DE19625767A1 - Lesegerät für die optische Erfassung und Speicherung von visuell markierten und projizierten alphanumerischen Zeichen, Graphiken und fotografischen Bildern - Google Patents
Lesegerät für die optische Erfassung und Speicherung von visuell markierten und projizierten alphanumerischen Zeichen, Graphiken und fotografischen BildernInfo
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Description
Aus der WO 92/11610 ist bereits ein Scanner zur elektro
nischen Erfassung und Speicherung von alphanumerischen
Zeichen bekannt. Bei diesen Geräten wird das Licht einer
Strahlungsquelle über eine Projektionsvorrichtung auf
einen vorherbestimmbaren Ausschnitt einer mit alphanu
merischen Zeichen markierten Fläche projiziert, und das
reflektierte Licht über eine optische Einheit auf einem
Bildsensor abgebildet, der das Licht in eine Abfolge von
elektronischen Signalen umwandelt. Ein Bewegungsdetek
tor registriert dabei die Bewegung des Scanners entlang
einer Zeichenzeile. Eine im Lesegerät integrierte Sig
nalverarbeitungselektronik verlegt die Signale des Bild
sensors in eine Abfolge von Zeichen, die jeweils alpha
numerischen Symbolen entsprechen. Die Zeichen können
als alphanumerische Symbole in einem integrierten Spei
cher abgelegt, oder aber über eine Schnittstelle zur
Weiterverarbeitung auf einen Computer übertragen werden.
Derartige Scanner sind auf das zeilenweise Erfassen und
Abspeichern alphanumerischer Zeichen beschränkt, können
aber nicht graphische Darstellungen oder fotografische
Bilder erfassen.
Durch die Erfindung soll demgegenüber ein Lesegerät ge
schaffen werden, das neben alphanumerischen Zeichen auch
die optische Erfassung, Speicherung und elektronische
Weitergabe von Graphiken oder fotografischen Bildern
ermöglicht.
Gelöst ist diese Aufgabe durch ein Lesegerät, bei dem
eine Projektionsvorrichtung das Licht einer Strahlungs
quelle auf einen vorherbestimmbaren Ausschnitt einer mit
alphanumerischen Zeichen, Graphiken oder fotografischen
Bildern markierten Fläche projiziert, eine optischen Ein
heit das von der markierten Fläche reflektierte Licht der
Strahlungsquelle auffängt und auf einem Bildsensor ab
bildet, der das Licht in eine Abfolge von elektronischen
Signalen umwandelt, bei dem ein Bewegungsdetektor zur
Beschreibung der Position des Lesegerätes bei einer Be
wegung parallel zur markierten Fläche Synchronisations
signale erzeugt, und bei dem eine Signalverarbeitungs
einheit die Signale des Bildsensors mit Hilfe der Syn
chronisationssignale in alphanumerische, graphische
oder bildliche Informationen eines frei wählbaren Tei
les der markierten Fläche zeichencodeunabhängig enthal
tende Informationspakete umwandelt und in einer der
elektronischen Weiterverarbeitung zugänglichen Weise in
einer Speichereinheit abrufbar ablegt.
Bei bestimmungsgemäßem Gebrauch erfaßt das Lesegerät
nach der Erfindung einen frei wählbaren Teil einer mit
alphanumerischen Zeichen, Graphiken oder fotografischen
Bildern markierten Fläche auf optische Weise und wan
delt die optischen Signale in eine Folge elektronischer
Signale um, die unter Wahrung der gesamten ursprüngli
chen Bildinformation in für die elektronische Weiter
verarbeitung zugänglicher Weise abgespeichert werden
und wieder abrufbar sind.
Die Beleuchtung sollte zweckmäßigerweise mit monochro
marem Licht erfolgen, um eine dispersionsbedingte Ver
zerrung der optischen Erfassung zu vermeiden. Infrarotes
Licht ist dabei besonders geeignet, da es in üblicher
Weise verwendeten markierten Flächen, wie beispiels
weise Papier, eine größere Eindringtiefe als sichtbares
Licht besitzt, und daher die Unterscheidung der zu er
fassenden Informationen von Oberflächenverunreinigungen
ermöglicht.
Um die zu erfassende Fläche variabel einstellen zu kön
nen, ist es zweckmäßig, am Lesegerät eine Projektions
vorrichtung anzubringen, die eine Blende mit variabler
Öffnung aufweist. Besonders geeignet dafür ist eine
Schlitzblende, deren Schlitzgröße stufenlos einstellbar
ist und die Erfassung einen balkenartigen Ausschnittes
ermöglicht.
Im Interesse eines einfachen Aufbaus des Lesegerätes
sieht eine sinnvolle Weiterbildung der Erfindung vor,
daß die Strahlenquelle in den Bildsensor integriert ist
und somit deren Licht durch den gleichen optischen Kanal
geführt wird wie das reflektierte Licht.
Eine besonders einfache Handhabbarkeit ergibt sich, wenn
der Bewegungsdetektor fest mit dem Lesegerät verbunden
ist und ein Abtastelement aufweist, das rotationssymme
trisch ausgebildet und um mindestens eine Achse dreh
bar gelagert am Bewegungsdetektor angeordnet sowie an
der zu erfassenden Fläche entlangführbar ist.
Die Detektion der Bewegung des Lesegerät es auf der mar
kierten Fläche kann zweckmäßiger Weise unter Zuhilfenahme
des Halleffektes erfolgen. Insoweit sieht eine abermalige
wichtige Weiterbildung der Erfindung vor, daß der Bewe
gungsdetektor ein Hallelement mit einem Abtastelement
aufweist, wobei das Abtastelement von einem inhomogenen
Magnetfeld umgeben ist. Die Drehbewegung des Abtastele
ments verursacht eine periodische Veränderung der im
Hallelement induzierten Hallspannung. Dieser Effekt
ermöglicht die Bestimmung der Position des Lesegeräts
auf der markierten Fläche.
Gemäß einer anderen Weiterbildung besteht das Abtastele
ment aus einer frei drehbar gelagerten Kugel, auf deren
Oberfläche gleichmäßig beabstandete Magnetplättchen an
geordnet sind. Dadurch kann die Bewegung des Lesegerätes
auf der markierten Fläche sowohl in horizontaler als
auch in vertikaler Richtung detektiert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Lesegerät mit
einem elektronischen Verschluß versehen, durch dessen
Betätigung derjenige Teil der markierten Fläche frei
bestimmt werden kann, der von der Signalverarbeitungs
einheit in einem Informationspaket abgelegt werden soll.
Zur schnelleren Informationsverarbeitung können der oder
die zur Aufnahme der Informationspakete bestimmten Spei
cher in die Signalverarbeitungseinheit integriert sein.
Nach einer abermaligen Ausgestaltung kann die Signal
verarbeitungseinheit Vorrichtungen zum Zuschalten von
externen Speichern aufweisen. Dadurch ist es möglich,
auch umfangreiche Texte oder komplexe Bilddokumente ab
zuspeichern.
Die Stromaufnahme und die Betriebsspannung können deut
lich verringert werden, wenn die Signalverarbeitungsein
heit und die Speichereinheit bereits in den Bildsensor
integriert werden.
Zur externen Weiterverarbeitung der Daten ist es zweck
mäßig wenn die Signalverarbeitungseinheit und/oder die
Speichereinheit des Lesegerätes mit einer Schnittstelle
zur Datenübertragung an externe Geräte optisch, elektro
nisch oder optoelektronisch verbunden ist.
Zur leichteren Handhabbarkeit sollte das Lesegerät mit
einer Batteriestromversorgung ausgestattet sein, die
zweckmäßigerweise mit wieder aufladbaren Batterien be
treiben werden kann. Die Stromeinspeisung für das Auf
laden der Batterien kann entweder über eine vom Lesege
rät ablösbare Einschubvorrichtung erfolgen, oder aber
über ein mit der Schnittstelle verbundenes Kabel. Opti
miert werden kann der Aufladevorgang der Batterien noch
durch die Integration einer Ladeelektronik, vorzugsweise
in der Computerschnittstellenkarte, die den Ladevorgang
einer ständigen elektronischen Kontrolle unterzieht.
Vorteilhaft ist auch die Möglichkeit zur ständigen Kon
trolle der erfaßten oder gespeicherten Daten. Dazu kann,
ebenfalls in weiterer Ausgestaltung der Erfindung, ein
Monitor dienen, der von einem in die Signalverarbeitungs
einheit integrierten Signalverarbeitungschip angesteuert
wird. Die erfaßten Bildinformationen können damit online
visuell aufgezeigt werden. Es können aber auch alle Infor
mationspakete, die in der Speichereinheit abgelegt wurden,
und als lesbare Bilddarstellung ersichtlich sind, abgeru
fen werden. Dabei kann der Monitor auch als Einschubein
heit ausgebildet sein, der bei Bedarf an das Lesegerät
angeschlossen oder auch von ihm getrennt werden kann.
Der geringe Platz bedarf der modernen Mikroelektronik
ermöglicht die besonders zweckmäßige Ausgestaltung der
Erfindung als Handgerät, beispielsweise in der Form
eines Füllfederhalters.
Gemäß einer abermaligen Ausgestaltung der Erfindung wer
den die zu erfassenden Zeichen, Graphiken oder Bilder
mit einem Balken aus sichtbarem Licht und einem deckungs
gleich überlagerten Infrarotlichtbalken markiert. Das
reflektierte Lichtbündel wird durch einen semitranspa
renten Spiegel, der nur für Infrarotlicht durchlässig
ist in seine sichtbaren und infraroten Anteile zerlegt,
wobei nur die Infrarotlichtanteile zur Bilderfassung
verwendet werden.
Diese Infrarotlicht-Bilderfassung hat den Vorteil, daß
auch verschmutzte oder verwischte Zeichen vom Bildsen
sor noch verarbeitet und verwertet werden können. Zudem
können auch Zeichen, für die in der Farbe des zur Mar
kierung verwendeten sichtbaren Lichtes ausgeführt sind,
vom Bildsensor erfaßt werden.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der
beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel beschrie
ben. In schematischer Darstellung zeigen:
Fig. 1 den Aufbau eines als Handgerät ausgeführten
Lesegerätes mit einem Bewegungsdetektor, einer
Optik, einer Signalverarbeitungseinheit, einer
integrierten Batterieversorgungseinheit und
einer integrierten Schnittstelle,
Fig. 2 eine Ansicht des Lesegeräts 1 beim bestimmungs
gemäßen Gebrauch,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch die aus einem Bildsen
sor, einer Fokussiereinheit, und einer Schlitz
blende bestehende Optik des Lesegerätes,
Fig. 4 die Schlitzblende der Optik in einer Draufsicht,
Fig. 5 eine Prinzipskizze zur Erörterung des sogenann
ten Halleffekts,
Fig. 6 den Aufbau eines als Hallgenerator ausgeführten
Bewegungsdetektors in einer Schnittdarstellung,
Fig. 7 den Aufbau des als Hallgeneratoreinheit ausge
führten Bewegungsdetektors in perspektivischer
Darstellung,
Fig. 8 den Bewegungsdetektor in einer Seitenansicht,
Fig. 9 den schematischen Aufbau des Lesegerätes in
einem Blockdiagramm,
Fig. 10 anhand eines Blockdiagramms das Einlesen und
Abspeichern von Informationen mittels des Lese
gerätes,
Fig. 11 anhand einer Prinzipskizze die Übertragung der
vom Lesegerät erfaßten Daten in eine elektro
nische Datenverarbeitungsanlage,
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines Lesegeräts
mit einem als Einschubeinheit konzipierten Mo
nitor in dessen Gebrauchsstellung,
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht auf die
Monitor-Einschubeinheit für sich allein,
Fig. 14 ebenfalls in einer perspektivischen Ansicht das
Lesegerät gemäß Fig. 12 mit der Monitor-Ein
schubeinheit in dessen Nichtgebrauchsstellung,
Fig. 15 in einer Längsschnittansicht wie in Fig. 3 eine
mit einem Rotlichtstrahler, einem Infrarotlicht
strahler und einem im Strahlengang angeordneten
semitransparenten Spiegel ausgerüstete Optik und
Fig. 16 die in Fig. 15 veranschaulichte Optik, jedoch
mit dem Strahlengang des von einer markierten
Fläche reflektierten Lichts.
Das in Fig. 1 dargestellte Lesegerät 1 umfaßt einen fest
mit diesem verbundenen Bewegungsdetektor 2, der von einem
als Handgriff ausgebildeten Gehäuse 3 vorsteht. Integriert
in das Gehäuse 3 sind eine der Bilderfassung dienende Op
tik 4, eine über ein vieladriges Verbindungskabel 5 mit
der Optik 4 verbundene Platine 6, auf der eine Signalver
arbeitungseinheit 7 und eine Batteriestromversorgungs
einheit 8 mit aufladbaren Batterien 9 angeordnet sind,
ferner eine Schnittstelle 10, die über ein Anschlußka
bel 11 mit der Platine 6 elektronisch verbunden ist und
eine Schnittstellenkarte 12 aufweist.
Die der Bilderfassung dienende Optik 4 besteht aus einem
CCD-Bildsensor 14, der optische in elektronische Bild
signale umwandelt, und in den ein beispielsweise grünes
Licht abstrahlender Halbleiterstrahler 17 integriert ist.
Am Bildsensor 14 ist eine Projektionsvorrichtung 15 mit
einer optischen Fokussiereinheit 18 angeordnet. Die Fo
kussiereinheit 18 besteht aus je einer bikonvexen, einer
plankonkaven und einer bikonkaven Linse sowie aus einer
Schlitzblende 16, die auf der Seite der Projektionsvor
richtung 15 angeordnet ist, die bei bestimmungsgemäßem
Gebrauch des Lesegerätes dem die zu erfassenden Infor
mationen tragenden Informationsträger zugewandt ist.
Die Schlitzblende 16 besitzt zwei Lamellen 23, 23′, die
einen über einen drehbaren Einstellring 25 variabel ein
stellbaren Schlitz 24 bilden. Bei der Schlitzeinstellung
werden die Schlitzlamellen 23, 23′, die entlang zweier
auf einer fest mit der Projektionsvorrichtung 15 verbun
denen Kreisscheibe 27 angeordneter Führungsschienen 28
in radialer Richtung geführt sind, durch eine radial nach
außen weisende Kraft jeweils einer fest mit den Führungs
schienen 28 verbundenen Feder 29, 29′ gegen eine fest mit
dem Einstellring 25 verbundene elliptische Einfassung 26
gedrückt. Die elliptische Einfassung 26 ist dabei so aus
gebildet, daß der Schlitz 24 dann vollständig geschlos
sen ist, wenn die Lamellen 23, 23′ mit ihrer Führungsrich
tung parallel zur kleinen Halbachse der von der Einfas
sung 26 gebildeten Ellipse angeordnet sind. Eine Drehung
des Einstellrings 25 führt dazu, daß die Schlitzlamel
len 23, 23′ unter Vergrößerung des Schlitzes 24 auseinan
dergedrückt werden. Eine maximale Schlitzgröße wird bei
einer Einstellung erreicht, bei der die Lamellen 23, 23′
mit ihrer Führungsrichtung parallel zur großen Halbachse
der von der Einfassung 26 gebildeten Ellipse angeordnet
sind.
Durch das Zusammenwirken der Fokussiereinheit 18 mit der
Schlitzblende 16 kann ein frei wählbarer Ausschnitt 19,
etwa in Form eines rechteckförmigen Balkens, einer zu
erfassenden Informationen aufweisenden Fläche 20 mit dem
Licht des Halbleiterstrahlers 17 beleuchtet werden, wenn
das Lesegerät in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise bei
bestimmungsgemäßem Gebrauch entlang einer mit alphanume
rischen Zeichen, Graphiken oder fotografischen Bildern
versehenen Fläche 20 geführt wird. Das von der markierten
Fläche 20 reflektierte und nach Durchlaufen der Schlitz
blende 16 von der Fokussiereinheit auf den Bildsensor 14
projizierte Licht wird in diesem Bildsensor 14 in an sich
bekannter und hier nicht näher interessierender Weise
in elektronische Signale umgewandelt.
Um einen größeren Ausschnitt einer mit Informationen ver
sehenen Fläche 20 erfassen zu können, ist es notwendig,
daß ein Bewegungsdetektor 2 die Bewegung des Lesegeräts 1
entlang der markierten Fläche 20 erfaßt und entsprechende
Synchronisationssignale an die Signalverarbeitungsein
heit 7 weitergibt. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Lese
gerät handelt es sich dabei um einen den sogenannten Hall
effekt zur Detektion ausnutzenden Bewegungsdetektor 2.
Dabei wird ein Hallelement 30 in Form eines stromdurch
flossenen Leiters von einem Magnetfeld 31 durchsetzt.
Die Einwirkung des Magnetfeldes auf den Stromfluß in
dem Hallelement 30 führt zu einer Spannung 32 quer zur
Stromdurchflußrichtung.
Der Bewegungsdetektor 2 weist an der der markierten
Fläche 20 zugewandten Seite eine frei drehbar gelagerte
Abtastkugel 33 auf, auf deren Oberfläche kleine Magnet
plättchen 34 gleichmäßig beabstandet voneinander ange
ordnet sind. Die Bewegungen der Abtastkugel 33 gegenüber
dem fest mit dem Lesegerät 1 verbundenen und beabstan
det von der Abtastkugel 33 angeordneten Hallelement 30
führt zu einer periodischen Änderung des das Hallele
ment 30 durchsetzenden Magnetfelds, und damit zu einer
entsprechend periodischen Änderung der Spannung im Hall
element 30. Um die zweidimensionale Bewegung der Abtast
kugel 33 erfassen zu können, bedarf es zweier Hallele
mente 35, 36, die beabstandet von der Abtastkugel 33
und senkrecht zueinander angeordnet sind sowie jeweils
von einem Strom derart durchflossen werden, daß die von
ihnen ausgehenden Spannungssignale einen eindeutigen
Rückschluß auf eine bestimmte Drehbewegung der Abtast
kugel 33 zulassen.
Die elektronischen Bildsignale des Bildsensors 14 und
die Signale des Hallelements 30 werden der elektroni
schen Signalverarbeitungseinheit 7 zugeführt. Die Bild
signale werden in einer Verstärkerstufe 41 elektronisch
verstärkt und einem A/D-Konverter 42 zugeleitet sowie
in digitaler Form in einer Speichereinheit 47 abgelegt.
Die Signale des Hallelements 30 werden in einem Impuls
teiler 43 in Synchronisationssignale 44 umgewandelt. Ein
elektronischer Verschluß 45 bestimmt Beginn und Ende der
Abfolge der Synchronisationssignale 44 und damit die
Größe des zu erfassenden Abschnitts 19 der markierten
Fläche 20. Das auf diese Weise durch die elektronische
Verschlußzeit 50 begrenzte Synchronisationssignal 44
wird, wie in Fig. 10 gezeigt, zusammen mit den aus der
Speichereinheit 47 abgerufenen Bildsignalen einer Sig
nalaufbereitungseinheit 48 zugeführt und in ein digi
tales Informationspaket 51 umgewandelt, das unter einer
Speicheradresse 52 eines Speichers 49 abgespeichert
wird. An dem Speicher 49 angebrachte Vorrichtungen 56
ermöglichen die Erweiterung der Speicherkapazität durch
den Anschluß weiterer externer Speichern 57.
Bei der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungs
form des Lesegeräts 1 ist die Signalverarbeitungsein
heit 7 über ein Kabel 11 mit der Schnittstelle 10 ver
bunden, die eine Anbindung an externe elektronische
Datenverarbeitungsanlagen erlaubt. Dies geschieht, wie
in Fig. 11 gezeigt, entweder über ein Schnittstellen
kabel 60, das direkt mit der Schnittstelle 10 über einen
Stecker 61 an eine extern e elektronische Datenverarbei
tungsanlage 70 anschließbar ist, oder über eine Ein
schubvorrichtung 62, in der das Lesegerät 1 in einer
Ausnehmung 63 formschlüssig aber lösbar aufnehmbar ist
und die eine zur Schnittstelle 10 passende Verbindungs
vorrichtung 66 aufweist sowie über ein Schnittstellen
kabel 64 und einen Stecker 65 mit einer externen Daten
verarbeitungsanlage 70 verbindbar ist.
Das Lesegerät 1 weist in dem als Handgriff ausgebilde
ten Gehäuse 3 eine auf der Platine 6 angeordnete Batte
riestromversorgungseinheit 8 auf, die den gesamten zum
Betrieb des Lesegerätes 1 benötigten Strom liefert und
vorzugsweise mit wieder aufladbaren Batterien 9 betrie
ben wird. Die Batterien 9 sind über die Einschubvorrich
tung 62 oder über das Schnittstellenkabel 60 aufladbar,
wobei sie von einer Ladeelektronik, die sich auf einer
Schnittstellenkarte 72 befindet, überwacht werden. Ein
Spannungsregler 73, der über Verbindungskabel 74, 75 mit
der Schnittstelle 10 und der Batterieeinheit 8 verbun
den ist, erzeugt die notwendigen Betriebs- und Steuer
spannungen für den Betrieb der elektronischen Komponen
ten und überwacht und steuert die Spannung der Batte
rien 9.
Fig. 12 zeigt eine gegenüber der Ausführungsform gemäß
Fig. 1 abgewandelte Ausführungsform eines Lesegeräts 1′ ,
das eine Vorrichtung 80 aufweist, in die ein Monitor 81
als Einschubeinheit über Verbindungsstücke 82, 82′ zur
mechanischen festen, aber lösbaren sowie zur elektroni
schen Verbindung mit dem Lesegerät 1′ eingeführt werden
kann. Die Ansteuerung des Monitors 81 erfolgt über einen
in die Signalverarbeitungseinheit 7 integrierten Video
chip 83. Dieser greift auf die in den Speicheradressen 52
abgelegten Informationspakete 51 zu und ermöglicht deren
Darstellung auf einem am LCD-Monitor 81 angeordneten
Display 84.
Bei dem vorstehend erläuterten Lesegerät handelt es sich
darum, daß die von dem Halbleiterstrahler 17 imitierte
Strahlung im sichtbaren Sonnenlicht-Spektralbereich über
die Projektionseinrichtung 15 und die Schlitzblende 16 auf
das zu erfassende Medium projiziert wird und etwa als Bal
ken 19 oder Rahmen sichtbar wird. Die geometrischen Ausmaße
des projizierten Balkens oder Rahmens werden von der einge
stellten Schlitzgröße der mit dem Einstellring 25 stufen
los einstellbaren Schlitzblende bestimmt. Somit wird nicht
nur der projizierte Positions-Balken 19 der Größe der zu
erfassenden Schrift oder Graphik angepaßt, sondern auch
der optische Erfassungsbereich für die Bildverarbeitung
im CCD-Bildsensor definiert. Die projizierten Strahlen
werden von dem angestrahlten Abschnitt 19 der markier
ten Fläche 20 reflektiert und gelangen als Reflexions
strahlen, die alle Bildinformationen des jeweiligen Ab
schnittes 19 enthalten, in umgekehrte Richtung über die
im Strahlengang befindliche Schlitzblende und die Optik
zum CCD-Bildsensor 14. Bei der Darstellung der zu erfas
senden Mediumsgröße mittels eines Monitors 81 entspricht
die visuelle Darstellung exakt der Bildinformation, die
der CCD-Bildsensor 14 erfaßt.
Die Impulse für das CCD-Synchron-Signal werden von dem
aus dem Hallelement 30 und der Abtastkugel 33 bestehenden
Hallgenerator erzeugt, die über die Konverterstufe 42 der
Signalverarbeitungseinheit 7 zugeleitet werden. Das für
den Hall-Effekt notwendige Magnetfeld 31 wird von gleich
mäßig unmittelbar unter der Oberfläche der Abtastkugel 33
angeordneten Magnetplättchen 34 erzeugt. Den Steuerimpuls
für den elektronischen Verschluß 45 liefert eine Druck
taste 46.
Bei der in den Fig. 15 und 16 dargestellten Optik sind
um einhundert gegenüber Fig. 3 erhöhte Bezugszeichen ver
wendet. Die Optik 104 umfaßt wiederum einen CCD-Bildsen
sor 114, in den ein Infrarotstrahler 117 integriert ist,
ferner eine Projektionsvorrichtung 115 mit einer Fokus
siereinheit 118, die ebenso wie die Fokussiereinheit 18
aus je einer bikonvexen, plankonkaven und bikonkaven Linse
besteht sowie eine Schlitzblende 116 aufweist. Im Unter
schied zu der in Fig. 3 veranschaulichten Optik 4 ist die
Optik 104 mit einem im rechten Winkel zum Strahlengang
des Infrarotstrahlers 117 angeordneten Rotlichtstrah
ler 121 und einem semitransparenten Spiegel 122 ausge
rüstet. Der Spiegel 122 ist gleichermaßen im Strahlen
gang des Infrarotstrahlers 117 und des Rotlichtstrah
lers 121 angeordnet und für das vom Rotlichtstrahler
seitlich eingestrahlte Rotlicht undurchlässig, hingegen
durchlässig für Infrarotlicht.
Bei bestimmungsgemäßem Gebrauch eines mit der Optik 104
ausgerüsteten Lesegerätes durchstrahlen das den semitrans
parenten Spiegel 122 durchdringende Infrarotlicht und das
seitlich eingestrahlte Rotlicht, das am Spiegel in Rich
tung des Infrarotlichts abgelenkt wird, die Fokussiervor
richtung 118 und treffen auf einen in Abhängigkeit von
der Einstellung der Schlitzblende 116 frei auswählbaren
Abschnitt der mit Informationen versehenen Fläche 20 auf,
wie dies Fig. 15 zeigt. Das an der Fläche 20 in Einstrahl
richtung reflektierte Rotlicht mit überlagertem Infrarot
licht enthält alle Informationen des ausgewählten Ab
schnittes der Fläche 20. Der Rotlichtanteil des reflek
tierten Lichts erfährt an dem für dieses Licht undurch
lässigen semitransparenten Spiegel 122 eine Ablenkung
zum Rotlichtstrahler, während der Infrarotanteil den
Spiegel 122 durchdringt und im CCD-Bildsensor 114 auf
genommen wird, der die im reflektierten Infrarotlicht
enthaltenen optischen Signale in elektronische Signale
umwandelt.
Bezugszeichenliste
1 Lesegerät
2 Bewegungsdetektor
3 Gehäuse
4 Optik
104 Optik
5 Verbindungskabel
6 Platine
7 Signalverarbeitungseinheit
8 Batterieversorgungseinheit
9 Batterien
10 Schnittstelle
11 Anschlußkabel
12 Schnittstellenkarte
13 - - -
14 Bildsensor
114 Bildsensor
15 Projektionsvorrichtung
115 Projektionsvorrichtung
16 Schlitzblende
116 Schlitzblende
17 Halbleiterstrahler
117 Halbleiterstrahler
18 Fokussiereinheit
118 Fokussiereinheit
19 Abschnitt (frei wählbar)
20 Informationsträger
21 Rotlichtstrahler
121 Rotlichtstrahler
22 semitransparenter Spiegel
122 semitransparenter Spiegel
23, 23′ Lamellen, Schlitzlamellen
24 Schlitz
25 Einstellring
26 Einfassung
27 Kreisscheibe
28, 28′ Führungsschienen
29, 29′ Feder
30 Hallelement
31 Magnetfeld
32 Spannung
33 Abtastkugel
34 Magnetplättchen
35 Halteelement
36 Halteelement
37 - - -
38 - - -
39 - - -
40 - - -
41 Verstärkerstufe
42 A/D-Konverter
43 Impulsteiler
44 Synchronisationssignale
45 Verschluß
46 - - -
47 Speichereinheit
48 Signalaufbereitungseinheit
49 Speicher
50 elektronische Verschlußzeit
51 Informationspaket
52 Speicheradresse
53 - - -
54 - - -
55 - - -
56 Vorrichtungen
57 Speicher (wahlweise)
58 - - -
59 - - -
60 Schnittstellenkabel
61 Stecker
62 Einschubvorrichtung
63 Ausnehmung
64 Schnittstellenkabel
65 Stecker
66 Verbindungsvorrichtung
67 - - -
68 - - -
69 - - -
70 ext. Datenverarbeitungsanlage
71 - - -
72 Schnittstellenkarte
73 Spannungsregler
74 Verbindungskabel
75 Verbindungskabel
76 - - -
77 - - -
78 - - -
79 - - -
80 Vorrichtung
81 Monitor
82, 82′ Verbindungsstücke
83 Videochip
84 Display.
2 Bewegungsdetektor
3 Gehäuse
4 Optik
104 Optik
5 Verbindungskabel
6 Platine
7 Signalverarbeitungseinheit
8 Batterieversorgungseinheit
9 Batterien
10 Schnittstelle
11 Anschlußkabel
12 Schnittstellenkarte
13 - - -
14 Bildsensor
114 Bildsensor
15 Projektionsvorrichtung
115 Projektionsvorrichtung
16 Schlitzblende
116 Schlitzblende
17 Halbleiterstrahler
117 Halbleiterstrahler
18 Fokussiereinheit
118 Fokussiereinheit
19 Abschnitt (frei wählbar)
20 Informationsträger
21 Rotlichtstrahler
121 Rotlichtstrahler
22 semitransparenter Spiegel
122 semitransparenter Spiegel
23, 23′ Lamellen, Schlitzlamellen
24 Schlitz
25 Einstellring
26 Einfassung
27 Kreisscheibe
28, 28′ Führungsschienen
29, 29′ Feder
30 Hallelement
31 Magnetfeld
32 Spannung
33 Abtastkugel
34 Magnetplättchen
35 Halteelement
36 Halteelement
37 - - -
38 - - -
39 - - -
40 - - -
41 Verstärkerstufe
42 A/D-Konverter
43 Impulsteiler
44 Synchronisationssignale
45 Verschluß
46 - - -
47 Speichereinheit
48 Signalaufbereitungseinheit
49 Speicher
50 elektronische Verschlußzeit
51 Informationspaket
52 Speicheradresse
53 - - -
54 - - -
55 - - -
56 Vorrichtungen
57 Speicher (wahlweise)
58 - - -
59 - - -
60 Schnittstellenkabel
61 Stecker
62 Einschubvorrichtung
63 Ausnehmung
64 Schnittstellenkabel
65 Stecker
66 Verbindungsvorrichtung
67 - - -
68 - - -
69 - - -
70 ext. Datenverarbeitungsanlage
71 - - -
72 Schnittstellenkarte
73 Spannungsregler
74 Verbindungskabel
75 Verbindungskabel
76 - - -
77 - - -
78 - - -
79 - - -
80 Vorrichtung
81 Monitor
82, 82′ Verbindungsstücke
83 Videochip
84 Display.
Claims (25)
1. Lesegerät für die optische Erfassung und Speiche
rung von visuell markierten und projizierten alphanu
merischen Zeichen, Graphiken und fotografischen Bil
dern, bei dem
- - eine Projektionsvorrichtung (15, 115) das Licht einer Strahlungsquelle (17, 117) auf einen vorherbestimmba ren Ausschnitt (19) einer mit alphanumerischen Zeichen, Graphiken oder fotografischen Bildern markierten Flä che (20) projiziert,
- - eine optische Einheit (4, 104) das von der markierten Fläche (20) reflektierte Licht der Strahlungsquelle (17, 117) auffängt und auf einem Bildsensor (14, 114) abbildet, der das Licht in eine Abfolge von elektro nischen Signalen umwandelt,
- - ein Bewegungsdetektor (2) zur Beschreibung der Posi tion des Lesegerätes (1, 1′) bei einer Bewegung pa rallel zur markierten Fläche (20) Synchronisationssig nale erzeugt,
- - eine Signalverarbeitungseinheit (7) die Signale des Bildsensors (14, 114) mit Hilfe der Synchronisations signale in alphanumerische, graphische oder bildliche Informationen eines frei wählbaren Teiles der markier ten Fläche (20) zeichencodeunabhängig enthaltende In formationspakete umwandelt und in einer der elektroni schen Weiterverarbeitung zugänglichen Weise in einer Speichereinheit (47) abrufbar ablegt.
2. Lesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlungsquelle aus mindestens einem Halbleiter
strahler (17, 117) besteht, der monochromares Licht im
sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich imitiert.
3. Lesegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Projektionsvorrichtung (15, 115) eine Blende
(16, 116) aufweist, deren Öffnung zur Bestrahlung jeweils
unterschiedlich großer Ausschnitte der markierten Flä
che (20) stufenlos verstellbar ist.
4. Lesegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Blende als Schlitzblende (16, 116) ausgebildet
ist, deren Schlitzgröße stufenlos einstellbar ist.
5. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (17, 117)
in den Bildsensor (14, 114) integriert ist.
6. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsdetektor (2)
fest mit dem Lesegerät verbunden ist.
7. Lesegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bewegungsdetektor (2) ein rotationssymmetrisch
ausgebildetes und um mindestens eine Achse drehbar ge
lagertes Abtastelement (33) aufweist.
8. Lesegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bewegungsdetektor ein Hallelement (30) mit ei
nem Abtastelement (33) aufweist, und wobei das Abtast
element (33) von einem inhomogenen Magnetfeld (31) der
art umgeben ist, daß im Zusammenwirken mit dem Hallele
ment (30) bei einer Drehung des Abtastelements (33)
elektrische Signale erzeugt werden, die der jeweiligen
Drehbewegung eindeutig zuzuordnen sind.
9. Lesegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Abtastelement (33) als eine im Bewegungsdetek
tor (2) frei drehbar angeordnete Kugel ausgebildet ist,
die an der Oberfläche mit gleichmäßig beabstandeten Ma
gnetplättchen (34) bestückt ist.
10. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein frei betätigbarer elek
tronischer Verschluß (45) die Größe der Informations
pakete jeweils festlegt.
11. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheit (47) aus
einem oder mehreren in die Signalverarbeitungseinheit (7)
integrierten Speichern (49, 57) besteht.
12. Lesegerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Signalverarbeitungseinheit (7) Vorrichtungen zum
Zuschalten von externen Speichern (57) aufweist.
13. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bildsensor (14, 114)
mit integrierten Speichern zur Signalverarbeitung aus
gestattet ist.
14. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsein
heit (7) und/oder die Speichereinheit (47) mit einer
Schnittstelle (10) zur Übertragung von Daten an externe
Geräte optisch, elektronisch oder optoelektronisch ver
bunden ist.
15. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine integrierte Batteriestromver
sorgung (8) , die mit wiederaufladbaren Batterien (9)
betreibbar ist.
16. Lesegerät nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch
eine integrierte Ladeelektronik zum Wiederaufladen von
Batterien, die ein elektronisch kontrolliertes Schnella
den der Batterien ermöglicht.
17. Lesegerät nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ladeelektronik in die Schnittstelle (10)
integriert ist.
18. Lesegerät nach den Ansprüchen 15, 16 oder 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stromeinspeisung für das Aufladen
der Batterien (9) über eine vom Lesegerät ablösbare Ein
schubvorrichtung (62) erfolgt.
19. Lesegerät nach Anspruch 14 und/oder einem der An
sprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnitt
stelle (10) mit einem Schnittstellenkabel verbindbar ist,
über das eine Stromeinspeisung für das Aufladen der Batte
rien (9) möglich ist.
20. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Signalverarbeitungs
einheit (7) ein Signalverarbeitungschip zum Ansteuern
eines extern zuschaltbaren Monitors (81) , über den die
von der Signalverarbeitungseinheit (7) erzeugten Infor
mationspakete visuell anzeigbar sind, integriert ist.
21. Lesegerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich
net, daß es sich bei dem Monitor um eine Einschubein
heit (80, 81) handelt, die mit dem Lesegerät fest aber
lösbar verbunden ist.
22. Lesegerät nach den Ansprüchen 20 oder 21, dadurch
gekennzeichnet, daß der Signalverarbeitungschip eine
Zugriffsmöglichkeit für die visuelle Anzeige gespeicher
ter Informationspakete auf dem Monitor (81) aufweist.
23. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch die Ausbildung als Handgerät.
24. Lesegerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich
net, daß das Handgerät in der Art eines Füllfederhal
ters ausgebildet ist.
25. Lesegerät nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - als Strahlungsquelle (117) ein in den Bildsensor (114) integrierter Infrarotstrahler dient,
- - die Projektionsvorrichtung (115) einer Lichtquelle (121), die senkrecht zur Abstrahlrichtung des Infra rotstrahlers (117) sichtbares Licht abstrahlt sowie einen für infrarotes Licht durchlässigen semitranspa renten Spiegel (122) aufweist, sichtbares Licht re flektiert, wobei der semitransparente Spiegel (122) in den Strahlen gängen des infraroten Lichtes und des sichtbaren Lich tes derart angebracht ist, daß zum einen das vom In frarotstrahler (117) ausgehende Licht und das sicht bare Licht der Lichtquelle (121) einen deckungsglei chen Ausschnitt (19) der markierten Fläche (20) be strahlen, und zum anderen von dem von der markierten Fläche (20) reflektierten Licht nur der infrarote An teil auf den Bildsensor (114) gelangt, während der sichtbare Anteil in eine von der Richtung zum Bild sensor abseitige Lage gelenkt wird.
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EP97929121A EP1013071A1 (de) | 1996-06-27 | 1997-06-17 | Lesegerät für die optische erfassung und speicherung von visuell markierten und projizierten alphanumerischen zeichen, graphiken und fotografischen bildern |
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US09/202,978 US6243503B1 (en) | 1996-06-27 | 1997-06-17 | Data acquisition device for optical detection and storage of visually marked and projected alphanumerical characters, graphics and photographic picture and/or three dimensional topographies |
PCT/DE1997/001265 WO1998000965A1 (de) | 1996-06-27 | 1997-06-17 | Lesegerät für die optische erfassung und speicherung von visuell markierten und projizierten alphanumerischen zeichen, graphiken und fotografischen bildern |
TW086108713A TW439045B (en) | 1996-06-27 | 1997-06-21 | Reading device |
ZA9705630A ZA975630B (en) | 1996-06-27 | 1997-06-25 | Reading device. |
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DE19625767A DE19625767A1 (de) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | Lesegerät für die optische Erfassung und Speicherung von visuell markierten und projizierten alphanumerischen Zeichen, Graphiken und fotografischen Bildern |
Publications (1)
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DE19625767A Ceased DE19625767A1 (de) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | Lesegerät für die optische Erfassung und Speicherung von visuell markierten und projizierten alphanumerischen Zeichen, Graphiken und fotografischen Bildern |
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DE (1) | DE19625767A1 (de) |
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