DE2200092C3 - Optische Lesevorrichtung zur Abtastung von Codemarken auf Gegenständen - Google Patents
Optische Lesevorrichtung zur Abtastung von Codemarken auf GegenständenInfo
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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 ei.ie Abustspur erzeugt. Im
Auftreffpunkt des Lichtstrahl auf den Gegenstand entsteht ein Lichtfleck und wenigsten, 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 photoelekirischen Empfangsvorrichlung über den ganzen Abtastbereich
ist jedoch in der Praxis nicht ohne weiteres gewährleistet, insbesondere bei schiefem Auftreffen des Abtastlichtstrahls
außerhalb der Symnelrieebene 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, /um Ausgleich solcher Lichtschwankungen
zwischen die Abtastspur und die photoclckirische
Empfangsvorrichtung eine Blende anzuordnen, deren Öffnung winkclabhängig ist. Eine solche Vorrich
lung i'it beispielsweise in der DE-AS 1193 701
beschrieben.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß
unabhängig von dem Ort des Abtastlichtflcckes während der Abtastbewegung eine kontinuierliche
Ausleuchtung der phoioclektrischcn Empfangsanord·
nung 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 Lichldurchiasses
vom Einfallswinkel ausgenutzt, um Ungleichmäßigkeiten der Ausleuchtung in den Randbereichen der
Abtastung auszugleichen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist 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,
F i g. 2 einen Grundriß eines Teiles der Lesevorrichtung und
Fig.3 einen etwas vergrößerten Ausschnitt aus Fig.2 zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der
Linienfilter.
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 Sendestrahl 2 zu einer ersten Zylinderlinse 4 lenkt. Die erste
Zylinderlinse 4 erzeugt ein in einer Ebene konvergentes Strahlenbündel S, das auf eine Strahlablenkvorrichtung
6 auftrifft. Die Strahlablenkvorrichtung 6 kann beispielsweise ein Spiegelrad mit prismatisch angeordneten
Spiegelflächen oder ein Schwingspiegelsystem sein. Schwingspiegelsysteme sind aus der Technik der
Galvanometer und der Schleifenoszillogrsfen bekannt. Durch eine geringfügig schräge Zuführung des Strahlenbündels
5 zur Strahlablenkvorrichtung 6 wird
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 Bezugsebene ist ein räumlicher Toleranzbereich zugeordnet,
innerhalb welchem eine zu erkennende Codemarke liegt b/w. bewegt wird. Zur Erzielung eines parallel zu sich
selbst verschobenen .Strahlenbündels 9 wird jedoch das Strahlenbündel 7 zunächst einem Hohlspiegel 8
zugeführt, in dessen Brennpunkt sich c*;e reflektierende
Oberfläche des Spiegelrades 6 befindet. Das Strahlenbündel 9 kann unmittelbar gegen u'ie Bezugsebene
gerichtet sein. Zur Erzielung einer kompakten Bauweise wird das Strahlenbündel 9 jedoch über einen Umlcnkspiegel
10 unter einem spitzen Winkel n. zur Bezugsebene 13 ^i lenkt. In den Weg des vom
Umlenkspiegel 10 weggehenden Slrahlenbündels 11 kann vorteilhafterweise eine Sende-Zylinderlinsc 12
angeordnet sein, welche das Strahlenbündel 11 in einem
Punkt F fokussiert. Der Punkt F liegt dabei in der Bezugsebene 13. |e nach gegebener räumlicher
Anordnung des ganzen optischen Sysiems kann es auth
vorteilhaft sein, den fokussierungspunkt F innerhalb
eines auf die Be/ugscbene Π bezogenen räumlichen
Toleranzbereiches zwischen einer inneren Ebeni· 14 und
einer äußeren Ebene 15 zu lcjen. Der räumliche Toleranzbercich zwischen den Ebenen 14 und 15
entspricht dabei vorzugsweise dem Tiefcnschärfcbcreith
des optischen Systems.
Der räumliche Toleranzbercich 16. welcher durch die beiden Ebenen 14 und 15 begrenz! ist. liegt oberhalb
eines Spaltes 17, weicher durch eine Unterbrechung in einer Fördereinrichtung gebildet ist. In der Ebene 14
sind Förderbänder angeordnet, weiche eine mit einem zu erkennenden Zeichen (Cödemärkert) versehene
Ware über den Spalt 17 hinwegführen. 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 Empfangsstrahlenbünde!
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 einen; Photoelektronenvervielfacher
zugeführt Vor der photoelektrischen Empfangsvorrichtung 23 sind u.a. zur Verbesserung des
Signal/Rausch-Verhältnisses zwei Linienfilter 24A 245
angeordnet Hierbei wird der Nachteil von Linienfiltern, daß ihre Lichtdurchlässigkeit sehr stark vom Einfallswinkel
des auf sie treffenden Lichtes abhängig ist, dadurch vorteilhaft genutzt, daß die Achsen größter
Durchlässigkeit der beiden Linienfilter 24/4, 245 unter
einem spitzen 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 Mittelbereich 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 24/4 und 24Ssind zwischen der Empfangsvorrichtung 23 und dem Spiegel 22 angeordnet
und ihre Achsen größter Durchlässigkeit verlaufen unter dem Winkel α zueinander (vergl. Fig. 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
Empfangsstrahlenbündel 26 auf die Empfangsvorrichtung 23 trifft. Die beiden Linienfilter 244 bzw. 24ß sind
nun so vor der Empfangsvorrichtung 23 angeordnet, daß jeweils möglichst tlas ganze Empfangsstrahlenbündel
25 bzw. 26 der Öffnung der Empfangsvorriehtung 2j zugeführt wird. Es ist aus Fig.2 ersichtlich, daß die
Achse größter Durchlässigkeit des Linienfilters 244 zur einen Exiremlage E1 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. 24Ä 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 Mim der Abtastspur, wird beispielsweise zufolge des steileren
Auffalles des Abtaststrahls der Abtastlichtfleck heller
und er reflektiert einen größeren Lichtstrem gegen die Empfangsvorriehtung 23. Das Empfangsstrahlenbündel
27, das vom Punkt M aus geht, durchläuft nun je etwa
zur Hälfte das Linienfilter 24/4 und d· Linienfilter 245.
Es ist nun ohne weiteres ersichtlich, UaB das aus dem
Punkt M kommende Empfangsstrahlenbündel 27 sowohl das Linienfilter 24,4 als auch das Linienfilter 245
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 Empfangsstrahlenbündel 25 und 26 aus den seitlichen Lagen niwht 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 grobsn Ausgleich des Lichteinfalles.
Mit mehreren paarweise unter sich jeweils gleich · stark von der Mittelachse weg geneigten Linienfiltern
läßt sich die Gleichmäßigkeit des der Empfaiigsvoirichtung
23 zugeführten Lichtes noch weiter verbessern.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Optische Lesevorrichtung zur Abtastung von Codemarken auf Gegenständen mit einem monochromatischen
Abtastlichtstrahl, welcher in der Lesefläche einen periodisch eine Lb.ie 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, weiche senkrecht zu den
schwächeren Lichteinfallsrichtungen und entsprechend schräg zu der stärkeren Lichleinfallsrichtung
angeordnet sind.
Z Lesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Linienfilter
(24/4, 24ß^ pa2-weise symmetrisch zur Verbindungslinie
des Mittelpunktes (M) der Abtastspur zum Mittelpunkt der öffnung der Empfangsvorrichtung
liegen.
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