DE2507594A1

DE2507594A1 - Optikanordnung fuer einen optischen handabtaster

Info

Publication number: DE2507594A1
Application number: DE19752507594
Authority: DE
Inventors: Robert Gale Peterson; Richard Robert Phillips
Original assignee: Pitney Bowes Inc
Current assignee: Pitney Bowes Inc
Priority date: 1974-03-20
Filing date: 1975-02-21
Publication date: 1975-09-25
Also published as: GB1445323A; CA1024960A; US3904277A; JPS50129046A

Description

Patentanwälte

Dipl. hg. I si Be«?her

TaL ·2&.·ϋ ji

PITHEY-BOTSES, INC.
Stamford, Conn. 06904 / USA

Die Erfindung "bezieht sich auf einen Halterungsaufbau für die Kugellinse in einem Leuchtstift.

Es sind zahlreiche Codiersysteme "bekannt, die an Abfertigungsständen eingesetzt werden können und bei denen ein optischer Handabtaster wie beispielsweise ein Leuchtstift oder -stab zum Lesen di gi tal co die r te r Aufzeichnungsträger wie etwa Aufkleber, Zettel, Bandstreifen u.dgl. benutzt werden kann. Diese Le se systeme werden in Warenhäusern, Einkaufszentren, Metallwarenge schäften und sonstigen Einzelhandel β statte η verwendet. Solche handgeführten Leuchtstifte oder optischen Stäbe bieten die Möglichkeit einer raschen Abfertigung, wobei auch die Aufkleber auf bizarr geformten Packungen gelesen werden können.

Torteilhaft ist ein Leuchtstift, bei dem endseitig als Linse eine drehbare Kugel vorgesehen ist. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß die Reibung durch die drehbare Kugel auf ein

Mindestmaß

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Mindestmaß herabgesetzt und so die Fortbewegung des Stifts im Kontakt mit einem Aufkleber oder Etikett erleichtert wird, wobei auch die Optik des Leuchtstifts wesentlich einfacher und in ihrem Aufbau zuverlässiger und robuster sein kann. Bei Leuchtstiften dieser Art tritt ebenso wie auch bei anderen, die Aufkleber berührenden Leuchtstiften insofern eine Schwierigkeit auf, als es an der Spitze infolge des Kontakts mit den zu lesenden Aufklebern zu einer Anhäufung von Verunreinigungen kommt. Diese Anhäufung von Verunreinigungen ist auf den Umstand zurückzuführen, daß an den Oberflächen der codierten Aufzeichnungsträger normalerweise Stoffe wie etwa Wachs, Ton, Fasern u.dgl. anhaften. Die Anhäufung von Verunreinigungen an den Stiftspitzen pflegt schon bei jedem handgeführten Stift die Funktion der Optik zu behindern, doch hat dies bei einer drehbaren Kugel noch den weiteren Nachteil, daß die Verunreinigungen die Kugeldrehung hemmen und schließlich ganz unmöglich machen.

Durch die Erfindung wird eine Anordnung für einen Leuchtstift mit einer drehbaren Kugellinse geschaffen, bei der für die drehbare Linse eine Selbstreinigungswirkung sichergestellt ist. Erreicht wird dies dadurch, daß in der T^ise ein einwandfreier Kontakt zwischen der drehbaren Kugellinse und dem Gehäuse des Stifts vermittelt wird, daß das Gehäuse für die Linse ähnlich wie ein Scheibenwischer wirkt, da es deren Oberfläche bei der Drehbewegung ständig reinigt. Außerdem ist die Kugellinse in eine Anordnung aufgenommen, welche die Drehbewegung der Kugel begünstigt und fördert.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, wobei gleichartige Bauteile jeweils mit den gleichen Bezugszahlen versehen sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine geschnittene Längsansicht einer Heizvorrichtung und des einen Endes eines die Erfindungsmerkmale aufweisenden Leuchtetifts vor dem Sichern der Kugellinse}

Fig. 2 eine Schnittansicht ähnlich der Fig. 1, in welcher der Leuchtstift nach dem Sichern der Kugellinse dargestellt ist; und

Fig. 3 eine Schnittansicht des einen Endes eines Leuchtstifts, der eine andere Ausführungsform der Erfindung verkörpert.

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In Fig. 1 und 2 ist die Endspitze eines optischen Leuohtstifts bei 10 allgemein in Ροπή einer Kegel spitze dargestellt und begreift einen Teil eines runden Gehäuses 12 mit einer Mittelöffnung 14 ein. Die Öffnung 14 weist eine Schulter 16 auf und ein Ringteil 18 ist in den engeren Bereich der Öffnung aufgenommen. Der Hing 18 weist seinerseits eine Achsöffnung 20 auf. In die öffnung 14 ist ein Ringsitz 22 eingeführt, der gegen die Schulter 16 anliegt. Der Sitz 22 ist an dem einen Ende mit einem eingewölbten Bereich 24 ausgebildet. In die Öffnung I4 ist eine Kugellinse 26 aufgenommen, die gegen den Ringsitz 22 anliegt, wobei die Krümmung des eingewölbten Teils 24 des Ringsitzes allgemein der Wölbung der Kugellinse angepaßt ist. Allerdings ist es nicht zwingend erforderlich, daß der Wölbungsradius des Ringsitzes 22 genau dem der Kugellinse entspricht, sondern es muß nur eine hinlängliche Abstützung durch den Sitz sichergestellt sein.

Die Kugellinse besteht vorzugsweise aus Saphir, doch können auch andere harte, transparente Werkstoffe wie beispielsweise Rubin verwendet werden. In die Öffnung 20 des Ringteils 18 ist ein Optikfaserbündel 28 eingeführt, wobei das Ende 29 des Optikfaserbündels von der Kugellinse 26 einen Abstand hat. Das Optikfaserbündel 28 bietet die Möglichkeit, Licht durch die Linse 26 austreten zu lassen und das durch die Linse in den Stift 10 wieder eintretende Licht aufzufangen und wahrzunehmen.

In Fig. 1 und 2 ist ein Heizkörper 30 dargestellt, der sich in einem Abstand von dem Leuchtstift 10 befindet. Diese Heizvorrichtung 30 weist eine Öffnung 32 auf und ein endsei tiger Teilbereich der Heizkörperwand ist mit einer Wölbung 34 ausgebildet. Die Ausbildung der Heizvorrichtung 30 ist eine solche, daß sie das Ende des Leuchtstifts 10 aufnehmen kann, der vorzugsweise aus Kunststoff besteht. Mit der Heizvorrichtung 30 können Wärmegrade erzeugt werden, die der zur Herbeiführung einer bleibenden Verformung des Materials des Gehäuses 12 erforderlichen Temperatur entsprechen oder etwas höher liegen. Nach dem Einführen in die öffnung 32 wird die Spitze des Leuchtstifts infolge der von der Heizvorrichtung 30 erzeugten Wärme und infolge des Kontakts mit dem Fdlbungsbereich 34 ihrerseits zu einem um die Kugellinse gewölbten Teil 35 verformt, wie dies

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±n Fig. 2 dargestellt ist. Dies wird so ber^rerkstelligt, daß die Kugellinse 26 zwischen dem Wölbungsteil 35 und dem Sitz 22 in ihrer Lage festgehalten bleibt, so daß also ein formschlüssiger Kontakt mit dem Gehäuse 12 hergestellt wird, während anderseits aber Drehbewegungen möglich sind. Durch diesen Kontakt werden alle Verunreinigungen von der Oberfläche der Kugel 26 in ähnlicher Weise entfernt, wie dies beim Scheibenwischerprinzip der Fall ist. Besteht das Gehäuse 12 aus Metall, so braucht das Teil 30 nicht erhitzt zu werden und der Wölbungsteil kann dem Umriß der Kugel 26 durch Kraftanwendung angepaßt werden.

Dem Zusammenwirken der Schulter 16 mit dem Sitz 22 kommt eine wesentliche Bedeutung zu. Es liegt auf der Hand, daß auf den Sitz 22 Belastungskräfte einwirken, wenn die Kugellinse 26 gegen ein Etikett oder Schildchen gedrückt wird. Es müssen daher Maßnahmen getroffen sein, um einer Verformung des Sitzes vorzubeugen, durch die der form schlüssige Kontakt zwischen der Kugellinse 26 und dem Wölbungsteil 35 beeinträchtigt werden könnte. Zur Vermeidung einer solchen Verformung müssen Werkstoffe mit entsprechenden mechanischen und physikalischen Eigenschaften benutzt werden und die Kontaktfläche zwischen dem Ringsitz 22 und der Schulter 16 muß groß sein, wobei jedoch dem Erfordernis Rechnung zu tragen ist, eine öffnung 18 für den Licht durchtritt vorzusehen. Es braucht nicht betont zu werden, daß der Ringsitz 22 erwünsch te nf alls einstückig mit dem Gehäuse 12 ausgebildet sein kann.

Eine andere Ausführungsform des Leuchtstifts ist in Fig. gezeigt. Bei dieser Ausführungsform besteht die Spitze aus zwei Teilen. Das Gehäuse 12a weist eine Umfangsrille 36 auf. Eine Hülse 38 mit einer Innenrippe 40 kann bis zum Einschnappen auf das Gehäuse 12a aufgeschoben werden und bleibt dann in dieser Stellung festgehalten. Die Hülse 38 weist einen vorgeformten gewölbten Teil 35a auf, der dem Umriß der Kugellinse 26 angepaßt ist. Durch das Zusammenwirken des Sitzes 22 mit dem Wölbungsteil 3=a der Hülse 38 wird nicht nur erreicht, daß die Kugellinse 26 in ihrer Lage verbleibt, sondern daß die Passungstoleranz auch eng genug ist, um die Oberfläche der Zü^-ellinse 26 durch die Drehbewegungen bsim Abtasten ständig zu reinigen, Beim Angreifen des ^Wölbungsteils 35a an der Oberfläche der

rotierenden

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rotierenden Kugel 26 werden alle Verunreinigungen, die sich auf der Oberfläche abgelagert haben, auf die Hülse 38 überführt und hierdurch entfernt. So bleiben einerseits die optischen Eigenschaften der Kugellinse gewahrt und zum andern wird auch sichergestellt, daß sich die Kugel jederzeit drehen kann.

Pur den Aufbau des Leuchtstifts 10 ist weiterhin die Material wahl für den Ringsitz 22 von Bedeutung. Vorzugsweise soll das Material für den Ringsitz 22 das gleiche wie das der Kugellinse sein, beispielsweise Saphir oder Rubin. Erwünschtenfalls kann der Ringsitz 22 aus einem reibungsschwachen Material wie etwa aus einem mit PoIytetrafluoräthylen imprägnierten und/oder beschichteten Metall bestehen. Hierbei ist es von Bedeutung, daß der Sitz 22 aus einem langlebigen Material mit einem in Verbindung mit der Kugellinse niederen statischen und dynamischen Reibungskoeffizienten besteht. Dies ist auch hinsichtlich jener Materialien zu beachten, aus denen das Gehäuse 12 im Bereich des Kontakts mit der Kugellinse 26 (also im Wölbungsteil 35) besteht. Bei Verwendung bestimmter Werkstoffe kann das Gehäuse 12 aus dem gleichen Material hergestellt sein wie der Ringsitz 22, jedenfalls im Kontaktbereich. So können beispielsweise aas Gehäuse 12 und/oder der Ringsitz 22 aus Aluminium bestehen, das anodisch oxidiert ist, so daß Aluminiumoxid gebildet wurde. Das Al₂O₂. wird mit Polyte trafluoräthylen imprägniert, und zwar so, daß die Teile nicht nur imprägniert, sondern auch beschichtet werden. Eine andere Möglichkeit zur Herstellung eines geeigneten Ringsitzes 22 und/oder Gehäuses 12 besteht darin, diese IBsile aus einem plattierbaren Material wie etwa Aluminium, Eisen, Kupfer und deren Legierungen zu fertigen. Das Material wird dann nach dem nichtgalvanischen Verfahren mit einer festen Lösung· von Ki ekel-Phosphor plattiert* Diese beiden Beispiele veranschaulichen Methoden zur Erzeugung· harter Oberflächen mit niederem statischen und dynamischen Reibungskoeffizienten.

Patentansprüche

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Claims

- 6 Patentansprüche

"Ί\ Optischer Leuchtstift zum Lesen eines codierten Aufzeichnungsträgers, gekennzeichnet durch die Kombination [a] eines Gehäuses (12) mit einer sich in der Längsrichtung erstreckenden Öffnung (14) und einer Kegelspitze an dem einen Ende, [B] eines in die Öffnung (14) aufgenommenen und innerhalb des Gehäuses (12) befestigten Sitzteils (22), [C] einer an der Kegelspitze drehbar in die Öffnung (14) aufgenommenen und auf dem Sitzteil (22) abgestützten transparenten Kugellinse (26), [D] eines an der Kegelspitze des Gehäuses (12) vorgesehenen Wölbungsteils (35) > der an der Kugellinse (26) angreift und die Kugellinse (26) zwischen sich und dem ringförmigen Sitzteil (22) festhält, [E] eines Mittels (28) zum Tteiterleiten Ton Licht aus dem Gehäuse (12) durch die Kugellinse (26) und [P] eines Mittels (28) zum Aufnehmen und Wahrnehmen des durch die Kuge.llinse (26) in das Gehäuse (l2) eintretenden Lichts.
2. Leuchtetift nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet« daß das Material des Sitzteils (22) das gleiche ist wie des der Kugellinse \ 2ü j r
3· Leuchtstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aas ringförmige Sitzteil (22) aus AltnrdniuniGxid besteht, das mit PoIytetrafluoräthylen imprägmiert ist.
4« Leuehtstift nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Zsgellinse (26) aus Saphir oder Hubiii besteht, während das Sitzteil (22) aus Polytetrafluoräthylen besteh,;«
5· Leuchtetift naeh Anspruch 1, dadurch gDkemiEeiohnet_f daß aas Sitzteil (22) aus einem plattierbaren Material mit einer aufgebrachten Miekel-Phosphor-Be sohichtung Tbe steht«
6. Leuchtstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß das zlngförmige Sitzteil (2£) einstückig wi~:- dem Gehäuse (12) ausgebildet ist.
7· Optischer Leuchtstift zum Lesen eines eoöierten Auf sei chnung-s trägers _f gekennzeichnet durch die Kombination [A] eines sich allgemein, in der Längsrichtung erstreckenden und an dem einen Ende sins öffnung aufweisenden Gehäuses {l2a)_; [E] eines an dem Getänss (I2s) befestigten und eine Öffnung aufweisenden Spitssritsils (3E),

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wobei die Öffnung des Gehäuses (l2a) in die öffnung des Spitzenteils (38) einmündet, [C] eines in diese Öffnung aufgenommenen und innerhalb des Gehäuses (l2a) befestigten Sitzteils (22), [d] einer drehbar in die Öffnung des Spitzenteils (38) aufgenommenen und auf dem Sitzteil (22) abgestützten transparenten Kugellinse (26), [E] einer Wölbungsform (35a) des dem Gehäuse (12a) entgegengesetzten Endes des Spitzenteils (38), die an der Kugellinse (26) angreift und die Kugellinse (26) in Anlage gegen das Sitzteil (22) hält, [F] eines Mittels (28) zum Weiterleiten von Licht aus dem Gehäuse (l2a) durch die Kugellinse (26) und [G] eines Mittels (28) zum Aufnehmen und Wahrnehmen des durch die Kugellinse (26) in das Gehäuse (l2a) eintretenden Lichts.
8. Leuchtstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Sitzteils (22) das gleiche ist wie das der Kugellinae (26).
9· Leuchtstift nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Sitzteil (22) aus Aluminiumoxid besteht, das mit PoIytetrafluoräthylen imprägniert ist.
10. Leuchtstift nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Kugellinse (26) aus Saphir oder Bubin besteht, während das Sitzteil (22) aus Polytetrafluoräthylen besteht.

Ί1. Leuchtstift nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Sitzteil (22) aus einem plattierbaren Material mit einer aufgebrachten Hickel-Phosphor-Beschichtung besteht.

\2. Leuchtstift nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Sitzteil (22) einstückig mit dem Gehäuse (l2a) ausgebildet ist.

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