DE2924818A1

DE2924818A1 - Optisches hand-lesegeraet

Info

Publication number: DE2924818A1
Application number: DE19792924818
Authority: DE
Inventors: Serge L Blanc; William R Smith
Original assignee: Caere Corp
Current assignee: Caere Corp
Priority date: 1978-06-26
Filing date: 1979-06-20
Publication date: 1980-01-03
Also published as: GB2024485A; US4240748A; JPS556697A; JPS6214875B2; GB2024485B

Description

CAERE CORPORATION 100 Cooper Court, Los Gatos, Kalifornien 95030, V.St.A.

Optisches Hand-Lesegerät

Die Erfindung betrifft ein optisches Hand-Lesegerät, bei dem in einem Gehäuse eine Lichtquelle zum Beleuchten der zu lesenden ^Zeichen, eine Lichtdetektoreinrichtung zur Lichtmessung und eine von den Zeichen reflektiertes Licht aufnehmende und ein den Zeichen entsprechendes Bild auf der Lichtdetektoreinrichtung entwerfende Linsenanordnung vorgesehen sind. Derartige von Hand gehaltene Lesegeräte bzw. Lesestäbe werden in Verbindung mit einer Verarbeitungseinheit, z.B. einem Zeichenerkennungs-Verarbeitungsgerät verwendet.

Bekannte Systeme zum optischen Lesen alphanumerischer Zeichen verwenden in der Regel Hand-Lesegeräte oder Handstäbe, die von Hand über ein Feld von zu lesenden gedruckten Zeichen geführt werden, wobei die gedruckten Zeichen abgetastet werden. Es ist bei solchen Systemen notwendig, daß der Lesestab beim Abtasten innerhalb bekannter Toleranzen mit dem Zeichenfeld ausgerichtet wird, damit eine genaue Erfassung der zu lesenden Zeichen gewährleistet ist. Lesefehler treten beispielsweise dann auf, wenn die Bewegungsbahn des Lesestabes beim Abtasten stärker schräg gestellt ist oder der Stab selbst geneigt oder verdreht ist.

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Die US-PS 3 947 817 beschreibt ein System, mit welchem durch Fehlausrichtung von Hand-Lesestäben verursachte Lesefehler kompensiert werden sollen. Das System enthält eine elektronische Verarbeitungseinrichtung, welche ein Lesen trotz einer gewissen Fehlausrichtung zwischen dem Stab und dem zu lesenden Zeichenfeld während des Abtastens ermöglicht. Auch bei Verwendung eines solchen bekannten Systems muß die Bedienungsperson besondere Aufmerksamkeit auf die Ausrichtung des Stabes zu den Zeichen richten, da das Ausmaß der Kompensation mit Hilfe des bekannten Systems sehr begrenzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hand-Lesegerät der eingangs angegebenen Art zur Verfügung zu stellen, das der Bedienungsperson eine "mechanische" Ausrichtung zwischen dem stabförmigen Lesegerät und den zu lesenden Zeichen ermöglicht. Das beschriebene optische Hand-Lesegerät kann mit einem Zeichen-Erkennungssystem ausgestattet sein, das auch die (bekannte) elektronische Kompensationseinrichtung zur Korrektur von noch verbleibenden Fehlausrichtungen enthält.

Ausgehend von dem optischen Hand-Lesegerät der eingangs angegebenen Art, schlägt die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe vor, daß zur Ausrichtung des Gehäuses mit den zu lesenden Zeichen dem Gehäuse Ausrichtmittel zugeordnet sind, die auf die die Zeichen tragende Oberfläche ein beim Lesen mit dem Hand-Lesegerät sichtbares Lichtmuster projizieren. ·

Die Lichtdetektoreinrichtung ist dabei üblicherweise als Photodiodenfeld ausgebildet, wobei die Linsenanordnung das von den abgetasteten Zeichen reflektierte Licht sammelt und ein Bild entsprechend den abgetasteten Zeichen auf das Diodenfeld wirft. Beim manuellen Überfahren der

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gedruckten Zeichen erzeugt das Photodiodenfeld ein Video-Ausgangssignal, das mit Hilfe einer üblicherweise außerhalb des Stabgehäuses angeordneten Verarbeitungseinrichtung in bekannter Weise verarbeitet wird.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung sind die Ausrichtmittel im unteren Teil des Gerätegehäuses ausgebildete Öffnung, durch die von der Lichtquelle ausgehendes Licht auf die die Zeichen tragende Oberfläche geworfen wird. Das durch die Gehäuseöffnungen projizierte Licht ergibt auf der die Zeichen tragenden Oberfläche Muster, welche zum sichtbaren Ausrichten des Stabes auf das Zeichenfeld verwendet werden.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Lichtquelle aus zwei in gegenseitigem Abstand angeordneten Glühlampen besteht. Das Photodiodenfeld enthält eine 4 χ 65-Photodiodenmatrix, die zwischen den beiden Lampen angeordnet ist. Die Linse ist unter dem Photodiodenfeld in solcher Weise angeordnet, daß die Zeichen auf der Photodiodenfeldoberflache abgebildet werden. Eine elektronische Abtasteinrichtung dient zum Abtasten des Ausgangssignals der einzelnen Photodioden, wobei die sich aus der Abtastung ergebenden Video-Daten von einer Zeichenerkennungs-Verarbeitungseinheit oder einem ähnlichen Verarbeitungsgerät verarbeitet und ausgewertet werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwei Öffnungen im unteren Abschnitt des Gehäuses angeordnet sind, von denen jeweils eine auf einander gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses ausgebildet ist. Jede Öffnung ist mit gleichem Abstand zwischen den beiden als Lichtquelle dienenden Lampen angeordnet. Die relative Lage der Öffnungen und der Lampen und die Form der Öffnungen

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führen dazu, daß trapezförmige Muster auf die die Zeichen tragende Oberfläche projiziert werden. Ist der Stab in der richtigen Weise über den Zeichen ausgerichtet, so sind die beiden Muster symmetrisch, im wesentlichen gleich lang und zum Zeichenfeld zentriert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispxels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf ein Hand-Lesegerät bei dessen Gebrauch;

Fig. 2 eine Frontansicht auf das Hand-Lesegerät gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Bodenansicht auf das Hand-Lesegerät gemäß Fig. 1;

Fig. 4 einen Teilschnitt des Hand-Lesegeräts in vergrößertem Maßstab mit Schnittführung entlang der Linie 4-4 der Fig. 3;

Fig. 5 eine Teilschnittansicht des Hand-Lesegeräts mit Schnittführung entlang der Linie 5-5 in Fig. 4;

Fig. 6 eine Draufsicht auf das Hand-Lesegerät bei richtiger Ausrichtung zum abzutastenden Zeichenfeld;

Fig. 7 eine Rückansicht auf das nach links geneigte Hand-Lesegerät;

Fig. 8 eine Draufsicht bei zu hoch gehaltenem Griff des Hand-Iesegeräts; und

Fig. 9 eine Draufsicht bei zu tief gehaltenem Griff des Hand—Lesegeräts.

Im folgenden wird ein optisches Hand-Lesegerät, das gewöhnlich als Hand-Lesestab bezeichnet wird, beschrieben. Dieser Hand-Lesestab dient zum Lesen eines Feldes von alphanumerischen Zeichen und weist neue Mittel zum visuellen Aus-

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richten des Stabes auf das Zeichenfeld auf. Der verbesserte Lesestab kann zusammen mit einem Gerät und einem Verfahren zum Erkennen von Zeichen entsprechend der älteren deutschen Patentanmeldung P 29 16 161.3 vom 20. April 1979 verwendet werden. Jedoch läßt sich dieser neue Lesestab auch mit zahlreichen anderen im Handel erhältlichen optischen Zeichen-Erkennungssystemen verwenden.

In Fig. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des optischen Lesestabs gezeigt. Dieser Lesestab weist ein Gehäuse 16 mit zwei in der Mitte zusammengefügten Spritzgußhälften auf. Das Gehäuse 16, das vorzugsweise aus einem leichten Material, z.B. aus einem stoßfesten Kunststoff besteht, weist einen Handgriff 42 auf, an welchen das Gerät von der Bedienungsperson ergriffen werden kann. Ein Licht 20, das auf der Vorderseite des Handgriffs 42 angebracht ist, dient als Anzeige dafür, daß der Stab und die zugehörige Verarbeitungseinrichtung in Betrieb sind. Der untere Abschnitt des Gehäuses 16 endet in einem verjüngten Endteil oder "Nasen-"Konus 38.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel dient der Lesestab zum Lesen eines Etiketts oder Anhängers 28, der ein Feld von gedruckten alphanumerischen Zeichen trägt. Das Lesen erfolgt durch Überfahren des Etiketts 28 mit dem Konus 38 entlang "einer imaginären Mittellinie 50-50, die sich durch das Zentrum des Zeichenfeldes erstreckt. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann das Etikett 28 mit dem Lesestab in beiden Richtungen überfahren werden, wie dies durch den Doppelpfeil in Fig. 1 veranschaulicht ist. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung zu erkennen sein wird, enthält der Konus 38 die neuen Mittel zum visuellen Ausrichten des Lesestabes zu dem Zeichenfeld.

Im folgenden wird auf die Figuren 4 und 5 Bezug genommen.

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Der Konus 38 besteht aus zwei Konushälften 38a und 38b, die in zusammengesetztem Zustand einen Hohlraum umschließen. Dieser Hohlraum hat einen relativ weiten oberen Bereich, der sich su einer relativ engen Öffnung oder einem Schlitz 26 im stirnseitigen Ende des Konus verjüngt. Die Innenwände der beiden Hälften 38a und 38b bilden licht-streuende Oberflächen.

Zwei Glühlampen 30a und 30b sind im oberen Teil des Konushohlraums mit Abstand nebeneinander angeordnet und liefern Licht sowohl zur Beleuchtung der Zeichen, das nach Reflexion von dem Photodiodenfeld o.dgl. aufgefangen wird, und ferner für die erfindungsgernäß vorgesehenen Ausrichtmittel. Die Lampen 30a und 30b sind in Sockeln 32a und 32b gefaßt, die selbst in kreisförmigen Öffnungen in den Gehäusehälften 38a und 38b gehaltert sind.

Eine Lichtdetektoreinrichtung, die im beschriebenen Ausführungsbeispiel als Photodiodenfeld 34 ausgebildet ist, ist in dem Gehäuse 16 zwischen und unmittelbar über den Sockeln 32a und 32b angeordnet. Bei dem beschriebenen Aus— führungsbeispiel ist das Feld 34 eine 65 χ 4 Photodiodenmatrix, die im wesentlichen parallel zur Oberfläche des Etiketts 28 angeordnet ist, wenn die Bedienungsperson den Lesestab in der richtigen Weise mit dem Etikett ausgerichtet hat.

Die Konushälften 38a und 38b bilden auch eine zylindrische Öffnung 44, die direkt zwischen den Lampensockeln 32a und 32b angeordnet ist. In der Öffnung 44 ist eine Linse 36 gehaltert, welche zwischen dem Photodiodenfeld 34 und dem Schlitz 26 liegt. In den Konushälften 38a und 38b sind Öffnungen 22a bzw. 22b susgebildet, welche als Auslaßöffnungen für zum Ausrichten des Lesestabs erfindungsgemäß vorgesehene Lichtmuster dienen. Diese Öffnungen sind

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mit gleichen Abständen von den Lampen 30a und 30b (Figuren 4 und 5) angeordnet und verlaufen durch dia Wände der Konus— hälfteri 38a bzw. 38b unter einein Winkel von etwa 45 zur Korizontalebene. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel liefern die Lampen 30a und 30b Licht sowohl zum Lesen der Zeichen als auch zuwi Ausrichten des Lesestabs. Jede dieser beiden Funktionen kann jedoch mit Hilfe von Licht aus getrennten Lichtquellen erfüllt werden.

Wie in den Figuren 1, 2, 4 und 6 zu sehen ist, wird von den Lampen 30a und 30b erzeugtes Licht durch die Öffnungen 22a und 22b in Lichtmustern 24a und 24b auf die die zu lesenden Zeichen tragende Oberfläche geworfen. Wenn der Lesestab in der geeigneten Ausrichtung zum Zeichenfeld gehalten wird, das Diodenfeld 34 also im wesentlichen parallel zur abgetasteten Oberfläche verläuft, so haben die« Lichtmuster 24a und 24b im wesentlichen identische trapezförmige Ausbildung und sind symmetrisch um die Achse des Handgriffs 42 angeordnet. Außerdem sind die Muster 24a und 24b im wesentlichen symmetrisch um die Mittellinie 50-50 (Fig. 6) angeordnet. Es ist wichtig,.daß der Lesestab beim Lesen richtig über dem Zeichenfeld ausgerichtet ist, da anderenfalls keine richtige Zeichenerkennung stattfinden kann. Die Muster 24a und 24b, die bei der richtigen Ausrichtung gebildet werden, sind in den Figuren 1, 2, 4 und 6 gezeigt.

Fig. 7 veranschaulicht eine Ursache für einen Lesefehler, der durch Neigung des Lesestabs entweder nach links oder nach rechts entsteht. Diese Neigung ruft eine Verzerrung des auf der Photodiodenmatrix hervorgerufenen Zeichenbildes hervor. Die aus den Öffnungen 22a und 22b austretenden und auf der abgetasteten Oberfläche abgebildeten Lichtmuster 24c und 24d sind dabei in bezug auf die Achse des Handgriffs 42 unsymmetrisch, wie in Fig. 7 zu sehen ist.

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Diese unsymmetrischen Muster machen eina solche Fehlaus— richtung unmittelbar sichtbar. Zu beachten ist dabei, daß selbst ein leichtes Verkippen bzw. Neigen zu einer relativ großen Änderung der Relativlänge der beiden Muster 24c und d führt, da das eine Muster verlängert wird, während sich das andere Muster deutlich verkürzt.

Lesefehler können auch dann auftreten, wenn die Bedienungsperson den Handgriff 42 zu hoch (Fig. 8) oder zu niedrig (Fig. 9) hält. In jedem Falle geht die Symmetrie der Muster um die Mittellinie 50-50 verloren, und die Muster werden verschoben. Wenn der Handgriff 42 beispielsweise zu hoch gehalten wird, so kippt das obere Ende des Konus 38 von der Bedienungsperson weg und bewirkt, daß die Muster 24e und 24f (Fig. 8) unsymmetrisch werden und sich auf dem Etikett 28 in Richtung auf die Bedienungsperson verschieben. Wenn der Handgriff dagegen zu tief gehalten wird, so werden die Muster 24g und 24 h (Fig. 9) ebenfalls unsymmetrisch und von der Bedienungsperson weggeschoben.

Es ist außerdem möglich, daß der Benutzer den Lesestab um die Vertikalachse derart verschwenkt, daß sich der Schlitz 26 nicht mehr rechtwinklig zur Bewegungsrichtung bzw. zur Längsrichtung des Zeichenfeldes befindet, oder der Stab beim Überfahren des Zeichenfeldes mit dem Schlitz nicht genau auf der Zeichenspur ausgerichtet ist. Beide Arten der Fehlausrichtung können mit Hilfe der erfindungsgemäß gebildeten Lichtmuster geeignet festgestellt werden. Außerdem ruft das Muster in Bewegungsrichtung eine Ausrichtanzeige zu dem Zeichenfeld hervor.

Die trapezförmige Ausbildung der Ausrichtmuster 24a und 24b des beschriebenen Ausführungsbeispiels ergibt sich aus einer Kombination von Ausbildungs- und Anordnungsmerkmalen, einschließlich der Anordnung der Öffnungen 22a und

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22b in bezug auf die Lampen 30a und 30b, des Winkels, unter dem die Öffnungen in den Konushälften 38a und 38b verlaufen und der Form des Öffnungsquerschnitts. Natürlich können auch andere Muster-Projektionsformen vorgesehen sein. So können beispielsweise Lichtmuster aus vier einzelnen Projektionsstrahlenbündeln vorgesehen werden, wobei zwei Musterprojektionen das Zeichenfeld auf jeder Seite des Konus 38 umschließen, wenn der Stab in der richtigen V/eise ausgerichtet ist. Bei jeder Form der verwendeten Muster sollten letztere um ein ausreichendes Maß gegenüber dem Konus 38 seitlich vorstehen, damit sie beim Abtasten der zu lesenden Zeichen ausreichend deutlich sichtbar sind. Außerdem sollten die Muster genügend kräftig und hell sein, um auch bei relativ starkem Umgebungslicht sichtbar zu werden. Schließlich sind die Muster vorzugsweise sowohl um die Achse des Handgriffs 42 als auch die Mittel— linie '50-50 symmetrisch angeordnet, damit das Zeichenfeld in den Mustern einfach zentriert werden kann und Fehlausrichtungen des Stabes aufgrund unsymmetrischer Muster ohne Schwierigkeiten festgestellt werden können. Wenn auch einer der Vorteile des beschriebenen Ausführungsbeispiels in dessen einfachem Aufbau und der Ausnutzung von im Stab vorhandenen Lichtquellen liegt, so können in abgewandelten Ausführungsbeispielen der Erfindung verschiedene Kombinationen von Linsen, Öffnungen und zusätzlichen Lichtquellen vorgesehen sein.

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Claims

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELECPi ■ ~ 430C ESSEN 1 ■ AM RÜHRSTEIN 1 · TEL.: (02O1) 4126 Seite -^- C 70

CAERE CORPORATION

Ansprüche

(1. Optisches Hand-Lesegerät, bei dem in einen Gehäuse eine Lichtquelle zum Beleuchten der zu lesenden Zeichen, eine Detektoreinrichtung zur Licntraessung und eine von den Zeichen reflektiertes Licht aufnehmende und ein den Zeichen entsprechendes Bild auf der Lichtdetektoreinrichtung entwerfende Linsenanordnung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet , daß zur Ausrichtung des Gehäuses (16) mit dan zu lesenden Zeichen dem Gehäuse (16) Ausrichtmittel (22a, 22b) zugeordnet sind, die auf die die Zeichen tragende Oberfläche (28) ein beim Lesen mit dem Hsnd-Lesegerät sichtbares Lichtmuster (24a, 24b) projizieren.
2. Lesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Beleuchten der zu lesenden Zeichen dienende Lichtquelle (30a, 30b) auch als Lichtquelle für die Projektion des sichtbaren Lichtmusters (24a, 24b) vorgesehen ist.
3. Lesegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtmuster aus zwei getrennten Lichtprojektionen (24a, 24b) besteht, die um wenigstens eine Achse des Lesegeräts symmetrisch angeordnet und von entgegengesetzten Seiten des Gehäuses (16, 38) projiziert werden.
4. Lesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtmuster aus zwei getrennten Lichtprojektionen (24a, 24b) besteht, die jeweils symmetrisch um eine Mittellinie (50-50) der zu lesenden Zeichen angeordnet sind

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und an einander gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses (16, 38) austreten.
5. Lesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtmittel wenigstens eine, im Gehäuse (16, 38} ausgebildete öffnung (22a, 22b) aufweisen.
6. Lesegerät nach einem dar Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtdetektoreinrichtung (34) und die Linsenanordnung (36) in wesentlichen koaxial angeordnet sind, daß in dein Gehäuse (16) zwei getrennte Lichtquellen (30a, 30b) an gegenüberliegenden Seiten der Lichtdetektoreinrichtung (3O und der Linsenanordnung (36) angeordnet sind und daß die Ausrichtmittel zwei an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses (16, 38) ausgebildete Öffnungen (22a, 22b) aufweisen,die jeweils in gleichem Abstand von jeder der beiden Lichtquellen (30a, 30b) angeordnet sind.
7. Lesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das sichtbare Lichtmuster durch wenigstens eine in einem konischen Gehäuse-Vorderabschnitt (38) ausgebildete Gehäuseöffnung (22a, 22b) schräg nach unten und seitlich austritt.

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