DE2200095A1 - Lesevorrichtung fuer optisch erkennbare Zeichen - Google Patents

Lesevorrichtung fuer optisch erkennbare Zeichen

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DE2200095A1
DE2200095A1 DE19722200095 DE2200095A DE2200095A1 DE 2200095 A1 DE2200095 A1 DE 2200095A1 DE 19722200095 DE19722200095 DE 19722200095 DE 2200095 A DE2200095 A DE 2200095A DE 2200095 A1 DE2200095 A1 DE 2200095A1
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lens
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Gernot Pinior
Johann Ploeckl
Erwin Sick
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Zellweger Uster AG
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Zellweger Uster AG
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Description

Dr. MüHer-Boro · Dr. Manitz. Dr. Deufel y .
pipI.-lng.Finsterv/ald-Dipi.-lng.Grämkow £. I \) ü
3. JAH. 1972
ZELLWEGER AG
Apparate- und Maschinenfabriken TJster
• · CH-8610 Uster / Schweiz Lesevorrichtung für optisch erkennbare Zeichen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lesevorrichtung für optisch erkennbare Zeichen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Lesevorrichtung für optisch erkennbare Zeichen, welche einer Ware zugeordnet und vorzugsweise auf derselben angebracht sind. Diese Zeichen können Informationen, welche den betreffenden Waren· zugeordnet sind, vorzugsweise in codierter Form, darstellen. Zur Ablesung eines solchen Zeichens wird ein optischer Sendestrahl über ein Zeichen geführt, von welchem je nach Reflexionsvermögen der jeweils vom Sendestrahl getroffenen Stelle des Zeichens ein Teil reflektiert wird. Ein mindestens aus einem Teil des reflektierten Lichtes gebildetes Empfangsstrahlenbündel wird einer optisch-elektrischen Empfangsvorrichtung zugeführt und von dieser in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dieses elektrische Signal kann in be- · · kannter Weise einem Computer zugeführt und von diesem ausgewertet werden. Das Ergebnis dieser Auswertung kann z.B. die Angabe des Warenpreises, die Eingabe dieses
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Warenpreises in eine Verrechnungsanlage, die Erfassung des Verkaufs verschiedener Artikel, deren Artike!nummern im Zeichen codiert sind, betreffen, oder ganz allgemein der Lagerbewirtschaftung dienen.
Ein besonderes Problem bei derartigen Lesevorrichtungen besteht darin, an der im allgemeinen aus einem Photovervielfacher bestehenden Empfangsvorrichtung noch so viel Licht zu erhalten, dass aus ihr ein rauschfreies Signal erhalten wird.
Ziel der Erfindung ist somit eine Lesevorrichtung der eingangs genannten Gattung, bei der an der Empfangsvorrichtung eine zur Erzielung eines rauschfreien Signals ausreichende Lichtmengen zur Verfügung steht.
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C Ί Λ r\A
Die Erfindung betrifft eine Lesevorrichtung für optisch erkennbare, insbesondere einer Ware zugeordnete und an dieser angebrachte Zeichen, bei welcher ein Sendestrahl eine Bezugsebene linear abtastet und ein von der Bezugsebene abgeleiteter Empfangsstrahl auf eine Empfangsvorrichtung fällt, welche ein von dem Lichtstrom des Empfangsstrahles abhängiges elektrisches Signal liefert, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sich im Bereich einer Bezugsebene parallel zu dieser und zur Abtastrichtung zwei eine zur Erfassung eines Sendestrahles bzw. Empfangsstrahlenbündels ausreichende Länge aufweisende Zylinderlinsen erstrecken, von denen die eine mit einem feinen Sendestrahl beschickt wird und eine geringere Breite als die andere Zylinderlinse aufweist, welche von der Bezugsebene oder um ein definiertes Stück davor oder dahinter ausgehendes Licht zu einer Empfangsvorrichtung lenkt.
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Im folgenden v/ird anhand der Zeichnung die Erfindung an Ausfuhrungsbeispielen erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur scheraatisch die wesentlichen Teile und den Strahlengang einer erfindungsgemässen Lesevorrichtung.
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Die Figur zeigt schematisch die wesentlichen Teile und den Strahlengang der erfindungsgemäßsen Lesevorrichtung in einer Seitenansicht. Ein Sendestrahl 1 stammt von einem Laser. Der Sendestrahl 1 stellt ein Strahlenbündel mit kleinem Querschnitt dar, "welches entweder annähernd"parallel oder leicht konvergent gegen eine Sendezylinderlinse 2 gerichtet ist. Der Sendestrahl 1 ist über eine Strahlablenkvorrichtung bekannter Art, welche nicht gezeichnet ist, geführt und er bewegt sich periodisch in einer durch die Achse" des Sendc-
\stehendy
Strahls 1 gehenden senkrecht auf der Zeichenebene .-gedachten Ablenkfläche. Die Achse der Sendezylinderlinse steht senkrecht auf der Zeichenebene. Die Grosse der Eintrittspupille 2A der Sendezylinderlinse 2 ist für die volle Aufnahme des Sendestrahl-Quersehnittes gerade ausreichend gewählt.
Die Sendezylinderlinse 2 fokussiert den aus der Austrittsfläche 2B der Sendezylinderlinse 2 austretenden Abtaststrahl 3 in einem Brennpunkt 4. ; "/".'.'■'
Während eines Abtastvorganges wird der Sendestrahl 1" · durch eine Schwenkbewegung oder Parallelverschiebung in einer durch die Achse des Sendestrahls 1 gehenden senkrecht auf der Zeichenebene stehenden Fläche bewegt. Der Brennpunkt 4 durchläuft dann eine Brennlinie, welche ob,enfalls zumindest in der Symmetrieebene senkrecht auf der Zoich..net>eno steht.
'H)Hf1A 1 /06 I :l
Von der Lesevorrichtung zu erkennende Zeichen befinden sich zur Ablesung durch die Lesevorrichtung in einem räumlichen Toleranzbereich mit der Tiefe T. Der räumliche Toleranzbereich ist einer Bezugsebene 5 .zugeordnet, in welcher im Idealfalle ein zu erkennendes Zeichen liegt bzw. an der Lesevorrichtung vorbeigefUhrt wird.
Die Lesevorrichtung wirkt durch einen Spalt 6 auf das im Toleranzbereich befindliche Zeichen. Der Spalt 6 kann beispielsweise zwischen zwei Rollen 7 und 8 einer
^Jeber
Fördereinrichtung liegen, /die beiden Rollen 7 und 8 können Förderbänder laufen, welche V/aren über den Spalt 6 bewegen, derart, dass ein auf ihnen angebrachtes Zeichen vom Abtaststrahl 3 getroffen wird. Der Spalt 6 kann aber auch lediglich in einer Platte angebracht sein, welche die nähere Begrenzungsfläche 9 des räumlichen Toleranzbereiches mit der Tiefe T bildet. Im Abstand T von der Fläche 19 liegt dann die ferne Begrenzungsfläche 10 des räumlichen Toleranzbereiches.
Die optischen Daten der Anordnung sind so gewählt, dass der Sendestrahl 3 innerhalb des räumlichen Toleranzbereiches mit der Tiefe T auf einer parallel zur Bezugsebene 5 liegenden Fläche einen Lichtfleck erzeugt, welcher kleinere Abmessungen aufweist als die Struktur des zu erkennenden Zeichens. Die Tiefe T entspricht dem Tiefenschärfebereich.
Entsprechend dem kleinen, vorzugsweise runden oder quadratischen, Querschnitt des Sendestrahls 1, von beispielsweise etwa einem Quadratmillimeter, kann die Eintrittspupille der Sendezylinderlinse 2 sehr klein, beispielsweise etwa 3 Millimeter gross gewählt werden.
Eine Empfangszylinderlinse 11 mit einer im Vergleich zur Sendezylinderlinse 2 wesentlich grösseren Eingangspupille 11A von beispielsweise 9 bis 20 Millimetern, verläuft parallel zur Sendezylinderlinse 2. Die Empfangs zylinderlinse 11 kann vorteilhafterweise mit der Sendezylinderlinse 2 zu einer baulichen Einheit zusammengefasst sein, derart, dass ihre sich gegenüberliegenden Längsflachen nahe beieinander liegen. Zwischen diesen beiden Längsflächen erstreckt sich vorzugsweise eine lichtundurchlässige, insbesondere lichtabsorbierende Schicht, um die beiden Linsensysteme optisch zu entkoppeln. Je nach der räumlichen Anordnung der Lesevorrichtung zur Bezügsebene bzw. zum Spalt 6 kann es vorteilhaft sein, die Austrittsfläche 2B der Sendezylinderlinse .und die Eintrittsfläche der Empfangszylinderlinse 11 in der gleichen Ebene verlaufen zu lassen oder diese beiden Flächen unter einem geeigneten \von Jjeispielsweise 10° - 30°, vorzugsweise 15^, WinkelVaneinanderstossen zu lassen oder schliesslich den Abstand dieser beiden Linsen 2 und 11 vom Spalt unterschiedlich zu wählen. In einer vorteilhaften Ausführung der Lesevorrichtung lie^rt die Brennlinie 12
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der Empfangszylinderlinse 11 vor der Eczugsebene 5· Die Empfangszylindcrlinse 11 empfängt einen Teil des von dem zu erkennenden Zeichen zurückgeworfenen Lichtes und würde es in den aus der Zeichnung ersichtlichen Punkten Xl1 bzw. X21 abbilden, je nachdem ob das zu erkennende Zeichen sich bei der Stelle Xl oder X2 innerhalb der beiden Ebenen 9 und 10 befindet.
Eine Empfangsvorrichtung 13, beispielsweise ein PhotovervMfacher, ist so angeordnet, dass sie in den in
leinen der Zeichnung dargestellten GrenzfällenΛ wenigstens annähernd gleichen Lichtstrom erhält. Dies wird beispielsweise so verwirklicht, dass in der Brennebene der Empfangszylinderlinse 11 eine telezentrische Blende 14 angeordnet ist, deren Längsöffnung sich parallel zu den Zylinderlinsenachsen erstreckt, lieber ein weiteres Abbildungssystem, beispielsweise eine weitere Zylinderlinse 15, mit zu den beiden anderen Zylinderlinsen paralleler Achse, wird die telezentrische Blende 14 in die Empfangsvorrichtung 13 abgebildet. Anstelle der weiteren Zylinderlinse 15 könnte auch ein Hohlspiegeleystem bekannter Art benützt werden, durch welches aru Zeichen reflektiertes Licht der photoelektriGehen Km pfangsvorrichtung 13 zugeführt würde. Der Empfangsvorrichtung 13 kann zur Verbesserung des oignal/Rauschverhältnissec ein Linienfilter 24 vorgesetzt; sein, d ;;n eine weitere Blende 16 zugeordnet rein kann.
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Wie leicht zu erkennen ist, ergeben sich die günstigsten optischen Daten der Empfangszylinderlinse 11 weitgehend durch die Grosse des Spaltes 6, die Tiefe T des Toleranzbereiches bzw. die Lage der beiden Ebenen 9 und 10.
Insbesondere ergeben sich die Winkel der Hauptebenen der Sende- bzw. Empfangszylinderlinse 2 bzw, 11 aus der gewählten räumlichen Anordnung des Systems, so aus der Neigung des Sendestrahls 1 zur Bezugsebenerbzw. aus der Breite und lage des Spaltes 6.
Der Sendestrahl 3 kann beispielsweise zur Vermeidung spiegelnder Reflektion an der Oberfläche des zu erkennenden Zeichens in die Empfangsvorrichtung unter einem Winkel von beispielsweise 10 bis 30° zur Senkrechten auf der Bezugsebene 5 gegen diese gerichtet sein. Entsprechend ist dann auch die Hauptebene der Sendezylinderlinse 2 um den gleichen Winkel 10 gegen die Bezugsebene 5 geneigt.
Die Hauptebene der Empfangszylinderlinse 11 kann vorteilhafterweise um einen Winkel bis beispielsweise
ο ο
15 , vorzugsweise 5 gegen die Hauptebene der Sendezylinderlinse 2 geneigt sein, um den Empfangsstrahl vom Sendestrahl wegzubrechen.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    fly Lesevorrichtung für optisch erkennbare, insbesondere einer Ware zugeordnete und an dieser angebrachte Zeichen, bei der ein Sendestrahl eine Bezugsebene linear abtastet und ein von einem abgetasteten Zeichen abgeleiteter Empfangsstrahl auf eine ß&pfangsvorrichtung fällt, welche ein vom Lichtstrom des ßnpfangsstrahles abhängigθβ elektrisches Ausgangssignal liefert, dadurch g e k e η η zeichnet, daß sich im Bereich einer Bezugsebene (5), parallel zu dieser und zur Abtastrichtung zwei eine zur Erfassung des Sendestrahles bzw. Empfangsstrahlenbündels ausreichende Länge aufweisende Zylinderlinsen (2, 11) erstrecken, von denen die eine (2) mit einem feinen ßendeetrahl (1) beschickt wird und eine geringere Breite (2A) aufweist als die andere Zylinderlinse (11), welche von der Bezugsebene (5) oder um ein definiertes Stück davor cder dahinter ausgehendes Licht zur der Ikpf sägevorrichtung lenkt.
    2. Lesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Linsenbreiten (2A, 11A) der beiden Zylinderlinse (2, 11) größer als 1:3 ist.
    3. Lesevorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e η zeichnet, daß das Verhältnis der Linsenbreiten zwischen etwa 1:5 u^d 1 : 15 beträgt.
    A'. Lesevorrichtung nacu Anspruch 1, dadurch & e k e η η ζ ei.c h ii e c, da:; die Senuezyl iiulerl.inse (Pj und die Enipfangszyl Inder j.iure (11) «nit ilnni einander ^egeniiberlieceiHWi Lar.£: flächen aneinander·-,loiiend zu einer .Einheit zusammengebaut sind.
    2 C 9 8 A 1 / U S 1 3
    Lesevorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß zwischen den einander gegenüberliegenden Längsflächen der Sendezylinderlinse und der Enipfangszylinderlinse eine lichtundurchlässige vorzugsweise lichtabsorbierende Schicht vorgesehen ist.
    Lesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennlinie (4-) der Sendezylinderlinse (2) in der Mitte der Abtastbewegung annähernd in der Bezugsebene (5) liegt.
    Lesevorrichtung nach ^Anspruch 1» dadurch g e k e η η ζ eichnet^ daß die Brennlinie (12) der Empfangszylinderlinse außerhalb des Tiefenschäriebereiches (9, 10, T) liegt·
    Lesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet;, daß die Hauptebene der Sendezylinderlinse (2) und/oder der Empfangszylinderlinse (11) gegenüber der Besugeebene (5) geneigt ist.
    Lesevorrichtung nach Anspruch 1 und JjT1 dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Neigungswinkel der Hauptebene der ßendesylinderlinse gegenüber der Bezugsebene 10 30° beträgt.
    Lesevorrichtung nach Anspruch 1 und 9, dadurch g e k e η η zeichnet,, daß der Neigungswinkel der Hauptebene ier ßencezylinderlinse (2) gegen die Bezugsebene (5) anlähernd 15° beträgt.
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    11. Lesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptebene der Sendezylinderlinse (2) gegenüber der Hauptebene der Empfangszylinderlinse (11) gegeneinander geneigt sind, derart, daß das Empfangsstrahlenbündel vom Sendestrahl (3>) weggebrochen wird.
    12. Lesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel zwischen der
    Hauptebene der Sendezylinderlinse (2) und der Hauptebene der Empfangszylinderlinse (11) bis zu 15° beträgt.
    13· Lesevorrichtung nach Anspruch 1 und 12, dadurch
    gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel
    annähernd 5° beträgt.
    Lesevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendestrahl (1) von einem Laser stammt.
DE19722200095 1971-03-22 1972-01-03 Lesevorrichtung fuer optisch erkennbare Zeichen Pending DE2200095A1 (de)

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FR (1) FR2131394A5 (de)
GB (1) GB1388133A (de)
NL (1) NL7201892A (de)
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