Photoelektrischer Lesekopf Die Erfindung bezieht sich auf einen photoelektri schen Lesekopf zum kontinuierlichen Abtasten und Übertragen von relativ zu ihm bewegten, Informationen enthaltenden Markierungen.
Die Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Ver wendung in Druckmaschinen zur .Kontrolle des Farb- eindruckes und des sogenannten Passers als auch zum Ablesen von Markierungen und Codierungen auf Papier, Pappe, Metall- und Kunststoffolien in Druck- und Ver packungsmaschinen. Die Vorrichtung ist insbesondere dann besonders geeignet, wenn die zu lesenden Infor mationen sehr klein sind und die Kontrolle oder Ab lesung an unzugänglichen engen Stellen innerhalb der Maschine vorgenommen werden muss.
Ferner ist die Vorrichtung besonders für Maschinen geeignet, die stark vibrieren oder die explosionsgefährdet sind, wie es bei spielsweise bei Druckmaschinen der Fall ist, die lösungs- mittelhaltige Farben drucken.
Es ist an sich bekannt, gedruckte oder geprägte Markierungen auf Pappe, Papier, Metall- und Kunst stoffolien oder sonstigem Material mit Reflexlichtabtast- köpfen photoelektrisch abzutasten. Bei solchen Vorrich tungen wird über ein optisches System punktförmig ge bündeltes Licht auf den Informationsträger geworfen und von diesem über ein optisches System auf eine photoelektrische Zelle reflektiert, die beim Durchlaufen von Hell-Dunkel-Stellen Informationsimpulse an ein elektronisches Auswertgerät abgibt. Es sind auch schon derartige Leseköpfe bekannt, bei denen das Licht oder Reflexlicht über Lichtleitfaserbündel transportiert wird.
Die Kombination optischer und faseroptischer Systeme ist beispielsweise bekannt aus Faseroptik - ein neues optisches Gebiet , VDI-Nachrichten vom 28. 11. 1962 Nr. 48, Seite 11 sowie aus den US-Patentschriften Nrn. 3 249 692, 3<B>125 013</B> und der US-Patentschrift Nr.<B>1751</B>584.
Soweit die bekannten Abtastsysteme zum Lesen von Kontrollmarkierungen und Codierungen in Maschinen, beispielsweise Druck- und Verpackungsmaschinen, ver wendet werden, haben diese den Nachteil, dass bei der Einrichtung des zu lesenden Informationsträgers auf den in der Maschine eingebauten Lesekopf nur über die Informationen des elektronischen Auswertegerätes fest gestellt werden kann, ob der Informationsträger in der geeigneten Stellung zum Lichtstrahl des Lesekopfes an geordnet ist.
Die Einrichtung und Abstimmung der Stellung des Informationsträgers zum Lesekopf ist vor allem deshalb schwierig, weil der mit relativ hoher Ge schwindigkeit abzulesende Informationsträger, beispiels weise eine Papierbahn mit aufgedruckten Markierungen, in gewissen Toleranzen seitlich verschiebbar geführt werden muss. Es ist daher möglich, dass während des Laufes der Maschine der Markierungsdruck in eine ungünstige Stellung zur Optik des Lesekopfes oder so gar aus dem Lesebereich herausläuft.
Es ist zwar möglich, durch das Ablesen einer be sonderen Stellungsmarkierung mit besonderen photo elektrischen Wandlern und einer entsprechenden Schal tung des Auswertegerätes den Lesekopf, der über einen Servomotor beweglich montiert ist, immer in der günstig sten Lesestellung zu halten. Es ist auch möglich, den Lesekopf über eine derartige Kontrollvorrichtung op tisch auf den günstigsten Schärfepunkt einzustellen. Der artige Vorrichtungen sind jedoch technisch sehr kom pliziert und aufwendig.
Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Reflexlicht lesevorrichtungen, bei denen der photoelektrische Wand- ler in einem bestimmten Winkel zum Informationsträger angeordnet sein muss, liegt in dem Umstand begründet, dass durch Unebenheiten des Informationsträgers, be sonders wenn es sich um Metallfolien handelt, das Re flexlicht den photoelektrischen Wandler nicht oder nicht richtig trifft und dieser keinen oder nur einen schwachen Impuls an das Auswertegerät abgibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nach teile bekannter Lesevorrichtungen sowohl hinsichtlich der Einrichtung des Informationsträgers auf den Lese kopf als auch der Kontrolle der Einstellung in hori zontaler und vertikaler Richtung als auch des Falsch lesens bei Änderung des Reflexlichtwinkels zu beseitigen.
Erfindungsgemäss ist der photoelektrische Lesekopf durch ein Gehäuse mit einer im Gehäusedeckel an geordneten Mattscheibe gekennzeichnet, auf welcher photoelektrische Wandler mit Vorverstärkern angeordnet sind, mit einer zentralen Öffnung an der Gehäuseunter seite, in die eine Optik eingebaut ist, einem um die Öffnung schlitz- oder ringförmigen Raum, in weichem Fasern eines Bündels von Lichtleitfasern enden, sowie seitlichen Öffnungen, die zur Durchführung von Licht- leitfasern von einer Lichtquelle her und elektrischer Ver bindungen von und zu einem elektronischen Auswert- gerät dienen.
Mit Hilfe eines Lesekopfs gemäss der Erfindung ist es möglich, aus einer Kombination faseroptischer und optischer Bauelemente ein vergrössertes Bild einer be leuchteten, abzutastenden Fläche auf eine Mattscheibe zu übertragen. Das Ablesen eines Codes mit dem menschlichen Auge von der Mattscheibe ist allerdings nur bei Stillstand oder langsamer Bewegung des Code trägers möglich.
Die Mattscheibe besteht vorzugsweise aus durch schimmerndem Kunststoff, auf den die Verbindungen zwischen den photoelektrischen Wandlern und den zu geordneten Vorverstärkern in bekannter Weise aufge druckt sind.
Die Mattscheibe ist vorzugsweise auswechselbar im Gehäuse eingebaut.
Ein Schnitt durch eine Ausführungsform des erfin dungsgemässen photoelektrischen Lesekopfes sowie die Wirkungsweise des Lesekopfs sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Lesekopf im vertikalen Längsschnitt, Fig. 2 ein perspektivisches Schema der Wirkungs weise, nämlich die vergrösserte Abbildung eines abge tasteten, ein Codemuster enthaltenden Flächenelementes.
Der erfindungsgemässe Lesekopf besteht aus einem vorzugsweise zylindrischen Gehäuse 1, dessen Ober seite durch eine Mattscheibe 2 abgeschlossen ist. In die untere Öffnung 4 ist ein optisches System 5 ein gebaut, durch das das der Unterseite gegenüberliegende Code-Licht im Verhältnis 1 :2 vergrössert gegen die Mattscheibe 2 geworfen wird. Die untere Öffnung 4 ist von einem Raum 3, beispielsweise einem Ringraum umgeben, in dem ein Lichtleitfaserbündel 6, das durch die Öffnung 7 in die Vorrichtung eingeführt wird, endet. An der Mattscheibe 2 sind photoelektrische Wandler angeordnet. Die Anordnung entspricht jeweils im Ver hältnis 1 :2 den Lesezeilen des Informationsträgers. Am Rand der Mattscheibe sind Vorverstärker ange ordnet, die mit den zugehörigen photoelektrischen Wand lern verbunden sind.
Durch die Öffnung 10 sind die notwendigen elektrischen Verbindungen zum Auswerte gerät hindurchgeführt.
Als Mattscheibe 2 können herkömmliche gläserne Mattscheiben verwendet werden. Vorteilhafterweise wer den jedoch durchscheinende Materialien verwendet, wie sie für gedruckte Schaltungen bekannt sind. Dies hat den Vorteil, dass die Verbindungen zwischen den photo elektrischen Wandlern und den Vorverstärkern auf der Mattscheibe gedruckt sein können.
Die Mattscheibe ist so gestaltet, dass sie durch Ab nahme des Gehäusedeckels ausgetauscht werden kann. Dadurch wird ermöglicht, Mattscheiben mit Wandler- anordnungen einzusetzen, die verschiedenen Markie- rungs- und Codierungssystemen angepasst sind.
Am Gehäuse 1 sind nicht näher dargestellte Hal- terungen angebracht, an denen der Lesekopf in eine Maschine eingebaut werden kann.
Durch die Öffnung 7 wird mittels des Lichtleit- faserbündels von einer in entsprechender Entfernung vom Lesekopf angeordneten Lichtquelle Licht aus dem dem Code-Bild angepassten, beispielsweise schlitz- oder ringförmigen Ende des Bündels auf den Informationsträ ger abgestrahlt. Die Lichtabstrahlung erfolgt in einem Winkel von etwa 60 , was bei entsprechender Entfernung des Lesekopfes vom Informationsträger eine rechteck- oder kreisförmige, diffuse Ausleuchtung des gesamten Raumes unter dem Lesekopf ermöglicht.
Es ist bekannt, dass das Ablesen von farbigen In formationen, insbesondere von farbigem Druck aus far bigem Untergrund, nur möglich ist, wenn die Licht quelle einen angepassten engen spektralen Bereich aus sendet. Dies kann in bekannter Weise dadurch erreicht werden, dass der Lichtquelle Filter vorgeschaltet werden. Befindet sich die Lichtquelle direkt am Informationsträ ger, so ist regelmässig aus Platzgründen das Vorschalten von Filtern sehr schwierig. Bei dem erfindungsgemässen Lesekopf können Filter zwischen die Lichtquelle und den Eingang des Lichtleitfaserbündels in beliebiger Weise eingebaut werden.
Es ist jedoch auch möglich, an der Unterseite des Lesekopfes Filter anzuordnen, die entweder lediglich den Ringraum des Lichtleitfaser- bündelendes oder auch den Eingang der Optik be decken.
Der erfindungsgemässe Lesekopf hat gegenüber her kömmlichen Reflexli.chtvorrichtungen den Vorteil, dass er auch in einem gewissen Winkel bis zu 40 zur Senkrechten auf den Informationsträger angeordnet wer den kann, ohne dass dadurch Falschlesungen verur sacht werden. Dies liegt in dem Umstand begründet, dass nicht ein einzelner, eng gebündelter Lichtstrahl auf eine in bestimmtem Winkel zum Informationsträger angeordnete Stelle gelenkt werden muss, sondern das ganze Bild in beliebiger, von der Ausgestaltung der Optik abhängiger Vergrösserung auf die Mattscheibe übertragen wird, an der durch die photoelektrischen Wandler die Ablesung erfolgt.
Die einzelnen Bildpunkte werden bei der optischen Abbildung von einer Viel zahl von Einzelstrahlen gebildet, die unter verschiedenen Winkeln je nach der Abbildungsoptik den Informations träger verlassen und am Bildort, der Mattscheibe, wie der eintreffen. Es ist daher auch unschädlich, wenn sich durch eine unregelmässige Oberfläche des Informations trägers in kleinem Rahmen Abstrahlungsabweichungen ergeben. Die diffuse Beleuchtung des Informations trägers durch das Lichtleitfaserbündel lässt regelmässig genügend Licht auf die Optik reflektieren.