DE2719940A1

DE2719940A1 - Empfangsoptik mit prismatischem lichtstrahler fuer photoelektrische leser

Info

Publication number: DE2719940A1
Application number: DE19772719940
Authority: DE
Inventors: Edward D Bringhurst; John L Marshall
Original assignee: Tally Corp
Current assignee: Mannesmann Tally Corp
Priority date: 1976-05-17
Filing date: 1977-05-04
Publication date: 1977-12-08
Also published as: DE2719940C2; US4068121A

Description

DR. KARL TH. HEOBL · DIPL.-ING. KLAUS DICKEL

HAMBURG) SO CiHOKSK BERO8THASSB 223 8 MÜNCHEN OO JULIUS-KHEIS-S TRASSE 33 POSTFACH 5ΟΟΘΗ2 TELEFON (O 4O) 3O Θ2 ΘΒ TELEFON (O8O) 88 52 IO

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Ihr Zeichen:

Unser Zeichen:

H 2733

8OOO MÜnchon, den

3. Mai 1977

Tally Corporation
8301 South 180th Street
Kent, Washington 98031
V. St. A.

Empfangsoptik mit prismatischem Lichtstrahler für photoelektrische Leser

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PoMwhcokkomoi Hamburg 2»123O-2Ofl . Bank ι Dresdner Bank AO. Hamburg, Kto.-Nr. 3 8Ι3 8Θ7

Die Erfindung betrifft eine Empfangsoptik mit prismatischem Lichtstrahler für photoelektrische Leser mit einer Lichtquelle, deren Strahlen auf eine Seite eines mit Löchern versehenen Informationsstreifens oder -blattes gerichtet sind, auf dessen gegenüberliegender Seite Lichtsensoren zur Positionsaufnahme der Löcher angeordnet sind.

Wie dem Fachmann auf dem Gebiet der Datenverarbeitung bekannt ist, handelt es sich bei photoelektrischen Lesern um Vorrichtungen zum "Lesen" der An- oder Abwesenheit von Löchern in einem Medium, wobei es sich um einen Lochstreifen oder eine Lochkarte handeln kann. Während der Streifen oder die Karte durch den photoelektrischen Leser bewegt werden, wird die An- oder Abwesenheit von Löchern ermittelt, indeip man einen Lichtstrahl oder -strahlen auf den Streifen oder die Karte richtet und zwar vorzugsweise entlang einer Achse, die senkrecht zur Bewegungsrichtung des Streifens oder der Karte liegt. Das durch die Löcher hindurchfallende Licht wird von einer Anzahl von Lichtsensoren, die auf der dem Lichteinfall gegenüberliegenden Seite angeordnet sind, aufgenommen.

Photoelektrische Leser der im allgemeinen oben beschriebenen Art sind in verschiedenen Arten von Datenverarbeitungssystemen eingesetzt worden, um Lochstreifen und -karten zu lesen. Ausserdem sind sie in verschiedenen Arten von Steuersystemen wie z. B. numerischen Steuersystemen und Senkrechtformateinheiten (VFUs) eingesetzt worden, um die Bewegung von Druckformularen

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durch einen Drucker zu steuern. Das heißt, Vertikalformateinheiten werden eingesetzt, um die vertikale Position auf den Druckformularen zu bestimmen, so daß die Information, die angezeigt werden soll, automatisch an der entsprechenden Stelle auf den Formularen aufgedruckt wird. Normalerweise wird in einen Streifen ein Programm eingelocht, das dem jeweils zu verwendenden Formular entspricht, oder es wird mehr als ein Programm in den Streifen eingelocht, und in Verbindung mit einer Anzahl von Formularen verwendet. In jedem Fall steuert, da der Streifen mit dem Senkrechtformateinheitsprogramm die Bewegung des Formulars durch den Drucker steuert, dieses die vertikale Position des Aufdruckes auf die Formulare.

Es sind in der Vergangenheit verschiedene Lichtquellen für photoelektrische Leser eingesetzt und vorgeschlagen worden. Diese umfaßten sowohl komplizierte Anordnungen von Spiegeln und Prismen als auch beispielsweise GlUhfadenlampen und Leuchtröhren. Während die bislang vorgeschlagenen Lichtquellen sich in manchem Zusammenhang als zufriedenstellend erwiesen haben, besitzen sie bestimmte Nachteile, die sie unter anderen Umständen als ungeeignet erscheinen lassen. In dieser Beziehung erweisen sie sich dort als nachteilig für den Einsatz in photoelektrischen Lesern, wo nur ein beschränktes Raumangebot zur Verfügung steht, in welchem die Lichtquelle anzuordnen ist, und andererseits auch dort, wo der Kostenfaktor eine besondere Rolle spielt, Das heißt, daß vide herkömmlichen

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photoeldtrischen Lichtquellen für den Einsatz in photoelektrischen Lesern ungeeignet ist, wo eingeschränkte Raumverhältnisse vorliegen. Die unter solchen Umständen einsetzbaren Lichtquellen sind wesentlich teurer als dies erstrebenswert wäre.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Empfangsoptik mit einem prismatischen Lichtstrahler der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen intensiven, schmalen Lichtstreifen erzeugt, nur eine geringe räumliche Ausdehnung besitzt und sich kostengünstig herstellen läßt.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung durch eine längliche, einstückig ausgebildete Empfangsoptik mit einer prismatischen Verlängerung, wobei die Empfangsoptik eine Aussparung zur Aufnahme einer Lichtquelle aufweist, deren Innenfläche zusammen mit den Außenflächen der Optik Sammelreflektionsflächen für die von der innerhalb der Aussparung angeordneten Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen bilden, mittels welcher die Lichtstrahlen im wesentlichen in Richtung der Längsachse der Optik führbar sind, und die in Richtung der Längsachse der Optik eingeordnete prismatische Verlängerung eine stufenförmig ausgebildete Begrenzungsfläche aufweist, der eine schmale Lichtaustrittsfläche gegenüberliegt, wobei mittels der stufenförmig ausgebildeten Begrenzungsfläche die im wesentlichen parallel zur Längsachse eintreffenden Lichtstrahlen auf die

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schmale Lichtaustrittsfläche richtbar sind, sowie eine innerhalb der Aussparung der Optik angeordnete Lichtquelle.

Die Empfangsoptik mit prismatischem Lichtstrahler nach der Erfindung besteht aus einem länglichen und einheitlichen Stück aus transparentem Material (beispielsweise Kunststoff), wobei sich die Empfangsoptik auf der einen und der prismatische Lichtstrahler auf der anderen Seite befindet. Innerhalb der Empfangsoptik ist eine Aussparung vorgesehen, innerhalb der die Lichtquelle angeordnet wird. Die Empfangsoptik ist derart ausgebildet, daß die von der Lampe ausgehenden Lichtstrahlen gesammelt, in einem gewissen Ausmaß gleichgerichtet und dem prismatischen Strahler zugeführt werden. Der prismatische Bereich besteht aus einer stufenförmig ausgebildeten Fläche und einer dieser gegenüberliegenden, relativ schmalen, ebenen Kante. Die "Trittflächen·¹ und ··Verbindungsflächen¹¹ der Stufen bilden die Prismaflächen. Die von der Empfangsoptik aufgenommenen Lichtstrahlen treffen auf die stufenförmig ausgebildete Fläche auf, und die Pristamenflachen lenken das Licht in Richtung auf die schmale Kante,von welcher sie als schmaler Lichtstreifen abgegeben werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind alle Flächen der Empfangsoptik und des prismatischen Teiles metallisiert, das heißt, mit einer reflektierenden Metallschicht überzogen, mit Ausnahme der Aussparung, innerhalb der die Lampe angeordnet ist und der ebenen,relativ schmalen Kante

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des prismatischen Teils.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Aussparung,innerhalb welcher die Lampe angeordnet ist, an einem Ende offen. Von diesem offenen Ende aus wird der erste Bereich der Aussparung von einer zylindrischen Fläche begrenzt. An Uiese zylindrische Fläche schließt sich ein sich nach innen verjüngender Kegelstumpfteil an. Das Ende des Kegelstumpfes ist entweder flach oder leicht konkav oder konvex und wirkt als Sammellinse.

Vorzugsweise wird die Außenseite der Empfangsoptik von der Eingangsöffnung ausgehend, von einem sich erweiternden Kegelstumpf begrenzt. Hieran schließt sich ein sich nach innen verjüngender Kegelstumpf an. An den sich nach innen verjüngenden Kegelstumpf kann sich ein weiterer Kegel anschließen, der in einem stabförmigen Teil ausläuft. Der stabförmige Teil besitzt sich einander gegenüberliegende Flächen, die eben und parallel zueinander liegen. Eine der Flächen ist schmaler als die andere, so daß die seitlichen Verbindungsflächen sich von der schmaleren Fläche schräg zur breiteren Fläche erstrecken.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der prismatische Teil im wesentlichen axial von dem stabförmigen Teil der Empfangsoptik nach außen, so daß die schmale Kante des prismatischen Teils in einer Ebene mit der schmalen Fläche

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des stabförmigen Teiles der Empfangsoptik liegt. Die stufenförmig ausgebildeten Fläche des prismatischen Teils nähert sich mehr und mehr der äußeren Spitze der schmalen Fläche.

Die erfindungsgemäße Ausbildung führt zu einer neuen und verbesserten Lichtquelle für photoelektrische Leser. Die Lichtquelle umfaßt sowohl die Empfangsoptik als auch den prismatischen Teil, wobei die von einer preiswerten Glühbirne ausgehenden Lichtstrahlen gesammelt und einem schmalen Lichtstreifen zugeführt werden. Die Empfangsoptik mit dem prismatischen Strahler läßt sich aus jeglichem durchsichtigen Material,wie beispielsweise klarem Acrylharz, leicht herstellen. Damit ist eine preisgünstige Fertigung gewährleistet. Da sich darüber hinaus eine billige Glühlampe verwenden läßt, ist das gesamte System zur Erzeugung des schmalen Lichtstreifens äußerst preisgünstig. Obwohl vorzugsweise der größte Teil der Oberflächen der Empfangsoptik und des prismatischen Teils gemäß der Erfindung metallisiert sind, beispielsweise durch Aufdampfen von Aluminium in einem Vakuum zur inneren Reflektion, sieht der Fachmann ein, daß eine solche Metallisierung nicht absolut notwendig ist, um einen wirkungsvollen Betrieb der Empfangsoptik und des prismatischen Lichtstrahlers zu gewährleisten. Ein Metallisieren der erwähnten Flächen optimiert jedoch die Intensität des sich ergebenden schmalen Lichtstreifens im besonderen dann, wenn die metallisierten Flächen mit einer Farbschicht überzogen sind.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden· Dabei zeigt im einzelnen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Empfangsoptik mit prismatischem Lichtstrahler gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Anordnung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Empfangsoptik, senkrecht zu der in Fig. 2 dargestellten Ansicht,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Anordung entlang der Schnittlinie 4-4 der Fig. 2,

Fig. 5 eine Teilansicht in größerem Maßstab der stufenförmig ausgebildeten Fläche, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist und

Fig. 6 die schematische Darstellung eines Längsschnittes durch die Empfangsoptik mit prismatischem Strahler und der Lichtquelle.

In Fig. 1 ist die Empfangsoptik mit dem prismatischen Lichtstrahler gemäß der Erfindung dargestellt. Die Optik besteht aus einem länglichen, elnhelt]J.chexi S±Uck aus transparentem

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Material, wie ζ. B. einem Kunststoff mit optischen Qualitäten und umfaßt die Empfangsoptik 11 auf der einen Seite und den prismatischen Teil 13 auf der anderen. Bei den Darstellungen, anhand welcher die Erfindung erläutert wird, befindet sich die Empfangsoptik auf der linken Seite und der prismatische Teil auf der rechten Seite der Figuren. Wie nachfolgend noch im einzelnen erläutert wird, besitzt die Empfangsoptik 11 eine Aussparung 15, innerhalb welcher eine preisgünstige Glühlampe oder eine andere geeignete punktförmige Lichtquelle angeordnet sein kann. Die Mehrzahl der von der Lampe ausgeschickten Lichtstrahlen verlaufen entweder axial durch die Empfangsoptik in den prismatischen Teil hinein, oder werden durch die verschiedenen Flächen der Empfangsoptik so abgelenkt, daß sie dem prismatischen Teil zugeführt werden. Dementsprechend wird der größte Teil des von der Lampe ausgehenden Lichtes in den prismatischen Teil hineingeführt. Die in dem prismatischen Teil 13 eingeführten Strahlen werden innerhalb des prismatischen Strahlers so umgelenkt, daß ein schmaler Lichtstreifen gebildet wird.

Die Fig. 2 bis 5 erläutern im einzelnen die Form und den Aufbau sowohl der Empfangsoptik als auch des prismatischen Strahlers gemäß der Erfindung. Wie oben erwähnt, ist die Empfangsoptik zusammen mit dem prismatischen Strahler länglich ausgebildet und besitzt dementsprechend eine zentrale Längsachse

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Zum Zweck der Erläuterung wird die zentrale Längsachse als Bezugslinie verwendet. Die Aussparung 15, innerhalb welcher die Lampe angeordnet ist, besitzt eine Eingangsöffnung 19. Im Inneren der Empfangsoptik wird die Aussparung,von der Eingangsöffnung 19 ausgehend, zunächst durch eine zylindrische Wandung 21 begrenzt, Der zylindrische Bereich (der leicht konisch ausgebildet sein kann, um das Herausnehmen aus der Form zu erleichtern) umgibt die zentrale Langsachse 17 koaxial und besitzt den Radius m. Der zylindrische Bereich besitzt die Länge n. Im Inneren der Empfangsoptik schließt sich an das innere Ende des zylindrischen Bereiches der Aussparung ein sich nach innen verjüngender Kegelstumpfförmiger Bereich an, der durch eine konische Wand 23 begrenzt wird, die koaxial zur Längsachse 17 liegt. Das Ende des Kegelstumpfes läuft in einer inneren Abschlußwand 25 aus, die entweder flach oder, falls dies erstrebenswert erscheint, leicht konvex oder konkav ausgebildet sein kann. Die konische Wandung 23 der Aussparung 15 bildet einen Winkel a mit der Längsachse 17 und besitzt die Länge o.

Nach außen wird die Empfangsoptik,beginnend mit der Eingangsöffnung 19, von einer Kegelstumpfmantelfläche 27 begrenzt, die koaxial zur Längsachse 17 angeordnet ist. Die sich nach außen erweiternde Kegelstumpfmantelfläche beginnt an der Kante der Eingangsöffnung 19 und bildet einen Winkel b mit der Ebene, die senkrecht zur Längsachse 17 liegt« Sie besitzt die Länge p.

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-IS-

An die sich nach außen verbreiternde Kegelstumpfmantelfläche 27 schließt sich eine sich nach innen verjüngende Kegelstumpfmantelfläche 29 an. Die sich nach innen verjüngende Kegelstumpfmantelfläche 29 bildet mit der zentralen Längsachse 17 einen Winkel c und besitzt die Länge q minus p. An die sich nach innen verjüngende Kegelstumpfmantelfläche 29 schließt sich eine zweite sich nach innen verjüngende,im wesentlichen konische Wandung 31 an. Die sich nach innen verjüngende konische Wandung 31 bildet mit einer Ebene, senkrecht zur Längsachse 17, einen Winkel d, läuft in einem stabförmigen Element 33 aus und ist koaxial zur zentralen Längsachse 17 angeordnet.

Der Stab 33, der in Fig. 4 deutlich zu erkennen ist, besitzt eine schmale Begrenzungsfläche 35 und eine weite Begrenzungsfläche 37. Zwischen der schmalen und der breiten Begrenzungsfläche, die parallel zueinander verlaufen, erstrecken sich schräg verlaufende Seitenwände 39. Die Gesamtlänge der Empfangsoptik 11 entlang der Längsachse 17,beginnend mit dem Ende, an welchem die Eingangsöffnung 19 liegt, bis zum äußeren Ende des Stabes 04, ist q plus r. Die Breite der Breitenbegrenzungsfläche ist t,und die schrägen Seitenflächen bilden einen Winkel g mit einer Linie, die senkrecht zu den parallelen, schmalen und breiten Begrenzungsflächen 35 und 37 verläuft. Der Abstand zwischen der zentralen Längsachse 17 und der breiten Begrenzungsflache beträgt u, während der Abstand

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zwischen der schmalen und der breiten Begrenzungsfläche ν beträgt.

Es ist noch herauszustellen, daß die kegelstumpfförmige Begrenzungsfläche 23 der Aussparung 15 und die erste der sich nach innen verjüngenden Kegel stumpfmantelflachen als äußere Begrenzung der Empfangsoptik auseinanderlaufen. Hierdurch wird die Führung der Lichtstrahlen in die gewünschte Ablenkungsrichtung unterstützt. Dem Fachmann leuchtet ein, daß ein Zusammenlaufen in diesem Bereich in einem extremen Fall dazu führen könnte, daß sich die Lichtstrahlen in ihrer Richtung umkehren. Der Vorteil dieser Anordnung läßt sich aufgrund der nachfolgenden Erläuterung der Betriebsweise der Empfangs— Ordnung mit dem prismatischen Strahler nach der Erfindung deutlicher erkennen.

Der prismatische Teil 13 erstreckt sich im wesentlichen axial von dem Stabbereich 33 der Empfangsoptik 11 in Richtung der Längsachse 17 nach außen. Der prismatische Teil ist länglich ausgebildet und besitzt eine schmale Begrenzungsfläche 41, die in einer Ebene mit der schmalen Begrenzungsfläche 35 des Stabteiles 33 liegt. Der prismatische Teil 13 besitzt außerdem eine stufenförmig ausgebildete Begrenzungsfläche 43. Die stufenförmig ausgebildete Begrenzungsfläche 43 läuft auf die äußere Spitze der schmalen Begrenzungsfläche 41 des prismati schen Teiles 13, von dem Ende der breiten Begrenzungsfläche

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des Stabteiles 33 ausgehend, zu. Die durchschnittliche "Neigung" der stufenförmig ausgebildeten Begrenzungsfläche 43 bildet mit der Längsachse 17 einen durchschnittlichen Winkel e. Im Endergebnis ist dieser Aufbau so ausgebildet, daß die stufenförmige Begrenzungsfläche 43 auf die schmale Begrenzungsfläche zuläuft,und die schmale Begrenzungsfläche 41 parallel zur Längsachse 17 liegt. Die stufenförmig ausgebildete Begrenzungsfläche 43 ist etwas breiter als die schmale Begrenzungsfläche 41. Dementsprechend sind die Seitenwände 42, die von der schmalen Begrenzungsfläche 41 auf die stufenförmig ausgebildete Begrenzungsfläche 43 zulaufen, in Bezug auf die schmale Begrenzungsfläche 41 nach außen geneigt. Diese Seitenwände 42 liegen in einer Ebene mit den Seitenflächen 39 des Stabes 33, der Empfangsoptik 11. Der prismatische Teil 13 besitzt die Länge w.

Wie aus der Fig. 5 deutlich wird, besitzt die stufenförmig ausgebildete Begrenzungsfläche 43 eine Anzahl von Stufen. Jede der Stufen besitzt eine "Horizontalfläche¹¹ 47 sowie eine "Verbindungsfläche" 45. Die Horizontalflächen liegen parallel zur Längsachse 17. Die Verbindungeflächen 45 erstrecken sich zwischen den Horizontalflächen 47 und bilden einen Winkel f mit der Ebene oder Linie senkrecht zur Längsachse 17. Der vertikale Abstand, d. h., der Abstand entlang einer senkrechten Linie zur Längsachse 17, zwischen den Horizontalflächen 47, beträgt x. Die Gesamtlänge^parallel zur

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Längsachse einer"Stufe"_; beträgt y.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist mit den verschiedenen Winkeln und Dimensionen, wie sie oben erläutert sind, in den folgenden Tabellen zusammengefaßt:

Tabelle I - Winkel

a 20^ο30·ί30·

b 6Ο°±3Ο·

c 12°±3Ο·

d 60°

12°
f 45°

Tabelle II - Abstandsdimensionen

m 8,4 mm

η 6,1 mm

ο 10,4 mm

ρ 3,5 i 0,25 mm

q 19,5 mm

r 14,5 mm

t 2,4 mm

u 4,1 mm

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ν 8,9 - 0,1 mm

w 37,8 ± °'^{13 mm}

χ O, 27 i 0,05 mm

y 1,27 mm

Die Fig. 6 zeigt in schematischer Darstellung die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Anordnung. Nach Fig. 6 ist eine Glühlampe 40 innerhalb der Aussparung 15 derart angeordnet, daß der Glühfaden 49 im wesentlichen in der Mitte des von der zylindrischen Wandung 21 eingeschlossenen Bereiches liegt. In dieser Position werden Lichtstrahlen, die von dem Glühfaden innerhalb eines Bogenbereiches von etwas mehr als 180° ausgestrahlt werden, gesammelt. (Dieser vorgestellte halbkugelförmige Bereich besitzt einen Mittelpunkt im Glühfaden 49, und die Begrenzungswand wird durch einen Konus gebildet, der in diesem Mittelpunkt beginnt und bis zu der umlaufenden Kante der Eingangsöffnung 19 ausläuft). Alle von dem Glühfaden abgeschickten Lichtstrahlen in diesem halbkugelförmigen Bereich werden durch die Empfangsoptik 11 gesammelt. Lediglich Licht, das außerhalb dieser Region, d. h. im wesentlichen zur Fassung der Lampe hin oder genauer, in der Richtung, die abgestrahlt wird, in welcher der den halbkugelförmigen Bereich begrenzende Kegel liegt, wird nicht gesammelt.

Die Fig. 6 erläutert beispielhaft die Strahlengänge fünf gesammelter Lichtstrahlen, von denen lediglich der komplizierteste beschrieben wird. Dieser Strahl beginnt mit Punkt A des

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Glühfadens und ist leicht in Richtung auf den Sockel der Lampe 40 gerichtet. Er bleibt jedoch innerhalb der Aussparung 15, durchläuft die zylindrische Wandung 21 der Aussparung 15 und trifft im Punkt B auf die äußere, sich verbreiternde Kegelstumpfmantelfläche 27 auf. Der Lichtstrahl wird durch die äussere, sich verbreiternde Kegelstumpfmantelfläche 27 im Punkt B reflektiert und trifft auf die zylindrische Wand 21 der Aussparung 15 in Punkt C. Das Licht wird durch die zylindrische Wand 21 reflektiert und trifft auf die erste sich nach innen verjüngende Kegel stumpfmantelflache 29 im Punkt D auf. Der Lichtstrahl wird von dieser Wand in Richtung auf die sich nach innen verjüngende, konische Wandung 23 der Aussparung 15 reflektiert und trifft im Punkt E auf diese Wand auf. Der Lichtstrahl wird von dieser sich nach innen verjüngenden, konischen Wand 23 der Aussparung 15 in den prismatischen Teil 13 hineingelenkt.

Innerhalb des prismatischen Teiles 13 trifft der Lichtstrahl auf eine der Zwischenflächen 45 der stufenförmig ausgebildeten Begrenzungsfläche 43 im Punkt F auf und wird von dieser Zwischenfläche in Richtung auf die schmale Begrenzungsfläche 41 reflektiert, wo er im Punkt G austritt.

Ein ähnlicher Lichtstrahl ist im oberen Teil der Fig. 4 dargestellt, wobei die Buchstaben jeweils durch einen · ergänzt sind. Die anderen drei in Fig. 4 dargestellten Lichtstrahlen laufen entweder direkt durch die Abschlußwand 25 der Aussparung

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15 und treten unmittelbar in den prismatischen Bereich 13 ein, oder folgen weniger komplizierten Wegen als dem oben beschriebenen. Diese Strahlen treffen auch auf die Zwischenwände der stufenförmig ausgebildeten Begrenzungswand 43 des prismatischen Teiles auf und werden durch die schmale Begrenzungsfläche 41 reflektiert.

In der vorbeschriebenen Weise werden die Lichtstrahlen durch die Empfangsoptik gesammelt, bis zu einem gewissen Grad ausgerichtet und dann dem prismatischen Teil zugeführt. Die meisten der in den prismatischen Teil eintretenden Lichtstrahlen treffen unmittelbar auf die stufenförmig ausgebildete Fläche auf und werden so abgelenkt, daß sie durch die schmale Fläche 41 austreten. Die Lichtstrahlen, die auf die Seitenwände 42 des prismatischen Teiles auftreffen, werden durch die Seitenwände reflektiert und entweder direkt oder infirekt den Stufen der stufenförmig ausgebildeten Fläche 43 zugeführt, worauf sie dann durch die stufenförmig ausgebildete Fläche 43 aus der schmalen Fläche 41 herausgeführt werden. Auf diese Weise wird ein echmaler Lichtstreifen mit der Breite H erzeugt. Wie erläutert, handelt es sich bei dem Lichtstreifen nicht um einen vollständig gleichgerichteten Strahl; er enthält jedoch für den beabsichtigten Zweck über den Abstand H eine hinreichende Intensität.

Die Fig, 6 zeigt außerdem den schmalen Lichtstreifen innerhalb eines photoelektrischen Lesers angeordnet, dem eine Reihe von

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Lichtsensoren 51 gegenüberliegt. Außerdem zeigt die Fig. 6 den Lochstreifen oder die mit Aussparungen versehene Karte 53. Der Lochstreifen oder die Karte 53 bewegt sich senkrecht zur Ebene gemäß Fxg. 6 und durch den schmalen Lichtstreifen_o Während der Lochstreifen oder die mit Aussparungen versehene Karte in der erwähnten Richtung bewegt wird, steuern die darin befindlichen Löcher die Lichtaufnahme durch die Lichtsensoren 51 in einer herkömmlichen Weise.

Vorzugsweise besteht die Empfangsoptik mit dem prismatischen Lichtstrahler aus einem durchsichtigen Kunststoff, wie z. B. durchsichtigem Acrylharz. Außerdem sind alle Flächen der Optik und des prismatischen Teiles metallisiert, mit Ausnahme der schmalen Begrenzungsfläche 41 des prismatischen Teiles 13 und der Oberfläche der Aussparung 15. Die Metallisierung kann beispielweise durch Aufdampfen von Aluminium im Vakuum erfolgen, um eine innere Reflektion zu erzielen. Vorzugsweise wird das Aluminium mit einem Farbüberzug versehen, der beispielsweise aus einer weißen Farbe bestehen kann.

Somit wurde, wie sich aus der vorgehenden Beschreibung ergibt, gemäß der Erfindung eine neue und verbesserte Lichtquelle geschaffen, die sich im besonderen für einen photoelektrischen Leser eignet. Die Lichtquelle umfaßt im wesentlichen die Empfangsoptik mit dem prismatischen Teil,zusammen mit einer

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preisgünstigen Glühlampe. Die Empfangsoptik vermag das Licht zu sammeln und in einer im wesentlichen gleichgerichteten Form dem prismatischen Teil zuzuleiten. Der prismatische Teil lenkt das Licht um etwa 90° in einen schmalen Lichtstreifen un. Obwohl der schmale Lichtstreifen nicht vollständig gleichgerichtet ist, besitzt er eine Intensität, die für die Verwendung in einem photoelektrischen Leser hinreichend ist.

Über die beschriebene Ausführungsform hinaus sind noch verschiedene Abänderungen möglich, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird. So kann beispielsweise eine andere Lichtquelle als eine Glühlampe eingesetzt werden, falls dies erwünscht ist. Außerdem können auch verschiedene Winkel und Dimensionen von den in den Tabellen I und II abweichen, falls dies zweckmäßig erscheint. So kann z. B. der Winkel f von 45° abweichen, wenn angestrebt wird, daß der prismatische Teil das Licht um einen anderen Winkel als etwa 90 reflektieren soll. Dementsprechend kann die Erfindung auch in einem anderen Rahmen,als beschrieben, in der Praxis eingesetzt werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Empfangsoptik mit prismatischem Lichtstrahler für photoelektrische Leser mit einer Lichtquelle, deren Strahlen auf eine Seite eines mit Löchern versehenen Informationsstreifens oder -blattes gerichtet sind, auf dessen gegenüberliegender Seite Lichtsensoren zur Positionsaufnahme der Löcher angeordnet sind, gekennzeichnet durch

(A) eine längliche, einstückig ausgebildete Empfangsoptik (11) mit einer prismatischen Verlängerung (13), wobei

(a) die Empfangsoptik (11) eine Aussparung (15) zur Aufnahme einer Lichtquelle (40) aufweist, deren Innenflächen (21, 23) zusammen mit den Außenflächen (27, 29) der Optik (11) Sammelreflektionsflachen für die von der innerhalb der Aussparung (15) angeordneten Lichtquelle (40) ausgehenden Lichtstrahlen bilden, mittels welcher die Lichtstrahlen im wesentlichen in Richtung der Längsachse (17) der Optik führbar sind und

(b) die in Richtung der Längsachse (17) der Optik (11) angeordnete prismatische Verlängerung

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• · · O

0RI6INAL INSPECTED

(13),eine stufenförmig ausgebildete Begrenzungsfläche (43) aufweist, der eine schmale Lichtaustrittsfläche (41) gegenüberliegt, wobei mittels der stufenförmig ausgebildeten Begrenzungsfläche (43) die im wesentlichen parallel zur Längsachse (17) eintreffenden Lichtstrahlen auf die schmale Lichtaustrittsfläche (41) richtbar sind, sowie

(B) eine innerhalb der Aussparung (15) der Optik (11) angeordnete Lichtquelle (40).

2. Optik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die äußeren Begrenzungsflächen der Empfangsoptik (11) als auch diejenigen der Aussparung (15) koaxial zur Längsachse (17) ausgerichtete Kegelmantelflächen (23, 29) mit sich zur prismatischen Verlängerung (13) hin verjüngenden Querschnitt sind, wobei die die Aussparung (15) begrenzende Fläche (23) sich in stärkerem Maße verjüngt als die die Optik (11) außen begrenzende Mantelfläche (29), während als Lichtquelle eine Glühbirne (40) vorgesehen ist.

3. Optik nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Empfangsoptik (11) als auch die prismatische Verlängerung (13) aus einem durchsichtigen Acrylkunststoff hergestellt sind.

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4. Optik nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Oberflächen (27, 29, 35, 37, 39, 42) der Empfangsoptik (11) sowie der prismatischen Verlängerung (13) mit Ausnahme der die Öffnung (15) sowie die die schmale Lichtaustrittsfläche (41) bildenden Begrenzungsflächen mit einer Metallschicht überzogen sind.

5· Optik nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Eingangsöffnung (19) der Aussparung (15) zunächst eine zylindrische, zur Längsachse koaxiale Begrenzungsfläche (21) anschließt, während die sich hieran anschließende und sich nach innen verjüngende Kegelstumpfmantelflache (25) innen durch eine linsenförmige Abschlußwand (25) begrenzt ist.

6. Optik nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als äußere Begrenzung im Anschluß an die Eingangsöffnung (19) der Empfangsoptik (11) zunächst eine sich nach innen erweiternde Kegelfläche (27) und hieran anschließend eine sich nach innen verjüngende Kegelfläche (29) koaxial zur Längsachse (17) vorgesehen ist.

7. Optik nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsöffnung (19) gegenüberIie-

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gend, im wesentlichen in Richtung der Längsachse (17) an der Empfangsoptik (11) eine prismatische Verlängerung (13) vorgesehen ist.

8. Optik nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die prismatische Verlängerung (13) einen trapezförmigen Querschnitt besitzt und sich zur schmalen Grundfläche (41) hin stufenförmig verjüngt, wobei die schmale Grundfläche (41) eben ausgebildet ist und parallel zur Längsachse (17) der Empfangsoptik (11) liegt.

9. Optik nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stufen (47) der stufenförmigen Fläche (23) parallel zur Längsachse (17) liegen, während die Verbindungsflächen (45) zwischen den Stufen (47) mit der Längsachse (17) im wesentlichen einen Winkel von 45° bilden.

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