DE2200092A1

DE2200092A1 - Korrekturvorrichtung fuer optische Lesevorrichtung

Info

Publication number: DE2200092A1
Application number: DE19722200092
Authority: DE
Inventors: Johann Ploeckl
Original assignee: Zellweger Uster AG
Current assignee: Zellweger Uster AG
Priority date: 1971-03-22
Filing date: 1972-01-03
Publication date: 1972-10-05
Also published as: FR2130547A1; GB1388132A; US3746868A; CA971784A; SE390074B; NL7201689A; BE780724A; DE2200092B2; ZA721576B; CH536523A; DE2200092C3; FR2130547B1

Description

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Dr. Müller-3ore - Dr. Msniiz · Dr. D~"^r^l O O Π Π Π Q

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Patentanwälte

ZELLWEGER AG '

Apparate- und Maschinenfabriken üster

CH-8610 TJster / Schweiz Korrekturvorriehtung für optische lesevorrichtung.

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Korrekturvorriehtung für eine Optische Lesevorrichtung.

Es sind optische Lesevorrichtungen bekannt, in welchen ein "bewegter Lichtstrahl auf dem abzulesenden Gegenstand eine Abtastspur erzeugt. Im Auftreffpunkt des Lichtstrahls auf den Gegenstand entsteht ein Lichtfleck und wenigstens ein Teil des von diesem Lichtfleck reflektierten Lichtes wird einer photoelektrischen Empfangsvorrichtung zugeführt.

Bei-Lesevorrichtungen der genannten Gattung wünscht man, bei Abtastung einer Fläche gleichen Reflexionsvermögens ein konstantes Ausgangssignal der photoelektrischen Empfangsvorrichtung. Diese Gleichheit des Ausgangssignals der photoelektrischen Einpfangsvorrichtung über den ganzen Abtastbereich ist jedoch in der Praxis nicht ohne weiteres gewährleistet, insbesondere bei schiefem Auftreffen des Abtastlichtstrahls ausserhalb der Symmetrieebene der Vorrichtung kann sowohl die Helligkeit des er-

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zeugten Abtastlichtfleckes als auch der aus seiner seitlichen Lage der photoelektrischen Empfangsvorrichtung zugeführte Lichtstrom schwächer sein als in der Mittellage des AbtastStrahls.

Ea ist bekannt, zum Ausgleich solcher LichtSchwankungen zwischen die Abtastspur und die photoelektrische Empfangsvorrichtung eine Blende anzuordnen, deren Oeffnung winkelabhängig ist. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der DAS I¹193'7Ol beschrieben. Die vorliegende Erfindung betrifft eine andere Lösung dieses Problems.

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Korrekturvorrichtung für eine optische Lesevorrichtung, welche dadurch' gekennzeichnet ist, dass zwischen die Abtastspur und die photoelektrische Empfangsvorrichtung mindestens zwei in sich schneidenden Ebenen angeordnete Linienfilter angeordnet sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch eine vertikale Symmetrieebene einer Lesevorrichtung. Fig. 2 einen Grundriss eines Teiles der Lesevorrichtung.

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In der Figur stellt 1 eine Lichtquelle, insbesondere einen Laser dar, welcher einen feinen, annähernd parallelen, Sendestrahl 2 aussendet. Im Wege des Sende-Btrahls 2 kann ein Abbildungssystem 3 oder ein Kollimator angeordnet sein, welches den Sendestrahl 2 gegen eine erste Zylinderlinse 4 wirft. Die erste Zylinderlinse -4 wirft ein in einer Ebene konvergentes Strahlenbündel 5 gegen eine Strahlablenkvorrichtung 6. Eine solche Strahlablenkvorrichtung 6 kann beispielsweise ein Spiegelrad mit prismatisch angeordneten Spiegelflächen enthalten oder sie kann ein Schwingspiegelsystem aufweisen. Schwingspiegelsysteme sind aus der Technik der Galvanometer und der Schleifenoszillografen bekannt. Durch eine geringfügig schiefe Zuführung des Strahlenblindels 5 zur Strahlablenkvorrichtung 6 kann erreicht werden, dass ein von der Strahlablenkvorrichtung 6 zurückgeworfenes Weiteres Strahlenbündel 7 ausserhalb der ersten Zylinderlinse 4 durchschwenkt und daher von dieser Zylinderlinse 4 nicht beeinträchtigt wird. Das schwenkende Strahlenbündel 7 kann unmittelbar gegen eine Bezugsebene gerichtet sein. Der Bezugsebene ist ein räumlicher Toleranzbereich zugeordnet, innerhalb welchem ein zu erkennendes Zeichen liegt bzw. bewegt ■ · wird. Vorteilhafterweise wird jedoch das schwenkende Strahlenbündel 7 vorerst einem Hohlspiegel 8 zugeführt.

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Der Hohlspiegel 8 weist eine solche Krümmung auf, dass das von ihm reflektierte Strahlenbündel 9 eine wenigstens annähernd parallele Verschiebung erfährt, wenn das Strahlenbündel 7 über die Spiegelfläche des Hohlspiegels 8 schwenkt. Das Strahlenbündel 9 kann unmittelbar gegen die Bezugsebene gerichtet sein, vorteilhafter ist es jedoch, das Strahlenbündel 9 über einen Umlenkspiegel

^spitzen, \ϊ'5ι

10 unter einem^Winkel oC gegen die BezugsebeneVzu werfen.

In den Weg des vom Umlenkspiegel 10 weggehenden Strahlenbündels 11 kann vorteilhafterweise eine Sende-Zylinderlinse 12 angeordnet sein', welche das Strahlenbündel 11 in einem Punkt P fokussiert. Der Punkt P liegt dabei beispielsweise in der Bezugsebene 13. Je nach gegebener räumlicher Anordnung des ganzen optischen Systems kann es auch vorteilhaft sein, den Fokussierungspunkt F innerhalb eines auf die Bezugsebene 13 bezogenen räumlichen Toleranzbereiches zwischen einer inneren Ebene 14 und einer äusseren Ebene 15 zu legen. Der räumliche Toleranzbereich zwischen den Ebenen 14 und 15 entspricht dabei vorzugsweise dem Tiefenschärfebereich des optischen Systems.

Der räumliche Toleranzbereich 16, welcher durch die beiden Ebenen 14 und 15 begrenzt ist, liegt beispielsweise ausserhalb eines Spaltes 17. Ein solcher Spalt kann beispielsweise durch einen Unterbruch in einer Fördereinrichtung gebildet aein, wobei beispielsweise in

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der Ebene 14 Förderbänder angeordnet sind, welche eine mit einem zu erkennenden Zeichen versehene Ware Über den Spalt 17 hinwegfuhren. Es ist aber auch ausführbar, anstelle der Fördereinrichtung eine Platte mit einem Schlitz 17 etwa in der Höhe der Ebene 14 anzuordnen. Das zu erkennende Zeichen wird durch den Schlitz 17 vom Abtaststrahl 18 getroffen, welcher aus der Sendezylinderlinse 12 austritt. Ein Teil des am Zeichen reflektierten Lichtes fällt als EmpfangsstrahlenbUndel auf eine Empfangszylinderlinse 21 und wird vorzugsweise über einen Spiegel 22 und gegebenenfalls durch eine Abbildungsvorrichtung 28, z.B. eine weitere Zylinderlinse einer Empfangsvorrichtung 23, beispielsweise eine Fhotoelektronenvervielfacher zugeführt. Bei Verwendung wenigstens annähernd monochromatischen Lichtes, wie es beispielsweise von einem Laser abgegeben wird, empdlehlt es sich der photoelektrischen Empfangsvorrichtung 23 zur Verbesserung des Signal/Geräuschverhältnisses ein schmalbandiges Filter 24 z.B. ein sogenanntes Linienfilter vorzusetzen. Ein Nachteil der genannten Linienfilter besteht jedoch darin, dass ihre Lichtdurchlässigkeit sehr stark vom Einfallwinkel des auf sie treffenden Lichtes abhängig ist. Bei Lesevorrichtungen der genannten Gattung trifft nun insbesondere aus den Endlagen des Abtastbereicheo das EmpfangsstrahlenbUndel unter einem beträchtlichen Neigungswinkel gegen die Achse eines unmittelbar vor der Erapfancsvorrichtun^ 23 angeordneten Linien-

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filters auf dasselbe auf. Dies verstärkt in hohem Masse die Schwankung des Ausgangssignals der Empfangsvorrichtung 23 während eines Durchlaufs der Abtastspur auf einer gleichmässig reflektierenden Fläche. Die Gleichheit des Ausgangssignals der photoelektrischen Empfangsvorrichtung Über den ganzen'Abtastbereich ist dadurch in keiner Weise gewährleistet.

Die an sich nachteilige Eigenschaft der Linienfilter der starken Abhängigkeit ihrer Lichtdurchlässigkeit vom Einfallwinkel des Lichtes kann nun gemäss vorliegender Erfindung ausgenützt werden, um die genannte Schwankung des Ausgangssignals während eines Abtastvorgangs in erheblichem Masse zu vermindern, Biese Korrektur des der Empfangsvorrichtung 23 zugeführten Lichtes kommt erfindungsgemäss dadurch zustande, dass in den Strahlengang des vom abgetasteten Kennzeichen der Empfangsvorrichtung zugeführten Lichtes wenigstens zwei Linienfilter derart angeordnet werden, dass ihre Achsen grösster Durchlässigkeit unter einem spitzen Winkel zueinander verlaufen. Diese erfindungsgemässe Anord-, '.".- · _; nung geht aus Pig. 2 hervor, welche einen Grundriss des Empfangsteils der beschriebenen Lesevorrichtung darstellt.

Die beiden Linienfilter 24A und 24B sind zwischen der Empfangsvorrichtung 23 und dein Spiegel 22 angeordnet und ihre Achsen grösster Durchlässigkeit verlaufen

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• . - 8 unter dem Winkel <PC zueinander (ver_t';l. Fig. 3).

■Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass aus der einen Extremlage El des Abtastpunktes ein EmpfangastrahlenbUndel 2^ auf die Empfangsvorrichtung 23 trifft, während aus der entgegengesetzten Extremlage E2 ein Ecpfangsstrahlenbündel 26 auf die Empfangsvorrichtung 23 trifft. Die beiden Linienfilter 24A bzw. 24B sind nun so vor der Empfangsvorrichtung 23 angeordnet, daus jeweils möglichst das ganze EmpfangsstrahlenbUndel 25 bsw. 26 der Oeffnung der Empfangsvorrichtung 23 zugeführt wird. Es ist aus Fig. 2 ersichtlich, dass die Achse grösster Durchlässigkeit des Linienfilters 24A zur einen Extremlage El gerichtet ist, während die Achse grösster Durchlässigkeit des anderen Linienfilters 24B gegen die andere Extremlage E2 gerichtet ist. Aus den Extremlagen El bzvf. E2 fällt daher ein maximaler Lichtstrom durch das ihnen jeweils zugeordnete Linienfilter 24A bzw. 24B. Da aus den Extremlagen El und E2 an sich weniger Licht reflektiert wird als aus der Mittellage II, ist diese Wirkung sehr erwünscht. Aus dem mittleren Bereich des Abtastbereiches, also beispielsweise aus dem Punkt M

^beispielriveise / in der Mitte der Abtast spur, v.^rird^vs"ui"öl7fp~deo steileren Auffalles des Abtaststrahls der Abtactlichtflcck heller und er reflektiert einen grösseren Lichtstrom gegen die Empfangsvorrichtung 23. Das Empfangsntrahlenbundel 27, das vom Punkt M aus geht, durchläuft nun je etwa zur

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Hälfte das Linienfilter 24A und das Linienfilter 24B. Es ist nun ohne weiteres ersichtlich, dass das aus dem Punkt M kommende Empfangsstrahlenbündel 27 sowohl das Linienfilter 24A als auch das Linienfilter 24B schief durchläuft, was zufolge der Y/inkelabhängigkeit der Durchlässigkeit dieser beiden Linienfilter eine ausgeprägte Schwächung des aus dem Punkte M kommenden Empfangsstrahlenbündels 27 zur Folge hat. Während also die beiden Empfangsstrahlenbündel 25 und 26 aus den seitlichen Lagen nicht wesentlich geschwächt werden, wird das mittlere Strahlenbündel 27 erheblich geschwächt. Hierdurch ergibt sich ein Ausgleich des Lichtstroms beim Durchlaufen der Abtastspur.

Naturgemäss geben nur zwei solcher Art angeordnete Linienfilter nur einen groben Ausgleich des Lichteinfalles. Mit mehreren paarweise unter sich jeweils gleich stark von der Mittelachse weg geneigten Linienfiltern lässt sich die Gleichmässigkeit des der Empfangsvorrichtung 23 zugeführten Lichtes noch weiter verbessern. Als Linienfilter eignet sich beispielsweise solche der Firma Balzers, in Balzers Fürstentum Lichtenstein, Typ B 40-631-10 oder ähnliche.

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Claims

Patentansprüche

I.'korrekturvorrichtung für eine optische lesevorrichtung, dadurch gekenn^ eic Ii net, 6. a Jb zwischen eine Abtast spur und eine Empfangs vorrichtung (ο) mindestens z'-iel in sich schneidenden Ebenen angeordnete Linienfilter (24·^, 24B) angeordnet sind.
2. ivorreicturvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e 1; e η nz eich net, daß dis Achse größter Lic-uodurchlässig- - eit eines Linienfiltsrs v/eni^stens annäherno. ^e^en aas eine ünde (il) und diejenige eines '-/eiteren Linienfilters wenigstens annähernd gegen das andere iinde (ώ2) der Abtas'cspui· t.sric^tet ist.
J. Korrekturvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e xze η η zeichnet, daß die Achsen von Linienfilters paarweise symmetrisch zur Verbindungslinie des hittelpunictes (h) der Abtast spur aui:: Hittelpurüct der Öffnung der !Empfangsvorrichtung liegen.
4. Korrelcturvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linienfilter derart angeordnet

aas
sind, daß/aus jedem der Linienfilter austretende Jjicht im·wesentlichen vollständig in die Eintrittsöffnung der Empfangsvorrichtung (2j) füllt.
5. i^orre^turvorriciii/ang nach Ansprv.cl·. 1, dadurch g e ic e η η zeichne b, daß bei keinem Linienfilter die Achse größter Licatdurchlässigkeit in uer öymiaetritiebeno (lurch . ütn hittelpurut der Abtacvfcspur unil die hiLte der Eintri b ί;,;-

■ öffnung der Eruo.cangsvoiu-ichtung liegt.

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