SENSOR ÓPTICO PARA DETECTAR UN CÓDIGO EN UN SUSTRATO.

Sensor óptico (1) para detectar un código que tiene primera región (28) y segunda región (30) que tiene diferentes valores de una propiedad reflectora en un sustrato (2) el cual,

cuando está en uso, se desplaza con respecto al sensor óptico (1), que comprende un detector óptico (6) para determinar continua o repetidamente un valor de la propiedad reflectora del sustrato (2), en donde el detector óptico (6), cuando está en uso, ve al sustrato (2) a lo largo de un eje óptico (OA), un analizador de código (14) para determinar el código detectado sobre la base de una variación del valor en el tiempo de la propiedad reflectora determinada, una primera fuente de iluminación (18) para iluminar el sustrato (2) a lo largo del eje óptico (OA) del detector óptico (6), una segunda fuente de iluminación (22) para iluminar el sustrato (2) en una dirección en un ángulo diferente de cero con respecto al eje óptico (OA), y una unidad de control (26) que tiene un primer modo operacional en donde la primera fuente de iluminación (18) se enciende y la segunda fuente de iluminación (22) se apaga, y que tiene un segundo modo operacional en donde la primera fuente de iluminación (18) se apaga y la segunda fuente de iluminación (22) se enciende, en donde la unidad de control está dispuesta para cambiar periódicamente del primer al segundo modo operacional, de modo tal que cada una de la primera y segunda regiones (28, 30) se iluminan mediante la primera y segunda fuentes de iluminación (18, 22)

La invención se refiere a un sensor óptico para detectar un código en un sustrato el cuál, cuando está en uso, se desplaza con respecto al sensor óptico, comprendiendo un detector óptico para determinar de manera continua o repetidamente un valor de una propiedad reflectora del sustrato, donde el detector óptico, cuando está en uso, ve al 5 sustrato a lo largo de un eje óptico, y a un analizador de código para determinar el código detectado.

Tal sensor óptico es conocido per se. En el sensor conocido se utiliza una cámara para detectar un código de barras en el sustrato. La cámara forma repetidamente imágenes fijas del sustrato y transmite estas imágenes al analizador de código. El analizador de código realiza algoritmos de procesamiento de imagen para determinar el código de la imagen, e. g., un número asociado con el código de barras. 10

El sensor óptico conocido tiene la desventaja de que el ritmo de variación de imagen de la cámara es relativamente bajo, tal que el sistema no es apropiado para determinar un código en un sustrato que se desplaza a alta velocidad con respecto a la cámara, aún más, el sensor óptico está limitado con respecto a sustratos en los cuales puede detectarse un código y con respecto a la variación de los valores de las propiedades reflectoras dentro de los cuales puede operar el sensor. Por ejemplo en sustratos altamente reflectores, e. g., que comprenden una superficie de 15 espejo, el sensor conocido no es capaz de detectar un código.

La Patente EP 1 489 395 A1 presenta un sensor óptico para detectar un código donde una primera y segunda fuente de iluminación iluminan en diferentes colores un sustrato a lo largo del eje óptico del sensor.

La Patente WO 9 422 104A 1 describe un lector de código de barras donde dos fuentes de iluminación iluminan un código de barras en un sustrato reflector bajo ángulos de iluminación que difieren para proporcionar un campo 20 brillante de iluminación y un contraste optimizado.

Es un objeto de la invención al menos disminuir al menos uno de los problemas mencionados.

Por lo tanto, en correspondencia con la presente invención se proporciona un sensor óptico en correspondencia con la reivindicación 1.

Debido a que el analizador de código determina el código detectado sobre la base de una variación en el tiempo 25 del valor de la propiedad reflectora determinada, es posible determinar el código cuando el sustrato pasa por el sensor óptico a una velocidad más alta, ya que el ritmo de variación de imagen de la cámara no es un factor limitante. Es más, debido a que la unidad de control tiene un primer modo operacional en donde la primera fuente de iluminación está encendida y la segunda fuente de iluminación está apagada, y un segundo modo operacional en donde la primera fuente de iluminación está apagada y la segunda fuente de iluminación está encendida, el sensor óptico puede variar las 30 condiciones de iluminación mientras detecta el código, tal que las condiciones óptimas de iluminación pueden utilizarse para determinar el código. Aún más, debido a que la primera fuente de iluminación ilumina al sustrato a lo largo del eje óptico, al menos una de las condiciones de iluminación causa una gran diferencia entre la reflexión especular y la difusa, de manera que un valor de una propiedad reflectora especular o una difusa pueden determinarse cuando se ilumina con la primera fuente de iluminación. Aún más, esto permite también que el sensor óptico se construya de forma compacta, 35 permitiendo que el sensor pueda utilizarse en entornos, e. g. en máquinas, en los cuales se le permite poco espacio al sensor. Aún más, debido a que la segunda fuente de iluminación ilumina al sustrato en una dirección en un ángulo diferente de cero con respecto al eje óptico, las fuentes de iluminación primera y segunda iluminan al sustrato en ángulos mutuamente diferentes, tal que pueda optimizarse una diferencia en las condiciones de iluminación.

Aquí, la propiedad reflectora puede ser por ejemplo, una propiedad de color, tal como matiz, cromatismo o 40 claridad, una densidad óptica, e. g., tono pardo, una textura, o una reflexión, e. g. reflexión difusa o especular, o una combinación de cualquiera de estas propiedades reflectoras.

Aquí el término “código” puede abarcar cualquier elemento de información que comprenda al menos una transición de un primer valor a un segundo valor tal como por ejemplo un código de barras, un código de puntos, un tramo de una sección del sustrato que difiere en reflectividad, una transición blanco/negro o un código de colores. 45

Preferiblemente, el eje óptico está dispuesto sustancialmente perpendicular al sustrato. Esto ofrece la ventaja de que el detector óptico ve el sustrato sustancialmente en un ángulo recto. Por lo tanto, el sensor óptico es relativamente insensible a las variaciones de un grosor del sustrato o una elevación del sustrato con respecto al sensor óptico, ya que estas variaciones no resultan en un desplazamiento lateral del sustrato dentro del campo de visión del detector óptico tal como es visto por el detector. Esto reduce el riesgo de que el sensor óptico pase por alto el código 50 como un resultado de la desalineación originada por estas variaciones. Aún más, cuando el detector óptico ve el sustrato sustancialmente perpendicularmente, y la primera fuente de iluminación ilumina al sustrato sustancialmente perpendicularmente, se ha encontrado que también pueden detectarse códigos sobre sustratos con una superficie de alta reflectividad tales como una superficie de espejo, ya que la luz de la primera fuente de iluminación se refleja efectivamente hacia el detector óptico. 55

Preferiblemente, la primera fuente de iluminación está dispuesta para emitir luz blanca y la segunda fuente de iluminación comprende una pluralidad de fuentes de luz dispuestas para emitir luz de colores mutuamente diferentes. Esto ofrece la ventaja de que con un número limitado de colores de iluminación y un número limitado de ángulos de iluminación pueda detectarse un código sustancialmente en cualquier sustrato, de cualquier color o cualquier reflectividad. En este caso, la segunda fuente de iluminación permite detectar las propiedades de color del código, 5 mientras que la combinación de la primera y segunda fuentes de iluminación permite detectar las propiedades de reflectividad del código. De esta forma el número de condiciones de iluminación mutuamente diferentes es limitado, lo cual incrementa la velocidad del sensor ya que se necesita utilizar menos condiciones de iluminación. Al mismo tiempo, se mantiene la ventaja de que pueden ser detectados los códigos sustancialmente sobre todo tipo de sustratos, e. g. que tengan diferente color o propiedades de reflectividad. 10

Preferiblemente la pluralidad de fuentes de luz comprende una fuente de luz roja para emitir luz roja, una fuente de luz verde para emitir luz verde y una fuente de luz azul para emitir luz azul. Por tanto, puede detectarse cualquier color.

Preferiblemente el detector óptico comprende un único fotodiodo y no una pluralidad de células fotoeléctricas. Esto ofrece la ventaja de que el detector óptico puede determinar de manera continua o repetidamente, con un alto ritmo 15 de repetición, el valor de la propiedad reflectora del sustrato. Por lo tanto, el sensor puede determinar el código mientras el sustrato se desplaza a una alta velocidad.

La unidad de control está dispuesta para cambiar periódicamente del primer modo operacional al segundo. Por lo tanto, la unidad de control puede encender y apagar las fuentes de iluminación y/o fuentes de luz en un ciclo

Opcionalmente la unidad de control tiene un tercer modo operacional en donde la primera y segunda fuente de 20 iluminación se apagan. Por lo tanto, el detector óptico puede determinar un nivel de iluminación de fondo con todas las fuentes de iluminación del sensor óptico apagadas, e. g. para la calibración de corrección de los valores detectados. Preferiblemente la unidad de control está dispuesta para estar cíclicamente en el primer, segundo y tercer modo operacional.

Preferiblemente el sensor óptico está provisto además de al menos una fuente de alineación de luz la cual está 25 dispuesta adyacente al transductor fotoeléctrico, y la cual está dispuesta para reproducirse sobre el sustrato mediante la óptica de reproducción. Por tanto, el sensor óptico puede alinearse... [Seguir leyendo]

1. Sensor óptico (1) para detectar un código que tiene primera región (28) y segunda región (30) que tiene diferentes valores de una propiedad reflectora en un sustrato (2) el cual, cuando está en uso, se desplaza con respecto al sensor óptico (1), que comprende

un detector óptico (6) para determinar continua o repetidamente un valor de la propiedad reflectora del sustrato (2), 5 en donde el detector óptico (6), cuando está en uso, ve al sustrato (2) a lo largo de un eje óptico (OA), un analizador de código (14) para determinar el código detectado sobre la base de una variación del valor en el tiempo de la propiedad reflectora determinada,

una primera fuente de iluminación (18) para iluminar el sustrato (2) a lo largo del eje óptico (OA) del detector óptico (6), 10

una segunda fuente de iluminación (22) para iluminar el sustrato (2) en una dirección en un ángulo diferente de cero con respecto al eje óptico (OA), y

una unidad de control (26) que tiene un primer modo operacional en donde la primera fuente de iluminación (18) se enciende y la segunda fuente de iluminación (22) se apaga, y que tiene un segundo modo operacional en donde la primera fuente de iluminación (18) se apaga y la segunda fuente de iluminación (22) se enciende, en donde la 15 unidad de control está dispuesta para cambiar periódicamente del primer al segundo modo operacional, de modo tal que cada una de la primera y segunda regiones (28, 30) se iluminan mediante la primera y segunda fuentes de iluminación (18, 22).

2. Sensor óptico (1) según la reivindicación 1, en donde el eje óptico (OA) está dispuesto sustancialmente perpendicular al sustrato (2). 20

3. Sensor óptico (1) según la reivindicación 1 o 2, que comprende un combinador de rayo (20) para combinar un rayo de luz desde la primera fuente de iluminación (18) hacia dentro de la senda óptica del detector óptico (6).

4. Sensor óptico (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la primera fuente de iluminación (18) está dispuesta para emitir luz blanca.

5. Sensor óptico (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la primera y/o segunda fuente 25 de iluminación (22) comprende una pluralidad de fuentes de luz.

6. Sensor óptico (1) según la reivindicación 5, en donde al menos dos fuentes de luz de la pluralidad de fuentes de luz están dispuestas para emitir luz de colores mutuamente diferentes.

7. Sensor óptico (1) según la reivindicación 6, en donde la pluralidad de fuentes de luz comprende una fuente de luz roja para emitir luz roja, una fuente de luz verde para emitir luz verde y una fuente de luz azul para emitir luz azul. 30

8. Sensor óptico (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la primera y/o segunda fuente de iluminación (22) comprende un diodo emisor de luz.

9. Sensor óptico (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el detector óptico (6) comprende un transductor fotoeléctrico (10).

10. Sensor óptico (1) según la reivindicación 9, en donde el transductor fotoeléctrico (1) es un fotodiodo único. 35

11. Sensor óptico (1) según la reivindicación 9, en donde el transductor fotoeléctrico (10) no comprende una pluralidad de células fotoeléctricas.

12. Sensor óptico (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 9-11, en donde el detector óptico (6) comprende óptica de reproducción para reproducir el sustrato (2) sobre el transductor fotoeléctrico (10).

13. Sensor óptico (1) según la reivindicación 12, en donde la óptica de reproducción comprende una lente. 40

14. Sensor óptico (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la unidad de control (26) tiene un tercer modo operacional en donde todas las fuentes de iluminación del sensor óptico están apagadas.

15. Sensor óptico (1) según la reivindicación 14, en donde la unidad de control (26) está dispuesta para comenzar cíclicamente en el primer, segundo o tercer modo operacional.

16. Sensor óptico (1) según la reivindicación 6 en donde la unidad de control (26) está dispuesta para activar 45 consecutivamente en el primer y/o segundo modo operacional las al menos dos fuentes de luz de colores mutuamente diferentes.

17. Sensor óptico (1) según la reivindicación 12 o 13, en donde el sensor óptico (1) está provisto además de al menos una fuente de alineación de luz que está dispuesta adyacente al transductor fotoeléctrico (10), y la cual está dispuesta para reproducirse sobre el sustrato (2) mediante óptica de reproducción.

18. Sensor óptico (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el analizador de código (14) está dispuesto para determinar el comienzo de un código sobre la base de la propiedad reflectora detectada. 5

19. Sensor óptico (1) según la reivindicación 18, en donde el sensor óptico (1) está provisto además de una superficie de referencia la cual, cuando está en uso, está colocada detrás del sustrato (2) cuando es vista desde el detector óptico (6).

20. Método para detectar un código que tiene primera región (28) y segunda región (30) que tiene diferentes valores de una propiedad reflectora en un sustrato (2) el cual, cuando está en uso, se desplaza con respecto a un sensor óptico (1), 10 que comprende

la determinación continua o repetida de un valor de la propiedad reflectora del sustrato (2) a lo largo de un eje óptico (OA) del detector óptico (6),

la determinación del código detectado sobre la base de una variación en el tiempo del valor de la propiedad reflectora determinada, 15

la iluminación del sustrato (2) a lo lago del eje óptico (OA) con una primera fuente de iluminación (18),

la iluminación del sustrato (2) en una dirección en un ángulo diferente de cero con respecto al eje óptico (OA) con una segunda fuente de iluminación (22), y

teniendo en un primer modo operacional la primera fuente de iluminación (18) encendida y la segunda fuente de iluminación (22) apagada y, 20

teniendo en un segundo modo operacional la primera fuente de iluminación (18) apagada y la segunda fuente de iluminación (229 encendida, y

cambiando periódicamente del primer al segundo modo operacional, de modo tal que cada una de la primera y segunda regiones (28, 30) sea iluminada por las primera y segunda fuentes de iluminación (18, 22).

21. Método según la reivindicación 20, en donde el eje óptico (OA) está dispuesto sustancialmente perpendicular al 25 sustrato (2).

22. Método según la reivindicación 20 o 21, en donde la primera fuente de iluminación (18) está dispuesta para emitir luz blanca.

23. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 20-22, que comprende la emisión de luz de colores mutuamente diferentes, tales como luz roja, verde y azul, utilizando la primera y/o segunda fuente de iluminación (22). 30

24. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 20-23, que comprende la reproducción del sustrato (2) sobre un transductor fotoeléctrico (10).