DE2554779A1

DE2554779A1 - Handgefuehrtes abtastgeraet fuer optisch lesbare symbole

Info

Publication number: DE2554779A1
Application number: DE19752554779
Authority: DE
Inventors: Robert Lewis Cowardin; George Joseph Laurer
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1975-04-11
Filing date: 1975-12-05
Publication date: 1976-10-14
Also published as: CA1064616A; GB1476836A; FR2307283A1; US3983389A; JPS51123524A; USB560765I5; JPS546448B2; FR2307283B1; IT1056757B

Description

Handgeführtes Abtastgerät für optisch lesbare Symbole

Die Erfindung betrifft ein handgeführtes Abtastgerät für optisch lesbare Symbole enthaltend eine Lichtquelle und ein lichtempfindliches Element.

Zur Abtastung von graphisch dargestellten codierten Daten sind handgeführte Abtastgeräte bekannt. Ein Hauptproblem bei dem Bau solcher Geräte ist die Erzeugung eines ausreichenden Lichtstromes für die Beleuchtung des die Markierung enthaltenden Trägers mit einer der Trägerfläche angepaßten Lichtfarbe. Für viele Anwendungszwecke liegt der günstigste Kontrast in einem schmalen Band zwischen 6000 und 7000 A; die Lichtquelle muß also in diesem Bereich ausreichende Energie liefern. Es wäre außerdem wünschenswert, außerhalb dieses Bereichs keine Energiezufuhr zu haben. Wenn man diese Bandeinengung durch Filter erreichen will, reduziert man gleichzeitig die Lichtenergie im gewünschten Bereich, besonders bei der Verwendung von Glühlampen als Lichtquellen.

Die Verwendung von Glühlampen als Lichtquellen und von Linsen zur Fokussierung des Lichts auf die Abtaststelle und des reflektierten Lichts auf das lichtempfindliche Element läßt ein Abtastgerät unhandlich werden und erfordert bei der Herstellung genaue Justage. Außerdem bringen die erforderlichen Filter und Linsen Lichtschwächung zustande. Nur in der Brennebene der Linsen ist die Forderung erfüllt, daß der beleuchtete Fleck des Trägers der Markierung und der vom lichtempfindlichen Element betrachtete Fleck übereinstimmen.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Abtastgerät für optisch lesbare Symbole zu schaffen, das die oben genannten Nachteile vermeidet, das leicht zu fertigen ist, keine diffizile Montage erfordert und robust in der Handhabung ist. Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch das in den Patentansprüchen definierte Gerät.

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Die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels wird durch Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Schema eines optischen Abtastgerätes nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 ein Abtastgerät nach der Erfindung, teilweise im Schnitt;

Fign. 3 u. 4 konstruktive Details zur Fig. 2.

Typische, bekannte Abtastgeräte nach dem Schema der Fig. 1 enthalten eine Glühlampe 11, die über ein Filter 13 und eine Linse 14 den Träger 12 oder 12 "einer Markierung beleuchtet. Das vom Träger 12 oder 12^% reflektierte Licht gelangt über die Linse 16 zum Fotodetektor 15. Die zwei Lagen 1 und 2 des Trägers sind dargestellt um zu zeigen, daß - abgesehen von der Brennebene - das Beleuchtungsfeld und das Blickfeld sich unterscheiden; die Abtastung wird dadurch erschwert und der erlaubte Abstand des Abtastgerätes von der Markierung eingeschränkt. Der zulässige Abstand wird natürlich vom Neigungswinkel des Abtastgerätes beeinflußt, d. h. von dem Winkel zwischen der Längsachse des Abtastgerätes und der Normalen zum Träger der Markierung. Abgesehen von der Einschränkung der Gebrauchsfähigkeit ist die Herstellung eines Abtastgerätes nach dem Schema der Fig. 1 insofern schwierig, als die benutzten Linsen, Filter und Lichtquellen genau und unveränderlich montiert sein müssen.

Das erfindungsgemäße Abtastgerät ist in Fig. 2 teilweise im Querschnitt gezeigt. Das halb geschnittene, zylindrische Gehäuse 20 ist an einer Seite durch die ι

; Kappe 21 abgeschlossen, die für den Durchtritt eines elektrischen Kabels 22 eingerichtet ist. Das Gehäuse ist am anderen Ende mit einer eine Mittelöffnung aufweisenden Wand 23 abgeschlossen. Im Gehäuse 20 ist ein zylindrischer Hohl-J körper 24 gelagert, der in einen mit Außengewinde versehenen konischen Fort-

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satz 25 ausläuft. Der Fortsatz durchsetzt die Öffnung in der Wand 23 und wird

[ mittels einer Mutter 26 am Gehäuse 20 befestigt.

Innerhalb des Hohlkörpers 24 ist die Baueinheit 27 untergebracht. Sie besteht ;

aus einem Zylinder 28, dessen Außendurchmesser mit dem Innendurchmesser des Hohlkörpers 24 übereinstimmt. Im Zylinder 28 sitzen zwei ebenfalls zylin-

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drrsche Halter 29 und 30, deren Einzelheiten aus den Fign. 3 und 4 ersichtlich sind. Der Halter 29 ragt etwas aus dem Zylinder 28 heraus und paßt in eine Vertiefung des Hohlkörpers 24. Abgesehen von der Schraubverbindung mit der Mutter 26 sind alle Teile durch Kleben verbunden.

Der Halter 29, Fig. 3, ist zylindrisch und enthält eine Aussparung 31, deren Breite dem Durchmesser der optischen Faser 32 gleich ist. Die Tiefe der Aussparung ist so bemessen, daß der Mittelpunkt der in die Aussparung eingelegten Faser mit der Mitte des zylindrischen Halters 29 zusammenfällt. Die Faser wird in der Aussparung festgeklebt; das Faserende und die Stirnfläche des zylindrischen Halters 29 werden gemeinsam bearbeitet, z. B. glattgeschliffen. Das andere Ende der Faser erstreckt sich durch eine Öffnung im konischen Fortsatz 25 bis zu dessen Ende, s. Fig. 2.

Der Halter 30 gleicht dem Halter 29; er ist für die Aufnahme von zwei optischen Fasern 33 und 34 vorgesehen. Die Tiefe der Aussparung 31 * ist (zum Unterschied von 31) so bemessen, daß die Berührungslinie der beiden Fasern im Mittelpunkt des zylindrischen Halter liegt. Auch hier werden die Fasern in die Aussparung eingelegt, festgeklebt und zusammen mit der Endfläche des Halters 30 bearbeitet; s. Fig. 4.

Die Fasern 33 und 34 sind mit ihren freien Enden durch Löcher des den Hohlkörper 24 abschließenden Deckels 35 geführt. Sie sind dort mit einer an den Deckel angeklebten lichtemittierenden Diode 36 bzw. einem lichtempfindlichen Element 37 verbunden. Der verwendete Klebstoff, z. B. ein Epoxyharz, stimmt in seinem Brechungsindex mit dem der Faserenden der Lichtquelle bzw. des Lichtdetektors überein. Die elektrischen Anschlüsse der LED 36 und des lichtempfindlichen Elements 37 laufen über das Kabel 22 zur Stromversorgung und zur Auswertung.

Wenn die LED 36 erregt wird, gelangt Licht über die Fasern 33 und 32 zu der abzulesenden Markierung auf einem Träger, die mit dem Abtastgerät erkannt werden soll. Das reflektierte Licht läuft über die Fasern 32 und 34 zum lichtempfindlichen Element 37; ein elektrisches Signal gelangt über das Kabel 22 zur Auswertung .

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Das beschriebene optische Abtastgerät enthält ein wirksames Lichtleitersystem, das mit hohem Wirkungsgrad die relativ geringe Lichtleistung der LED 36 verwertet und das zudem leicht und genau zu einem billigen und robusten Arbeitsmittel montiert werden kann. Aufgrund der optischen Auslegung kann das Abtastgerät einen weiten Bereich der Winkelabweichung gegen die Normale verarbeiten und ist, bei Kontakt mit dem Träger der Markierung, noch bei Winkelabweichungen von 35 und mehr brauchbar.

Wenn optische Fasern (32, 33, 34) von 0,25 mm Dicke benutzt werden, kann das Abtastgerät Striche und Abstände von 0,2 mm Breite verarbeiten und zeigt bei Strichen und Abständen von 0,4 mm Breite nur eine Anzeigeänderung von weniger als 5 %. Da das Gerät in einen konischen Fortsatz 25 für die Aufnahme der Faser ausläuft, tritt kein zusätzlicher Lichtverlust ein; falls die Faser bündig mit dem konischen Fortsatz 25 endet, kann durch Staub oder Abrieb kein Licht- oder Nutzsignalabfall entstehen. Das Abtastgerät verwendet keine Linsen und vermeidet den Lichtverlust durch diese.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Qy Handgeführtes Abtastgerät für optisch lesbare Symbole enthaltend eine Lichtquelle und ein lichtempfindliches Element, dadurch gekennzeichnet,

daß lichtleitende Fasern das Licht der Lichtquelle zum Abtastpunkt des Markierungsträgers leiten, daß weitere lichtleitende Fasern das vom Markierungsträger reflektierte Licht zu einem lichtempfindlichen Element leiten und daß der Lichtweg in beiden Richtungen teilweise über dieselbe lichtleitende Faser verläuft.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die mit der Lichtquelle (36) verbundene Faser (33) und die mit dem lichtempfindlichen Element (37) verbundene Faser (34) in einem gemeinsamen Halter (30) enden, daß die zur Spitze (25) des Abtastgeräts führende Faser (32) anderseits in einemgleichartigen Halter (29) endet und daß die an ihren Stirnseiten plan bearbeiteten Enden der Fasern (32 und 33, 34) vermittels der Halter (29 und 30) so zusammengeführt werden, daß die Faser (32) gleiche Flächen der Fasern (33 bzw. 34) bedeckt.
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Halter (29, 30) zylindrisch sind und unterschiedlich tiefe, achsparallele Aussparungen (31, 31") zur Aufnahme der lichtleitenden Fasern aufweisen.
4. Gerät nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Fasern in den Haltern (29, 30) mittels eines Klebstoffes befestigt werden, dessen Brechungsindex gleich dem der Faser ist.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein Epoxyharz ist.
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