DE2165653A1 - - Google Patents
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Description
8 München 2, Rosental 7, 2.Au(g.
Tei.-Adr. lelnpat München
Telefon (0111)2603919
Postscheck-Konto: München 22045
den 3 0, Dez. 1971
ZAg - Docket M-219
Monarch Marking Systems, Inc., Dayton, Ohio/USA Optisches Lesegerät
Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Lesegerät, in dessen Gehäuse eine Beleuchtungseinrichtung mit einer zugeordneten
Lichtquelle zum Beleuchten einer Aufzeichnung sowie eine das von der Aufzeichnung zurückgeworfene Licht empfangende
Lichtaufnahmefläche vorgesehen sind, die das auffallende Licht über ein Bündel optischer Fasern einem einer Auswerteeinrichtung
zugeordneten Photodetektor zuführt. Herkömmliche Geräte dieser Art lassen sich trotz eines verwickelten Aufbaus nur umständlich
handhaben. Nachteilig ist ferner, dass sich bekannte Geräte nicht zum Abtasten auch besonders kleiner Bereiche der
aufzeichnung eignen bzw. leicht verschmutzen, so dass das zurückgeworfene
Licht nicht oder nur allzu schwach die Lichtaufnahmefläche erreicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das vorbekannte Lesegerät so weiter auszubilden, dass es mit relativ geringen
Fertigungskosten herstellbar, leicht zu handhaben und dennoch für die Abtastung sehr kleiner Bereiche geeignet ist.
-2-209830/1004
Das erfindungsgemässe lesegerät zeichnet sich im wesentlichen
dadurch aus, dass das Gehäuse mit dem ausserhalb des Gehäuses befindlichen Photodetektor über das Bündel optischer Fasern
verbunden ist, deren im Gehäuse in einer gemeinsamen Ebene endende Flächen die Lichtaufnahmefläche für das über ein weiteres Bündel
optischer Fasern in die Nähe einer am einen stirnseitigen Ende des Gehäuses vorgesehenen Öffnung geleitete, durch die Öffnung
hindurch auf die Aufzeichnung gerichtete und von dieser zurückgeworfene Licht bilden, in dessen Weg von der Öffnung zur Idchtauf-
b nahmeflache eine so angeordnete Sammellinse und eine derart dieser
nachgeordnete Blende vorgesehen sind, dass nur das von einem Teilbereich der Aufzeichnung zurückgeworfene Licht durch die Blendenöffnung
auf die Lichtaufnahmefläche gelangt. Aufgrund dieser Anordnung kann selbst von einem verhältnismässig kleinen Bereich
auf der Aufzeichnung her Licht aufgenommen werden. Selbstverständlich ist das optische Lesen möglich, gleichgültig, ob sich der Leser in bezug auf die Aufzeichnung oder die Aufzeichnung in bezug
auf den Leser bewegt, um den abzutastenden oder abzulesenden Bereich o in die Ablesestellung zu bringen« Die Empfindlichkeit ist
nicht zuletzt auf die einwandfreie Anordnung der Blende und der ] Sammellinse an der Lichtaufnahmefläche zurückzuführen. Ein etwaiger
Verschleiss des mit der Aufzeichnung in Berührung gelangenden Bereichs des Geräts hätte zwangläufig eine nachteilige Veränderung
des Strahlengangs zur Folge. Als sehr vorteilhaft hat es sich deshalb erwiesen, wenn das Gehäuse eine abnehmbare, auswechselbare
; Spitze aufweist, die aus einem Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten hergestellt ist. Die Kunststoffspitze ist vorzugsweise
elektrisch leitend gemacht, um dadurch dem Ansammeln von Staub, Fasern od.dgl. entgegenzuwirken. Hierzu sind vorzugsweise
elektrisch leitende Materialien, wie Metallteilchen, -fasern od. dgl. in den die Spitze bildenden Kunststoff eingearbeitet.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
—3— 2 0 9830/1004
2185653
Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer das erfindungsgemässe optische Lesegerät zum
Abtasten einer Aufzeichnung haltenden Hand,
Fig. 2 der Übersichtlichkeit halber in vergrössertem Masstab, einen Längsschnitt durch
das Lesegerät gemäss Fig. 1, in zwei Teile unterteilt,
Fig. 3 einen Querschnitt in einer Ebene 3-3 der Fig. 2,
Fig. 4 einen Querschnitt in einer Ebene 4-4 der
Fig. 2, und
Fig. 5 einen Querschnitt in einer Ebene 5-5 der Fig. 2.
Fig. 1 zeigt eine Hand, die ein allgemein mit 10 bezeichnetes optisches Lesegerät hält, das in bezug auf eine ortsfeste kodierte
Aufzeichnung 11 bewegbar ist, die abwechselnde stabförmige Bereiche mit optisch unterschiedlichen Eigenschaften, z.B. hell und dunkel,
aufweist. Das Lesegerät 10 ist mit einer Lichtquelle 12 über ein Bündel optischer Fasern 13 verbunden, die das Licht von der
Lichtquelle 12 zur Aufzeichnung 11 leiten. Ein Bündel optischer Fasern 14 leitet das von der Aufzeichnung zurückgeworfene und vom
Lesegerät 10 aufgefangene Licht zu einem Photodetektor 15. Der Photodetektor 15 stellt die Differenzen an über die optischen Fasern
14 aufgenommenem Licht fest, wenn das Lesegerät 10 über die dunklen und hellen Bereiche der Aufzeichnung 11 hinweg bewegt wird.
Er beaufschlagt einen Analog-Digital-Umsetzer 16 mit einem Analogsignal, der wiederum ein Digitalsignal an eine (nicht dargestellte)
Auswertungseinrichtung abgibt.
OMQlNN. ****** ^
209830/1004
Das lesegerät 10 umfasst ein längliches Gehäuse 17, das der
Benutzer bequem in der Hand halten kann, während er die verschlüsselten
Daten der Aufzeichnung 11 abtastet. An der Vorderseite des
Gehäuses 17 ist eine Führung in Form einer Spitze 18 befestigt. Wenn der Benutzer das Lesegerät 10 in Berührung mit der Aufzeichnung
11 über diese hinweg bewegt und die auf der Aufzeichnung 11 befindlichen
kodierten Daten abtastet, dient die Spitze 18 als Führung und gewährleistet, dass die Gegenstandsweite ρ während der gesamten
Abtastbewegung praktisch gleich bleibt.
Ein Anschlusstück 19 hat einen ringförmigen Abschnitt 20, der in einem Handendabschnitt 17' des Gehäuses 17 sitzt und darin
festgelegt ist. Das Anschlusstück 19 hat weiterhin einen Gewindeteil 21 und einen Abschnitt 22 mit vermindertem Durchmesser. Der
Gewindeteil 21 liegt zwischen dem ringförmigen Abschnitt 20 und dem 'Absohnitt 22 mit vermindertem Durchmesser. Aus der Zeichnung ist
ersichtlich, dass die Spitze 18 einen zylindrischen Abschnitt 23
hat, der sich an ein abgerundetes Ende 24 anschliesst. Die Spitze 18 hat eine Öffnung 25, die das abgerundete Ende 24 durchsetzt.
Der zylindrische Abschnitt 23 hat ein Innengewinde 26 und ist mit dem Gewindeteil 21 des Anschiusstückes 19 verschraubt.
Das Bündel optischer Fasern 13 erstreckt sich im Gehäuse durch einen das Einführungsende bildenden röhrenförmigen Abschnitt
28 sowie duroh den Raum zwischen dem Gehäuse 17 und einer inneren Hülse 27 hindurch in das Anschlusstück 19 und die Spitze 18. Wie
Fig. 2 bis 5 veranschaulichen, verlaufen die optischen Fasern 13 in dem Lesegerät 10 in Form eines Bündels und sind derart verteilt,
dass die Enden der Fasern 13, die am Ende des Anschlusstücks 19
auslaufen, eine kreisförmige Anordnung gemass Fig. 3 haben. Fig. zeigt eine Hülse 29, die vom Ende des Anschlusstücks 19 und den
optischen Fasern 13 bis zur ßandkante einer Linse 30 verläuft. Ein transparenter Schirm 29 · ist auf das Ende des ringförmigen Abschnittes
22 aufgeklebt und schliesst den Raum im Innern der Hülse 29 ab.
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Eine in die Hülse 27 eingesetzte weitere Hülse 31 liegt an ihrem einen Ende an der Randkante der linse 30 und an ihrem anderen Ende<
an einer Blende 32 an. Die Hülsen 29 und 31 dienen dazu, die linse, in einer bestimmten Stellung im Innern der Hülse 27 festzulegen. ;
Eine andere Hülse 33 liegt an ihrem einen Ende an der Blende 32 und an ihrem anderen Ende an einem Block 34 an. Der Block 34 ist ',
in die Hülse 27 eingesetzt und darin befestigt. Er nimmt das Ende ■
des Bündels optischer Fasern 14 auf, das gemäss der Zeichnung am
Ende des Blockes 34 austritt. Die in einer gemeinsamen Ebene aus- · laufenden Enden der optischen Fasern 14 stellen eine lichtempfangs;-
oder Iichtaufnahmeflache 14* dar. Die Innenseiten der Hülsen 28,
29 und 33, die entgegengesetzten Flächen der Blende 32 und die Oberfläche 35 des Blocks 34 sind vorzugsweise dunkel und geschwärmt.
Beim Lesegerät nach der Erfindung ist die Blende 32 zwischen der Linse 30 und der Lichtaufnahmefläche 14r, und die Linse 30 zwischen
der Öffnung 25 der Spitze 18 und der Blende 32 angeordnet, die als Scheibe ausgebildet ist und eine mittige Blendenöffnung 36 auf- ;
weist. Wichtig ist, dass die Lichtaufnahmefläche 14f von der Blen-»
denöffnung 36 unter Abstand angeordnet ist. Die Öffnung 25, die Linse 30, die Öffnung 36 der Blende 32 und die Lichtaufnahmefläche
14f sind in bezug zueinander axial ausgerichtet. Das in das
Lesegerät 10 durch die Öffnung 25 einfallende Licht wird durch die
Linse 30 gesammelt und von ihr auf die Blende 32 geworfen. Der Brennpunkt F der Linse 30 liegt zwischen der Linse 30 und der Blende
32. In der dargestellten Ausführungsform befindet sich der Brennpunkt F auf halber Länge zwischen der Linse 30 und der Blende
36, die Brennweite f entspricht der halben Länge der Bildweite q,
und die Bildweite q. entspricht der Gegenstandsweite p. Die linse :
30 befindet sich dann in bezug auf die Blende 32 und die Aufzeichnung
11 in einer solchen Lage, dass nur Licht, das von einem kleinen Bereich auf der Aufzeichnung, der in Grosse und Form proportional
zur Öffnung 36 der Blende 32 ist, zurückgeworfen wird, die
2 03830/1004
Öffnung 36 passieren kann. In der dargestellten Ausführungsform entspricht die Grosse des abgetasteten Bereiches der Aufzeichnung
11 der Grosse und der Form der Blendenöffnung 36. Von der lichtaufnahmeflache
14l wird nur die Lichtenergie aufgenommen, die
durch die Blendenöffnung 36 fällt. Die Blendenöffnung 36 und der Abstand zwischen der Blendenöffnung 36 und der Lichtaufnahmefläche
14f ist derart gewählt, dass das durch die Öffnung 36 tretende
Licht auf einen ziemlich grossen Teil der und vorzugsweise auf die gesamte Oberfläche der Lichtaufnahmeflache 14f gerichtet ist,
jedoch nicht so, dass das Licht auch auf die Oberfläche 35 des Blockes auffällt.
Die der Führung dienende einteilige Spitze 18 ist unter Verwendung eines opaken Kunststoffes mit niedrigem Reibungskoeffizienten
hergestellt. Bei Benutzung des Lesegerätes 10 steht die
Spitze 18 in Kontakt mit der Oberfläche der Aufzeichnung 11, während es über die Oberfläche der Aufzeichnung 11 hinweg bewegt wird.
Bei ständigem Gebrauch verschleisst das abgerundete Ende 24 der Spitze 18, so dass sie der Gegenstandsweite ρ nicht mehr angepasst
ist. Da die Spitze 18 mit dem Ende des Gehäuses 17 verschraubt ist, kann sie leicht entfernt und durch eine neue Spitze 18 ersetzt
werden. Ein leichtes und schnelles Ersetzen wird auch dadurch begünstigt, dass die Spitze von den optischen Fasern 14 getrennt
ist und die Linse 30, die Blende 32 und die Lichtaufnahmefläche 14f im Gehäuse 17 unabhängig von der Spitze 18 montiert sind.
Vorzugsweise ist die Spitze 18 elektrisch leitend gemacht, um ein Ansammeln von Staub, Fasern u.dgl. auf ihr aufgrund von
statischer Elektrizität zu verzögern. Ein solches Ansammeln könnte nämlich den Durchtritt des reflektierten Lichtes durch die
Öffnung 25 zur Lichtaufnahmefläche 14* beeinträchtigen und dadurch
das Lesegerät unzuverlässig machen. Also wird vorzugsweise eine Spitze 18 verwendet, die aus einem Kunststoff wie Polytetrafluoräthylen,
Epoxyharz od.dgl. besteht, in das elektrisch leitendes Material 38 in Form von Metallteilchen, -fasern od.dgl. eingearbeitet
ist. Diese Teilchen oder Fasern können bereits beim Formen der Spitze 18 eingebracht werden» -7-
209830/1004
Claims (11)
- Patentansprüche:Optisches lesegerät, in dessen Gehäuse eine Beleuchtungseinrichtung mit einer zugeordneten Lichtquelle zum Beleuchten einer Aufzeichnung sowie eine das von der Aufzeichnung zurückgeworfene licht empfangende Idchtaufnahmeflache vorgesehen sind, die das auffallende licht über ein Bündel optischer Fasern einem einer Auswerteeinrichtung zugeordneten Photodetektor zuführt, da-! durch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (17) mit dem ausserhalb des Gehäuses befindlichen Photodetektor (1ί?) über das Bündel optischer Fasern (14) verbunden ist, deren im Gehäuse in einer gemeinsamen Ebene endende Flächen die Lichtaufnahmefläche (14*) für das über ein weiteres Bündel optischer Fasern (13) in die Nähe einer am einen stirnseitigen Ende des Gehäuses vorgesehenen Öffnung (2i?) geleitete, durch die Öffnung hindurch auf die Aufzeichnung (11) gerichtete und von dieser zurückgeworfene Licht bilden, in dessen Weg von der Öffnung zur Idchtaufnahmefläche eine so angeordnete Sammellinse (30) und eine derart dieser nachgeordnete Blende (32) vorgesehen sind, dass nur das von einem Teilbereich der Aufzeichnung zurückgeworfene Licht durch die Blendenöffnung (36) auf die Lichtaufnahmeflache gelangt.
- 2. Lesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Bündel optischer Fasern (13) mit der ausserhalb des Gehäuses (17) befindlichen Lichtquelle (12) in Verbindung steht.
- 3. Lesegerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (17) schreibstiftartig länglich ausgebildet ist,: die Öffnung (25) in einer an dem einen Gehäuseende befindlichen Spitze (24) aufweist und an dem gegenüberliegenden Ende mit einer zentralen Durchführung für die beiden Bündel optischer Fasern (13, 14) versehen ist. j-8.- I209830/1004
- 4. Lesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammellinse (30) mit Abstand von der Öffnung (25) angeordnet ist.
- 5. Lesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammellinse (30), die Öffnung (36) der Blende (32) und die Lichtaufnahmeflache (14*) axial zueinander ausgerichtet sind.
- 6. Lesegerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der Sammellinse (30) in bezug auf die Blende (32) und die mit der Aufzeichnung (11) zur Deckung bringbare Öffnung (2b), dass nur Licht, das von einem Bereich der Aufzeichnung von ungefähr gleicher Grosse und Form wie die Blendenöffnung (36) zurückgeworfen ist, durch diese Blendenöffnung hindurchtritt.
- 7. Lesegerät nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Wahl eines solchen Abstands der Lichtaufnahmefläche (14*) von der Blendenöffnung (36), dass das durch diese Öffnung hindurchtretende Licht über einen wesentlichen Bereich der Lichtaufnahmefläche (14*) verteilt ist.
- 8. Lesegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Öffnung (25) aufweisende, mit der Aufzeichnung in Berührung gelangende und aer Führung längs der Aufzeichnung dienende Spitze (18) mit dem Gehäuse (17) lösbar verbunden ist und aus einem Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten besteht.
- 9. Lesegerät nach Anspruch b, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (18) einstückig ausgebildet ist.
- 10. Lesegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (18) elektrisch leitend gemacht ist.
- 11. Lesegerät foach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in den die Spitze (18) bildenden Kunststoff elektrisch leitendes Material (38) eingelagert ist.2Ü983Ü/1ÜU4
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