DE2200092B2 - Optische Lesevorrichtung zur Abtastung von Codemarken auf Gegenständen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Lesevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind optische Lesevorrichtungen bekannt (DE-PS 11 54 656), in welchen ein bewegter Lichtstrahl auf dem abzulesenden Gegenstand eine Abtjstspur erzeugt. Im Auftreffpunkt des Lichtstrahls au! 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 Empfangsvorrichtung 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 erzeugten Abtastlichtfleckes als auch der aus seiner seitlichen Lage der photoelektrischen Empfangsvorrichtung zugeführte Lichtstrom schwächer sein als in der Mittellage des Abtaststrahls.

Es ist bekannt, zum Ausgleich solcher Lichtschwankungen zwischen die Abtastspur und die photoelektrische Empfangsvorrichtung eine Blende anzuordnen, deren Öffnung winkelabhängig ist. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der DE-AS 11 93 /'01 beschrieben.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß unabhängig von dem Ort des Abtastlichtfleckes während der Abtaslbewegung eine kontinuierliche Ausleuchtung der photoelektrischen Empfangsanordnung gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Linienfilter sind an sich bekannt (ABC der Optik, 1972). Erfindungsgemäß wird jedoch eine spezielle Eigenschaft derartiger Linienfilter, nämlich die Abhängigkeit des Lichtdurchlasses vom Einfallswinkel ausgenutzt, um Unglejchmäßigkeiten der Ausleuchtung in den Randbereichen der Abtastung auszugleichen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist ι durch den Anspruch 2 gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung nachfolgend erläutert; in dieser zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine vertikale Symmetrieebene einer Lesevorrichtung,

in Fig.2 einen Grundriß eines Teiles der Lesevorrichtung und

Fig.3 einen etwas vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 2 zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Linienfilter.

i> In der Figur stellt 1 eine monochromatische Lichtquelle, insbesondere einen Laser dar, welcher einen feinen, annähernd parallelen Sendestrahl 2 aussendet Im Wege des Sendestrahls 2 ist ein Abbildungssystem 3 angeordnet, welches den Sendend strahl 2 zu einer ersten Zylinderlinse 4 lenkt Die erste Zylinderlinse 4 erzeugt ein in einer Ebene konvergentes Strahlenbündel 5, das auf eine Strahlablenkvorrichtung 6 auftrifft Die Strahlablenkvorrichtung 6 kann beispielsweise ein Spiegelrad mit prismatisch angeordneten r> Spiegelflächen oder ein Schwingspiegelsystem sein. Schwingspiegelsysteme sind aus der Technik der Galvanometer und der Schleifenoszillografen bekannt Durch eine geringfügig schräge Zuführung des Strahlenbündels 5 zur Strahlablenkvorrichtung 6 wird κι erreicht, daß ein von der Strahlablenkvorrichtung 6 zurückgeworfenes weiteres Strahlenbündel 7 an der ersten Zylinderlinse 4 vorbeiläuft Das eine Abtastbewegung durchführende Strahlenbündel 7 kann unmittelbar gegen eine Bezugsebene gerichtet sein. Der Bezugschein ne ist ein räumlicher Toleranzbereich zugeordnet, innerhalb welchem eine zu erkennende Codemarke liegt bzw. bewegt wird. Zur Erzielung eines parallel zu sich selbst verschobenen Strahlenbündels 9 wird jedoch das Strahlenbündel 7 zunächst eine::i Hohlspiegel 8 -to zugeführt, in dessen Brennpunkt sich die reflektierende Oberfläche des Spiegelrades 6 befindet. Das Strahlenbündel 9 kann unmittelbar gegen die Bezugsebene gerichtet sein. Zur Erzielung einer kompakten Bauweise wird das Strahlenbündel 9 jedoch über einen Umlenk-Ί> spiegel 10 unter einem spitzen Winkel <x zur Bezugsebene 13 gelenkt. In den Weg des vom Umlenkspiegel 10 weggehenden Strahlenbündels 11 kann vorteilhafterweise eine Sende-Zylinderlinse 12 angeordnet sein, weiche das Strahlenbündel 11 in einem 1» Punkt F fokussiert. Der Punkt F liegt dabei 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.

wi Der räumliche Toleranzbereich 16, welcher durch die beiden Ebenen 14 und 15 begrenzt ist, liegt oberhalb eines Spaltes 17, welcher durch eine Unterbrechung in einer Fördereinrichtung gebildet ist. In der Ebene 14 sind Förderbänder angeordnet, welche eine mit einem μ zu erkennenden Zeichen (Codemarken) versehene Ware über den Spalt 17 hinwegfuhren. Es ist aber auch möglich, anstelle der Fördereinrichtung eine Platte mit einem Schlitz 17 etwa in der Höhe der Ebene 14

anzuordnen. Die zu erkennende Codemarke wird durch den Schlitz 17 vom Abtaststrahl 18 getroffen, welcher aus der Sende-Zylinderlinse 12 austritt Ein Teil des an den Codemarken reflektierten Lichtes fällt als Empfangsstrahlenbündel 20 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 einem Photoelektronenvervielfacher zugeführt Vor der photoelektrischen Empfangs- iu vorrichtung 23 sind u.a. zur Verbesserung des Signal/Rausch-Verhältnisses zwei Linienfilter 24Λ, 24B angeordnet. Hierbei wird der Nachteil von Linienfiltern, daß ihre Lichldurchlässigkeit sehr stark vom Einfallswinkel des auf sie treffenden Lichtes abhängig ist, π dadurch vorteilhaft genutzt, daß die Achsen größter Durchlässigkeit der beiden Linienfilter 24Λ 24fi unter einem spitzer: Winkel zueinander verlaufen. Diese Anordnung geht aus Fig.2 und 3 hervor. Bei Lesevorrichtungen der genannten Gattung ist nämlich das aus den Endlagen des Abtastbereiches kommende Licht etwas schwächer als das aus dem Mit'^lbereich zur Empfangsanordnung gelangende Licht. Dieser Effekt wird durch die schräggestellten Linienfilter weitgehend kompensiert, indem das aus dem Mittelbereich stammende Licht schräg auf die Linienfilter auffällt und hierdurch etwas geschwächt wird, während das aus den Seitenbereichen der Abtastung zur Empfangsanordnung gelangende Licht weitgehend senkrecht auf die Linienfilter trifft, so daß es diese weitgehend ungeschwächt passiert

Die beiden Linienfilter 24 A und 24ßsind zwischen der Empfangsvorrichtung 23 und dem Spiegel 22 angeordnet und ihre Achsen größter Durchlässigkeit verlaufen unter dem Winkel λ zueinander (vergl. F i g. 3). >■>

Aus Fig.3 ist ersichtlich, daß aus der einen Extremlage £1 des Abtastpunktes ein Empfangsstrahlenbündel 25 auf die Empfangsvorrichtung 23 trifft, während aus der entgegengesetzten Extremlage £2 ein Empfangsstrihlenbündel 26 auf die Empfangsvorrich- -to tung 23 trifft Die beiden Linienfilter 24A bzw. 24ß sind nun so vor der Empfangsvorrichtung 23 angeordnet, daß jeweils möglichst das ganze Ernpfangsstrahlenbüadel 25 bzw. 26 der öffnung der Empfangsvorrichtung 23 zugeführt wird. Es ist aus Fig.2 ersichtlich, daß die Achse größter Durchlässigkeit des Linienfilters 24Λ zur einen Extremlage £1 gerichtet ist, während die Achse größter Durchlässigkeit des anderen Linienfilters 24ß gegen die andere Extremlage £2 gerichtet ist Aus den Extremlagen £1 bzw. £2 fällt daher ein maximaler Lichtstrom durch das ihnen jeweils zugeordnete Linienfilter 24Λ bzw. 24 ß. Da aus den Extremlagen £1 und £2 an sich weniger Licht reflektiert wird als aus der Mittellage M, ist diese Wirkung sehr erwünscht Aus dem mittleren Bereich des Abtastbereiches, also beispielsweise aus dem Punkt M in der Mitte der Abtastspur, wird beispielsweise zufolge des steileren Auffalles des Abtaststrahls der Abtnstlichtfleck heller und er reflektiert einen größeren Lichtstrom gegen die Empfangsvorrichtung 23. Das Empfangsstrahlenbündel 27, das vom Punkt M aus geht durcHäuft nun je etwa zur Hälfte das Linienfilter 24.4 und das Linienfilter 24Ä Es ist nun ohne weiteres ersichtlich, datS das aus dem Punkt M kommende Empfangsstrahlenbündel 27 sowohl das Linienfilter 24Λ als auch das Linienfilter 24ß schief durchläuft, was zufolge der Winkelabhängigkeit der .Durchlässigkeit dieser beiden Linienfilter eine ausgeprägte Schwächung des aus dem Punkte M kommende Empfangsstrahlenbündels 27 zur Folge hat Während also die beiden Empfangssfahlenbündel 25 und 26 aus den seitlichen Lagen nicht wesentlich geschwächt werden, wird das mittlere Strahlenbündel 27 erheblich geschwächt. Hierdurch ergibt sich ein Ausgleich des Lichtstromes 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 l.inienfiltern läßt sich die Gleichmäßigkeit des der Empfangsvorrichtung 23 zugeführten Lichtes noch weiter verbessern.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche: 22 OO 092

1. Optische Lesevorrichtung zur Abtastung von Codemarken auf Gegenständen mit einem monochromatischen Abtastlichtstrahl, welcher in der Lesefläche einen periodisch eine Linie abtastenden Lichtfleck erzeugt, und mit einer stationären photoelektrischen Empfangsanordnung, welche je nach dem momentanen Ort des Lichtfleckes Empfangslicht vom Lichtfleck aus unterschiedlichen Richtungen empfängt und auf einen Photoempfänger wirft, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsanordnung (23,24,28) wenigstens zwei in sich schneidenden Ebenen angeordnete Linienfilter (24/4, 24B) aufweist, welche senkrecht zu den schwächeren Lichteinfallsrichtungen und entsprechend schräg zu der stärkeren Lichteinfallsrichtung angeordnet sind.

Z Lesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Linienfilter (24Λ 24B) paarweise symmetrisch zur Verbindungslinie des Mittelpunktes (M) der Abtastspur 211m Mittelpunkt der Öffnung der Empfangsvorrichtung liegen.