DE2529339A1

DE2529339A1 - Sonde zum abtasten optisch codierter daten

Info

Publication number: DE2529339A1
Application number: DE19752529339
Authority: DE
Inventors: Brian Robert Thornilley
Original assignee: Plessey Handel und Investments AG
Current assignee: Plessey Overseas Ltd
Priority date: 1974-07-03
Filing date: 1975-07-01
Publication date: 1976-01-22
Also published as: FR2277379B1; DE2529339C2; AU8273375A; FR2277379A1; GB1504869A; US4031358A

Description

Unser Zeichen: P 2274

PLESSEY HANDEL UND INVESTMENTS AG 6300 Zug, Schweiz
Gartenstrasse 2

Sonde zum Abtasten optisch codierter Daten

Die Erfindung leser.

bezieht sich auf einen optischen Code-

Dem Fachmann sind mehrere Verfahren bekannt, mit denen zur Identität von Gegenständen oder Von einzelnen Personen gehörige digitale Daten in Form eines Strichcodes auf einer Verpackung, einem Formular oder auf einem an einer Verpackung zu befestigenden Schild dargestellt v/erden können.

Solche Codes finden immer größere Anwendung in Einrichtungen wie Büchereien zum Kennzeichnen von Büchern und von Entleihern, in Krankenhäusern zur Kennzeichnung von Patienten, Arzneimitteln und Aufzeichnungen, in Einzelhandels- und Großhandelsbetrieben zur Kontrolle des Lagerbestandes und in Supermärkten und Warenhäusern zur Datenerfassung an der Verkaufsstelle.

Schw/Ba

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Es sind mehrere Arten von Codes in Gebrauch, von denen die meisten in Form einer aus parallelen Linien mit einer Länge bis zu 2,5 cm bestehenden Gruppe angeordnet sind, die sich seitlich über eine Strecke von bis zu 10 cm erstreckt. Der bekannteste dieser Codes ist der vom U.S. Uniform Grocery Produce Code Council angenommene Universal-Produce Code, bei dem jedes numerische Zeichen einer zehnstelligen Codegruppe durch eine Kombination aus zwei dunklen und zwei hellen Streifen mit jeweils von der darzustellenden Ziffer abhängigen Breiten repräsentiert wird.

Andere Codes stellen Dezimalziffern im binär codierten Dezimalformat dar, bei dem die Binärzeichen "O" durch ein Teilmuster und die Binärzeichen "1" durch ein weiteres Teilmuster repräsentiert werden.

Solche Codes und Verfahren zu ihrem Lesen und Decodieren sind bekannt; sie sind in Patentschriften und anderen Veröffentlichungen beschrieben. Insbesondere in der DT-OS 2 151 106 und in der US-PS 3 783 245 sind ein Code und ein Codierverfahren beschrieben.

Das wesentliche Verbindungsglied zwischen der gedruckten Codegruppe und der Decodierelektronik ist die Vorrichtung, die zum Abtasten des Schildes und zum Umsetzen seines Musters aus dunklen und hellen Streifen in elektronisch decodierbare elektrische Signale verwendet wird.

Bei einer Gruppe von Vorrichtungen, die für diesen Zweck verwendet werden, finden quer zu dem Schild bewegte Laserstrahlen und Photovervielfacherzellen Anwendung, die die resultierenden Änderungen der Stärke des reflektierten Lichts feststellen, wenn sich der Laserstrahl über die hellen und dunklen Abschnitte des

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Codemusters bewegt.

Eine weitere Gruppe von Vorrichtungen wird als Lichtgriffel, Sonden oder Stäbe bezeichnet; diese Vorrichtungen werden in der Hand gehalten. Sie gleichen oberflächlich einem Kugelschreiber, von dessen oberem Ende ein flexibles Kabel ausgeht. In einigen Ausführungen kann dieses Kabel ausschließlich elektrische Leitungen enthalten, und in anderen Ausführungen kann das Signal durch eine Lichtleitfaser längs des Kabels übertragen werden.

An der Spitze des über die Codegruppe geführten Griffels wird bei einigen Ausführungen ein kleines Linsensystem verwendet, damit ein Lichtpunkt auf den unmittelbar unterhalb der Spitze liegenden Teil der Codegruppe fokussiert wird und damit ein Abbild des Codeelements auf einer Photodiode oder einem Phototransistor erzeugt wird, wodurch die beim Bewegen der Spitze über das Muster festgestellten Lichtschwankungen in elektrische Signale umgesetzt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden kurze Abschnitte aus Lichtleitfasern verwendet, die sich von der Spitze des Griffels zu einer Lichtquelle bzw. zu einem Lichtdetektor erstrecken, die so angeordnet sind, daß nur das den Detektor erreichende Licht das Licht ist, das in die zugehörige Lichtleitfaser an der Griffelspitze reflektiert wird. Damit die Vorrichtung im wesentlichen unabhängig von den Umgebungslichtbedingungen wird, sind die Lichtquelle im Griffel und der Photodetektor so ausgebildet, daß sie im Infrarotbereich des Spektrums arbeiten.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß der Griffel bei einer Ausbildung der Lichtleitfasern aus Glas in einem

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gewissen Umfang zerbrechlich ist; wenn er auf seine Spitze fällt, können die Fasern leicht absplittern oder brechen, was offensichtlich ihre Leistungsfä beeinträchtigt. Wenn andrerseits Kunststoffasern verwendet werden, dann führt die Schleifwirkung des Papiers auf das die Codegruppen gedruckt sind, nach und nach zu einer Abnützung des Kunststoffs während der Lebensdauer des Griffels, bis seine Lichtdurchlässigkeit schwer beeinträchtigt ist. Es ist zwar nur ein sehr leichter Druck auf das Papier erforderlich, doch zeigt die Erfahrung, daß die meisten an die Benutzung eines Kugelschreibers mit ziemlich hohem Druck gewöhnten Anwender einen ebensolchen Druck auf den Lichtgriffel ausüben, was die Abnützung stark beschleunigt.

Nach der Erfindung ist eine Sonde zum Abtasten optisch codierter Daten gekennzeichnet durch eine bei Gebrauch über diß-izu lesenden Daten zu bewegende elastisch angebrachte Spitze.

Die Spitze kann normalerweise derart vorgespannt sein, daß sie aus einem rohrförmigen Endabschnitt der Sonde herausragt.

Die Spitze kann mittels der natürlichen Federkraft nicht durchlässiger Fasern vorgespannt sein, die optisch an die Spitze angekoppelt sind. Die Fasern können einen Teil der Spitze bilden.

Ejfr weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Sonde zum Abtasten optisch codierter Daten in modularer Bauweise ausgeführt ist.

Bei einer AusfUhrungsform des unten beschriebenen Lichtgriffels sind Vorkehrungen getroffen, damit gewährleistet

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wird, daß die Druckkraft auf die Spitze der aus Kunststoff bestehenden Lichtleitfasern 28 g (1 oz) nicht überschreiten kann, wie stark der Anwender den Griffel auch auf das Papier drückt. Außerdem sind die mit dem Griffel integrierte Elektronik und der Lichtleitfaserabschnitt modular aufgebaut und können sehr schnell gewechselt werdenj der Lichtleitfaserabschnitt ist so einfach . ausgebildet, daß er im unwahrscheinlichen Fall einer" übermässigen Abnützung leicht ersetzt werden kann.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen;

Fig.1A eine Seitenschnittansicht eines Teils einer Sonde,

Fig.1B eine Seitenschnittansicht der Sonde, von der ein Teil in Fig.1A dargestellt ist, wobei jedoch eine Drehung um 90° um die Längsachse bezüglich von Fig.1B vorgenommen ist, und

Fig.2 ein Schaltbild eines Moduls der in den Figuren 1A und 1B dargestellten Sonde.

Die Hauptschaltung eines Elektronikmoduls 1 ist auf einer kleinen, kreisrunden, doppelseitigen gedruckten Schaltungsplatte 2 mit einem Durchmesser von etwa 1 cm (3/8 inch) untergebracht, die eine von einer Leuchtdiode gebildete Lichtquelle 3 und einen Phototransistor 4 in exakt gebohrten Löchern mit einem Mittenabstand von 0,8 cm (1/4 inch) enthält. Die gedruckte Schaltungsplatte sorgt auch für die Verbindung von vergoldeten Phosphorbronzedrähten 7, die zu einem Spitzenabschnitt des Griffels nach vorne ragen und als Zentrierzapfen sowie als Teile eines durch

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Fingerdruck betätigten Schalters dienen.

Weitere auf der gedruckten Schaltungsplatte angebrachte Bauelemente sind ein Transistor 5, eine Diode 6A und ein Kondensator 6B; diese Bauelemente sind gemäß der Schaltung von Fig.2 zur Bildung einer Vorverstärkerstufe für das Ausgangssignal des Phototransistors 4 verbunden.

Der EiektronikmOdul 1 wird von einer weiteren einseitigen gedruckten Schaltungsplatte 8 vervollständigt, die hinter der ersten Schaltungsplatte angebracht ist und teilweise von vier Phosphorbronzeleitern 9 (von denen nur zwei dargestellt sind) gehalten wird, die sich zusammen mit zwei kürzeren (nicht dargestellten) Leitern bis um etwa 0,8 cm (1/4 inch) hinter die Schaltungsplatte 8 erstrecken, damit vorstehende Stifte 9A entstehen, die sich für ein Zusammenfügen mit einem Standardsockel für integrierte Schaltungen eignen. Vor dem Einbau der zweiten gedruckten Schaltungsplatte 8 wird zwischen die zwei gedruckten Schaltungsplatten ein zylindrischer lichtdurchlässiger Kunststoffmantel 10 eingefügt, der einGehäuse für den Elektronikmodul bildet ..Dieser Kunststoffmantel 10 ist mit zwei Gewindeabschnitten 11 versehen, auf die zwei Kunststoffformteile 12, 13 geschraubt sind und das Außengehäuse und den Rest des Sondengehäuses bilden; damit die Gefahr einer unbeabsichtigten Zerlegung des Griffels auf ein Minimum verringert wird, weisen die Gewindeabschnitte Linksgewinde auf. Als weitere Sicherheit gegen ein unbeabsichtigtes oder unautorisiertes Zerlegen der Anordnung können in die Stirnfläche der Formteile 10, 12 und 13 leichte Einkerbungen eingeformt sein, damit sie nur mit der zusätzlichen Hebelkraft aufgeschraubt werden können,die bei der Anwendung eines speziellen Schlüssels am mittleren Kunststöffmantel 10 ausgeübt wird.

Zwischen den zwei Gef/lndeabschnitten des Mantels 10 bleibt ein Mittelabschnitt 14 des lichtdurchlässigen Mantels 10 unbedeckt, damit ein Fenster entsteht, durch das das Licht einer Anzeigeglühlampe 15 zu sehen ist. Dies ist eine sehr kleine Lampe, die durch eine Öffnung in der gedruckten Schaltungsplatte 8 geschoben ist;ihre Anschlußleitungen 17 sind an die davon abstehenden Stifte 9A angeschlossen. Die Lampe 15 ist das Bauelement, das im Normalbetrieb die größte Ausfallwahrscheinlichkeit hat; es ist daher möglich, sie ohne Zerlegen der Gesamtanordnung zu ersetzen. Sie wird von ihren Anschlußleitern in der Mitte desMantels 10 im Abstand von irgendwelchen anderen Bauelementen gehalten, und sie ist auch beim Fallenlassen der Sonde weitgehend gegen mechanische Stöße isoliert, so daß ihre Zuverlässigkeit maximal wird.

DieseLampe 15 kann entsprechend den Forderungen des Anwenders für eine oder mehrere Funktionen eingesetzt werden, beispielsweise als "Bereit"-Lampe, als "Fehler"-Lampe oder als Lampe zum Signalisieren der Datenannahme. Ebenso kann der fingerbetätigte Schalter 7 beispielsweise zum Auslösen der Energieanlegung an die Schaltung und/oder der Eingabe der bereits gelesenen,und in einem Puffer bereitgehaltenen Daten oder zum Löschen einer Eingabe eingesetzt werden.

Das Formteil 12 des Außengehäuses dient dem Halten und Aufnehmen einer Lesespitze 19 des Griffels, von der aus Lichtleitfasern 20, 21 zu einer Ausrichtanordnung 22 zurückgeführt sind, die sich selbst auf die gedruckte Schaltungsplatte 2 ausrichtet, wenn der Mantel 10 und das Formteil 12 miteinander verschraubt werden; die Enden der Lichtleitfasern stoßen dabei an lichtdurchlässigen Fenstern der Lichtquelle 3 und des Lichtdetektors4 an.

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Die Ausrichtanordnung 22 wird von einer hinter, ihr angebrachten Schraubenfeder 24 gegen eine Halteklamme nach vorne gedrückt. Dadurch wird gewährleistet, daß die Lichtquelle 3 und der Detektor 4 in engem Kontakt mit den Enden der Lichtleitfasern 20 und 21 liegen, ohne daß genaue Herstellungstoleranzen notwendig sind. Wie bereits erwähnt wurde, dienen die den fingerbetätigten Schalter bildenden Phosphorbronzedrähte 7 auch als Zentrierzapfen in einem Schlitz in der Ausrichtanordnung 22.

Die Ausrichtanordnung 22 ist mit Hilfe eines Stifts 26 und einer sich verjüngenden Öffnung 27 im Formteil des Außengehäuses festgehalten, so daß sie sich mit dem Formteil 12 dreht, wenn dieses zum Aufschrauben auf den Mantel 10 gedreht wird. Da die gedruckte Schaltungsplatte 2 und die Ausrichtanordnung 22 mit Hilfe der Drähte 7 miteinander verbunden sind, dreht sich auch der Elektronikmodul 1 mit dem Formteil 12 innerhalb des Mantels 10, der lose sitzt.

Wenn die Formteile 10 und 12 miteinander verschraubt worden sind, wie oben beschrieben wurde, sitzen die Spitzen der Phosphordrähte 7 gerade auf der Innenseite eines elastischen Gummistöpsels 28, der mit einer Fingerspitze so zusammengedrückt werden kann, daß sich die nebeneinanderliegenden Drähte 7 zur Erzielung der notwendigen Schaltwirkung gegenseitig berühren.

Ein Ende des Formteils 12 enthält eine Edelstahl hülse 29, in der ein kurzes Stück eines Edelstahlrohrs 30 mit einer Länge von etwa 0,5 cm (3/i6 inch) verschiebbar angebracht ist.

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Das Innenende dieses Rohrs ist geringfügig ausgeweitet, so daß es sich nicht über ein vorbestimmtes kurzes Stück von etwa 0,8 bis 0,4 mm (1/32-1/64 inch) über das Ende der Hülse 29 hinaus erstrecken kann. Innerhalb des Rohrs ist eine Anordnung aus einer mittleren Lichtleitfaser und diese umgebenden fünf größeren Fasern 21 verklebt, wie in der DT-OS 2 162 733 beschrieben ist. Die gesamte Länge der Fasern ist geringfügig größer als 3,8 cm (1,5 inch); das Innenende der fünf größeren Fasern 21 ist dabei in einem weiteren Rohrstück 31 befestigt, das einen Teil der Ausrichtanordnung 22 bildet, damit eine Ausrichtung auf die Lichtquelle 3 gemäß der obigen Beschreibung erzielt wird. In gleicher Weise ist die einzelne dünnere Faser 20 gegenüber dem Lichtdetektor 4 befestigt. Auf diese Weise wird von der Leuchtdiode 3 stammendes Infrarotlicht längs der fünf Lichtleitfasern zur Spitze 19 des Griffels geleitet, wo sie einen mit der Spitze 19 in Kontakt stehenden Bereich des mit dem Strichcode versehenen (nicht dargestellten) Schilds beleuchten, und das von einem Teil dieses beleuchteten Bereichs reflektierte Licht wird von der mittleren Lichtleitfaser 20 festgestellt und zum Phototransistor 4 zurückübertragen.

Die aus Kunststoff bestehenden Lichtleitfasern sind geringfügig langer als der Abstand zwischen der äußersten vorderen Position des Rohrs 30 und der Ausrichtanordnung 22, so daß sie eine gekrümmte Lage annehmen; ihre Neigung, sich gerade zu strecken, erzeugt eine kleine Axialkraft, die das Rohr in der Hülse 29 nach vorne zu drücken versucht. Wenn auf die Spitze des Griffels ein leichter Druck ausgeübt wird, wird die von den Kunststoffasern ausgeübte Kraft übertroffen, und das Rohr 30 zieht sich zurück, bis der ausgeübte Druck von der Hülse aufgenommen wird. Die auf die Spitze 19 des Rohrs und auf die damit bündig abschliessenden Li< leitfasern ausgeübte Kraft kann dfe von den gstxgenei Lichtleitfasern

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ausgeübte Kraft nie übersteigen, die auf etwa 28 g (1 oz.) eingestellt ist, damit die Abnützung der Spitzen der Lichtleitfasern auf ein Minimum verringert wird. Ein weiterer Vorteil dieser in wirksamer Weise unter einer Federbelastung stehenden Anordnung der Spitze besteht darin, daß diese beim Führen des Griffels über eine unebene Oberfläche Welligkeiten folgt, die zum Lösen des Kontakts mit der Spitze einer starren Sonde führen könnten.

Ein flexibles mehradriges Kabel 33 verbindet die Sonde mit der zugehörigen Elektronikanordnung. Dieses Kabel ist in den dritten Abschnitt eingeführt, wobei ein Haltebund 34 verhindert, daß es herausgezogen wird. Die letzten 5 cm (2 inch) des Außenmantels sind entfernt, damit sich die einzelnen Leiter des Kabels innerhalb des Formteils 13 verdrillen und entdrillen können, wenn diese auf den Mittelabschnitt des Kunststoffmantels 10 geschraubt wird. Die fünf Leiter 36 und das Abschirmgeflecht 37 des Signalleiters enden bei sechs Anschlüssen eines Sockels 35 für integrierte Schaltungen, der mit den sechs Pho sphorbr onze stiften 9A des Elektronikmoduls 1 zusammenpaßt.

Die Erfindung ist hier zwar im Zusammenhang mit der Schaffung einer vorbelasteten Sondenspitze und/oder einer Sonde mit modularem Aufbau beschrieben worden, doch ist sie keineswegs darauf beschränkt; sie umfaßt vielmehr auch die oben beschriebenen Merkmale für sich allein oder kombiniert.

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Claims

Patentansprüche

\\.) Sonde zum Abstasten optisch codierter Daten, gekennzeichnet durch eine bei Gebrauch über die zu lesenden Daten zu bewegende elastisch angebrachte Spitze.
2. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze normalerweise derart vorgespannt ist, daß sie aus einem allgemein rohrförmigen Endabschnitt der Sonde herausragt.
3. Sonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze mittels der natürlichen Federkraft lichtdurchlässiger Fasern vorgespannt ist, die optisch an die Spitze angekoppelt sind.
4. Sonde nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern einen Teil der Spitze bilden.
5. Sonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein hohler Rohrkörper vorgesehen ist,- der aus wenigstens zwei miteinander verschraubten Teilen besteht und einen Modul umschließt, der eine elektronische Schaltungsanordnung zur Verarbeitung der von der Sonde abgetasteten Daten enthält.
6. Sonde nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper einen aus ihr herausstehenden Schaltknopf aufweist, der mit einer Schaltvorrichtung im Innern des Rohrkörpers so zusammenwirkt, daß ein Niederdrücken des Knopfs von außen die Schaltvorrichtung betätigt.

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