DE2360673B2

DE2360673B2 - Lichtgriffel

Info

Publication number: DE2360673B2
Application number: DE19732360673
Authority: DE
Inventors: Kunihiko; Ikeda Kikuo; Takachaya Tsu Mukai (Japan)
Original assignee: Nippon Glass Fiber Co., Ltd., Tsu, Mie (Japan)
Priority date: 1972-12-13
Filing date: 1973-12-05
Publication date: 1976-01-22
Also published as: US3937558A; DE2360673A1; JPS56820B2; JPS4983335A; FR2330291A5

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Lichtgriffel mit zwei optischen Faserbündeln aus lichthinleitenden und lichtrückleitenden Fasern, die im Bereich der Griffelspitze zu einem einzigen Bündel vereinigt sind, dessen Ende aus dem Griffelkörper herausragt. Ein derartiger Lichtgriffel ist aus der DT-OS 21 12 090 bekannt.

Wenn bei einem lichtleitenden Faserbündel, das an einem Ende zweigeteilt und am anderen Ende zusammengefaßt ist, Licht am einen der zweigeteilten Enden eintritt, dann läuft es durch das Faserbündel und tritt am zusammengefaßten Ende aus. Wird es von einer gegenüberliegenden reflektierenden Fläche zurückgeworfen, dann tritt es in die lichtrückleitenden Fasern am zusammengefaßten Ende C des Faserbündels ein und am anderen Ende D der zweigeteilten Enden wieder aus. Dieser Aufbau und die Wirkungsweise ist in F i g. 1 dargestellt.

Ein in dieser Weise aufgebauter Lichtgriffel stellt das Detektororgan einer Leseeinrichtung dar. Wenn eine Information tragende Etikettfläche mit der Spitze des Lichtgriffels abgetastet wird, dann wird das Licht von einer Lampe, das aus dem Faserbündel 1 in F i g. 1 austritt (Bezugszeichen 2), von dei Oberfläche des Etiketts 3 reflektiert und tritt in das Faserbündel 5 ein, an dessen anderem Ende 6 es wieder austritt. Da der Reflektionsfaktor des reflektierten Lichtes 4 sich entsprechend des auf dem Etikett 3 geschriebenen Musters ändert, ändert sich auch die Lichtmenge, die in einen foloelektrischen Wandler 7 eintritt, der am anderen Ende 6 des Faserbündels 5 angebracht ist und überträgt damit bestimmte, in codierter Form vorliegende Informa-Da die Spitze des Lichtgriffels bei dessen Gebrauch mit der Oberfläche des abzutastenden Etiketts in Berührung gebracht wird, nützt sie sich bei einem Lichtgriffel dieser Art verhältnismäßig schnell ab. Es blieb daher bei diesen Lichtgriffeln bislang nichts anderes übrig als den ganzen Lichtgriffel auszutauschen, obwohl nur dessen Spitze abgenutzt war. Eine frühere Lösung, die aus der DT-OS 17 74 426 bekannt ist sah daher bereits vor, auf die Spitze des Lichtgriffels einen Stein ähnlich einem Rubin, wie er in Uhren verwendet wird aufzusetzen, um den Abrieb zu verringern. Das Auflösungsvermögen eines solchen Lichtgriffels ist aber sehr beeinträchtigt, speziell wenn die Oberflache des Steines durch den Gebrauch zerkratzt worden ist. Im übrigen handelt es sich bei einer solchen Rubinspitze um einen sehr kleinen schwer zu handhabenden Gegenstand, so daß es sehr schwierig wäre, nur ihn allein auszuwechseln, wenn seine Gebrauchseigenschaften zu schlecht geworden sind.

Aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin. Vol. 14, No 9 Februar 1972, S. 2848 ff, ist ein Lichtgriffel bekannt bei dem ein sich konisch verjüngendes Faserbündel in einer auswechselbaren Spitze angeordnet ist, das unmittelbar an seinen hinteren Enden durch eine Blende hindurch beleuchtet wird und dorthin auch wieder das reflektierte Licht zu einer Fotozelle abgibt. Ein solcher Lichtgriffel ist verhältnismäßig teuer, da Beleuchtungseinrichtung und Senorelemente im Griffelkörper untergebracht werden müssen. Da bei der rauhen Behandlung im Gebrauch die Gefahr des Herunterfallens ständig gegeben ist, ist die Verwendung eines derartigen Lichtgriffels nur in den seltensten Fällen wirtschaftlich. Auch ist die Zuordnung der einzelnen Lichtwege zueinander ohne störende Streulichterscheinungen bei diesem Lichtgriffel nicht leicht zu erreichen, speziell wenn relativ komplexe Faserstrukturen zur Erreichung eines hohen Auflösungsvermögens verwendet werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Lichtgriffel der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß die verschleißende Spitze leicht ausgewechselt werden kann und dennoch das größtmögliche Maß an Auflösungsvermögen aufrechterhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ende der vereinigten Faserbündel an einer Stelle, wo die beiden Einzelbündel noch nicht vereinigt sind, von den übrigen Faserbündeln getrennt und das abgetrennte Ende in einem patronenartigen Körper angeordnet ist, der auswechselbar an den Enden der übrigen Faserbündel im ausschließlich letztere Faserbündel und deren Aufnahmevorrichtung enthaltenden hinteren Teil des Griffelkörpers befestigt ist.

Vorzugsweise sind die Enden der übrigen Faserbündel steckerartig ausgebildet und in Löcher eingesteckt, die im patronenartigen Körper ausgebildet sind. Der patronenartige Körper weist an seinem Umfang vorzugsweise einen Flansch auf, der mittels einer Feder gegen die Aufnahmevorrichtung gedrückt ist, die sich in einer den vorderen Teil des Griffelkörpers bildenden Kappe abstützt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Lichtgriffel so aufgebaut, daß dessen endseitiges Teil als Patrone oder patronenartiger Körper ausgebildet ist, der an dem Griffelkörper lösbar befestigt ist. Auf diese Weise ist es möglich, nur dieses Endteil auszutauschen, wenn es schneller und mehr abgenützt ist als die übrigen Teile des Griffels. Da die Trennslelle in einem Bereich

liegt, wo die lichthinleitenden Fasern und die lichtrückleitenden Fasern voneinander separiert sind, ist trotz Austauschbarkeit der Spitze des Lichtgriffels dort eine frei wählbare Anordnung der gebündelten Fasern möglich, was besonders zur Erzielung eines hohen Auflösungsvermögens wichtig ist. Solche Strukturen werden später noch erläutert. Außerdem ist hierdurch die Möglichkeit gegeben, verschieden? Typen von Patronen einzusetzen, entsprechend dem vorgesehenen Verwendungszweck des Griffels, wodurch diesem ein erweiterter Anwendungsbereich eröffnet wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

F i g. 1 zeigt in groben Zügen Aufbau und Arbeitsweise eines bekannten Lichtgriffels;

F i g. 2 zeigt in groben Umrissen den Aufbau bei den Fasern eines Lichtgriffels gemäß der vorliegenden Erfindung;

F i g. 3 zeigt einen Längsschnitt durch einen Licht griffe) gemäß der vorliegenden Erfindung in zusammengebautem Zustand;

F i g. 4 ist eine Explosionszeichnung eines Lichtgriffels gemäß der Erfindung und zeigt, wie der Griffelkörper und eine Patrone zusammengebaut werden;

F i g. 5 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Teilansicht und stellt einen Zustand dar, bei dem der Patronenkörper und Stecker im Griffelkörper zusammengesteckt werden; die

F i g. 6A bis 6d zeigen in groben Zügen einige Ausführungsbeispiele für Faseranordnungen am Abtastende des Lichtgriffels.

Die Zeichnungen sollen nachfolgend näher erläutert werden. Ein lichtleitendes Faserbündel ist aus lichthinleitenden Fasern 1 und lichtrückleitenden Fasern 5 aufgebaut, wobei es an seinem einen Ende zweigeteilt und an seinem anderen Ende C zusammengefaßt ist (Fig. 1). Es ist in einen vorderen Teil Fi, der das zusammengefaßte Ende enthält, und in die verlängerten zweigeteilten Sektionen F2 und Fi geteilt (F i g. 2). Wie die F i g. 3 bis 5 zeigen, sind die zweigeteilten Sektionen F2 und F} in eine Aufnahmevorrichtung 9 eingeführt, die in dem Griffelkörper 8 angeordnet ist, und mit einer Schnur verbunden und werden von den zylindrischen Steckern 10 und 11 gestützt, um sie aus der Aufnahmevorrichtung 9 herausschauen zu lassen. Der vordere Abschnitt Ft, der das zusammengefaßte Ende C des Faserbündels umfaßt, ist in einem Patronenkörper 12 angeordnet, wobei das Ende C in einem Stift 13 am Ende des Patronenkörpers 12 angeordnet ist, so daß das Ende C als Abtastfläche dient. Die geteilten Enden des Faserbündels sind in zwei entsprechende Öffnungen 14 und 15 eingebracht, die zum rückwärtigen Ende des Patronenkörpers 12 hin geöffnet sind. Der Patronenkörper 12 ist außerdem mit einem ringförmigen Flansch 16 ausgestattet. Der Patronenkörper 12 wird sodann in eine Kappe 17 eingeführt, wobei der Stift 13 am anderen Ende der Kappe 17 aus dieser herausschaut. Eine Spiralfeder 18 ist zwischen einer inneren Anschlagfläche der Kappe 17 und dem ringförmigen Flansch 16 am Patronenkörper 12 angeordnet. Sodann werden die Stecker 10 und 11 des Griffelkörpers 8 in die Öffnungen oder Buchsen 14 und 15 am rückwärtigen Ende des Patronenkörpers 12 eingeführt. Gegen den Widerstand der Federkraft von der Feder 18 wird dann die Gesamtanordnung zusammengebaut. An der Aufnahmevorrichtung 9 des Griffelkörpers 8 sind hervorstehende Nasen 19 angeordnet, die in entsprechenden Schlitzen 20 in der Kappe 17 befestigt werden und hierdurch die beiden Körper 12 und 8 zu einer Einheit verbinden.
Die Verhältnisse des Teiles des Faserbündels, daß das zusammengefaßte Ende C im Patronenkörper 12 und die Endflächen an den geteilten Enden enthält, sind so gewählt, daß — wie F i g. 2 zeigt — das üchthinleitende Faserbündel Fi im Paironenkörper 12 einen größeren Durchmesser aufweist, als das Faserbündel F2 im

ίο Griffelkörper 8. Bezüglich der lichtrückleitenden Fasern sind die Verhältnisse so gewählt, daß das Faserbündel Fj im Griffelkörper 8 einen größeren Durchmesser aufweist als das Faserbündel Fib im Patronenkörper 12. Durch diese Wahl der gegenseitigen Durchmesserverhältnisse ist dafür Sorge getragen, daß nur ein minimaler Lichtverlust eintritt und eine wirksame Hin- und Rückleitung des Lichtes stattfindet.

Es sind außerdem verschiedene Muster von Faseranordnungen im Faserbündel an der Abtastoberfläche des Lichtgriffels, d. h. dem zusammengefaßten Ende C des lichtleitenden Faserbündels möglich, wie sie als Ausfiihrungsbeispiele in F i g. 6 gezeigt sind. In der Anordnung nach Fig.6A sind die lichthinleitenden Fasern 1 und die lichtempfangenden, d. h. rückleitenden Fasern 5 in jeder Reihe einander abwechselnd angeordnet. Diese Ausfühiungsart erzeugt das größte Auflösungsvermögen (Präzision). Sie ist daher besonders für einen Lichtgriffel geeignet, der eine kleine lichtdurchleitende Zone aufweist, jedoch ist ihre Herstellung schwierig und teuer. In der Ausführungsform nach F i g. 6B sind mehrere dünne, lichthinleitende Fasern um eine einzelne rückleitende Faser von größerem Durchmesser als die hinleitenden angeordnet Diese Ausführungsform weist im wesentlichen das gleiche Auflösungsvermögen auf wie jene von F i g. 6A und kann billiger als jene von F i g. 6A hergestellt werden. Diese Ausführungsform kann daher als die geeignetste für einen Lichtgriffel angesehen werden. Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 6C sind die lichthinleitenden Fasern 1 und lichtempfangenden Fasern 5 jeweils in abwechselnden Reihen angeordnet, während beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 6D eine Anordnung gewählt ist, bei der die lichthinleitenden Fasern 1 jeweils um eine lichtempfangende Faser 5 herumgelagert sind. Diese Anordnungen werden in Einzelfällen für spezielle Verwcndungszwekke benötigt. Auf jeden Fall ist das zusammengefaßte Ende des Faserbündels von den zweigeteilten Sektionen abgetrennt. Der Teil des Faserbündels, der mit der Schnur des Griffels verbunden ist, bleibt von der Faseranordnung am zusammengefaßten Ende völlig unbeeinflußt. Daher kann an jenem Ende jede gewünschte Faseranordnung vorgesehen werden.

Wie zuvor beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Erfindung der vordere Abschnitt mit der Abtastfläche und dem zusammengefaßten Ende eines lichtleitenden optischen Faserbündels in einem patronenartigen Körper angeordnet, während die übrigen zweigeteilten Sektionen des Faserbündels iin Griffelkörper und in einer Schnur verlaufen, die letzteren fortsetzt. Der Patronenkörper ist lösbar mit dem Griffelkörper verbunden, so daß der Patronenkörper allein ersetzt werden kann, wenn das zusammengefaßte Ende im Stift am Patronenkörper durch den Gebrauch abgenutzt oder beschädigt ist. Hierdurch wird es nicht mehr notwendig, den kompletten Lichtgriffel auszutauschen, wie es in der Vergangenheit der Fall war. Darüber hinaus können verschiedene Kombinationen von Faserbündeln, die am zusammengefaßten Ende verschiedene Muster

in der Faseranordnung aufweisen — wie in Fig.6 als Beispiel dargestellt —, entsprechend dem vorgesehenen Verwendungszweck in Patronen angeordnet werden, und solche Patronen können schnell mit dem Griffelkörper verbunden werden, womit dem Lichtgriffel ein weites Anwendungsfeld erschlossen ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lichtgriffel mit zwei optischen Faserbündeln aus lichthinleitenden und lichtrückleitenden Fasern, die im Bereich der Griffelspitze zu einem einzigen Bündel vereinigt sind, dessen Ende aus dem Griffelkörper herausragt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (Fi) der vereinigten Faserbündel an einer Stelle, wo die beiden Einzelbündel (1,5) noch nicht vereinigt sind, von den übrigen Faserbündeln (Fi, Fi) getrennt und das abgetrennte Ende (Fi) in einem patronenartigen Körper (12) angeordnet ist, der auswechselbar an den Enden (10. 11) der übrigen Faserbündel (F?, Fi) im ausschließlich letztere Faserbündel (F2, Fi) und deren Aufnahmevorrichtung (9) enthaltenden hinteren Teil (8) des Griffelkörpers befestigt ist.

2. Lichtgriffel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (10, 11) der übrigen Faserbündel (F2, Fi) steckerartig ausgebildet und in öffnungen (14, 15) eingesteckt sind, die im patronenartigen Körper (12) ausgebildet sind.

3. Lichtgriffel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der patronenartige Körper (12) einen Flansch (16) an seinem Umfang aufweist, der mittels einer Feder (18) gegen die Aufnahmevorrichtung (9) gedrückt ist. die sich in einer den vorderen Teil des Griffelkörpers bildenden Kappe (17) abstützt.

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