DE2647285A1 - Reflected light reading station for binary data - uses cylindrical focussing lenses and polarising filters - Google Patents
Reflected light reading station for binary data - uses cylindrical focussing lenses and polarising filtersInfo
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Abstract
Description
Auflicht-Leser fiir mehrstellige, binarcodierte Informationen Incident light reader for multi-digit, binary-coded information
Die Erfindung betrifft einen Auflicht-Leser für mehrstellige, binärcodierte Informationen mit einer den Informationsträger aus leuchtenden Lichtquelle und einem das vom Informationsträger reflektierte Licht aufnehmenden fotoelektrischen Wandler.The invention relates to a reflected light reader for multi-digit, binary-coded Information with a light source that illuminates the information carrier and a the photoelectric converter receiving the light reflected from the information carrier.
Die bekannten Auflicht-Leser nutzen die Tatsache aus, daß ein von einer Lichtsuelle ausgeleuchteter weisser Informationsträger an den Stellen weniger Licht reflektiert,an denen eine Markierung aufgedruckt ist. Das reflektierte Licht wird von einem fotoelektrischen Wandler aufgenommen und in von der Lichtintensität abhängige elektrische Signale umgewandelt.The known incident light readers take advantage of the fact that one of a light source of illuminated white information carriers at the points less Light reflected on which a mark is printed. The reflected light is picked up by a photoelectric converter and in from the light intensity dependent electrical signals converted.
Diese elektrischen Signale werden weiter verarbeitet und dienen zur Erkennung der durch die aufgedruckte Markierung gelieferten Information.These electrical signals are processed further and are used for Recognition of the information provided by the printed mark.
Der Nachteil dieser bekannten Auflicht-Leser besteht darin, daß sie im allgemeinen nur das Vorhandensein oder Fehlen einer Markierung feststellen können und somit nur einen Informationsgehalt von einem Bit lesen können.The disadvantage of this known incident light reader is that they can generally only determine the presence or absence of a mark and thus can only read an information content of one bit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Auflicht-Leser zu schaffen, der mehrstellige, binärcodierte Informationen, d.h. Informationen mit einem beliebigen Informationsgehalt lesen kann.The invention is based on the object of providing a reflected light reader create the multi-digit, binary-coded information, i.e. information with can read any information content.
Diese Aufgabe wird bei einem Auflicht-Leser der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lichtquelle in Richtung der Reihe der binären Code-Zeichen'langgestreckt ausgebildet ist, daß vor der Lichtquelle eine Zylinderlinse zur streifenformigen Fokussierung des Lichtes auf den Informationsträger angeordnet ist und daß der fotoelektrische Wandler aus in einer der Lichtnuelle parallelen Reihe angeordneten fotoelektronischen Bauelementen besteht, deren Anzahl der Stellenzahl der codierten In formation entspricht und vor denen jeweils eine das Licht auf das jeweilige Bauelement fokussierende Linse angeordnet ist.In the case of a reflected-light reader, this task is the one mentioned at the beginning Art according to the invention solved in that the light source in the direction of the series of binary code characters' is formed elongated that in front of the light source a Cylindrical lens for the strip-shaped focusing of the light on the information carrier is arranged and that the photoelectric converter from in one of the light source parallel row arranged photoelectronic components, their number corresponds to the number of digits of the coded information and in front of each one the light is arranged on the respective component focusing lens.
Erfindungsgemäß wird die zu lesende Information auf dem Informationsträger durch eine Reihe von Feldern dargestellt, die jeweils weiß bleiben oder mit einer dunklen Markierung versehen werden können. Jedes dieser Felder stellt eine binärcodierte Informationseinheit dar. Die gesamte Information setzt sich mehrstellig aus diesen binärcodierten Einzelinformationen der Reihe zusammen.According to the information to be read on the Information carrier represented by a series of fields, each of which remains white or with a dark marking can be provided. Each of these fields represents a binary coded one Information unit. The entire information is made up of several digits binary-coded individual information of the series together.
Durch die Lichtquelle wird erfindungsgemäß die Reihe der binären Code-Zeichen vollständig ausgeleuchtet, wobei insbesondere.durch die Fokussierung mittels der Zylinderlinse erreicht wird, daß nur die Reihe der Code-Zeichen beleuchtet wird, während die anschließenden Bereiche des Informationsträgers unbeleuchtet bleiben. Das von der Reihe der Code-Zeichen reflektierte Licht wird durch eine Reihe von fotoelektronischen Bauelementen analysiert, wobei die vor jedem Bauelement angeordnete Sammellinse dafür sorgt, daß auf dieses Bauelement überwiegend Licht fokussiert wird, welches von dem diesem fotoelektronischen Bauelement zugeordneten Feld des Informationsträgers reflektiert wird. Die in den einzelnen fotoelektronischen Bauelementen erzeugten elektrischen Signale sind daher von dem Informationsgehalt der jeweiligen Stelle der Information abhängig, d.h. davon ob das dieser Stelle entsprechende Feld weiß ist oder durch eine schwarze Markierung gekennzeichnet ist.According to the invention, the light source creates the series of binary code characters fully illuminated, in particular due to the focusing by means of the Cylinder lens is achieved that only the row of code characters is illuminated, while the subsequent areas of the information carrier remain unlit. The light reflected from the series of code characters is passed through a series of photoelectronic components analyzed, with the one placed in front of each component The converging lens ensures that mainly light is focused on this component which of the field of the associated with this photoelectronic component Information carrier is reflected. The ones in the individual photoelectronic components generated electrical signals are therefore of the information content of the respective Position of the information, i.e. on whether the field corresponding to this position is white or is indicated by a black mark.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Lichtquelle aus einer Reihe von Leuchtdioden. Diese Ausführungsform ermöglicht es, eine Lichtquelle beliebiger Länge und geringer Breite herzustellen, was die Fokussierung auf eine Zeile des Informationsträgers erleichtert.In a preferred embodiment of the invention, there is the light source from a number of light emitting diodes. This embodiment enables a light source of any length and narrow width to produce what the focus on one Line of Information carrier facilitated.
Die Zylinderlinse ist in einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform ein runder Bkrylglasstab. Diese Ausführungsform ergibt eine gute streifenförmige Fokussierung mit einem äußerst geringen Aufwand für die fokussierende Zylinderlinse.The cylindrical lens is in a particularly expedient embodiment a round acrylic glass rod. This embodiment gives a good strip shape Focusing with very little effort for the focusing cylinder lens.
Außerdem sorgt die stabförmige Zylinderlinse für ein gleichmäßiges Aus leuchten der Reihe der Code-Zeichen, da Unterschiede in den Leuchtstärken der Leuchtdioden ausgeglichen werden.In addition, the rod-shaped cylinder lens ensures uniformity The number of code characters shine off because of differences in the luminosity of the Light emitting diodes are compensated.
In einer besonders vorteilhaften Ausbildungsform der Erfindung ist eine zweite Anordnung von Lichtauelle und Zylinderlinse vagesehen, die gleich aufgebaut ist wie die erste und symmetrisch zu der ersten in Bezug auf eine parallel zur Reihe der Code-Zeichen und senkrecht zum Informationsträger verlaufende Ebene angeordnet ist,und die Reihe der fotoelektronischen Bauelemente liegt in dieser Ebene. Das Ausleuchten der die mehrstellige Information enthaltenden Zeile des Informationsträgers durch zwei Lichtquellen verbessert weiter die Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung und gleicht insbesondere Unterschiede des reflektierten Lichtes aufgrund von Welligkeiten des Informationsträger und dgl. aus.In a particularly advantageous embodiment of the invention is a second arrangement of light source and cylinder lens, which are constructed in the same way, vaguely is like the first and symmetrical to the first with respect to one parallel to the row the code characters and arranged perpendicular to the information carrier plane is, and the row of photoelectronic components lies in this plane. That Illumination of the line of the information carrier containing the multi-digit information using two light sources further improves the uniformity of the illumination and especially balances differences in reflected light due to ripples of the information carrier and the like.
Die fotoelektronischen Bauelemente sind vorzugsweise Fotoelemente, insbesondere Fototranistoren, auch wenn selbstverständlich Fotowiderstände oder andere passive Bauelemente ebenso verwendet werden können.The photoelectronic components are preferably photo elements, especially photo transistors, even if of course photo resistors or other passive components can also be used.
In einer Weiterbildung der Erfindung deckt eine Glasplatte das optische System des Lesers gegen den Informationsträger ab, wodurch verhindert wird, daß sich Papierstaub und ähnliches auf dem optischen System absetzt und dessen Funktionsfähigkeit beeinträchtigt.In a further development of the invention, a glass plate covers the optical System of the reader against the information carrier, whereby it is prevented that Paper dust and the like settle on the optical system and its functionality impaired.
Zweckmäßigerweise wird dabei vor der Lichtquelle bzw. den Lichtquellen ein Polarisationsfilter und vor den fotoelektronischen Bauelementen ein Polarisationsfilter mit um 9o gedrehter Polarisationsebene angeordnet. Dadurch wird vor allem verhindert, daß das an der Glasplatte reflektierte Licht in die fotoelektronischen Bauelemente gelangt. Das Polarisationsfilter vor den fotoelektronischen Bauelementen läßt aufgrund seiner um 90° gedrehten Polarisationsebene weder direkt von den Lichtquellen kommendes Licht noch von der Glasplatte reflektiertes Licht durch. Bei der diffusen Refle tion des Lichtes an dem Informationsträger wird jedoch die Polarisationsrichtung des einfallenden polarisierten Lichtstrahls in statistisch zufälliger Weise gedreht, so daß das reflektierte Licht praktisch unpolarisiert ist und durch das Polarisationsfilter vor den fotoelektronischen Bauelementen durchtreten kann.Appropriately, in front of the light source or the light sources a polarization filter and a polarization filter in front of the photoelectronic components arranged with the plane of polarization rotated by 9o. Above all, this prevents that the light reflected on the glass plate enters the photoelectronic components got. The polarization filter in front of the photoelectronic components can be due to its polarization plane rotated by 90 ° neither coming directly from the light sources Light still reflected from the glass plate through. With the diffuse reflect tion of the light on the information carrier is the direction of polarization of the incident polarized light beam rotated in a statistically random manner, so that the reflected light is practically unpolarized and through the polarizing filter can pass in front of the photoelectronic components.
Die Erfindung liefert einen einfach aufgebauten Auflicht-Leser, der mehrstellige, binärcodierte Informationen zuverlässig lesen kann. Der Informationsträger, beispielsweise die Kontenkarte einer Buchungsmaschine, kann weitgehend verschiedene Oberflächenstrukturen und verschiedene Farben aufweisen, ohne daß die Funktionssicherheit des Lesers beeinflußt wird. Lediglich die starke Verringerung der reflektierten Lichtintensität durch schwarze Markierungen führt zu einem Ansprechen des Lesers. Es ist daher ohne weiteres möglich, den Informationsträger auch mit farbigen Aufdrucken zu versehen, die nicht für den Code-Leser bestimmt sind.The invention provides a simply constructed incident light reader that can reliably read multi-digit, binary-coded information. The information carrier For example, the account card of a booking engine, can be largely different Surface structures and different colors without that the functional reliability of the reader is affected. Only the strong reduction the reflected light intensity through black markings leads to a response of the reader. It is therefore easily possible to also use the information carrier to provide colored imprints that are not intended for the code reader.
Die vor den fotoelektronischen Bauelementen angeordneten Linsen sorgen für eine ausreichende Vorselektion des auf das jeweilige Bauelement fokussierten reflektierten Lichtes. Dadurch wird sichergestellt, daß jedes fotoelektronische Bauelement nur auf die ihm zugeordnete Stelle der Information anspricht. Geringe seitliche Verschiebungen des Informationsträgers bleiben daher ohne Einfluß und auch ein Übergreifen der Programmierung einer Informationsstelle auf die Nachbarstelle ist ausgeschlossen.The lenses arranged in front of the photoelectronic components ensure for a sufficient preselection of what is focused on the respective component reflected light. This will ensure that every photoelectronic Component only responds to the point of information assigned to it. Low lateral shifts of the information carrier therefore remain without influence and the programming of an information center also spills over to the neighboring center is excluded.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 - einen Leser gem. der Erfindung in perspektivischer Darstellung und Fig. 2 - ein Beispiel eines mit dem erfindungsgemäßen Leser zu lesenden Informationsträgers für eine vierstellige binärcodierte Information.In the following the invention is based on an exemplary embodiment explained in more detail with reference to the accompanying drawing. They show: FIG. 1 a reader according to the invention in a perspective view and FIG Example of an information carrier to be read with the reader according to the invention for a four-digit binary-coded information.
Der Leser besteht aus einem Rahmen lo, der in nicht dargestellter Weise an einer den Informationsträger aufnehmenden, transportierenden oder verarbeitenden Maschine angebracht ist. Diese Maschine kann beispielsweise eine Buchungsmaschine sein, wobei die Informationsträger Kontenkaiten oder dgl. sind. In diesem Falle ist der Rahmen 1o am Einzugsschacht für die Kontenkarten angebracht.The reader consists of a frame lo, which is not shown in Way to a receiving, transporting or processing the information carrier Machine is attached. This machine can, for example, be a booking machine The information carriers are account cards or the like. In this case the frame 1o is attached to the feed slot for the account cards.
An der dem Schacht und somit der Kontenkarte bzw. dem sonstigen Informationsträger zugewandten Seite des Rahmens 1o ist eine Glasplatte 12 angeordnet, die das später zu beschreibende optische System des Lesers von dem Schacht und den Kontenkarten trennt, so daß das optische System vor Papierstaub und dgl. geschützt ist.At the slot and thus the account card or other information carrier facing side of the frame 1o a glass plate 12 is arranged, which later to be written optical system of the reader of the slot and the account cards separates so that the optical system is protected from paper dust and the like.
Der Rahmen 1o, weist ein ausgeschnittenes Fenster 14 auf, an welchem durch die Glasplatte 12 getrennt der mit dem codierten Programm versehende Teil des Informationsträgers vorbeiläuft.The frame 1o has a cut-out window 14 on which the part provided with the coded program is separated by the glass plate 12 of the information carrier passes.
Für die Programmierung weist der Informationsträger,beispielsweise eine Kontenkarte,an ihrem Rand ein aufgedrucktes Muster auf, wie es beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel besteht dieses Muster aus jeweils vier Feldern, die in Zeilen 16 angeordnet sind.For programming, the information carrier has, for example an account card, on the edge of a printed pattern, such as this is shown in FIG. In the example shown in FIG. 2, this exists Pattern of four fields each, which are arranged in rows 16.
Jede aus vier Feldern bestehende Zeile dient zur Aufnahme einer programmierten Information oder eines Programmbefehls.Each line consisting of four fields is used to record a programmed one Information or a program command.
Diese Information wird vierstellig binär codiert, wobei jedes Feld einer Zeile eine Stelle dieser Information darstellt und die binäre Codierung in der Weise erfolgt, daß jedes Feld entweder freibleibt oder beispielsweise mit Bleistift oder schwarzem Filzschreiber durch einen Punkt oder ein Kreuz markiert wird, wie dies in Fig. 2 ebenfalls angedeutet ist. Bei dem in Fig. 2 dargestellten vierstelligen Muster können daher 16 verschiedene binärcodierte Informationen oder Befehle programmiert werden.This information is binary coded with four digits, with each field a line represents a position of this information and the binary coding in the way that each field is done either remains free or for example Marked with a dot or a cross in pencil or black felt-tip pen is, as is also indicated in Fig. 2. In the one shown in FIG four-digit patterns can therefore contain 16 different binary-coded information or Commands are programmed.
Das optische System des in Fig. 1 dargestellten Lesers besteht aus zwei Reihen von Leuchtdioden 18, die jeweils an den Rändern des Fensters 14 angeordnet sind, welche parallel zu den Zeilen 16 der binärcodierten Information verlaufen. In dem Fenster 14 ist jeweils angrenzend an die Reihen von Leuchtdioden 18 ein runder Akrylglasstab 20 eingesetzt, der sich parallel zu den Zeilen 16 der codierten Information über die gesamte Breite des Fensters 14 erstreckt. Die Reihen von Leuchtdioden 18 und die Akrylglasstäbe 20 sind an beiden Seiten des Fensters 14 so angeordnet, daß das von den Leuchtdiodenreihen ausgehende Licht durch die Akrylglasstäbe 20 gemeinsam auf eine Zeile 16 des unter der Glasplatte 12 angeordneten Informationsträgers fokussiert wird.The optical system of the reader shown in Fig. 1 consists of two rows of light-emitting diodes 18, each arranged on the edges of the window 14 which run parallel to lines 16 of the binary-coded information. In the window 14 is a round one adjacent to the rows of light emitting diodes 18 Acrylic glass rod 20 used, which is parallel to the lines 16 of the coded information extends over the entire width of the window 14. The rows of light emitting diodes 18 and the acrylic glass rods 20 are arranged on both sides of the window 14 so that the light emanating from the rows of LEDs through the acrylic glass rods 20 together focused on a line 16 of the information carrier arranged under the glass plate 12 will.
Senkrecht über dem zwischen den Akrylglasstäben 20 freibleibenden Bereich des Fensters 14 ist eine Reihe von Fototranistoren 22 angeordnet, die ebenfalls parallel zu den Zeilen 16 des Informationsträgers verläuft. Die Zahl der in dieser Reihe angeordneten Fototransistoren 22 entspricht dabei der Zahl der Felder einer Zeile 16 des Informationsträgers, d.h. der Stellenzahl der binarcodierten Information.Vertically above the one remaining free between the acrylic glass rods 20 A number of phototransistors 22 are arranged in the area of the window 14, which likewise runs parallel to lines 16 of the information carrier. The number of in this Phototransistors 22 arranged in a row corresponds to the number of fields of one Line 16 of the information carrier, i.e. the number of digits of the binary-coded information.
Vor der Reihe von Fototranistoren 22 ist dem Informationsträger zugewandt eine Reihe von Sammellinsen 24 angeordnet, deren Anzahl ebenfalls der Zahl der Felder einer Zeile 16 des Informationsträgers entspricht. Jede Linse 24 ist dabei einem Fototransistor 22 zugeordnet und fokussiert das von dem entsprechenden Feld der durch die Leuchtdioden 18 ausgeleuchteten Zeile 16 reflektierte Licht auf den zugehörigen Fototranistor 22.In front of the row of phototransistors 22, the information carrier faces a row of converging lenses 24 is arranged, the number of which also corresponds to the number of fields corresponds to a line 16 of the information carrier. Each lens 24 is one Phototransistor 22 assigned and focused on the corresponding field of the through the light emitting diodes 18 illuminated row 16 reflected light on the associated Photo transistor 22.
Die Intensität des von jedem Feld reflektierten und auf den zugehörigen Fototranlstor 22 fokussierten Lichtes hängt davon ab, ob dieses Feld freigeblieben oder durch einen schwarzen Punkt markiert ist. Die von den Fototranistoren 22 abgenommenen elektrischen Signalen stellen daher die in der ausgeleuchteten Zeile 16 enthaltene binärcodierte Information dar.The intensity of the reflected from each field and on the associated Phototranslator 22 of focused light depends on whether this field has remained free or marked by a black point. The ones removed from the phototransistors 22 Electrical signals therefore represent those contained in the illuminated row 16 binary-coded information.
Um zu erreichen, daß nur das vom Informationsträger reflektierte Licht in die Fototrazistoren 22 gelangt, ist jeweils zwischen der Reihe von Leuchtdioden 18 und dem zugehörigen Akrylglasstab 20 ein Polarisationsfilter 26 angeordnet. Ein weiteres Polarisationsfilter 28 ist zwischen den Fototransistoren 22 und den Linsen 24 angeordnet. Die Polarisationsebene des Filters 28 ist dabei um 9o gegenüber der Polarisationsebene der Filter 26 gedreht.To achieve that only the light reflected from the information carrier gets into the phototrazistors 22 is between the row of light emitting diodes 18 and the associated acrylic glass rod 20, a polarization filter 26 is arranged. A Another polarization filter 28 is between the phototransistors 22 and the lenses 24 arranged. The plane of polarization of the filter 28 is 9o compared to the The plane of polarization of the filter 26 is rotated.
Das von den Leuchtdioden 18 durch die Polarisationsfilter 26 ausgesandte Licht kann also nicht durch das Polarisationsfilter 28 in die Fototranistoren 22 gelangen. Insbesondere wird dadurch auch verhindert, daß das von der Glasplatte 12 reflektierte Licht der Leuchtdioden 18 in die Fototranistoren 22 gelangt.That emitted by the light-emitting diodes 18 through the polarization filter 26 Light cannot therefore pass through the polarization filter 28 into the phototransistors 22 reach. In particular, this also prevents that from the glass plate 12 reflected light from the light emitting diodes 18 enters the phototransistors 22.
Bei der diffusen Reflextion des Lichtes am Informationsträger wird jedoch die durch die Polarisationsfilter 26 festgelegte Polarisationsrichtung des Lichtes in statistisch zufälliger Weise gedreht, so daß ein Teil des am Informationsträger reflektierten Lichtes die der Stellung des Polarisationsfilters 28 entsprechende Polarisationsrichtung aufweist und in die Fototranistoren 22 gelangen kann. Durch die Verwendung der Polarisationsfilter 26 und 28 kann daher ein störender Lichtuntergrund weitgehend ausgeschaltet werden, was die Zuverlässigkeit und Empfindlichkeit des Lesers wesentlich verbessert.With the diffuse reflection of the light on the information carrier however, the polarization direction of the determined by the polarization filter 26 Light rotated in a statistically random manner, so that part of the information carrier reflected light corresponding to the position of the polarization filter 28 Has direction of polarization and can get into the phototransistors 22. By the use of polarization filters 26 and 28 can therefore create a disruptive light background largely off, which affects the reliability and sensitivity of the Much improved.
-Patentansprüche - L e e r s e i t e -Patent claims - L e r s e i t e
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Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| DE (1) | DE2647285B2 (en) |
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1976
- 1976-10-20 DE DE19762647285 patent/DE2647285B2/en not_active Ceased
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Also Published As
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