DE19625767A1 - Lesegerät für die optische Erfassung und Speicherung von visuell markierten und projizierten alphanumerischen Zeichen, Graphiken und fotografischen Bildern - Google Patents

Description

Aus der WO 92/11610 ist bereits ein Scanner zur elektro­ nischen Erfassung und Speicherung von alphanumerischen Zeichen bekannt. Bei diesen Geräten wird das Licht einer Strahlungsquelle über eine Projektionsvorrichtung auf einen vorherbestimmbaren Ausschnitt einer mit alphanu­ merischen Zeichen markierten Fläche projiziert, und das reflektierte Licht über eine optische Einheit auf einem Bildsensor abgebildet, der das Licht in eine Abfolge von elektronischen Signalen umwandelt. Ein Bewegungsdetek­ tor registriert dabei die Bewegung des Scanners entlang einer Zeichenzeile. Eine im Lesegerät integrierte Sig­ nalverarbeitungselektronik verlegt die Signale des Bild­ sensors in eine Abfolge von Zeichen, die jeweils alpha­ numerischen Symbolen entsprechen. Die Zeichen können als alphanumerische Symbole in einem integrierten Spei­ cher abgelegt, oder aber über eine Schnittstelle zur Weiterverarbeitung auf einen Computer übertragen werden.

Derartige Scanner sind auf das zeilenweise Erfassen und Abspeichern alphanumerischer Zeichen beschränkt, können aber nicht graphische Darstellungen oder fotografische Bilder erfassen.

Durch die Erfindung soll demgegenüber ein Lesegerät ge­ schaffen werden, das neben alphanumerischen Zeichen auch die optische Erfassung, Speicherung und elektronische Weitergabe von Graphiken oder fotografischen Bildern ermöglicht.

Gelöst ist diese Aufgabe durch ein Lesegerät, bei dem eine Projektionsvorrichtung das Licht einer Strahlungs­ quelle auf einen vorherbestimmbaren Ausschnitt einer mit alphanumerischen Zeichen, Graphiken oder fotografischen Bildern markierten Fläche projiziert, eine optischen Ein­ heit das von der markierten Fläche reflektierte Licht der Strahlungsquelle auffängt und auf einem Bildsensor ab­ bildet, der das Licht in eine Abfolge von elektronischen Signalen umwandelt, bei dem ein Bewegungsdetektor zur Beschreibung der Position des Lesegerätes bei einer Be­ wegung parallel zur markierten Fläche Synchronisations­ signale erzeugt, und bei dem eine Signalverarbeitungs­ einheit die Signale des Bildsensors mit Hilfe der Syn­ chronisationssignale in alphanumerische, graphische oder bildliche Informationen eines frei wählbaren Tei­ les der markierten Fläche zeichencodeunabhängig enthal­ tende Informationspakete umwandelt und in einer der elektronischen Weiterverarbeitung zugänglichen Weise in einer Speichereinheit abrufbar ablegt.

Bei bestimmungsgemäßem Gebrauch erfaßt das Lesegerät nach der Erfindung einen frei wählbaren Teil einer mit alphanumerischen Zeichen, Graphiken oder fotografischen Bildern markierten Fläche auf optische Weise und wan­ delt die optischen Signale in eine Folge elektronischer Signale um, die unter Wahrung der gesamten ursprüngli­ chen Bildinformation in für die elektronische Weiter­ verarbeitung zugänglicher Weise abgespeichert werden und wieder abrufbar sind.

Die Beleuchtung sollte zweckmäßigerweise mit monochro­ marem Licht erfolgen, um eine dispersionsbedingte Ver­ zerrung der optischen Erfassung zu vermeiden. Infrarotes Licht ist dabei besonders geeignet, da es in üblicher Weise verwendeten markierten Flächen, wie beispiels­ weise Papier, eine größere Eindringtiefe als sichtbares Licht besitzt, und daher die Unterscheidung der zu er­ fassenden Informationen von Oberflächenverunreinigungen ermöglicht.

Um die zu erfassende Fläche variabel einstellen zu kön­ nen, ist es zweckmäßig, am Lesegerät eine Projektions­ vorrichtung anzubringen, die eine Blende mit variabler Öffnung aufweist. Besonders geeignet dafür ist eine Schlitzblende, deren Schlitzgröße stufenlos einstellbar ist und die Erfassung einen balkenartigen Ausschnittes ermöglicht.

Im Interesse eines einfachen Aufbaus des Lesegerätes sieht eine sinnvolle Weiterbildung der Erfindung vor, daß die Strahlenquelle in den Bildsensor integriert ist und somit deren Licht durch den gleichen optischen Kanal geführt wird wie das reflektierte Licht.

Eine besonders einfache Handhabbarkeit ergibt sich, wenn der Bewegungsdetektor fest mit dem Lesegerät verbunden ist und ein Abtastelement aufweist, das rotationssymme­ trisch ausgebildet und um mindestens eine Achse dreh­ bar gelagert am Bewegungsdetektor angeordnet sowie an der zu erfassenden Fläche entlangführbar ist.

Die Detektion der Bewegung des Lesegerät es auf der mar­ kierten Fläche kann zweckmäßiger Weise unter Zuhilfenahme des Halleffektes erfolgen. Insoweit sieht eine abermalige wichtige Weiterbildung der Erfindung vor, daß der Bewe­ gungsdetektor ein Hallelement mit einem Abtastelement aufweist, wobei das Abtastelement von einem inhomogenen Magnetfeld umgeben ist. Die Drehbewegung des Abtastele­ ments verursacht eine periodische Veränderung der im Hallelement induzierten Hallspannung. Dieser Effekt ermöglicht die Bestimmung der Position des Lesegeräts auf der markierten Fläche.

Gemäß einer anderen Weiterbildung besteht das Abtastele­ ment aus einer frei drehbar gelagerten Kugel, auf deren Oberfläche gleichmäßig beabstandete Magnetplättchen an­ geordnet sind. Dadurch kann die Bewegung des Lesegerätes auf der markierten Fläche sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung detektiert werden.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das Lesegerät mit einem elektronischen Verschluß versehen, durch dessen Betätigung derjenige Teil der markierten Fläche frei bestimmt werden kann, der von der Signalverarbeitungs­ einheit in einem Informationspaket abgelegt werden soll.

Zur schnelleren Informationsverarbeitung können der oder die zur Aufnahme der Informationspakete bestimmten Spei­ cher in die Signalverarbeitungseinheit integriert sein.

Nach einer abermaligen Ausgestaltung kann die Signal­ verarbeitungseinheit Vorrichtungen zum Zuschalten von externen Speichern aufweisen. Dadurch ist es möglich, auch umfangreiche Texte oder komplexe Bilddokumente ab­ zuspeichern.

Die Stromaufnahme und die Betriebsspannung können deut­ lich verringert werden, wenn die Signalverarbeitungsein­ heit und die Speichereinheit bereits in den Bildsensor integriert werden.

Zur externen Weiterverarbeitung der Daten ist es zweck­ mäßig wenn die Signalverarbeitungseinheit und/oder die Speichereinheit des Lesegerätes mit einer Schnittstelle zur Datenübertragung an externe Geräte optisch, elektro­ nisch oder optoelektronisch verbunden ist.

Zur leichteren Handhabbarkeit sollte das Lesegerät mit einer Batteriestromversorgung ausgestattet sein, die zweckmäßigerweise mit wieder aufladbaren Batterien be­ treiben werden kann. Die Stromeinspeisung für das Auf­ laden der Batterien kann entweder über eine vom Lesege­ rät ablösbare Einschubvorrichtung erfolgen, oder aber über ein mit der Schnittstelle verbundenes Kabel. Opti­ miert werden kann der Aufladevorgang der Batterien noch durch die Integration einer Ladeelektronik, vorzugsweise in der Computerschnittstellenkarte, die den Ladevorgang einer ständigen elektronischen Kontrolle unterzieht.

Vorteilhaft ist auch die Möglichkeit zur ständigen Kon­ trolle der erfaßten oder gespeicherten Daten. Dazu kann, ebenfalls in weiterer Ausgestaltung der Erfindung, ein Monitor dienen, der von einem in die Signalverarbeitungs­ einheit integrierten Signalverarbeitungschip angesteuert wird. Die erfaßten Bildinformationen können damit online visuell aufgezeigt werden. Es können aber auch alle Infor­ mationspakete, die in der Speichereinheit abgelegt wurden, und als lesbare Bilddarstellung ersichtlich sind, abgeru­ fen werden. Dabei kann der Monitor auch als Einschubein­ heit ausgebildet sein, der bei Bedarf an das Lesegerät angeschlossen oder auch von ihm getrennt werden kann.

Der geringe Platz bedarf der modernen Mikroelektronik ermöglicht die besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung als Handgerät, beispielsweise in der Form eines Füllfederhalters.

Gemäß einer abermaligen Ausgestaltung der Erfindung wer­ den die zu erfassenden Zeichen, Graphiken oder Bilder mit einem Balken aus sichtbarem Licht und einem deckungs­ gleich überlagerten Infrarotlichtbalken markiert. Das reflektierte Lichtbündel wird durch einen semitranspa­ renten Spiegel, der nur für Infrarotlicht durchlässig ist in seine sichtbaren und infraroten Anteile zerlegt, wobei nur die Infrarotlichtanteile zur Bilderfassung verwendet werden.

Diese Infrarotlicht-Bilderfassung hat den Vorteil, daß auch verschmutzte oder verwischte Zeichen vom Bildsen­ sor noch verarbeitet und verwertet werden können. Zudem können auch Zeichen, für die in der Farbe des zur Mar­ kierung verwendeten sichtbaren Lichtes ausgeführt sind, vom Bildsensor erfaßt werden.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel beschrie­ ben. In schematischer Darstellung zeigen:

Fig. 1 den Aufbau eines als Handgerät ausgeführten Lesegerätes mit einem Bewegungsdetektor, einer Optik, einer Signalverarbeitungseinheit, einer integrierten Batterieversorgungseinheit und einer integrierten Schnittstelle,

Fig. 2 eine Ansicht des Lesegeräts 1 beim bestimmungs­ gemäßen Gebrauch,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die aus einem Bildsen­ sor, einer Fokussiereinheit, und einer Schlitz­ blende bestehende Optik des Lesegerätes,

Fig. 4 die Schlitzblende der Optik in einer Draufsicht,

Fig. 5 eine Prinzipskizze zur Erörterung des sogenann­ ten Halleffekts,

Fig. 6 den Aufbau eines als Hallgenerator ausgeführten Bewegungsdetektors in einer Schnittdarstellung,

Fig. 7 den Aufbau des als Hallgeneratoreinheit ausge­ führten Bewegungsdetektors in perspektivischer Darstellung,

Fig. 8 den Bewegungsdetektor in einer Seitenansicht,

Fig. 9 den schematischen Aufbau des Lesegerätes in einem Blockdiagramm,

Fig. 10 anhand eines Blockdiagramms das Einlesen und Abspeichern von Informationen mittels des Lese­ gerätes,

Fig. 11 anhand einer Prinzipskizze die Übertragung der vom Lesegerät erfaßten Daten in eine elektro­ nische Datenverarbeitungsanlage,

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines Lesegeräts mit einem als Einschubeinheit konzipierten Mo­ nitor in dessen Gebrauchsstellung,

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht auf die Monitor-Einschubeinheit für sich allein,

Fig. 14 ebenfalls in einer perspektivischen Ansicht das Lesegerät gemäß Fig. 12 mit der Monitor-Ein­ schubeinheit in dessen Nichtgebrauchsstellung,

Fig. 15 in einer Längsschnittansicht wie in Fig. 3 eine mit einem Rotlichtstrahler, einem Infrarotlicht­ strahler und einem im Strahlengang angeordneten semitransparenten Spiegel ausgerüstete Optik und

Fig. 16 die in Fig. 15 veranschaulichte Optik, jedoch mit dem Strahlengang des von einer markierten Fläche reflektierten Lichts.

Das in Fig. 1 dargestellte Lesegerät 1 umfaßt einen fest mit diesem verbundenen Bewegungsdetektor 2, der von einem als Handgriff ausgebildeten Gehäuse 3 vorsteht. Integriert in das Gehäuse 3 sind eine der Bilderfassung dienende Op­ tik 4, eine über ein vieladriges Verbindungskabel 5 mit der Optik 4 verbundene Platine 6, auf der eine Signalver­ arbeitungseinheit 7 und eine Batteriestromversorgungs­ einheit 8 mit aufladbaren Batterien 9 angeordnet sind, ferner eine Schnittstelle 10, die über ein Anschlußka­ bel 11 mit der Platine 6 elektronisch verbunden ist und eine Schnittstellenkarte 12 aufweist.

Die der Bilderfassung dienende Optik 4 besteht aus einem CCD-Bildsensor 14, der optische in elektronische Bild­ signale umwandelt, und in den ein beispielsweise grünes Licht abstrahlender Halbleiterstrahler 17 integriert ist. Am Bildsensor 14 ist eine Projektionsvorrichtung 15 mit einer optischen Fokussiereinheit 18 angeordnet. Die Fo­ kussiereinheit 18 besteht aus je einer bikonvexen, einer plankonkaven und einer bikonkaven Linse sowie aus einer Schlitzblende 16, die auf der Seite der Projektionsvor­ richtung 15 angeordnet ist, die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Lesegerätes dem die zu erfassenden Infor­ mationen tragenden Informationsträger zugewandt ist.

Die Schlitzblende 16 besitzt zwei Lamellen 23, 23′, die einen über einen drehbaren Einstellring 25 variabel ein­ stellbaren Schlitz 24 bilden. Bei der Schlitzeinstellung werden die Schlitzlamellen 23, 23′, die entlang zweier auf einer fest mit der Projektionsvorrichtung 15 verbun­ denen Kreisscheibe 27 angeordneter Führungsschienen 28 in radialer Richtung geführt sind, durch eine radial nach außen weisende Kraft jeweils einer fest mit den Führungs­ schienen 28 verbundenen Feder 29, 29′ gegen eine fest mit dem Einstellring 25 verbundene elliptische Einfassung 26 gedrückt. Die elliptische Einfassung 26 ist dabei so aus­ gebildet, daß der Schlitz 24 dann vollständig geschlos­ sen ist, wenn die Lamellen 23, 23′ mit ihrer Führungsrich­ tung parallel zur kleinen Halbachse der von der Einfas­ sung 26 gebildeten Ellipse angeordnet sind. Eine Drehung des Einstellrings 25 führt dazu, daß die Schlitzlamel­ len 23, 23′ unter Vergrößerung des Schlitzes 24 auseinan­ dergedrückt werden. Eine maximale Schlitzgröße wird bei einer Einstellung erreicht, bei der die Lamellen 23, 23′ mit ihrer Führungsrichtung parallel zur großen Halbachse der von der Einfassung 26 gebildeten Ellipse angeordnet sind.

Durch das Zusammenwirken der Fokussiereinheit 18 mit der Schlitzblende 16 kann ein frei wählbarer Ausschnitt 19, etwa in Form eines rechteckförmigen Balkens, einer zu erfassenden Informationen aufweisenden Fläche 20 mit dem Licht des Halbleiterstrahlers 17 beleuchtet werden, wenn das Lesegerät in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise bei bestimmungsgemäßem Gebrauch entlang einer mit alphanume­ rischen Zeichen, Graphiken oder fotografischen Bildern versehenen Fläche 20 geführt wird. Das von der markierten Fläche 20 reflektierte und nach Durchlaufen der Schlitz­ blende 16 von der Fokussiereinheit auf den Bildsensor 14 projizierte Licht wird in diesem Bildsensor 14 in an sich bekannter und hier nicht näher interessierender Weise in elektronische Signale umgewandelt.

Um einen größeren Ausschnitt einer mit Informationen ver­ sehenen Fläche 20 erfassen zu können, ist es notwendig, daß ein Bewegungsdetektor 2 die Bewegung des Lesegeräts 1 entlang der markierten Fläche 20 erfaßt und entsprechende Synchronisationssignale an die Signalverarbeitungsein­ heit 7 weitergibt. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Lese­ gerät handelt es sich dabei um einen den sogenannten Hall­ effekt zur Detektion ausnutzenden Bewegungsdetektor 2. Dabei wird ein Hallelement 30 in Form eines stromdurch­ flossenen Leiters von einem Magnetfeld 31 durchsetzt. Die Einwirkung des Magnetfeldes auf den Stromfluß in dem Hallelement 30 führt zu einer Spannung 32 quer zur Stromdurchflußrichtung.

Der Bewegungsdetektor 2 weist an der der markierten Fläche 20 zugewandten Seite eine frei drehbar gelagerte Abtastkugel 33 auf, auf deren Oberfläche kleine Magnet­ plättchen 34 gleichmäßig beabstandet voneinander ange­ ordnet sind. Die Bewegungen der Abtastkugel 33 gegenüber dem fest mit dem Lesegerät 1 verbundenen und beabstan­ det von der Abtastkugel 33 angeordneten Hallelement 30 führt zu einer periodischen Änderung des das Hallele­ ment 30 durchsetzenden Magnetfelds, und damit zu einer entsprechend periodischen Änderung der Spannung im Hall­ element 30. Um die zweidimensionale Bewegung der Abtast­ kugel 33 erfassen zu können, bedarf es zweier Hallele­ mente 35, 36, die beabstandet von der Abtastkugel 33 und senkrecht zueinander angeordnet sind sowie jeweils von einem Strom derart durchflossen werden, daß die von ihnen ausgehenden Spannungssignale einen eindeutigen Rückschluß auf eine bestimmte Drehbewegung der Abtast­ kugel 33 zulassen.

Die elektronischen Bildsignale des Bildsensors 14 und die Signale des Hallelements 30 werden der elektroni­ schen Signalverarbeitungseinheit 7 zugeführt. Die Bild­ signale werden in einer Verstärkerstufe 41 elektronisch verstärkt und einem A/D-Konverter 42 zugeleitet sowie in digitaler Form in einer Speichereinheit 47 abgelegt. Die Signale des Hallelements 30 werden in einem Impuls­ teiler 43 in Synchronisationssignale 44 umgewandelt. Ein elektronischer Verschluß 45 bestimmt Beginn und Ende der Abfolge der Synchronisationssignale 44 und damit die Größe des zu erfassenden Abschnitts 19 der markierten Fläche 20. Das auf diese Weise durch die elektronische Verschlußzeit 50 begrenzte Synchronisationssignal 44 wird, wie in Fig. 10 gezeigt, zusammen mit den aus der Speichereinheit 47 abgerufenen Bildsignalen einer Sig­ nalaufbereitungseinheit 48 zugeführt und in ein digi­ tales Informationspaket 51 umgewandelt, das unter einer Speicheradresse 52 eines Speichers 49 abgespeichert wird. An dem Speicher 49 angebrachte Vorrichtungen 56 ermöglichen die Erweiterung der Speicherkapazität durch den Anschluß weiterer externer Speichern 57.

Bei der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungs­ form des Lesegeräts 1 ist die Signalverarbeitungsein­ heit 7 über ein Kabel 11 mit der Schnittstelle 10 ver­ bunden, die eine Anbindung an externe elektronische Datenverarbeitungsanlagen erlaubt. Dies geschieht, wie in Fig. 11 gezeigt, entweder über ein Schnittstellen­ kabel 60, das direkt mit der Schnittstelle 10 über einen Stecker 61 an eine extern e elektronische Datenverarbei­ tungsanlage 70 anschließbar ist, oder über eine Ein­ schubvorrichtung 62, in der das Lesegerät 1 in einer Ausnehmung 63 formschlüssig aber lösbar aufnehmbar ist und die eine zur Schnittstelle 10 passende Verbindungs­ vorrichtung 66 aufweist sowie über ein Schnittstellen­ kabel 64 und einen Stecker 65 mit einer externen Daten­ verarbeitungsanlage 70 verbindbar ist.

Das Lesegerät 1 weist in dem als Handgriff ausgebilde­ ten Gehäuse 3 eine auf der Platine 6 angeordnete Batte­ riestromversorgungseinheit 8 auf, die den gesamten zum Betrieb des Lesegerätes 1 benötigten Strom liefert und vorzugsweise mit wieder aufladbaren Batterien 9 betrie­ ben wird. Die Batterien 9 sind über die Einschubvorrich­ tung 62 oder über das Schnittstellenkabel 60 aufladbar, wobei sie von einer Ladeelektronik, die sich auf einer Schnittstellenkarte 72 befindet, überwacht werden. Ein Spannungsregler 73, der über Verbindungskabel 74, 75 mit der Schnittstelle 10 und der Batterieeinheit 8 verbun­ den ist, erzeugt die notwendigen Betriebs- und Steuer­ spannungen für den Betrieb der elektronischen Komponen­ ten und überwacht und steuert die Spannung der Batte­ rien 9.

Fig. 12 zeigt eine gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 1 abgewandelte Ausführungsform eines Lesegeräts 1′ , das eine Vorrichtung 80 aufweist, in die ein Monitor 81 als Einschubeinheit über Verbindungsstücke 82, 82′ zur mechanischen festen, aber lösbaren sowie zur elektroni­ schen Verbindung mit dem Lesegerät 1′ eingeführt werden kann. Die Ansteuerung des Monitors 81 erfolgt über einen in die Signalverarbeitungseinheit 7 integrierten Video­ chip 83. Dieser greift auf die in den Speicheradressen 52 abgelegten Informationspakete 51 zu und ermöglicht deren Darstellung auf einem am LCD-Monitor 81 angeordneten Display 84.

Bei dem vorstehend erläuterten Lesegerät handelt es sich darum, daß die von dem Halbleiterstrahler 17 imitierte Strahlung im sichtbaren Sonnenlicht-Spektralbereich über die Projektionseinrichtung 15 und die Schlitzblende 16 auf das zu erfassende Medium projiziert wird und etwa als Bal­ ken 19 oder Rahmen sichtbar wird. Die geometrischen Ausmaße des projizierten Balkens oder Rahmens werden von der einge­ stellten Schlitzgröße der mit dem Einstellring 25 stufen­ los einstellbaren Schlitzblende bestimmt. Somit wird nicht nur der projizierte Positions-Balken 19 der Größe der zu erfassenden Schrift oder Graphik angepaßt, sondern auch der optische Erfassungsbereich für die Bildverarbeitung im CCD-Bildsensor definiert. Die projizierten Strahlen werden von dem angestrahlten Abschnitt 19 der markier­ ten Fläche 20 reflektiert und gelangen als Reflexions­ strahlen, die alle Bildinformationen des jeweiligen Ab­ schnittes 19 enthalten, in umgekehrte Richtung über die im Strahlengang befindliche Schlitzblende und die Optik zum CCD-Bildsensor 14. Bei der Darstellung der zu erfas­ senden Mediumsgröße mittels eines Monitors 81 entspricht die visuelle Darstellung exakt der Bildinformation, die der CCD-Bildsensor 14 erfaßt.

Die Impulse für das CCD-Synchron-Signal werden von dem aus dem Hallelement 30 und der Abtastkugel 33 bestehenden Hallgenerator erzeugt, die über die Konverterstufe 42 der Signalverarbeitungseinheit 7 zugeleitet werden. Das für den Hall-Effekt notwendige Magnetfeld 31 wird von gleich­ mäßig unmittelbar unter der Oberfläche der Abtastkugel 33 angeordneten Magnetplättchen 34 erzeugt. Den Steuerimpuls für den elektronischen Verschluß 45 liefert eine Druck­ taste 46.

Bei der in den Fig. 15 und 16 dargestellten Optik sind um einhundert gegenüber Fig. 3 erhöhte Bezugszeichen ver­ wendet. Die Optik 104 umfaßt wiederum einen CCD-Bildsen­ sor 114, in den ein Infrarotstrahler 117 integriert ist, ferner eine Projektionsvorrichtung 115 mit einer Fokus­ siereinheit 118, die ebenso wie die Fokussiereinheit 18 aus je einer bikonvexen, plankonkaven und bikonkaven Linse besteht sowie eine Schlitzblende 116 aufweist. Im Unter­ schied zu der in Fig. 3 veranschaulichten Optik 4 ist die Optik 104 mit einem im rechten Winkel zum Strahlengang des Infrarotstrahlers 117 angeordneten Rotlichtstrah­ ler 121 und einem semitransparenten Spiegel 122 ausge­ rüstet. Der Spiegel 122 ist gleichermaßen im Strahlen­ gang des Infrarotstrahlers 117 und des Rotlichtstrah­ lers 121 angeordnet und für das vom Rotlichtstrahler seitlich eingestrahlte Rotlicht undurchlässig, hingegen durchlässig für Infrarotlicht.

Bei bestimmungsgemäßem Gebrauch eines mit der Optik 104 ausgerüsteten Lesegerätes durchstrahlen das den semitrans­ parenten Spiegel 122 durchdringende Infrarotlicht und das seitlich eingestrahlte Rotlicht, das am Spiegel in Rich­ tung des Infrarotlichts abgelenkt wird, die Fokussiervor­ richtung 118 und treffen auf einen in Abhängigkeit von der Einstellung der Schlitzblende 116 frei auswählbaren Abschnitt der mit Informationen versehenen Fläche 20 auf, wie dies Fig. 15 zeigt. Das an der Fläche 20 in Einstrahl­ richtung reflektierte Rotlicht mit überlagertem Infrarot­ licht enthält alle Informationen des ausgewählten Ab­ schnittes der Fläche 20. Der Rotlichtanteil des reflek­ tierten Lichts erfährt an dem für dieses Licht undurch­ lässigen semitransparenten Spiegel 122 eine Ablenkung zum Rotlichtstrahler, während der Infrarotanteil den Spiegel 122 durchdringt und im CCD-Bildsensor 114 auf­ genommen wird, der die im reflektierten Infrarotlicht enthaltenen optischen Signale in elektronische Signale umwandelt.

Bezugszeichenliste

1 Lesegerät
2 Bewegungsdetektor
3 Gehäuse
4 Optik
104 Optik
5 Verbindungskabel
6 Platine
7 Signalverarbeitungseinheit
8 Batterieversorgungseinheit
9 Batterien
10 Schnittstelle
11 Anschlußkabel
12 Schnittstellenkarte
13 - - -
14 Bildsensor
114 Bildsensor
15 Projektionsvorrichtung
115 Projektionsvorrichtung
16 Schlitzblende
116 Schlitzblende
17 Halbleiterstrahler
117 Halbleiterstrahler
18 Fokussiereinheit
118 Fokussiereinheit
19 Abschnitt (frei wählbar)
20 Informationsträger
21 Rotlichtstrahler
121 Rotlichtstrahler
22 semitransparenter Spiegel
122 semitransparenter Spiegel
23, 23′ Lamellen, Schlitzlamellen
24 Schlitz
25 Einstellring
26 Einfassung
27 Kreisscheibe
28, 28′ Führungsschienen
29, 29′ Feder
30 Hallelement
31 Magnetfeld
32 Spannung
33 Abtastkugel
34 Magnetplättchen
35 Halteelement
36 Halteelement
37 - - -
38 - - -
39 - - -
40 - - -
41 Verstärkerstufe
42 A/D-Konverter
43 Impulsteiler
44 Synchronisationssignale
45 Verschluß
46 - - -
47 Speichereinheit
48 Signalaufbereitungseinheit
49 Speicher
50 elektronische Verschlußzeit
51 Informationspaket
52 Speicheradresse
53 - - -
54 - - -
55 - - -
56 Vorrichtungen
57 Speicher (wahlweise)
58 - - -
59 - - -
60 Schnittstellenkabel
61 Stecker
62 Einschubvorrichtung
63 Ausnehmung
64 Schnittstellenkabel
65 Stecker
66 Verbindungsvorrichtung
67 - - -
68 - - -
69 - - -
70 ext. Datenverarbeitungsanlage
71 - - -
72 Schnittstellenkarte
73 Spannungsregler
74 Verbindungskabel
75 Verbindungskabel
76 - - -
77 - - -
78 - - -
79 - - -
80 Vorrichtung
81 Monitor
82, 82′ Verbindungsstücke
83 Videochip
84 Display.

Claims (25)

1. Lesegerät für die optische Erfassung und Speiche­ rung von visuell markierten und projizierten alphanu­ merischen Zeichen, Graphiken und fotografischen Bil­ dern, bei dem

• - eine Projektionsvorrichtung (15, 115) das Licht einer Strahlungsquelle (17, 117) auf einen vorherbestimmba­ ren Ausschnitt (19) einer mit alphanumerischen Zeichen, Graphiken oder fotografischen Bildern markierten Flä­ che (20) projiziert,
• - eine optische Einheit (4, 104) das von der markierten Fläche (20) reflektierte Licht der Strahlungsquelle (17, 117) auffängt und auf einem Bildsensor (14, 114) abbildet, der das Licht in eine Abfolge von elektro­ nischen Signalen umwandelt,
• - ein Bewegungsdetektor (2) zur Beschreibung der Posi­ tion des Lesegerätes (1, 1′) bei einer Bewegung pa­ rallel zur markierten Fläche (20) Synchronisationssig­ nale erzeugt,
• - eine Signalverarbeitungseinheit (7) die Signale des Bildsensors (14, 114) mit Hilfe der Synchronisations­ signale in alphanumerische, graphische oder bildliche Informationen eines frei wählbaren Teiles der markier­ ten Fläche (20) zeichencodeunabhängig enthaltende In­ formationspakete umwandelt und in einer der elektroni­ schen Weiterverarbeitung zugänglichen Weise in einer Speichereinheit (47) abrufbar ablegt.

2. Lesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle aus mindestens einem Halbleiter­ strahler (17, 117) besteht, der monochromares Licht im sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich imitiert.

3. Lesegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Projektionsvorrichtung (15, 115) eine Blende (16, 116) aufweist, deren Öffnung zur Bestrahlung jeweils unterschiedlich großer Ausschnitte der markierten Flä­ che (20) stufenlos verstellbar ist.

4. Lesegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende als Schlitzblende (16, 116) ausgebildet ist, deren Schlitzgröße stufenlos einstellbar ist.

5. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (17, 117) in den Bildsensor (14, 114) integriert ist.

6. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsdetektor (2) fest mit dem Lesegerät verbunden ist.

7. Lesegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsdetektor (2) ein rotationssymmetrisch ausgebildetes und um mindestens eine Achse drehbar ge­ lagertes Abtastelement (33) aufweist.

8. Lesegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsdetektor ein Hallelement (30) mit ei­ nem Abtastelement (33) aufweist, und wobei das Abtast­ element (33) von einem inhomogenen Magnetfeld (31) der­ art umgeben ist, daß im Zusammenwirken mit dem Hallele­ ment (30) bei einer Drehung des Abtastelements (33) elektrische Signale erzeugt werden, die der jeweiligen Drehbewegung eindeutig zuzuordnen sind.

9. Lesegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastelement (33) als eine im Bewegungsdetek­ tor (2) frei drehbar angeordnete Kugel ausgebildet ist, die an der Oberfläche mit gleichmäßig beabstandeten Ma­ gnetplättchen (34) bestückt ist.

10. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein frei betätigbarer elek­ tronischer Verschluß (45) die Größe der Informations­ pakete jeweils festlegt.

11. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheit (47) aus einem oder mehreren in die Signalverarbeitungseinheit (7) integrierten Speichern (49, 57) besteht.

12. Lesegerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinheit (7) Vorrichtungen zum Zuschalten von externen Speichern (57) aufweist.

13. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildsensor (14, 114) mit integrierten Speichern zur Signalverarbeitung aus­ gestattet ist.

14. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsein­ heit (7) und/oder die Speichereinheit (47) mit einer Schnittstelle (10) zur Übertragung von Daten an externe Geräte optisch, elektronisch oder optoelektronisch ver­ bunden ist.

15. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine integrierte Batteriestromver­ sorgung (8) , die mit wiederaufladbaren Batterien (9) betreibbar ist.

16. Lesegerät nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine integrierte Ladeelektronik zum Wiederaufladen von Batterien, die ein elektronisch kontrolliertes Schnella­ den der Batterien ermöglicht.

17. Lesegerät nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ladeelektronik in die Schnittstelle (10) integriert ist.

18. Lesegerät nach den Ansprüchen 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromeinspeisung für das Aufladen der Batterien (9) über eine vom Lesegerät ablösbare Ein­ schubvorrichtung (62) erfolgt.

19. Lesegerät nach Anspruch 14 und/oder einem der An­ sprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnitt­ stelle (10) mit einem Schnittstellenkabel verbindbar ist, über das eine Stromeinspeisung für das Aufladen der Batte­ rien (9) möglich ist.

20. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Signalverarbeitungs­ einheit (7) ein Signalverarbeitungschip zum Ansteuern eines extern zuschaltbaren Monitors (81) , über den die von der Signalverarbeitungseinheit (7) erzeugten Infor­ mationspakete visuell anzeigbar sind, integriert ist.

21. Lesegerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich­ net, daß es sich bei dem Monitor um eine Einschubein­ heit (80, 81) handelt, die mit dem Lesegerät fest aber lösbar verbunden ist.

22. Lesegerät nach den Ansprüchen 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverarbeitungschip eine Zugriffsmöglichkeit für die visuelle Anzeige gespeicher­ ter Informationspakete auf dem Monitor (81) aufweist.

23. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Handgerät.

24. Lesegerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich­ net, daß das Handgerät in der Art eines Füllfederhal­ ters ausgebildet ist.

25. Lesegerät nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß

• - als Strahlungsquelle (117) ein in den Bildsensor (114) integrierter Infrarotstrahler dient,
• - die Projektionsvorrichtung (115) einer Lichtquelle (121), die senkrecht zur Abstrahlrichtung des Infra­ rotstrahlers (117) sichtbares Licht abstrahlt sowie einen für infrarotes Licht durchlässigen semitranspa­ renten Spiegel (122) aufweist, sichtbares Licht re­ flektiert, wobei der semitransparente Spiegel (122) in den Strahlen­ gängen des infraroten Lichtes und des sichtbaren Lich­ tes derart angebracht ist, daß zum einen das vom In­ frarotstrahler (117) ausgehende Licht und das sicht­ bare Licht der Lichtquelle (121) einen deckungsglei­ chen Ausschnitt (19) der markierten Fläche (20) be­ strahlen, und zum anderen von dem von der markierten Fläche (20) reflektierten Licht nur der infrarote An­ teil auf den Bildsensor (114) gelangt, während der sichtbare Anteil in eine von der Richtung zum Bild­ sensor abseitige Lage gelenkt wird.