und der mindestens einen Endposition 104 der Transportstrecke 110 zu detektieren und in ein Signal 136 umzuwandeln.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Empfangsvorrichtung 140 einen einzigen Fotodetektor 132 auf, beispielsweise eine einzige Kamera, beispielsweise eine Digitalkamera oder Tracking-Kamera.
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Alternativ weist die Empfangsvorrichtung 140 mehrere Fotodetektoren 132 auf, beispielsweise mehrere Kameras. Die mehreren Fotodetektoren 132 können entlang der Transportstrecke 110 angeordnet sein.
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Die mehreren Fotodetektoren 132 können jeweils ein Detektorfeld aufweisen, innerhalb dessen Lichtpulse detektierbar sind. Die mehreren Fotodetektoren 132 können derart bezüglich der Transportstrecke 110 angeordnet sein, dass wenigstens ein Teil der mehreren Detektorfelder nichtüberlappend ist. Mit anderen Worten: die mehreren Fotodetektoren können in einem Abstand zueinander entlang der Transportstrecke angeordnet sein und/oder auf dies mit ihrem jeweiligen Detektorfeld gerichtet sein. Die Detektorfelder der mehreren Fotodetektoren können zueinander jeweils unterschiedlich sein.
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Die Ermittlungsvorrichtung 134 ist eingerichtet, die vorgegebene Information aus dem Signal 136 des Fotodetektors 132 zu ermitteln.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Empfangsvorrichtung 140 statisch oder im Wesentlichen statisch bezüglich der Transportstrecke 110 ausgebildet.
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Alternativ oder zusätzlich ist mindestens ein Teil der Empfangsvorrichtung 140 mindestens teilweise bewegbar entlang der Transportstrecke 110 eingerichtet, beispielsweise in Form eines mobilen Fotodetektors 132 oder eines Handheld-Device, beispielsweise ein mobiler Scanner oder Smart-Telefon.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist mindestens ein Teil der Transportstrecke 110 in einem Raum mit einer Deckenbeleuchtung angeordnet. Mindestens ein Fotodetektor 132 kann in diesem Ausführungsbeispiel in der Deckenbeleuchtung integriert sein.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Vorrichtung oder die Empfangsvorrichtung ferner eine Ausgabevorrichtung auf. Die Ausgabevorrichtung ist mit der Ermittlungsvorrichtung 134 gekoppelt und derart eingerichtet, dass ein weiteres Signal 138 ausgegeben wird, wenn die Ermittlungsvorrichtung 134 die vorgegebene Information ermittelt hat. Die Ausgabevorrichtung kann ein Computer-Netzwerk aufweisen oder damit verbunden sein. Dabei wird die Information des Objektes an das Netzwerk weitergeleitet und von einem Server oder einer sonstigen Infrastruktur gespeichert und/oder verarbeitet. Alternativ kann die Ausgabevorrichtung eine Alarmvorrichtung sein, beispielsweise eine Störungs- oder Transport-Zustandsampel, ein Störungssignal, ein Nothalt der Transportstrecke oder ähnliches.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die vorgegebene Information mindestens eine Eigenschaft des Objektes 112 aus den folgenden Eigenschaften: eine Identität (ID) des Objektes 112, eine Position des Objektes 112 auf der Transportstrecke 110, eine Orientierung des Objektes 112 auf der Transportstrecke 110; ein Richtungs- und/oder Geschwindigkeitsvektor des Objektes 112 bezüglich der Transportstrecke 110 und/oder mindestens einem Fotodetektor 132.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Folge von Lichtpulsen eine Mehrkanalinformation auf. Beispielsweise weist die Folge von Lichtpulsen 124 eine erste n-Bit-Information und eine zweite n-Bit Information auf. Die erste n-Bit-Information und die zweite n-Bit können wenigstens teilweise gleichzeitig von dem mindestens einen lichtemittierenden Bauelement 114 gesendet werden (mit n einer ganzen Zahl).
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Die erste n-Bit-Information kann unterschiedlich zu der zweiten n-Bit Information sein. Alternativ ist die erste n-Bit-Information gleich zu der zweiten n-Bit Information.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Steuervorrichtung 116 derart eingerichtet, dass mindestens ein lichtemittierendes Bauelement 114 in einer ersten Periode eine erste Folge von Lichtpulsen 124 emittiert, die mit einer ersten Information korreliert ist, und in einer zweiten Periode eine zweiten Folge von Lichtpulsen 124 emittiert, die mit einer zweiten Information korreliert ist, die zu der ersten unterschiedlich ist.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Folge von Lichtpulsen einen Prüfwert für eine zyklische Redundanzprüfung auf.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Sendevorrichtung 120 mehrere lichtemittierende Bauelement 114 und/oder ein lichtemittierendes Bauelement 114 mehrere lichtemittierende Segmente auf, die parallel eine Folge von Lichtpulsen 124 emittieren. Die Folge von Lichtpulsen, beispielsweise parallel übermittelte Lichtpulse, kann einen Prüfwert aufweisen, beispielsweise für eine zyklische Redundanzprüfung aufweisen.
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2 veranschaulicht in einer schematischen Aufsicht ein Referenzobjekt zum Kalibrieren einer oben beschriebenen Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Referenzobjekt 200 zur Kalibrierung einer Vorrichtung zum Ermitteln einer vorgegebenen Information eines Objektes entlang einer Transportstrecke bereitgestellt. Die Vorrichtung kann gemäß einem der beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet sein.
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Das Referenzobjekt weist eine optisch aktive Sendevorrichtung auf, wobei die Sendevorrichtung zwei oder mehr lichtemittierende Bereiche 202, 204, 206 aufweist und eine Steuervorrichtung aufweist. Die Steuervorrichtung ist eingerichtet, die zwei oder mehr lichtemittierenden Bereiche 202, 204, 206 derart anzusteuern, dass die zwei oder mehr lichtemittierenden Bereiche 202, 204, 206 eine vorgegebene Folge von Lichtpulsen emittieren. Die zwei oder mehr lichtemittierenden Bereiche 202, 204, 206 können unabhängig voneinander betreibbar eingerichtet sein. Alternativ oder zusätzlich können die zwei oder mehr lichtemittierenden Bereiche 202, 204, 206 in einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können die zwei oder mehr lichtemittierenden Bereiche 202, 204, 206 zueinander vorgegeben eingerichtete Abstrahlungscharakteristika aufweisen.
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Mittels des Referenzobjektes ist eine interaktive Vorrichtungs-Kalibrierung möglich, beispielsweise bei vorgegebenen Positionen der Transportstrecke oder einer vorgegebenen Bewegung des Referenzobjektes. Beispielsweise kann ein Objekt als Referenzobjekt zur Kalibrierung in einem vorgegebenen Zeitbereich in eine vorgegebene Position bewegt werden und die Vorrichtung zu dieser Zeit und an dieser Position der Transportstrecke kalibriert werden. Eine solche Position kann beispielsweise eine Ladestation zum Laden der Sendevorrichtung mit elektrischer Energie sein.
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3 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Betreiben einer Vorrichtung zum Ermitteln einer vorgegebenen Information eines Objektes entlang einer Transportstrecke gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
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Die Vorrichtung 100 kann gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet sein.
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Das Verfahren weist ein Detektieren S1 einer von der Sendevorrichtung 120 eines Objekts emittierten Folge von Lichtpulsen mittels des mindestens einen Fotodetektors, ein Umwandeln S2 der detektierten Folge von Lichtpulsen in ein Signal mittels des Fotodetektors, ein Übermitteln S3 des Signals an die Ermittlungsvorrichtung; ein Ermitteln S4 einer vorgegebenen Information mittels der Ermittlungsvorrichtung; und ein Bereitstellen S5 eines weiteren Signals, das mit der ermittelten, vorgegebenen Information korreliert ist, auf.
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Die vorgegebene Information kann aus einer Vielzahl vorgegebener Informationen ermittelt werden. Die Vielzahl vorgegebener Informationen kann beispielsweise in einer Tabelle, einem Speicher oder einer Datenbank hinterlegt sein. Die vorgegebene Information kann aus der Vielzahl vorgegebener Information mittels eines Bit-Vergleichs ermittelt werden, wobei die vorgegebenen Informationen als Bit-Folge hinterlegt sind.
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Das Ermitteln kann aufweisen, ob das Signal des Fotodetektors mit einer oder mehreren gleichen und/oder unterschiedlichen vorgegebene Informationen korreliert ist.
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Bauelements 1 in Form einer Flächenlichtquelle. Das lichtemittierende Bauelement 1 kann beispielsweise dem oben beschriebenen lichtemittierenden Bauelement 114 entsprechen, d.h. identisch sein, Das lichtemittierende Bauelement 1 weist einen Träger 12 auf. Der Träger 12 kann transluzent oder transparent ausgebildet sein. Der Träger 12 dient als Trägerelement für elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise lichtemittierende Elemente. Der Träger 12 kann beispielsweise Kunststoff, Metall, Glas, Quarz und/oder ein Halbleitermaterial aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Träger 12 eine Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Träger 12 kann mechanisch rigide oder mechanisch flexibel ausgebildet sein.
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Auf dem Träger 12 ist eine elektrolumineszierende Schichtenstruktur ausgebildet. Die elektrolumineszierende Schichtenstruktur weist eine erste Elektrodenschicht 14 auf, die einen ersten Kontaktabschnitt 16, einen zweiten Kontaktabschnitt 18 und eine erste Elektrode 20 aufweist. Der Träger 12 mit der ersten Elektrodenschicht 14 kann auch als Substrat bezeichnet werden. Zwischen dem Träger 12 und der ersten Elektrodenschicht 14 kann eine erste nicht dargestellte Barriereschicht, beispielsweise eine erste Barrieredünnschicht, ausgebildet sein.
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Die erste Elektrode 20 ist von dem ersten Kontaktabschnitt 16 mittels einer elektrischen Isolierungsbarriere 21 elektrisch isoliert. Der zweite Kontaktabschnitt 18 ist mit der ersten Elektrode 20 der optoelektronischen Schichtenstruktur elektrisch gekoppelt. Die erste Elektrode 20 kann als Anode oder als Kathode ausgebildet sein. Die erste Elektrode 20 kann transluzent oder transparent ausgebildet sein. Die erste Elektrode 20 weist ein elektrisch leitfähiges Material auf, beispielsweise Metall und/oder ein leitfähiges transparentes Oxid (transparent conductive oxide, TCO) oder einen Schichtenstapel mehrerer Schichten, die Metalle oder TCOs aufweisen. Die erste Elektrode 20 kann beispielsweise einen Schichtenstapel einer Kombination einer Schicht eines Metalls auf einer Schicht eines TCOs aufweisen, oder umgekehrt. Ein Beispiel ist eine Silberschicht, die auf einer Indium-ZinnOxid-Schicht (ITO) aufgebracht ist (Ag auf ITO) oder ITO-Ag-ITO Multischichten. Die erste Elektrode 20 kann alternativ oder zusätzlich zu den genannten Materialien aufweisen: Netzwerke aus metallischen Nanodrähten und -teilchen, beispielsweise aus Ag, Netzwerke aus Kohlenstoff-Nanoröhren, Graphen-Teilchen und -Schichten und/oder Netzwerke aus halbleitenden Nanodrähten.
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Über der ersten Elektrode 20 ist eine optisch funktionelle Schichtenstruktur, beispielsweise eine organische funktionelle Schichtenstruktur 22, der optoelektronischen Schichtenstruktur ausgebildet. Die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 kann beispielsweise eine, zwei oder mehr Teilschichten aufweisen. Beispielsweise kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Emitterschicht, eine Elektronentransportschicht und/oder eine Elektroneninjektionsschicht aufweisen. Die Lochinjektionsschicht dient zum Reduzieren der Bandlücke zwischen erster Elektrode und Lochtransportschicht. Bei der Lochtransportschicht ist die Lochleitfähigkeit größer als die Elektronenleitfähigkeit. Die Lochtransportschicht dient zum Transportieren der Löcher. Bei der Elektronentransportschicht ist die Elektronenleitfähigkeit größer als die Lochleitfähigkeit. Die Elektronentransportschicht dient zum Transportieren der Elektronen. Die Elektroneninjektionsschicht dient zum Reduzieren der Bandlücke zwischen zweiter Elektrode und Elektronentransportschicht. Ferner kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 ein, zwei oder mehr funktionelle Schichtenstruktur-Einheiten, die jeweils die genannten Teilschichten und/oder weitere Zwischenschichten aufweisen.
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Über der organischen funktionellen Schichtenstruktur 22 ist eine zweite Elektrode 23 der optoelektronischen Schichtenstruktur ausgebildet, die elektrisch mit dem ersten Kontaktabschnitt 16 gekoppelt ist. Die zweite Elektrode 23 kann gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Elektrode 20 ausgebildet sein, wobei die erste Elektrode 20 und die zweite Elektrode 23 gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können. Die erste Elektrode 20 dient beispielsweise als Anode oder Kathode der optoelektronischen Schichtenstruktur. Die zweite Elektrode 23 dient korrespondierend zu der ersten Elektrode als Kathode bzw. Anode der optoelektronischen Schichtenstruktur.
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Die elektrolumineszierende Schichtenstruktur ist ein elektrisch und/oder optisch aktiver Bereich. Der aktive Bereich ist beispielsweise der Bereich des lichtemittierenden Bauelements 10, in dem elektrischer Strom zum Betrieb des lichtemittierenden Bauelements fließt und/oder in dem elektromagnetische Strahlung erzeugt oder absorbiert wird. Auf oder über dem aktiven Bereich kann eine Getter-Struktur (nicht dargestellt) angeordnet sein. Die Getter-Schicht kann transluzent, transparent oder opak ausgebildet sein. Die Getter-Schicht kann ein Material aufweisen oder daraus gebildet sein, das Stoffe, die schädlich für den aktiven Bereich sind, absorbiert und bindet.
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Über der zweiten Elektrode 23 und teilweise über dem ersten Kontaktabschnitt 16 und teilweise über dem zweiten Kontaktabschnitt 18 ist eine Verkapselungsschicht 24 der elektrolumineszierende Schichtenstruktur ausgebildet, die die elektrolumineszierende Schichtenstruktur verkapselt. Die Verkapselungsschicht 24 kann als zweite Barriereschicht, beispielsweise als zweite Barrieredünnschicht, ausgebildet sein. Die Verkapselungsschicht 24 kann auch als Dünnschichtverkapselung bezeichnet werden. Die Verkapselungsschicht 24 bildet eine Barriere gegenüber chemischen Verunreinigungen bzw. atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Wasser (Feuchtigkeit) und Sauerstoff. Die Verkapselungsschicht 24 kann als eine einzelne Schicht, ein Schichtstapel oder eine Schichtstruktur ausgebildet sein. Die Verkapselungsschicht 24 kann aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, Poly(p-phenylenterephthalamid), Nylon 66, sowie Mischungen und Legierungen derselben. Gegebenenfalls kann die erste Barriereschicht auf dem Träger 12 korrespondierend zu einer Ausgestaltung der Verkapselungsschicht 24 ausgebildet sein.
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In der Verkapselungsschicht 24 sind über dem ersten Kontaktabschnitt 16 eine erste Ausnehmung der Verkapselungsschicht 24 und über dem zweiten Kontaktabschnitt 18 eine zweite Ausnehmung der Verkapselungsschicht 24 ausgebildet. In der ersten Ausnehmung der Verkapselungsschicht 24 ist ein erster Kontaktbereich 32 freigelegt und in der zweiten Ausnehmung der Verkapselungsschicht 24 ist ein zweiter Kontaktbereich 34 freigelegt. Der erste Kontaktbereich 32 dient zum elektrischen Kontaktieren des ersten Kontaktabschnitts 16 und der zweite Kontaktbereich 34 dient zum elektrischen Kontaktieren des zweiten Kontaktabschnitts 18.
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Über der Verkapselungsschicht 24 ist eine Haftmittelschicht 36 ausgebildet. Die Haftmittelschicht 36 weist beispielsweise ein Haftmittel, beispielsweise einen Klebstoff, beispielsweise einen Laminierklebstoff, einen Lack und/oder ein Harz auf. Die Haftmittelschicht 36 kann beispielsweise Partikel aufweisen, die elektromagnetische Strahlung streuen, beispielsweise lichtstreuende Partikel.
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Über der Haftmittelschicht 36 ist ein Abdeckkörper 38 ausgebildet. Die Haftmittelschicht 36 dient zum Befestigen des Abdeckkörpers 38 an der Verkapselungsschicht 24. Der Abdeckkörper 38 weist beispielsweise Kunststoff, Glas und/oder Metall auf. Beispielsweise kann der Abdeckkörper 38 im Wesentlichen aus Glas gebildet sein und eine dünne Metallschicht, beispielsweise eine Metallfolie, und/oder eine Graphitschicht, beispielsweise ein Graphitlaminat, auf dem Glaskörper aufweisen. Der Abdeckkörper 38 dient zum Schützen des herkömmlichen lichtemittierenden Bauelements 1, beispielsweise vor mechanischen Krafteinwirkungen von außen. Ferner kann der Abdeckkörper 38 zum Verteilen und/oder Abführen von Hitze dienen, die in dem herkömmlichen optoelektronischen Bauelement 1 erzeugt wird. Beispielsweise kann das Glas des Abdeckkörpers 38 als Schutz vor äußeren Einwirkungen dienen und die Metallschicht des Abdeckkörpers 38 kann zum Verteilen und/oder Abführen der beim Betrieb des herkömmlichen lichtemittierenden Bauelements 1 entstehenden Wärme dienen.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Die Vorrichtung 100 kann gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet sein.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Transportstrecke mehrere Eingangspositionen 102 und/oder mehrere Ausgangspositionen 104 auf. Die Eingangspositionen 102 sind jeweils in einem Abstand zu den Ausgangspositionen 104 angeordnet. Die Eingangspositionen 102 und die Ausgangspositionen 104 sind Zugangspunkte, bei denen ein oder mehrere Objekte 112 die Transportstrecke 1106 betreten oder verlassen.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Objekt 112 beispielsweise eine Person sein, beispielsweise ein Patient oder ein Krankenhauspersonal; oder eine Ware, beispielsweise ein Paket.
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Das lichtemittierende Bauelement 114 kann beispielsweise eine kostengünstige Infrarot-LED oder eine Laserdiode sein, die beispielsweise in einem Armband eingearbeitet ist. Mit anderen Worten: die Sendevorrichtung 120 kann in Form eines Bandes bzw. einer Banderole, beispielsweise in Form eines Armbandes oder Halsbandes ausgebildet sein.
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In einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 100 in einem Lagerhaus eingerichtet. Die Empfangsvorrichtung 140 weist drei Kameras als Fotodetektoren 132 auf, die an der Decke des Lagerhauses statisch angebracht sind. Die Objekte 112, von denen einer Information entlang einer Transportstrecke 110 ermittelt werden soll, können beispielsweise Container, Pakete oder Boxen sein, beispielsweise Paletten. Jedes Objekt 130 oder ein Anteil der Vielzahl an Objekten 112 in dem Lagerhaus kann eine Identifikationsnummer von einer oder mehreren Positionen auf dem Objekt emittieren. Die Identifikationsnummer wird übermittelt, in dem ein gepulstes Licht 114 auf dem Objekt 112 angebracht ist. Die Kameras 132 können dann die Position und Identifikation des Objektes 130 erkennen und verfolgen.
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Die exakte Position eines jeden Objektes 130 kann berechnet werden, da das Objekt 130 in einem oder mehreren Detektionsfeldern der Kameras 132 erscheint und die exakte Position der Kameras 132 in dem Lagerhaus bekannt ist. Für die Positionen in einem zweidimensionalen Raum ist ein paar von Datenpunkten erforderlich. Beispielsweise indem das Objekt 130 von zwei oder mehr Kameras 132 erfasst wird oder zwei oder mehr lichtemittierende Bauelemente 114 auf einem Objekt 112 angebracht sind. Auf ähnliche Weise kann eine dreidimensionale Positionsbestimmung erfolgen, wozu das Objekt 130 durch drei oder mehr Kameras 132 erfasst wird, oder drei oder mehr lichtemittierende Bauelemente 114 auf dem Objekt 112 angeordnet sind. Eine höhere Genauigkeit der Positionsbestimmung kann durch mehr Kameras 132 und/oder durch mehr lichtemittierende Bauelemente 114 auf einem Objekt 112 erreicht werden.
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Die lichtemittierenden Bauelemente 114 können in beliebiger Art und Weise temporär oder permanent am oder auf dem Objekt 112 angebracht sein. Der Vorteil der Folge von Lichtpulsen gegenüber anderen Technologien, beispielsweise QR-Codes oder Strichcodes, ist, dass der Abstand zwischen dem lichtemittierenden Bauelement 114 bzw. dem Objekt 112, 130 und dem Fotodetektor 132 vergrößert werden kann, beispielsweise da sich die Lichtpulse weiter ausbreiten als vom Strichcode oder QR-Code reflektiertes Licht. Dadurch kann beispielsweise der Abstand zwischen dem lichtemittierenden Bauelement 114 und dem Fotodetektor 132 im Vergleich zu einem herkömmlichen Abstand um ein 100faches oder mehr vergrößert werden.
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Im Vergleich zu Radiofrequenz-Sendern zur Positionsbestimmung, wie beispielsweise bei der RFID-Technologie, weist die Vorrichtung mit optisch aktiver Sendevorrichtung 120 den Vorteil auf, dass sich Licht leichter Abschirmen lässt als radiofrequente Strahlung. Mit anderen Worten: dadurch, dass die Reichweite von Radiofrequenz-Quellen größer ist, können bei der RFID-Technologie leichter Störsignale die Positionsbestimmung überlagern. Weiterhin ist die Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung mit Radiofrequenz aufwendiger als die Abschirmung von Licht, da Radiofrequenz elektromagnetische Strahlung in einem Lagerhaus stärker und mehrfacher reflektiert wird.
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Bei radiofrequenter Strahlung hätte es die Empfangsvorrichtung schwieriger, die Position eines Objektes mittels Triangulation genau zu bestimmen, da die radiofrequente Strahlung häufiger reflektiert wird als Licht.
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6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einen Ausschnitt einer Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Die Vorrichtung kann gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet sein.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Sendevorrichtung 120 mehrere lichtemittierende Bauelemente 610, 612, 614, 616 oder mindestens ein lichtemittierendes Bauelement 114 mit mehreren lichtemittierenden Segmenten 610, 612, 614, 616 auf, die unabhängig voneinander betreibbar sind(auch als unterschiedliche lichtemittierende Bereiche bezeichnet).
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Die lichtemittierenden Bereiche 610, 612, 614, 616 können eine gleiche Folge von Lichtpulsen 124 oder unterschiedliche Folgen von Lichtpulsen 602, 604, 606, 608 emittieren. Bei unterschiedlichen Folgen von Lichtpulsen können die Folgen zueinander unterschiedliche Tastverhältnisse, unterschiedliche Amplituden, unterschiedliche Phasen und/oder unterschiedliche Frequenzen aufweisen. Mit anderen Worten: die Lichtpulse der unterschiedlichen Folgen 602, 604, 606, 608 der lichtemittierenden Bereiche 610, 612, 614, 616 können beispielweise Licht zueinander unterschiedlicher Wellenlänge, Intensität und/oder eine sonstige, herkömmliche Lichtmodulation aufweisen. Die unterschiedlichen Folgen von Lichtpulsen 602, 604, 606, 608 der lichtemittierenden Bereiche 610, 612, 614, 616 können von der Empfangsvorrichtung als gleiche oder unterschiedliche Information ermittelt werden, beispielsweise als gleiche oder unterschiedliche Bit-Folge und/oder damit korrelierter Information.
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Dies ermöglicht eine optische, räumliche Mehrkanalkommunikation. Dadurch können/kann beispielsweise die Orientierung und/oder mehrere unterschiedliche Zustandsinformationen des Objektes gleichzeitig und/oder unabhängig voneinander an die Sendevorrichtung übermittelt werden. Dies ermöglicht eine hohe Informationsdichte und ein Verringern der Transportzeit des Objektes.
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Alternativ oder zusätzlich ermöglicht dies eine redundante Übermittlung der gleichen Information, beispielsweise für den Fall, dass der Lichtweg zur Empfängervorrichtung von einem Teil der mehreren lichtemittierenden Bauelemente oder Segmente blockiert ist.
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Die Vorrichtung kann derart eingerichtet sein, dass die Empfangsvorrichtung ein mobiles Endgerät 600 (auch bezeichnet als mobile, tragbare oder bewegbare Empfangsvorrichtung 600) aufweist oder unterstützt. Die tragbare Empfangsvorrichtung 600 kann beispielsweise ein Smart-Device sein, beispielsweise ein Smart-Phone, ein Laptop oder ein Tablett-Computer.
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Die tragbare Empfangsvorrichtung 600 kann einen oder mehrere Fotodetektoren 132 aufweisen, beispielsweise eine oder mehrere Kameras 132, der/die zum Aufnehmen der Folgen von Lichtpulsen 124, 602, 604, 606, 608 eingerichtet ist.
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Die tragbare Empfangsvorrichtung 600 ermittelt aus der Folge(n) von Lichtpulsen 124, 602, 604, 606, 608 mittels einer Computer-Hardware eine oder mehrere vorgegebene Information(en), wandelte diese in weitere Signale 138 um, gibt sie mittels einer Ausgabevorrichtung, beispielsweise einem Display der tragbaren Empfangsvorrichtung 600 aus.
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Mittels der tragbare Empfangsvorrichtung 600 kann unterschiedlichen, flexibel wählbaren Positionen entlang der Transportstrecke eine oder mehrere vorgegebene Informationen eines Objektes erfasst werden, beispielsweise ein Zustand des Objektes, wie er oben bereits beschrieben wurde.
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7 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Die Vorrichtung 100 kann gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet sein.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Vorrichtung mehrere Fotodetektoren 132 auf, beispielsweise eine Vielzahl an Fotodetektoren. Die Fotodetektoren können beispielsweise jeweils einen oder eine Vielzahl an Fotodioden oder Fototransistoren aufweisen, beispielsweise einen oder mehrere CCD-Sensor(en) aufweisen. Die Vorrichtung weist in verschiedenen Ausführungsbeispielen mindestens einen ersten Fotodetektor 702 und einen zweiten Fotodetektor 704 auf, die unterschiedliche Detektorfelder aufweisen, d.h. beispielsweise in oder aus unterschiedlichen Richtungen, unterschiedlichen Abständen und/oder unterschiedlichen Winkeln auf die Transportstrecke gerichtet sind. Dies ermöglicht ein zeitlich und/oder räumlich unterschiedliches Ermitteln gleicher oder unterschiedlicher Informationen eines oder mehrere Objekte 706, 708 - mit jeweils einem oder mehreren lichtemittierenden Bereich(en) 114 - die sich gleichzeitig auf der Transportstecke befinden und/oder transportiert, d.h. bewegt, werden. Das heißt, einige der mehreren Objekte, die sich gleichzeitig auf der Transportstrecke befinden, können transportiert bzw. bewegt werden, währende andere Objekte nicht bewegt werden. Die nicht-bewegten Objekte können beispielsweise an einer Ladestation zum elektrischen Laden der Sendevorrichtung oder an einer Verteilerposition pausieren.
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Ein lichtemittierendes Bauelement oder mehrere lichtemittierende Bauelemente kann/können in einer permanenten oder reversiblen Art und Weise an oder auf dem Objekt 112 aufgebracht sein. Das/die lichtemittierende(n) Bauelement(e) kann/können anschaulich eine Boje (beacon) darstellen, die eine Identifikation und/oder Zustandsdarstellung eines Objektes ermöglicht.
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Das lichtemittierende Bauelement kann beispielsweise eine Identifikationsnummer mittels der Folge von Lichtpulsen emittieren. Wenigstens ein Fotodetektor, beispielsweise eine Kamera, kann die Position verfolgen, indem die Identifikationsnummer bei einem bestimmten Kamera-Matrixelement ausgelesen wird.
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Mit mehr als einem Fotodetektor, beispielsweise mehr als einer Kamera, und/oder mehr als einem lichtemittierenden Bauelement auf dem Objekt 112, ist es möglich, die Präzision der Positionsbestimmung zu verbessern und die Richtung der Bewegung des Objektes 112 zu ermitteln.
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Beispielsweise sind mehrere Kameras 702, 704 in der Vorrichtung vorgesehen, um die Bewegungen und/oder eine sonstige vorgegebene Information eines oder mehrerer Objekte 706, 708 entlang der Transportstrecke 110 zu ermitteln. Die Objekte 706, 708 mit lichtemittierenden Bauelement(en) 114 emittieren dazu jeweils eine Folge von Lichtpulsen, wobei die Folgen mit jeweils einer Identifikationsnummer oder Bit-Folge korreliert sind. Mit anderen Worten jedes Objekt kann mindestens ein lichtemittierendes Bauelement aufweisen, das auf der Transportstrecke eine Folge von Lichtpulsen emittiert, welche mit einer Identifikationsnummer des jeweiligen Objektes korreliert ist.
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Bezogen auf einen oder mehrere Fotodetektor(en) mit jeweils einem Bildsensor mit mehreren separaten Pixeln, können die separaten Pixel des Bildsensors verwendet werden, den Datenstrom von allen lichtemittierenden Bauelementen parallel zu identifizieren, zu erfassen und daraus die exakte Position des jeweiligen Objektes 112 entlang der Transportstrecke zu ermitteln. Mit mehreren Fotodetektoren 702, 704, 132 kann die Bewegung eines Objektes akkurat in einem dreidimensionalen Raum verfolgt werden, beispielsweise mittels der Winkelinformation, beispielsweise mittels Triangulation der Informationen eines Objektes mittels mehrerer Kameras. Mit anderen Worten: die mehreren Fotodetektoren können die vorgegebene Information, die mittels einer Folge von Lichtpulsen erfasst wurde, auswerten und an eine zentrale Auswerteeinrichtung übermitteln, die daraus dann die korrekte Position und/oder Bewegungsrichtung des Objektes 112 entlang der Transportstrecke 110 ermittelt.
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Die Triangulation eines Objektes ist beispielsweise möglich, durch Betrachten des Objektes 112 mittels zwei oder mehr Fotodetektoren mit unterschiedlichen Blickwinkeln bzw. Detektionsfeldern. Zusätzlich kann die Intensität oder der bekannte Verlauf der Transportstrecke in der Triangulation verwendet werden. Dadurch kann die Position und Orientierung von jedem lichtemittierenden Bauelement auf dem Objekt trianguliert werden.
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Um die Genauigkeit noch weiter zu erhöhen, kann jedes lichtemittierende Bauelement eines Objektes 112 die gleiche oder eine unterschiedliche Folge von Lichtpulsen, die mit jeweils einer Identifikationsnummer oder Mehr-Bit-Folge korreliert ist, emittieren. Mit anderen Worten: verschiedene lichtemittierende Bauelemente oder lichtemittierende Segmente eines lichtemittierenden Bauelementes auf einem Objekt können den gleichen Lichtidentifikationscode oder verschiedene Lichtidentifikationscodes emittieren. Ein Lichtidentifikationscode bzw. eine Identifikationsnummer ist in diesem Sinne die mit einer Folge von Lichtpulsen korrelierte Information.
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Mittels eines Identifizierens aller, lichtemittierender Punkte eines Objektes durch die Lichtidentifikationscodes, kann die Orientierung des Objektes berechnet werden, beispielsweise im dreidimensionalen Raum.
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Mittels verschiedener Lichtidentifikationscodes der einzelnen lichtemittierenden Bauelemente bzw. lichtemittierenden Segmente ist es möglich die Orientierung des Objektes bezüglich der Transportstrecke im dreidimensionalen Raum zu berechnen. Alternativ oder zusätzlich kann mittels de gleichen Lichtidentifikationscodes der einzelnen lichtemittierenden Bauelemente bzw. Segmente die Stabilität des Systems erhöht werden, beispielsweise bedingt durch die Redundanz der erfassten, gleichen Information. Zudem ermöglicht dies, dass das Objekt in irgendeiner beliebigen Richtung oder Ausrichtung auf oder entlang der Transportstrecke orientiert werden kann, ohne dass alle lichtemittierenden Bereiche verdeckt wären, wie dies beispielsweise bei einer einzelnen Punktlichtquelle der Fall sein kann.
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In einem Ausführungsbeispiel können die mehreren lichtemittierenden Bauelemente bzw. die lichtemittierenden Segmente eines lichtemittierenden Bauelementes eines Objektes bezüglich der Folge der Lichtpulse zwischen unterschiedlichen Modi geschaltet werden.
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In einem ersten Modus emittieren alle lichtemittierenden Bauelemente bzw. lichtemittierenden Segmente jeweils eine Folge von Lichtpulsen, die mit einer gleichen bzw. identischen Information korreliert ist.
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In einem zweiten Modus emittieren die jeweiligen lichtemittierenden Bauelemente bzw. lichtemittierenden Segmente jeweils eine Folge von Lichtpulsen die zueinander unterschiedlich sind und somit mit unterschiedlichen Informationen korreliert sind.
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Dadurch können beispielsweise mehrere Objekte als eine Identifikationsgruppe markiert werden, beispielsweise für mehrere Objekte einer Produktionseinheit.
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Alternativ oder zusätzlich kann, beispielsweise innerhalb einer Identifikationsgruppe oder innerhalb eines Bauelementes mit mehreren lichtemittierenden Bauelementen oder lichtemittierenden Segmenten, dynamisch zwischen dem ersten und zweiten Modus umgeschaltet werden, beispielsweise für den Fall, dass sich ein Objekt auf der Transportstrecke unbeabsichtigt gedreht hat oder droht von der vorgegebenen Transportstrecke abzuweichen.
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Eine solche Drehung bzw. Abweichung kann beispielsweise mittels eines Sensors, der in der Sendevorrichtung vorgesehen ist, erfasst werden und als Träger für das dynamische Umschalten von dem ersten Modus in den zweiten Modus eingesetzt bzw. verwendet werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Betreiben der Vorrichtung im ersten Modus und im zweiten Modus zeitlich und/oder räumlich versetzt erfolgen, beispielsweise in unterschiedlichen Abschnitten der Transportstrecke.
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Beispielsweise, für den Fall, dass mehrere Objekte die gleiche Destination aufweisen, können diese mehreren Objekte als eine Identifikationsgruppe im ersten Modus betrieben werden, beispielsweise für einen Abschnitt der Transportstrecke. Dadurch kann für diesen Abschnitt der Umfang der Tabelle bzw. der Datenbank, in der die vorgegebenen Informationen gespeichert bzw. abgelegt sind, reduziert werden, sodass die Prozessorzeit für die Verarbeitung der Folge von Lichtpulsen in der Ermittlungsvorrichtung reduziert werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich können die lichtemittierenden Bauelemente nur in bestimmten Zeitfenstern Folgen von Lichtpulsen emittieren, die mit gleichen oder unterschiedlichen Informationen korreliert sind, beispielsweise können zwischen den Folgen von Lichtpulsen Pausen einer vorgegebenen Zeitdauer vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich können Pausen für das Emittieren der Folge von Lichtpulsen vorgesehen sein, beispielsweise für vorgegebene Abschnitte der Transportstrecke, beispielsweise gerade Abschnitte der Transportstrecke ohne Abzweigung.
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Tab.1 zeigt ein Beispiel einer Identifikationsgruppe basierend auf einer Folge von Lichtpulsen mit 8 Bit, mittels derer beispielsweise 16 unterschiedliche Objekte mit jeweils 16 unterschiedlichen lichtemittierenden Bereichen, d.h. lichtemittierende Bauelemente bzw. lichtemittierende Segmente, eindeutig adressiert werden können. Jede Folge Lichtpunkten eines Objektes dieser Identifikationsgruppe kann dabei eine andere Bedeutung haben.
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Bei Verwenden einer Mehrkanal-Information kann mittels der unterschiedlichen Pulsfolge von Lichtpulsen beispielsweise die Identifikation, die Orientierung oder eine sonstige Information parallel oder sequenziell übermittelt werden. Diese Information kann beispielsweise für die Steuerung des Objektes entlang der Transportstrecke verwendet werden, beispielsweise zum Schalten einer Weiche der Transportstrecke, um das Objekt zu einer vorgegebenen Endposition zu transportieren.
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Die Wortbreite zur Identifikation (in Tab. 1: 4-Bit) kann einen beliebigen Wert aufweisen, beispielsweise indem die Bit-Anzahl der lichtemittierenden Bauelemente reduziert wird und/oder in dem die Wortbreite der Folge von Lichtpulsen größer ist als 8-Bit.
Tab.l:
| ID | Objekt | Nr. des Lichtemittierenden Bauelements |
| 0000 0000 | 1 | 1 |
| 0000 0001 | 1 | 2 |
| 0000 0010 | 1 | 3 |
| 0000 0011 | 1 | 4 |
| 0001 0000 | 2 | 1 |
| 0001 0001 | 2 | 2 |
| 0001 0010 | 2 | 3 |
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Vorrichtung eine Empfangsvorrichtung mit einer oder mehreren Kameras als Fotodetektor(en) auf, die in einer Umgebung installiert sind und verwendet werden, die Bewegung von einem oder mehreren Objekten 706, 708 zu verfolgen. Ein Objekt sendet (jeweils) ein Identifikationscode mittels mindestens einem lichtemittierenden Bauelement 114 der Sendevorrichtung.
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Der Bildsensor der Kamera(s), d.h. die separieren Pixel, werden verwendet, um den Datenstrom von allen lichtemittierenden Bauelementen parallel zu erfassen und die Position des einen oder der mehreren Objekt 706, 708 zu berechnen.
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Mehrere bzw. verschiedene Kameras 702, 704 können verwendet werden, um die Positionsbestimmungen und -verfolgung mittels der zusätzlichen Winkel-Informationen zu verbessern.
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8A zeigt eine schematische Seitenansicht und 8B zeigt eine schematische Aufsicht eines Ausführungsbeispiels einer Sendevorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Die Vorrichtung 100 kann gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet sein.
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Mehrere und/oder verschiedene lichtemittierende Bauelemente 114, 610, 612, 614 auf einem Objekt können die gleiche oder eine unterschiedliche Information in Form von einer oder mehreren Folgen von Lichtpulsen senden.
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Mittels unterschiedlicher Informationen bzw. Identifikationscodes (siehe Tab. 1) ist es bei einem Objekt möglich, die Orientierung des Objektes im dreidimensionalen Raum zu ermitteln. Dazu sollten mehrere lichtemittierende Bereiche der Sendevorrichtung in einen Mindestabstand zueinander und in einer vorgegebenen Anordnung zueinander angeordnet sein.
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Zusätzlich oder alternativ ist es bei gleichen Identifikationscodes bei einem Objekt möglich, die Stabilität des Systems mittels der Redundanz der Daten bei unterschiedlichen lichtemittierenden Bauelementen zu erhöhen. D.h., das Objekt kann in einer beliebigen Richtung und/oder Orientierungen entlang der Transportstrecke ausgerichtet sein, ohne dass sämtliche lichtemittierenden Bauelemente abgeschattet wären.
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Zusätzlich oder alternativ ist eine Kombination von gleichen und unterschiedlichen Identifikationscodes möglich, beispielsweise mittels Verwendens von Identifikationsgruppen (siehe oben), einer dynamischen Anpassung der Identifikationsgruppen, beispielsweise nach einem Detektieren der Rotation des Objektes mittels eines internen Sensors, beispielsweise von einen Objekt aus einer Vielzahl von Objekten auf der Transportstrecke.
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Alternativ oder zusätzlich können die gleichen oder unterschiedlichen Informationen zeitverschoben gesendet werden. Beispielsweise können gleiche oder unterschiedliche Informationen nur zu bestimmten, vorgegebenen Zeiten oder Abschnitten der Transportstrecke in Form von unterschiedlichen Folgen von Lichtpulsen der jeweiligen Objekte bzw. lichtemittierenden Bauelementen emittiert werden.
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9 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Die Vorrichtung 100 kann gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet sein.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Folge von Lichtpulsen einen Prüfwert aufweisen oder damit korreliert sein. Mittels des Prüfwertes kann beispielsweise eine zyklische Redundanzprüfung (cyclic redundcany check - CRC) realisiert werden. Dies erlaubt es, Bit-Fehler während der Übermittlung des Lichtes von dem lichtemittierenden Bauelement 124 bzw. den lichtemittierenden Bauelementen 602, 604, 606 zu dem Fotodetektor 132 zu ermitteln.
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Mittels Verwendens von mehr als einem lichtemittierenden Bauelement (bis zu N lichtemittierende Bauelemente; mit N einer ganzen Zahl) ist es möglich, eine parallele, zyklische Redundanzprüfung mit n-Bit zu implementieren, wobei n glich N sein kann.
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Dies erhöht mittels einer räumlichen Verteilung der mehreren lichtemittierenden Bauelemente zueinander auf einem gemeinsamen Objekt die Datensicherheit und kann einen Datenverlust vermeiden oder reduzieren. Die räumliche Verteilung ist dabei der Abstand zwischen den lichtemittierenden Bauelementen oder Segmenten einer Sendevorrichtung 120 eines Objektes 130 und deren Anordnung zueinander.
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Falls mehrere lichtemittierende Bauelemente bzw. Segmente eines Objektes die gleiche Folge von Lichtpulsen emittieren, beispielsweise parallel und/oder zeitlich versetzt, kann der gleiche Datenstrom mehrmals von dem Fotodetektor erfasst und/oder ausgewertet werden. Mit dieser Technik kann ein Datenverlust beispielsweise bedingt durch einen sogenannten Rolling-Shutter-Effect vermieden oder reduziert werden. Beim Rolling-Shutter-Effect scannt der Fotodetektor die einzelnen Pixel des Bildsensors 902 seriell in Reihen oder Zeilen, während sich das Objekt 130 bewegt. Durch die Bewegung des Objektes 130, dem seriellen Scanvorgang und der gepulsten Lichtemission der lichtemittierenden Bauelemente könnte es andernfalls dazu kommen das einzelne Lichtpulse nicht detektiert werden könnten.
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Mit größer werdender Beleuchtungsfläche d.h. optisch aktiver Fläche, beispielsweise für den Fall einer Flächenlichtquelle, beispielsweise von einer oder mehreren LEDs, die mit einem Lichtwellenleiter gekoppelt sind; OLEDs oder OLECs, ist es möglich das Abschatten der Beleuchtungsfläche bzw. den Rolling-Shutter-Effect zu reduzieren bzw. zu vermeiden.
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Mit flexiblen OLEDs ist es zudem möglich, dreidimensionale Objekte mit einer Flächenlichtquelle als lichtemittierendes Bauelement auszustatten.
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10 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Die Vorrichtung 100 kann gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet sein.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Sendevorrichtung ein lichtemittierendes Bauelement 1004 als Indikator-Lichtquelle aufweisen (in 10 als erster Zustand 1000 veranschaulicht). Die Indikator-Lichtquelle kann beispielsweise eine Punktlichtquelle, ein Segment eines lichtemittierenden Bauelementes mit zwei oder mehr lichtemittierenden Segmenten und/oder ein lichtemittierendes Bauelement mehrerer lichtemittierende Bauelemente sein. Die Indikator-Lichtquelle kann beispielsweise im Dauerstrichbetrieb, periodisch blinkend oder in einer sonstigen, vorgegebenen Art und Weise Licht emittieren, um die Funktionsweise der Sendevorrichtung ermittelbar darzustellen. Eine solche Darstellung ist beispielsweise von Vorteil während einer Pulspause in der Folge von Lichtpulsen, während sich das Objekt in einer Ruheposition auf der Transportstrecke befindet, oder wenn sich die Sendvorrichtung abseits der Transportstrecke befindet, beispielsweise um einen Ladezustand der Batterie der Sendevorrichtung zu veranschaulichen.
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Zusätzlich oder zeitlich versetzt (in 10 als zweiter Zustand 1002 veranschaulicht) kann die Sendevorrichtung eine Flächenlichtquelle 1006 aufweisen, mittels deren die Folge von Lichtpulsen emittiert und zu dem mindestens einen Fotodetektor transmittierten wird. Die Verwendung einer Flächenlichtquelle kann verhindern, dass die gesamte lichtemittierende Fläche durch kleine Objekte, beispielsweise einem Kabel, zwischen dem Fotodetektor 132 und dem lichtemittierenden Bauelement 1006 abgeschattet wird. Während des Transportes des Objektes kann der Rolling-Shutter-Effect durch den Einsatz einer Flächenlichtquelle als lichtemittierendes Bauelement der Sendevorrichtung zudem reduziert werden, da unter einem beliebigen Detektion- bzw. Betrachtungswinkel des Fotodetektors auf die Flächenlichtquelle 1006 in der Regel immer mehrere Pixel des Bildsensors 902 des Fotodetektors 132 aktiviert sind, d.h. die Folge von Lichtpulsen detektieren.
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Mit anderen Worten der Fotodetektor mit einer Vielzahl von optisch aktiven Pixeln, erfasst bei einem einer Flächenlichtquelle als lichtemittierendes Bauelement einer der Sendevorrichtung eine Mehrkanal-Information mit mehreren Datenströmen, die zueinander identisch sind, wodurch eine Datenkorrektur ermöglicht wird.
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11A zeigt eine schematische Seitenansicht und 11B zeigt eine schematische Aufsicht auf Ausführungsbeispiele von Sendevorrichtungen gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Die Vorrichtung 100 kann gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet sein.
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Für die Sendevorrichtung können Verschiedene lichtemittierende Bauelemente verwendet werden. Beispielsweise kann mindestens ein lichtemittierendes Bauelement eine Punktlichtquelle sein, beispielsweise eine LED mit einer Chipgröße in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 50 µm. Die Punktlichtquelle kann beispielsweise Licht in einem Wellenlängenbereich emittieren der sichtbar oder nicht-sichtbar ist, beispielsweise Infrarot oder Ultraviolett. Vorteile einer Punktlichtquelle sind ein relativ geringer Energieverbrauch und geringer Platzbedarf.
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Flächenlichtquellen, beispielsweise organische Leuchtdioden oder mehrere mit einem planaren Lichtwellenleiter gekoppelte LEDs weisen den Vorteil eines hohen Aspekt-Verhältnisses zwischen der Dicke und der großen Emissionsfläche auf. OLEDs können zudem flexibel produziert und auf das Objekt aufgebracht werden. Somit können OLEDs für gekrümmte oder geknickte Objekte als lichtemittierende Bauelemente verwendet werden, die sich der Kontur des Objektes anpassen, wie in 11A veranschaulicht ist.
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Mehrere lichtemittierende Bauelemente 610, 612, 614, 616 können neben einander angeordnet sein und/oder ein lichtemittierendes Bauelement kann mehrere lichtemittierende Segmente 610, 612, 614, 616 aufweisen.
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Beispiel 1, das mit Bezug auf 1 bis 11 beschrieben ist, ist eine Vorrichtung zum Ermitteln einer vorgegebenen Information eines Objektes entlang einer Transportstrecke. Die Vorrichtung weist eine Transportstrecke auf, welche mindestens eine Anfangsposition und mindestens eine Endposition auf und eingerichtet ist, das Objekt von der mindestens einen Anfangsposition zu der mindestens einen Endposition zu transportieren. Das Objekt weist eine optisch aktive Sendevorrichtung auf. Die Sendevorrichtung weist mindestens ein lichtemittierendes Bauelement und eine Steuervorrichtung auf. Die Steuervorrichtung ist eingerichtet, das mindestens eine lichtemittierende Bauelement derart anzusteuern, dass es eine vorgegebene Folge von Lichtpulsen emittiert. Die Vorrichtung weist weiterhin eine optisch aktive Empfangsvorrichtung auf. Die optisch aktive Empfangsvorrichtung weist mindestens einen Fotodetektor und eine Ermittlungsvorrichtung auf. Der mindestens eine Fotodetektor ist eingerichtet, die Folge von Lichtpulsen des von dem lichtemittierenden Bauelement emittierbaren Lichts in wenigstens einer Position zwischen der mindestens einen Anfangsposition und der mindestens einen Endposition der Transportstrecke zu detektieren und in ein Signal umzuwandeln. Die Ermittlungsvorrichtung ist eingerichtet, die vorgegebene Information aus dem Signal des Fotodetektors zu ermitteln.
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In Beispiel 2 kann der Gegenstand des Beispiels 1 ferner aufweisen, dass die Sendevorrichtung ein einziges lichtemittierendes Bauelement aufweist.
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In Beispiel 3 kann der Gegenstand des Beispiels 1 ferner aufweisen, dass die Sendevorrichtung mehrere lichtemittierende Bauelemente oder mindestens ein lichtemittierendes Bauelement mit mehreren lichtemittierenden Segmenten aufweist, die unabhängig voneinander betreibbar sind.
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In Beispiel 4 kann ein Gegenstand der Beispiele 1-3 ferner aufweisen, dass die Sendevorrichtung eine oder mehrere Punktlichtquellen aufweist, beispielsweise eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode.
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In Beispiel 5 kann ein Gegenstand der Beispiele 1-4 ferner aufweisen, dass die Sendevorrichtung eine oder mehrere Flächenlichtquellen auf, beispielsweise eine organische Leuchtdiode oder eine mit einem planaren Lichtwellenleiter gekoppelte Leuchtdiode.
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In Beispiel 6 kann ein Gegenstand der Beispiele 1-5 ferner aufweisen, dass die Sendevorrichtung mindestens eine Flächenlichtquelle und/oder mehrere in einem Mindestabstand zueinander angeordnete Punktlichtquellen aufweist derart, dass Licht von der Sendevorrichtung wenigstens teilweise wird in zueinander senkrechte Raumrichtung emittierbar ist.
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In Beispiel 7 kann ein Gegenstand der Beispiele 1-6 ferner aufweisen, dass die Empfangsvorrichtung einen einzigen Fotodetektor aufweist, beispielsweise eine einzige Kamera.
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In Beispiel 8 kann ein Gegenstand der Beispiele 1-6 ferner aufweisen, dass die Empfangsvorrichtung mehrere Fotodetektoren aufweist, beispielsweise mehrere Kameras.
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In Beispiel 9 kann ein Gegenstand der Beispiele 1-8 ferner aufweisen, dass die vorgegebene Information mindestens eine Eigenschaft des Objektes der folgenden Eigenschaften auf: eine Identität des Objektes, eine Position des Objektes auf Transportstrecke, eine Orientierung des Objektes auf transportstrecke; ein Richtungs- und/oder Geschwindigkeitsvektor des Objektes bezüglich der Transportstrecke und/oder mindestens einem Fotodetektor.
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In Beispiel 10 kann ein Gegenstand der Beispiele 1-9 ferner aufweisen, dass die Empfangsvorrichtung statisch bezüglich der Transportstrecke ausgebildet.
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In Beispiel 11 kann ein Gegenstand der Beispiele 1-11 ferner aufweisen, dass mindestens ein Teil der Transportstrecke in einem Raum mit einer Deckenbeleuchtung angeordnet. Mindestens ein Fotodetektor ist in der Deckenbeleuchtung integriert.
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In Beispiel 12 kann ein Gegenstand der Beispiele 1-11 ferner aufweisen, dass die Vorrichtung ferner eine Ausgabevorrichtung auf. Die Ausgabevorrichtung ist mit der Ermittlungsvorrichtung gekoppelt und derart eingerichtet, dass ein weiteres Signal ausgegeben wird, wenn die Ermittlungsvorrichtung die vorgegebene Information ermittelt hat.
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In Beispiel 13 kann ein Gegenstand der Beispiele 1-12 ferner aufweisen, dass die Folge von Lichtpulsen eine Mehrkanalinformation auf.
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In Beispiel 14 kann ein Gegenstand der Beispiele 1-13 ferner aufweisen, dass die Sendevorrichtung ferner einen Sensor zum Bereitstellen eines ersten Sensorsignals und eines zum ersten Sensorsignal unterschiedlichen zweiten Sensorsignals auf, Der Sensor ist mit der Steuervorrichtung gekoppelt ist. Die Steuervorrichtung ist ferner derart eingerichtet, dass das lichtemittierende Bauelement eine erste Folge von Lichtpulsen emittiert, wenn der Sensor das erste Sensorsignal bereitstellt und dass das lichtemittierende Bauelement eine zu der ersten Folge unterschiedlichen zweite Folge emittiert, wenn der Sensor das zweite Sensorsignal bereitstellt.
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In Beispiel 15 kann ein Gegenstand der Beispiele 1-14 ferner aufweisen, dass die Steuervorrichtung derart eingerichtet, dass mindestens ein lichtemittierendes Bauelement in einer ersten Periode eine erste Folge von Lichtpulsen emittiert, die mit einer ersten Information korreliert ist, und in einer zweiten Periode eine zweiten Folge von Lichtpulsen emittiert wird, die mit einer zweiten Information korreliert ist, die zu der ersten unterschiedlich ist.
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In Beispiel 16 kann ein Gegenstand der Beispiele 1-15 ferner aufweisen, dass die Folge von Lichtpulsen einen Prüfwert für eine zyklische Redundanzprüfung auf.
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In Beispiel 17 kann ein Gegenstand der Beispiele 1-16 ferner aufweisen, dass die Sendevorrichtung mehrere lichtemittierende Bauelement und/oder ein lichtemittierendes Bauelement mit mehreren lichtemittierenden Segmente auf, die parallel eine Folge von Lichtpulsen emittieren, wobei die Folge von Lichtpulsen einen Prüfwert für eine zyklische Redundanzprüfung aufweist.
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In Beispiel 18 kann ein Gegenstand der Beispiele 1-17 ferner aufweisen, dass die Sendevorrichtung ferner einen Sender und einen Empfänger auf und ist eingerichtet, mit einem weiteren Objekt mit optisch aktiver Sendevorrichtung mit Sender und Empfänger zu kommunizieren, sodass das mindestens eine lichtemittierende Bauelement des Objektes derart angesteuert wird, dass es eine vorgegebene Folge von Lichtpulsen emittiert, die der vorgegebenen Folge von Lichtpulsen eines weiteren Objekts, beispielsweise des weiteren Objektes, auf der Transportstrecke entspricht und/oder die zu der vorgegebenen Folge von Lichtpulsen eines weiteren Objekts, beispielsweise des weiteren Objektes, auf der Transportstrecke unterschiedlich ist.
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In Beispiel 19 ist ein Referenzobjekt zur Kalibrierung einer Vorrichtung zum Ermitteln einer vorgegebenen Information eines Objektes entlang einer Transportstrecke. Das Referenzobjekt weist eine optisch aktive Sendevorrichtung auf. Die Sendevorrichtung weist zwei oder mehr lichtemittierende Bereiche und eine Steuervorrichtung auf. Die Steuervorrichtung ist eingerichtet, die zwei oder mehr lichtemittierenden Bereiche derart anzusteuern, dass die zwei oder mehr lichtemittierenden Bereiche eine vorgegebene Folge von Lichtpulsen emittieren. Die zwei oder mehr lichtemittierenden Bereiche sind unabhängig voneinander betreibbar eingerichtet. Alternativ oder zusätzlich sind die zwei oder mehr lichtemittierenden Bereiche in einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet. Alternativ oder zusätzlich weisen die zwei oder mehr lichtemittierenden Bereiche zueinander vorgegeben eingerichtete Abstrahlungscharakteristika auf.
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Beispiel 20 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum Ermitteln einer vorgegebenen Information eines Objektes entlang einer Transportstrecke. Die Vorrichtung kann gemäß einer beschriebenen Weiterbildung ausgebildet sein. Das Verfahren weist ein Detektieren einer von der Sendevorrichtung eines Objekts emittierten Folge von Lichtpulsen mittels des mindestens einen Fotodetektors auf. Weiterhin weist das Verfahren ein Umwandeln der detektierten Folge von Lichtpulsen in ein Signal mittels des Fotodetektors auf. Weiterhin weist das Verfahren ein Übermitteln des Signals an die Ermittlungsvorrichtung und ein Ermitteln einer vorgegebenen Information mittels der Ermittlungsvorrichtung auf. Zudem weist das Verfahren ein Bereitstellen eines weiteren Signals auf, das mit der ermittelten, vorgegebenen Information korreliert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Vorrichtung
- 102
- Anfangsposition
- 104
- Endposition
- 110
- Transportstrecke
- 112
- Objekt
- 114
- lichtemittierendes Bauelement
- 116
- Steuervorrichtung
- 118
- Steuersignal
- 120
- optisch aktive Sendevorrichtung
- 124
- Folge von Lichtpulsen
- 126
- Transport
- 130
- Objekt mit optisch aktiver Sendevorrichtung
- 132
- Fotodetektor
- 134
- Ermittlungsvorrichtung
- 136
- Signal
- 138
- weiteres Signal
- 140
- Empfangsvorrichtung
- 200
- Referenzkörper
- 202, 204, 206
- lichtemittierende Bereiche
- 300
- Verfahren
- S1, S2, S3, S4, S5
- Verfahrensschritte
- 1
- lichtemittierendes Bauelement
- 12
- Träger
- 16
- erster Kontaktabschnitt
- 18
- zweiter Kontaktabschnitt
- 20
- erste Elektrode
- 21
- elektrische Isolierungsbarriere
- 22
- organisch funktionelle Schichtenstruktur
- 23
- zweite Elektrode
- 24
- Verkapselungsschicht
- 32
- erster Kontaktbereich
- 34
- zweiter Kontaktbereich
- 36
- Haftmittelschicht
- 38
- Abdeckkörper
- 600
- tragbare Empfangsvorrichtung
- 602, 604, 606, 608
- Folge von Lichtpulsen
- 610, 612, 614, 616
- lichtemittierendes Bauelement/Segment
- 702, 704
- Fotodetektoren
- 706, 708
- Objekte
- 902
- Bildsensor
- 1000, 1002
- Zustände
- 1004
- Indikatorlichtquelle
- 1006
- Flächenlichtquelle