EP1013071A1

EP1013071A1 - Lesegerät für die optische erfassung und speicherung von visuell markierten und projizierten alphanumerischen zeichen, graphiken und fotografischen bildern

Info

Publication number: EP1013071A1
Application number: EP97929121A
Authority: EP
Inventors: Thomas Teufel; Gerhard Keller
Original assignee: MM-Lesestift Manager Memory GmbH
Current assignee: MM-Lesestift Manager Memory GmbH
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1997-06-17
Publication date: 2000-06-28
Also published as: ID17302A; ZA975630B; AU3335097A; JP2000513530A; WO1998000965A1; CA2259356A1; AU720325B2; US6243503B1; TW439045B; DE19625767A1; KR20000022279A; CN1228899A

Abstract

Das Lesegerät umfaßt eine Projektionsvorrichtung zum Projizieren des von einer Strahlungsquelle (117) ausgehenden Lichtes auf einen Ausschnitt einer markierten Fläche (20) und eine optische Einheit (4) zum Aufnehmen und Abbilden des reflektierten Lichtes auf einem Bildsensor (114), der das reflektierte Licht in eine Abfolge von elektronischen Signalen umwandelt. Ferner besitzt das Lesegerät einen Bewegungsdetektor (2) zum Erzeugen von Sychronisationssignalen bei einer Bewegung parallel zu der markierten Fläche, desgleichen eine Signalverarbeitungseinheit welche die Signale des Bildsensors in Informationspakete, welche die alphanumerischen, graphischen oder bildlichen Informationen eines frei wählbaren Teils der markierten Fläche zeichencodeunabhängig enthalten sind, umwandelt und in einer Speichereinheit abrufbar ablegt.

Description

Lesegerät für die optische Erfassung und Speicherung von visuell markierten und projizierten alphanumerischen Zeichen, Graphiken und fotografischen Bildern

Aus der WO 92/11610 ist bereits ein Scanner zur elektronischen Erfassung und Speicherung von alphanumerischen Zeichen bekannt. Bei diesen Geräten wird das Licht einer Strahlungsquelle über eine Proj ektioπs orrichtung auf einen vorherbestimmbaren Ausschnitt einer mit alphanumerischen Zeichen markierten Fläche projiziert, und das reflektierte Licht über eine optische Einheit auf einem Bildsensor abgebildet, der das Licnt in eine Abfolge von elektronischen Signalen umwandelt. Ein Bewegungsdetektor registriert dabei die Bewegung des Scanners entlang einer Zeichenzeile. Eine im Lesegerät integrierte Signalverarbeitungselektronik verlegt die Signale des Bildsensors in eine Abfolge von Zeichen, die jeweils alphanumerischen Symbolen entsprechen. Die Zeichen können als alphanumerische Symbole in einem integrierten Speicher 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 geschaffen werden, das neben alphanumerischen Zeichen auch die optische Erfassung, Speicherung und elektronische Weitergabe von Graphiken oder fotografischen Bildern frei wählbarer Größe und Art ermöglicht.

Gelöst ist diese Aufgabe durch ein Lesegerät, bei dem eine Pro ektiαns Vorrichtung das Licht einer Strahlungsquelle auf einen vorherbestimmbaren Ausschnitt einer mit alphanumerischen Zeichen, Graphiken oder fotografischen Bildern markierten Fläche projiziert, eine optischen Einheit das von der markierten Fläche reflektierte Licht der Strahlungsquelle auffängt und auf einem Bildsensor abbildet, der das Licht in eine Abfolge von elektronischen Signalen umwandelt, bei dem ein Bewegungsdetektor zur Beschreibung der Position des Lesegerätes bei einer Bewegung parallel zur markierten Fläche Synchronisationssignale erzeugt, und bei dem eine Signalverarbeitungseinheit die Signale des Bildsensors mit Hilfe der Synchronisationssignale in alphanumerische, graphische oder bildliche Informationen eines frei wählbaren Teiles der markierten Fläche zeichencodeunabhängig enthaltende Informationspakete umwandelt und in einer der elektronischen Weiter erarbeitung 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 ursprünglichen Bildinformation in für die elektronische Weiterverarbeitung zugänglicher Weise abgespeichert werden und wieder abrufbar sind. Damit erübrigt sich eine "OCR" (Optical Character Recognition) -Texterkundungs-Software .

Die Beleuchtung sollte zweckmäßigerweise mit monochro- marem Licht erfolgen, um eine dispersionsbedingte Verzerrung der optischen Erfassung zu vermeiden. Infrarotes Licht ist dabei besonders geeignet, da es in üblicher Weise verwendeten markierten Flächen, wie beispielsweise Papier, eine größere Eindringtiefe als sichtbares Licht besitzt, und daher die Unterscheidung der zu erfassenden Informationen von Oberflächen verunreinigunge n ermöglicht .

Um die zu erfassende Fläche variabel einstellen zu können, ist es zweckmäßig, am Lesegerät eine Projektionsvorrichtung 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 rotatioπssymme- 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 Lesegerätes auf der markierten Fläche kann zweckmäßiger Weise unter Zuhilfenahme des Halleffektes erfolgen. Insoweit sieht eine abermalige wichtige Weiterbildung der Erfindung vor, daß der Bewe- guπgsdetektor ein Hallelement mit einem Abtastelement aufweist, wobei das Abtastelement von einem inhomogenen Magnetfeld umgeben ist. Die Drehbewegung des Abtastelements 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 Abtastelement aus einer frei drehbar gelagerten Kugel, auf deren Oberfläche gleichmäßig beabstandete Magnetplättchen angeordnet 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 Signalverarbeitungseinheit in einem Informationspaket abgelegt werden soll.

Zur schnelleren Informationsverarbeitung können der oder die zur Aufnahme der Informationspakete bestimmten Speicher in die Signalverarbeituπgseinheit integriert sein.

Nach einer abermaligen Ausgestaltung kann die Signalverarbeitungseinheit Vorrichtungen zum Zuschalten von externen Speichern aufweisen. Dadurch ist es möglich, auch umfangreiche Texte oder komplexe Bilddokumente abzuspeichern .

Die Stromaufnahme und die Betriebsspannung können deutlich verringert werden, wenn die Signalverarbeitungseinheit und die Speichereinheit bereits in den Bildsensor integriert werden.

Zur externen Weiterverarbeitung der Daten ist es zweckmäßig wenn die Signalverarbeitungseinheit und/oder die Speichereinheit des Lesegerätes mit einer Schnittstelle zur Datenübertragung an externe Geräte optisch, elektronisch oder optoelektronisch verbunden ist.

Zur leichteren Handhabbarkeit sollte das Lesegerät mit einer Batteriestromversorgung ausgestattet sein , die zweckmäßigerweise mit wieder aufladbareπ Batterien betreiben werden kann . Die Stromeinspeisung für das Aufladen der Batterien kann entweder über eine vom Lesegerät ablösbare Einschubvorrichtung erfolgen, oder aber über ein mit der Schnittstelle verbundenes Kabel. Optimiert 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 Kontrolle der erfaßten oder gespeicherten Daten. Dazu kann, ebenfalls in weiterer Ausgestaltung der Erfindung, ein Monitor dienen, der von einem in die Signalverarbeitungseinheit integrierten Signalverarbeitungschip angesteuert wird. Die erfaßten Bildinformationen können damit online visuell aufgezeigt werden. Es können aber auch alle Informationspakete, die in der Speichereinheit abgelegt wurden, und als lesbare Bilddarstellung ersichtlich sind, abgeru- fen werden. Dabei kann der Monitor auch als Einschubeinheit ausgebildet sein, der bei Bedarf an das Lesegerät angeschlossen oder auch von ihm getrennt werden kann.

Der geringe Platzbedarf der modernen Mikroelektronik ermöglicht die besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung als Handgerät, beispielsweise in der Form eines Füllfederhalters.

Gemäß einer abermaligen Ausgestal ung der Erfindung werden die zu erfassenden Zeichen, Graphiken oder Bilder mit einem Balken aus sichtbarem Licht und einem deckungsgleich überlagerten Infraro lichtbalken markiert. Das reflektierte Lichtbündel wird durch einen semitransparenten 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 Bildsensor noch verarbeitet und verwertet werden können. Zudem können auch Zeichen, für die in der Farbe des zur Markierung verwendeten sichtbaren Lichtes ausgeführt sind, vom Bildsensor erfaßt werden.

In einer anderen Ausführungsform weist das Lesegerät einen Bewegungsdetektor auf, der ein berührungsfreies Erfassen der Bewegung des Lesegerätes parallel zur markierten Fläche ermöglicht. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die markierte Fläche eine Bewegungs- detektion etwa mittels einer Abtastkugel nicht ohne wei* teres zuläßt, etwa im Falle einer reliefartig ausgebildeten Oberflächenstruktur oder im Falle berührungsempfindlicher Oberflächen. Als berührungsfreie Erfassungs- mittel kommen dabei optische Sensoreinrichtungen in Fra ge, aber auch andere Möglichkeiten sind vorstellbar, etwa die Erfassung der Bewegung mittels Schallwellen oder Magnetfeldern.

Als besonders vorteilhaftes Mittel zur Erfassung der Bewegung sind nach Anspruch 27 Fotodioden vorgesehen, die das von der markierten Fläche reflektierte Licht einer Strahlungsquelle erfassen. Die Strahlungsquelle kann dabei die auch zur Bildaufnahme vorgesehene Strahlungsquelle sein, es ist jedoch auch ein separater Strahler zur Bewegungsdetektion vorstellbar. Die Fotodioden sind in einer bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Lesegerätes zur markierten Fläche im wesentlichen parallelen Ebene derart angeordnet, daß aufgrund der zeitlichen Abfolge der von den Fotodioden gegebenen elektrischen Signale eine eindeutige Zuordnung der von dem Lesegerät gegenüber der markierten Fläche ausgeführten Bewegung möglich ist. Um eine beliebige Bewegung parallel zu einer Fläche auf diese Weise zu erfassen, ist eine Beabstandung der Fotodioden in zumindest zwei unterschiedlichen Richtungen in der Ebene erforderlich. Zugleich können die von den Fotodioden abgegebenen Signale als Referenzsignale verwendet werden, um einen Korrektur-Ausgleich durchzuführen, beispielsweise um das zeilenrichtige Erfassen von Texten zu gewährleisten.

Vorteilhafterweise weist der Bewegungsdetektor Mittel zum Erfassen des Vertikalabstandes des Lesegerätes von der markierten Fläche auf. Vorzugsweise erfolgt die Mes sung des Vertikalabstandes auf optischem oder infrarot- optischem Wege, etwa mittels einer oder mehrerer Fotodioden, die das von der markierten Fläche reflektierte Licht erfaßt/erfassen. Auch hier kann ein separater Strahler zur Messung des Vertikalabstandes vorgesehen sein, es ist jedoch auch denkbar, die Strahlungsquelle der Bewegungsdetektion und/oder der Bildaufnahme hierfür einzusetzen .

Bei der Weiterbildung nach Anspruch 29 ist es nicht mehr erforderlich, das Lesegerät in einem zur markierten Fläche konstanten Abstand zu halten. Bei dieser Weiterbildung wird die Brennweite der Fokussiereinheit in Abhängigkeit von dem mittels eines geeigneten Meßinstruments erfaßten Vertikalabstand des Lesegerätes von der markierten Fläche derart eingestellt, daß bei einem beliebigen Vertikalabstand stets eine scharfe Abbildung der markierten Fläche auf den Bildsensor erfolgt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die für die Erfassung der Bewegung und/oder des Vertikalabstandes eingesetzte Strahlungsquelle im Bewegungsdetektor integriert. Vorzugsweise bietet sich als eine solche Strahlungsquelle ein Halbleiterstrahler an, der preiswert in der Herstellung und platz- und energiesparend in Gebrauch ist .

In einer abermals vorteilhaften Weiterbildung sind die Mittel zum Erfassen der Bewegungen und/oder die Mittel zum Erfassen des Vertikalabstandes und/oder die Strahlungsquelle, also etwa ein Halbleiterstrahler, in einem Mikrochip intergriert, der im Bewegungsdetektor angeordnet ist .

Nach Anspruch 32 werden die von den Mitteln zum Erfassen der Bewegung und/oder den Mitteln zum Erfassen des Vertikalabstandes ausgesendeten Signale in digitale Synchronisationssignale umgewandelt, die in der Speichereinheit des Lesegerätes zusammen mit dem Informations - paket der gleichzeitig aufgenommenen Bildinformation abgespeichert wird. Auf diese Weise ist auch bei der Übermittlung der Daten an ein externes Gerät, wie etwa einen PC, die maßstabsgetreue und korrekte Wiedergabe der bildlichen Informationen möglich.

In einer Weiterbildung nach Anspruch 33 ist das Lesegerät zum Erfassen dreidimensionaler Information geeignet. Dazu weist der Bildsensor entsprechende Mittel auf, die das Erfassen eines dreidimensionalen Charakters von Objekten ermöglichen. Solche Mittel können etwa stereoskopischer oder holographischer Art sein.

Als besonders vorteilhaftes Mittel zur Erfassung des dreidimensionalen Charakters von Objekten ist nach Anspruch 34 ein Bildsensor vorgesehen, der zwei Detek- tormatrices aufweist, die jeweils nur in einem spektralen Ausschnitt des von der Strahlungsquelle der optischen Einheit des Lesegerätes emittierten Frequenzspektrums empfindlich sind, und zwar derart, daß die beiden Ausschnitte spektral nicht einander überlappen. Zur dreidimensionalen Detektion werden die beiden Detektor- matrices zeit verschoben , etwa mittels eines bistabilen Schalters, angesteuert und die unterschiedlichen Bildinformationen der beiden Detektormatrices in einer geeigneten Datenverarbeitung zu Informationen über die dreidimensionale Struktur der markierten Fläche umgewandelt .

In einer Weiterbildung weist das Lesegerät nach Anspruch 35 eine Sende- und Empfaπgseinheit auf, mittels der eine drahtlose Kommunikation mit einem externen Rechner möglich ist.

Um auch handschriftliche Information in EDV-lesbare Information umwandeln zu können, steht die Signalver- arbeitungseinheit mit einem Speichermedium in Datenaustausch, das entsprechende Referenzinformationen enthält. Beispielsweise können auf diese Weise handschriftliche Informationen als genormte hexadezimale Zeichencharaktere in den Bildspeicher abgelegt werden.

In einer abermals vorteilhaften Weiterbildung ist das Lesegerät mit einer Eingabeeinheit, etwa einer Tastatur, versehen, mittels der Informationen über auswählbare Verarbeitungsprogramme, wie Text-, Tabellen- oder Grafikprogramme aufgerufen oder eingegeben werden können

In einer vorteilhaften Weiterbildung besteht das Lesegerät aus wenigstens zwei separaten und funktional autonomen Einheiten. Eine Leseeinheit dient dem Erfassen der in Form alphanumerischer Zeichen, Grafiken oder fotografischen Bildern auf der markierten Fläche vorliegende Information. Mittels vorzugsweise drahtloser Daenfernübertragung wird diese Information einer Verarbeitungseinheit übermittelt, mittels der die eingelesenen Daten verarbeitet werden. Die Verarbeitungseinheit kann wiederum in funktional autonome Einheiten aufgeteilt sein, etwa in eine Steuereinheit und eine Anzeigeeinheit. Eine derartige Ausbildungsform erleichtert die Handhabbarkeit des Lesegerätes. Insbesondere kann die Leseeinheit dadurch, daß auf den Einbau der Datenverarbeitungshardware und der damit notwendigerweise verbundenen Kühlsysteme, etc. verzichtet werden kann, als klein volumiger und leichter Lesestift ausgebildet sein .

Zweckmäßigerweise ist die Steuereinheit des vorgenannten Lesegeräts mit Sensormitteln zur Eingabe von Steuerbefehlen oder sonstiger Information versehen. Unter Zuhilfenahme eines sogenannten Touch-Pens ist es so möglich, das Lesegerät als tastaturlosen Pocket-PC ein- zusetzen. Als Touch-Pens kommt beispielsweise eine entsprechend ausgebildete Einleseeinheit in Frage.

In einer Weiterbildung ist die Einleseeinheit zugleich als Schreibwerkzeug ausgebildet und ermöglicht die Verarbeitung von zuvor mit der Einleseeinheit handgeschriebener Informationen.

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 Batterie Versorgungseinheit und einer integrierten Schnittstelle,

Fig. 2 eine Ansicht des Lesegeräts 1 beim bestimmungs- gemäßeπ Gebrauch,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die aus einem Bildsensor, einer Fokussiereinheit, und einer Schlitzblende bestehende Optik des Lesegerätes,

Fig. 4 die Schlitzblende der Optik in einer Draufsicht,

Fig. 5 eine Prinzipskizze zur Erörterung des sogenannten Halleffekts ,

Fig. 6 den Aufbau eines als Hallgenerator ausgeführten Bewegungsdetektors in einer Schnittdarstellung ,

Fig. 7 den Aufbau des als Hallgeneratoreinheit ausgeführten 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- g erätes ,

Fig. 11 anhand einer Prinzipskizze die Übertragung der vom Lesegerät erfaßten Daten in eine elektronische Datenverarbeitungsanlage,

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines Lesegerätes mit einem als Einschubeinheit kozipierteπ Monitor 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-Einschubeinheit in dessen Nichtgebrauchsstellung ,

Fig. 15 in einer Längsschπittansicht wie in Fig. 3 eine mit einem Rotlichtstrahler, einem Infrarot licht - strahier und einem im Strahlengang angeordneten semitransparenten Spiegel ausgerüstete Optik,

Fig. 16 die in Fig. 15 veranschaulichte Optik, jedoch mit dem Strahlengang des von einer markierten Fläche reflektierten Lichts,

Fig. 17 den Aufbau eines Lesegerätes in einer anderen

Ausführungsform mit einem berühruπgsfreien Bewe gungsdetektor , einer einstellbaren Fokussierop* tik sowie einer Eingabeeinheit ,

Fig. 18 den berühruπgsfreien Bewegungsdetektor aus Fig. 17 in einem Längsschnitt,

Fig. 19 die Wirkungsweise der Erfassungsmittel des Bewegungsdetektors aus Fig. 18 in Blockdarstellungen,

Fig. 20 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des Bewegungsdetektors aus Fig. 17 bzw. Fig. 18,

Fig. 21 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise eines Bildsensors zum Erfassen dreidimensionaler Objekte,

Fig. 22 bis 24 ein Lesegerät in einer weiteren Ausführungsform, bei der die Vorrichtungen zum Einlesen, Steuern und Anzeigen jeweils als separate, miteinander in Datenaustausch stehende Einheiten ausgebildet sind. Dabei zeigen:

Fig. 22 eine Einleseeinheit,

Fig. 23 eine Steuereinheit und

Fig. 24 eine Anzeigeeinheit eines solchen Leserätes.

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 Optik 4, eine über ein vieladriges Verbindungskabel 5 mit der Optik 4 verbundene Platine 6, auf der eine Signalver- arbeitungseinheit 7 und eine Batteriestromversorgungseinheit 8 mit aufladbaren Batterien 9 angeordnet sind, ferner eine Schnittstelle 10, die über ein Anschlußkabel 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 Bildsignale umwandelt, und in den ein beispielsweise grünes Licht abstrahlender Halbleiterstrahler 17 integriert ist. Am Bildseπsor 14 ist eine Proj ektions Vorrichtung 15 mit einer optischen Fokussiereinheit 18 angeordnet. Die Fokussiereinheit 18 besteht aus je einer bikonvexen, einer plankonkaven und einer bikonkaven Linse sowie aus einer Schlitzblende 16, die auf der Seite der Proj ektions orrichtung 15 angeordnet ist, die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Lesegerätes dem die zu erfassenden Informationen tragenden Informationsträger zugewandt ist. Die Schlitzblende 16 besitzt zwei Lamellen 23, 23', die einen über einen drehbaren Einstellring 25 variabel einstellbaren Schlitz 24 bilden. Bei der Schlitzeinstellung werden die Schlitzlamellen 23, 23', die entlang zweier auf einer fest mit der Proj ektions Vorrichtung 15 verbundenen Kreisscheibe 27 angeordneter Führungsschienen 28 in radialer Richtung geführt sind, durch eine radial nach außen weisende Kraft jeweils einer fest mit den Führungsschienen 28 verbundenen Feder 29, 29' gegen eine fest mit dem Einstellring 25 verbundene elliptische Einfassung 26 gedrückt. Die elliptische Einfassung 26 ist dabei so ausgebildet, daß der Schlitz 24 dann vollständig geschlossen ist, wenn die Lamellen 23, 23' mit ihrer Führungsrichtung parallel zur kleinen Halbachse der von der Einfassung 26 gebildeten Ellipse angeordnet sind. Eine Drehung des Einstellrings 25 führt dazu, daß die Schlitzlamellen 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 Führungsrichtuπg parallel zur großen Halbachse der von der Einfassung 26 gebildeten Ellipse angeordnet sind .

Durch das Zusammen irken der Fokussiereinheit 18 mit der Schlitzblende 16 kann ein frei wählbarer Ausschnitt 19, etwa in Form eines rechteckför igen 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 alphanumerischen Zeichen, Graphiken oder fotografischen Bildern versehenen Fläche 20 geführt wird. Das von der markierten Fläche 20 reflektierte und nach Durchlaufen der Schlitzblende 16 von der Fokussiereiπheit auf den Bildseπsor 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 versehenen 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 Signalverarbeitungseinheit 7 weitergibt. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Lesegerät handelt es sich dabei um einen den sogenannten Halleffekt 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 angeordnet sind. Die Bewegungen der Abtastkugel 33 gegenüber dem fest mit dem Lesegerät 1 verbundenen und beabstandet von der Abtastkugel 33 angeordneten Hallelement 30 führt zu einer periodischen Änderung des das Hallelement 30 durchsetzenden Magnetfelds, und damit zu einer entsprechend periodischen Änderung der Spannung im Hallelement 30. Um die zweidimensionale Bewegung der Abtastkugel 33 erfassen zu können, bedarf es zweier Hallelemente 35, 36, die beabstandet von der Abtastkugel 33 und senkrecht zueinander angeordnet sind sowie jeweils von einem Strom derart durchflössen werden, daß die von ihnen ausgehenden Spannungssignale einen eindeutigen Rückschluß auf eine bestimmte Drehbewegung der Abtastkugel 33 zulassen. Die elektronischen Bildsignale des Bildsensors 14 und die Signale des Hallelements 30 werden der elektronischen Signalverarbeitungseinheit 7 zugeführt. Die Bildsignale werden in einer Verstärkerstufe 41 elektronisch verstärkt und einem A/D-Kon verter 42 zugeleitet sowie in digitaler Form in einer Speichereinheit 47 abgelegt. Die Signale des Hallelements 30 werden in einem Impulsteiler 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 Synchronisationssigπal 44 wird, wie in Fig. 10 gezeigt, zusammen mit den aus der Speichereinheit 47 abgerufenen Bildsignalen einer Signalaufbereitungseinheit 48 zugeführt und in ein digi- • tales In ormationspaket 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 Ausführungsform des Lesegeräts 1 ist die Signal erarbeit uπgsein- heit 7 über ein Kabel 11 mit der Schnittstelle 10 verbunden, die eine Anbindung an externe elektronische Datenverarbeitungsanlagen erlaubt. Dies geschieht, wie in Fig. 11 gezeigt, entweder über ein Schnittstellenkabel 60, das direkt mit der Schnittstelle 10 über einen Stecker 61 an eine externe elektronische Daten erarbeitungsanlage 70 anschließbar ist, oder über eine Einschubvorrichtung 62, in der das Lesegerät 1 in einer Ausnehmung 63 formschlüssig aber lösbar aufnehmbar ist und die eine zur Schnittstelle 10 passende Verbindungsvorrichtung 66 aufweist sowie über ein Schnittstellen- kabel 64 und einen Stecker 65 mit einer externen Datenverarbeitungsanlage 70 verbindbar ist.

Das Lesegerät 1 weist in dem als Handgriff ausgebildeten Gehäuse 3 eine auf der Platine 6 angeordnete Batteriestromversorgungseinheit 8 auf, die den gesamten zum Betrieb des Lesegerätes 1 benötigten Strom liefert und vorzugsweise mit wieder aufladbaren Batterien 9 betrieben wird. Die Batterien 9 sind über die Einschub vorrich - tung 62 oder über das Schnittstellen kabel 60 aufladbar, wobei sie von einer Ladeelektroπik, 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 verbunden ist, erzeugt die notwendigen Betriebs- und Steuer- spaπnungen für den Betrieb der elektronischen Komponenten und überwacht und steuert die Spannung der Batterien 9.

Fig. 12 zeigt eine gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 1 abgewandelte Ausführungsform eines Lesegeräts l¹, das eine Vorrichtung 80 aufweist, in die ein Monitor 81 als Einschubeinheit über Verbindungsstücke 82, 82' zur mechanischen festen, aber lösbaren sowie zur elektronischen Verbindung mit dem Lesegerät 1' eingeführt werden kann. Die Ansteuerung des Monitors 81 erfolgt über einen in die Signalverarbeitungseinheit 7 integrierten Videochip 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 Soπnenlicht-Spektralbereich über die Projektionseinrichtung 15 und die Schlitzblende 16 auf das zu erfassende Medium projiziert wird und etwa als Balken 19 oder Rahmen sichtbar wird. Die geometrischen Ausmaße des projizierten Balkens oder Rahmens werden von der eingestellten Schlitzgröße der mit dem Eiπstellring 25 stufenlos 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 markierten Fläche 20 reflektiert und gelangen als Reflexionsstrahlen, die alle Bildinformationen des jeweiligen Abschnittes 19 enthalten, in umgekehrte Richtung über die im Strahlengang befindliche Schlitzblende und die Optik zum CCD-Bildsensor 14. Bei der Darstellung der zu erfassenden 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 gleichmäßig unmittelbar unter der Oberfläche der Abtastkugel 33 angeordneten Magnetplättchen 34 erzeugt. Den Steuerimpuls für den elektronischen Verschluß 45 liefert eine Drucktaste 46.

Bei der in den Fig. 15 und 16 dargestellten Optik sind um einhundert gegenüber Fig. 3 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Die Optik 104 umfaßt wiederum einen CCD-Bildsensor 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 Unterschied zu der in Fig. 3 veranschaulichten Optik 4 ist die Optik 104 mit einem im rechten Winkel zum Strahlengang des Infrarotstrahlers 117 angeordneten Rotlichtstrahler 121 und einem semitransparenten Spiegel 122 ausgerüstet. Der Spiegel 122 ist gleichermaßen im Strahlen- gang des Infrarotstrahlers 117 und des Rotlichtstrahlers 121 angeordnet und für das vom Rot licht strahier seitlich eingestrahlte Rotlicht undurchlässig, hingegen durchlässig für Infrarot licht .

Bei bestimmungsgemäßem Gebrauch eines mit der Optik 104 ausgerüsteten Lesegerätes durchstrahlen das den semitransparenten Spiegel 122 durchdringende Infrarotlicht und" das seitlich eingestrahlte Rotlicht, das am Spiegel in Richtung des Infrarotlicht s 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 Einstrahlrichtung reflektierte Rotlicht mit überlagertem Infrarot- licht enthält alle Informationen des ausgewählten Abschnittes der Fläche 20. Der Rotlichtanteil des reflektierten Lichts erfährt an dem für dieses Licht undurchlässigen semitransparenten Spiegel 122 eine Ablenkung zum Rotlichtstrahler, während der Infrarotanteil den Spiegel 122 durchdringt und im CCD-Bildsensor 114 aufgenommen wird, der die im reflektierten Infrarotlicht enthaltenen optischen Signale in elektronische Signale umwandelt .

Das in Fig. 17 veranschaulichte Lesegerät 200 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten Lesegerät durch einen im Gehäuse 201 integrierten, berührungsfreien Bewegungsdetektor 202, anstelle des mit einer Abtastkugel 33 versehenen Bewegungsdetektors 2, ferner durch eine mit einer verstellbaren Fokussiereinheit 203 versehenen Optik 204 anstelle der nichtverstellbaren Optik 4 des Lesegerätes 1. Darüber hinaus besitzt das Lesegerät 200 eine seitlich am Gehäuse 201 angeordnete Ein- abeeinheit 205. Ferner ist die Optik 204 mit einem Bildsensor 208 ausgestattet, der in der unten näher beschriebenen Weise eine Aufnahme dreidimensionaler Objekte ermöglichst .

Die übrigen Bauteile des Lesegerätes 200 sind im wesentlichen mit den entsprechenden Bauteilen des Lesegerätes 1 bau- und funktionsgleich. So weist auch das Lesegerät 200 eine im Gehäuse 201 integrierte und mit der Optik 204 verbundene Platine 206 auf, auf der ebenfalls eine Signalverarbeitungseinheit 207 sowie eine Speichereinheit 217 angeordnet sind, ferner eine Batterieversorgungseinheit 218 und eine Schnittstelle 220.

Der in Fig. 18 vergrößert dargestellte Bewegungsdetektor besteht aus einem Abtastkopf 225, in dem ein mit Mitteln zum Erfassen der Bewegung sowie des Vertikalabstandes des Lesegerätes zur markierten Fläche versehener Halbleiterchip 226 sowie eine Fokussieroptik , im gezeigten Ausführungsbeispiel eine kon exkonka e Linse 227, angeordnet ist.

Im Halbleiterchip 226 sind ein Halberleiterstrahler 228 sowie insgesamt fünf Fotodioden 229, 229', 229'', 229''', 230 integriert. Die Fotodioden 229 bis 229'' ^• dienen dabei der Erfassung der Bewegung des Lesegerätes 200 parallel zu einer markierten Fläche 20, während die Fotodiode 230 die Messung des Vertikalabstandes des Le- segerätes 200 von der markierten Fläche 20 ermöglicht. Die von den Fotodioden 229, 229', 229'', 229 '^■ ' abgegebenen Signale dienen dabei auch als Referenzwerte für einen Korrektur-Ausgleich der eingelesenen Daten. Fig. 19 a veranschaulicht die bestimmungsgemäß vorgesehene Lage während des - durch Pfeile angedeuteten - Lesevorgangs des Bewegungsdetektors 202 auf einer mit Zeilen von alphanumerischen Zeichen 19 versehenen Fläche. Dabei erfassen einerseits die Fotodioden 229, 229', andererseits die Fotodioden 229' ', 229 '' ' jeweils ein ungefähr gleich starkes Signal von der zu erfassenden Zeile der alphanumerischen Zeichen 19. Demgegenüber zeigt Fig. 19 b die Situation in dem Fall, daß keine korrekte, zeilenrichtige Erfassung der Daten erfolgt. Die von Fotodioden 229 und 229' während des Lesevorgangs abgegebenen elektrischen Signale unterscheiden sich in ihrer Stärke deutlich von denen der Fotodioden 229'', 229'* '. Die Signale der Fotodioden 229, 229', 229'" , 229'' ' werden von einer, im Bild nicht gezeigten, Auswerteelektronik erfaßt. Bei Vorliegen einer vorbestimmten Differenz der Signalstärke, wie oben dargelegt, wird von der Auswerteelektronik ein Warnsignal, etwa ein akustisches Zeichen, abgegeben, bis die zeilenrichtige Erfassung der alphanumerischen Information wieder hergestellt ist. Desweiteren werden die von den Fotodioden 229, 229', bzw. 229'' , 229' '' gesendeten Signale in der Speichereinheit 217 abgespeichert und stehen somit auch für einen späteren Korrektur-Ausgleich zur Verfügung.

Die Funktionssweise des berührungsfreien Bewegungsdetektors 202 läßt sich anhand des Blockdiagramms in Fig. 20 beschreiben.

Durch eine geeignete Ansteuerungselektronik 234 wird der Halbleiterstrahler 280 betätigt, sobald der Eiπle- sevorgang des Lesegerätes beginnt. Das durch die Linse 227 vom Halbleiterstrahler 228 in Richtung auf die mar- 0965

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kierte Fläche 20 fokussierte Licht wird von dieser reflektiert und von der Linse 227 auf den Halbleiterchip fokussiert. Die Fotodioden 229, 229 ' , 229 ' ' , 229 ' ' ^» erfassen das reflektierte Licht. Bei der Bewegung des Lesegerätes 200 parallel zu der markierten Fläche wird in dem aus den Fotodioden 229, 229', 229'', 229' •^• bestehenden Diodenarray ein Muster zeitlich aufeinanderfolgender elektrischer Signale erzeugt, aus dem mittels einer geeigneten Datenverarbeitung die Richtung und Geschwindigkeit der Bewegung des Lesegerätes 200 während des Lesevorgangs in eindeutiger Weise bestimmbar ist.

Die elektrischen Impulse der Fotodioden 229, 229', 229'', 229''', 230 werden in einem A/D-Kon vert er 235 verstärkt und als digitales Synchronisationssignal zur Beschreibung der Position des Lesegerätes 200 gegenüber der markierten Fläche 20 der Signalverarbeitungseinheit

207 zugeführt. In ähnlicher Weise wie die Signale des Hallelements 30 des Lesegerätes 1 werden diese Synchronisationssignale zur Synchronisation des gleichzeitig aufgenommenen elektronischen Bildsignals des Bildsensors

208 verwendet. Beim Abspeichern der Bildinformation des Bildsensors 208 in die Speichereinheit 217 werden die Synchronisationssignale als Synchronisationsprotokoll unter der entsprechenden Speicheradresse der erfaßten Bildinformation abgelegt. Auf diese Weise wird beim Abrufen der Bildinformation durch ein geeignetes Wiedergabegerät jederzeit eine korrekte und maßstabsgerechte Wiedergabe der aufgenommenen Information möglich.

Die Verwendung eines berührungsfreieπ Bewegungsdetektors führt dazu, daß bei bestimmungsgemäßεm Gebrauch des Lesegerätes 200 der Abstand zwischen dem Lesegerät 200 und der markierten Fläche 20 variabel ist, und nicht fest vorgegeben, wie beim Lesegerät 1. Aus diesem Grunde ist die Brennweite der Fokussiereinheit 203 verstellbar aus_¬ gebildet, indem ein Teil des Linsensystems der Fokussier_¬ einheit 203, nämlich im Ausführungsbeispiel eine bikonkave Linse, gegenüber den übrigen Bestandteilen der Fo_¬ kussiereinheit 203 entlang der optischen Achse verschieb_¬ bar aufgenommen ist. Die Einstellung der Brennweite er_¬ folgt über einen Stellmotor 219, der elektronisch gesteu_¬ ert durch eine Steuereinheit 221 eine Brennweiteπeinst el- lung entsprechend der vom Bewegungssensor 202 übermittel_¬ ten Information über den Vertikalabstand des Lesegerätes 200 von der markierten Fläche 20 vornimmt. Hierzu weist der Stellmotor eine als Gewindespindel ausgebildete An_¬ triebswelle 222 auf, die von einer seitlich von der verschiebbar aufgenommenen Linse vorstehenden Öse 223 umgriffen wird. Die Drehbewegung der Antriebswelle 222 wird auf diese Weise in eine Bewegung der Linse parallel zur optischen Achse umgesetzt. Je nach Drehrichtung der Antriebswelle 222 wird somit die Brennweite der Fokussier- einrichtung 203 vergrößert bzw. verkleinert.

Der Bildsensor 208 ist so konzipiert, daß er zur Erfassung der vollen Information dreidimensionaler Objekte in der Lage ist. Hierzu weist der Bildsensor zwei Detektor-Matrixebenen 240, 241 auf, die jeweils verschiedene, einander spektral nicht überlappende Bereiche des elektromagnetischen Frequeπzspektrums erfassen. Vorzugsweise weist dabei eine der Detektor-Matrixebenen die volle Empfindlichkeit für das sichtbare Frequenzspektrum auf, während die andere Detektor-Matrixebene 241 etwa einen Teil des infraroten Frequenzspektrums erfaßt.

Die Detektor-Matrixebenen 240, 241 werden durch einen bistabilen Schalter 243 in vorbestimmter Weise zeitverschoben angesteuert. Die auf diese Weise ermittelten Bildinformationen der beiden Matrixebenen 240, 241 wer- den über ein Schieberegister 245 und einen Zwischenspeicher 247 einem Bildspeicher 249 zugeleitet. Zur Weiterverarbeitung, insbesondere zur Extrahieruπg der Information über den dreidimensionalen Charakter der aufgenommenen Objekte, werden die Informationen mittels eines Schieberegisters 251 aus dem Bildspeicher 249 ausgelesen und über einen Signal Verstärker 253 der Sigπalverarbei- tungseinheit 207 zugeführt.

Im Gehäuse 201 des Lesegerätes 200 ist ein Sender 254 integriert, der anstelle der drahtgebundenen Übermittlung der Daten über die Schnittstelle 220 eine drahtlose Datenfernübertragung an ein externes Gerät, wie etwa einen PC oder ein Notebook, ermöglicht.

In der Signalverarbeitungseinheit 207 werden die gewonnenen Daten der elektronischen Weiterverarbeitung zugeführt und können etwa in Text-, Tabellen- oder Grafikprogrammen unmittelbar ausgewertet werden. Die Eingabeeinheit 204 dient dabei dazu, das entsprechende Verarbeitungsprogramm anzuwählen und etwaig erforderliche Zusatzinformationen einzugeben. Die Programme zur Text-, Tabellen- und Grafik Verarbeitung sind, ebenso wie etwa Referenzinformationen zur Erkennung und Umsetzung handschriftlicher Information in elektronischlesbare Information in einem zusätzlichen Speicher 255 abrufbar abgelegt .

Die Fig. 22 bis 24 zeigen ein Lesegerät in einer weiteren Ausführungsform, bei der die Vorrichtungen zum Einlesen, Steuern und Anzeigen als separate, miteinander im Datenaustausch stehende Einheiten 300, 301, 302 ausgebildet sind. Die Einleseeinheit 300 wird bei bestimmungsgemäßem Gebrauch unmittelbar über der mit alphanumerischen, grafischen oder fotografischen Information markierten Fläche 20 geführt. Über einen Lichtwelleπleiter 305 wird die erfaßte Information einer Optik 307 zugeleitet, die diese dann auf den CCD-Bildsensor 308 abbildet. In einer CCD-Signalaufbereitungseinheit 310 werden die vom Bildsensor 308 erfaßten Signale in eine zur Datenfernübertragung geeignete Form gebracht und einem Sender 312 zugeleitet, der mit einem Empfänger 313 der Steuereinheit 301 in Datenaustausch steht. Die Einleseeinheit 300 wird mittels einer eigenen Batterieeinheit 314 mit Strom versorgt und ist daher unabhängig von der Stromversorgung 316 der Steuereinheit 301. Die Einleseeinheit 300 ist gleichzeitig als Schreibwerkzeug verwendbar. Hierzu weist die Einleseeinheit 300 eine in die Einleseeinheit 300 versenkbare Schreibmine 329 auf.

In der Steuereinheit 301 werden die von dem Empfänger 313 aufgenommenen Signale in einem Mikroprozessor 318 verarbeitet. Ein Display 319 dient zur Statusanzeige sowie zur Anzeige etwaiger Fehlermeldungen. Der Mikroprozessor 318 steht mit einer Schnittstelle 321 sowie mit einem Grafik-Interface 322 in Datenaustausch, an denen jeweils mittels geeigneter Datenübertragungskabel externe Geräte, wie etwa ein PC, angeschlossen werden können. Die unmittelbare Anzeige der erfaßten und/oder vom Mikroprozessor 318 verarbeiteten Daten erfolgt an der Anzeigeeinheit 302. Steuereinheit 301 und Anzeigeeinheit 302 stehen mittels einer drahtlosen Datenfernübertragung miteinander in Verbindung. Dazu weist die Steuereinheit 301 einen eigenen Sender 324 und die Anzeigeeinheit einen Empfänger 325 auf. In der Aπzeige- eiπheit ist eine elektronische Verarbeitungseiπheit 326 zur grafischen Aufarbeitung der vom Empfänger 325 erfaßten Daten angeordnet. Die Steuereinheit 301 ist mit einem Eingabedisplay 328 zur tastaturlosen Eingabe durch einen Druckstift, einen sogenannten "Touch -Pen " , ausgestattet. Als Druckstift kommt beispielsweise die Einleseeinheit 300 in Frage. Auf diese Weise ist ein Einsatz des Lesegerätes als tastaturloser Pocket-PC möglich.

Claims

Patentansprüche

1. Lesegerät für die optische Erfassung und Speicherung von visuell markierten und projizierten alphanumerischen Zeichen, Graphiken und fotografischen Bildern , bei dem

- eine Proj ektions orrichtung (15, 115) das Licht einer Strahlungsquelle (17, 117) auf einen vorherbestimmbaren Ausschnitt (19) einer mit alphanumerischen Zeichen Graphiken oder fotografischen Bildern markierten Fläche (20) projiziert,

- eine optische Einheit (4,104,204,307) das von der markierten Fläche (20) reflektierte Licht der Strahlungsquelle (17,117) auffängt und auf einem Bildseπsor

(14, 114,208,308) abbildet, der das Licht in eine Abfolge von elektronischen Signalen umwandelt,

- ein Bewegungsdetektor (2,202) zur Beschreibung der Position des Lesegerätes (1,1', 200) bei einer Bewegung parallel zur markierten Fläche (20) Synchronisationssignale erzeugt ,

- eine Signalverarbeitungseinheit (7,207,318) die Signale des Bildsensors (14,114,208,308) mit Hilfe der Synchronisationssignale in alphanumerische, graphische oder bildliche Informationen eines frei wählbaren Teiles der markierten Fläche (20) zeichencodeunabhängig enthaltende Informationspakete umwandelt und in einer der elektronischen Weiter erarbeitung zugänglichen Weise in einer Speichereinheit (47,217) abrufbar ablegt .

2. Lesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahluπgsquelle aus mindestens einem Halbleiterstrahler (17, 117) besteht, der monochromares Licht im sichtbaren oder ultra ioletten Spektralbereich emmitiert.

3. Lesegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektions Vorrichtung (15, 115) eine Blende (16, 116) aufweist, deren Öffnung zur Bestrahlung jeweils unterschiedlich großer Ausschnitte der markierten Fläche (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, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (17, 117) in den Bildsensor (14,114,208,308) integriert ist.

6. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsdetektor (2,207) 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 gelagertes Abtastele eπt (33) aufweist.

8. Lesegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsdetektor ein Hallelement (30) mit einem Abtastelement (33) aufweist, und wobei das Abtastelement (33) von einem inhomogenen Magnetfeld (31) derart umgeben ist, daß im Zusammenwirken mit dem Hallelement (30) bei einer Drehung des Abtast elements (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 Bewegungsdetektor (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 elektronischer Verschluß (45) die Größe der Informations - pakete jeweils festlegt.

11. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheit (47,217) aus einem oder mehreren in die Signalverarbeituπgsein- heit (7,207) integrierten Speichern (49, 57) besteht.

12. Lesegerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinheit (7,207,318) Vorrichtungen zum Zuschalten von externen Speichern (57) aufweist .

13. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildsensor (14,114,208, 318) mit integrierten Speichern zur Signalverarbeitung ausgestattet ist.

14. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinheit (7,207,318) und/oder die Speichereiπheit (47,217) mit einer Schnittstelle (10,220,321) zur Übertragung von Daten an externe Geräte optisch, elektronisch oder optoelektronisch verbunden ist.

15. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine integrierte Batteriestromversorgung (8,218,314,316), 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 Schnelladen der Batterien (9) ermöglicht .

17. Lesegerät nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, 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 Einschubvorrichtung (62) erfolgt.

19. Lesegerät nach Anspruch 14 und/oder einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle (10,220,321) mit einem Schnittstellenka- bei verbindbar ist, über das eine Stromeinspeisung für das Aufladen der Batterien (9) möglich ist.

20. Lesegerät nach einem der ^' vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Signalverarbeitungs - einheit (7,207,318) ein Signal verarbeitungschip zum Ansteuern eines extern zuschaltbaren Monitors (81) , über den die von der Signalverarbeitungseinheit (7,207) erzeugten Informationspakete visuell anzeigbar sind, integriert ist .

21. Lesegerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Monitor um eine Einschubeinheit (80, 81) handelt, die mit dem Lesegerät fest aber lösbar verbunden ist.

22. Lesegerät nach den Ansprüchen 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Sigπalverarbeitungschip eine Zugriffsmöglichkeit für die visuelle Anzeige gespeicherter Informationspakete auf dem Monitor (81,302) aufweist.

23. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Handgerät.

24. Lesegerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Handgerät in der Art eines Füllfederhalters 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 Infrarotstrahlers (117) sichtbares Licht abstrahlt sowie einen für infrarotes Licht durchlässigen se- mitraπsparenten Spiegel (122) aufweist, sichtbares Licht reflektiert, wobei der semitransparente Spiegel (122) in den Strahlengängen des infraroten Lichtes und des sichtbaren Lichtes derart angebracht ist, daß zum einen das vom Infrarotstrahler (117) ausgehende Licht und das sichtbare Licht der Lichtquelle (121) einen deckungsgleichen Ausschnitt (19) der markierten Fläche (20) bestrahlen, und zum anderen von dem von der markierten Fläche (20) reflektierten Licht nur der infrarote Anteil auf den Bildsensor (114) gelangt, während der sichtbare Anteil in eine von der Richtung zum Bildsensor abseitige Lage gelenkt wird.

26. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsdetektor (2,202) Erfassungsmittel (229,229' ,229", 229*'') zum berührungsfreien Erfassen der Bewegung des Lesegerätes (1,200) parallel zur markierten Fläche (20) aufweist.

27. Lesegerat nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß als Erfassungsmittel in einer bei bestim ungsgemaßem Gebrauch zur markierten Flache (20) im v/esentlichen parallelen Ebene m wenigstens zwei Richtungen beabstandet voneinander angeordnete Fotodioden (229, 229 ', 229" , 229''') vorgesehen sind, die von alphanumerischen Zeichen, Graphiken oder fotographischen Bildern auf der markierten Flache (20) reflektiertes Licht der Strahlungsquelle (17,117,228) erfassen und m elektronische, als Referenzinformation zur Durchfuhrung eines Korrektur-Ausgleichs einsetzbare Information umwandeln.

28. Lesegerat nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß daß der Bewegungsdetektor (2,202) Mittel (230) zum Erfassen des Vertikalabstandes aufweist, etwa eine Fotodiode, die von der markierten Fläche (20) reflektiertes Licht der Strahlungsquelle (17,117,228) erfaßt.

29. Lesegerat nach einem der Ansprüche 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (230) zum Erfassen des Vertikalabstandes mit einem Stellantrieb (219) in Wirkverbindung stehen, mittels dessen die Brennweite der Fokussiereinheit (18,118,203) des Lesegeräts (1,200) in Abhängigkeit vom Vertikalabstand in vorbestimmter Weise einstellbar ist.

30. Lesegerät nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlungsquelle (228) für die Erfassung der Bewegung und/oder des Vertikalabstandes ein im Bewegungsdetektor (202) integrierter Halbleiterstrahler vorgesehen ist.

31. Lesegerät nach einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (229, 229 * , 229", 229 ' ' ' ) zum Erfassen der Bewegung und/oder die Mittel (230) zum Erfassen des Vertikalabstandes und/oder die Strahlungsquelle (228) für die Erfassung der Bewegung in einem im Bewegungsdetektor (2,202) angeordneten Mikrochip (226) integriert sind.

32. Lesegerät nach einem der Ansprüche 26 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (229, 229 ' , 229" , 229 ' ' ^» ) zum Erfassen der Bewegung und/oder die Mittel (230) zum Erfassen des Vertikalabstandes Synchronisationssignale aussenden, die in der Speichereinheit (7,207) in einem dem jeweiligen Informationspaket (51) zugeordneten Synchronprotokoll abspeicherbar sind .

33. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildsensor (14,114,208,308) Mittel (240,241) zum Erfassen des dreidimensionalen Charakters von

Objekten auf der markierten Fläche (20) aufweist.

34. Lesegerät nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildsensor (14,114,208,308) zwei zur Detektion von jeweils miteinander spektral nicht überlappenden Frequenzbereichen des von der Strahlungsquelle (17,117) des Lesegerätes emittierten Lichts geeignete Detektormatrices (240,241) aufweist, die mit einer vorbestimmten Zeitdifferenz zueinander ansteuerbar sind.

35. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sende- und Empfangseinheit (254) zur drahtlosen Datenfernübertragung an einen externen Rechner.

36. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinheit (7,207,318) mit einem Speichermedium (254) in Datenaustausch steht, um handschriftliche Information anhand von Referenzinformationen in EDV-lesbare Information, vorzugsweise in hexadezimale Zeichencharaktere, umzuwandeln.

37. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Eingabeeinheit (205), mittels der Informationen über auswählbare Verarbeitungsprogramme, wie Text-, Tabellen- oder Grafikprogramme, eingebbar sind.

38. Lesegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einleseeinheit (300), eine Steuereinheit (301) und/oder eine Anzeigeeinheit (302), die jeweils als funktional autonome Einheiten ausgebildet sind und die miteinander in, vorzugsweise drahtlosem, direktem oder indirektem Datenaustausch stehen.

39. Lesegerät nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (301) mit Sensormitteln (328) zur Eingabe von Information ausgestattet ist.

40. Lesegerät nach Anspruch 38 oder 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleseeinheit (300) mit Mitteln zum Schreiben (329), etwa mit einer in die Einleseeinheit (300) versenkbare Schreibmine, ausgestattet ist.