DE3145098C2 - Optischer Codeleser - Google Patents

Abstract

In einem optischen Codierer, der eine optische Codescheibe mit einer Anzahl Codespuren, einen Mehrkanal-Photodetektor zum Empfang modulierten Lichtes von den Codespuren und ein optisches System umfaßt, besteht das optische System aus einer Lichtquelle zur Erzeugung einer Lichtlinie, bei Bedarf einer Kollimatorlinse, welche divergierende Lichtstrahlen von der Lichtquelle empfängt und in Form von im wesentlichen parallelen Strahlen auf die Codescheibe richtet, einer zwischen der Kollimatorlinse und der Codescheibe angeordneten Objektivlinse zur Fokussierung des Lichtes in Form einer scharfen Linie auf der Codescheibe, einem Gehäuse zum Halten der Kollimatorlinse, welches einen Sitz zur Aufnahme der Objektivlinse aufweist, einer Blendenplatte, die einen auf die Objektivlinse ausgerichteten Blendenschlitz enthält, und einer Einrichtung zum Befestigen der Blendenplatte am Gehäuse in solcher Weise, daß die Objektivlinse zwischen dem Sitz und der Blendenplatte gehalten ist. Am Gehäuse können Flansche angebracht sein, welche die Blendenplatte, vorzugsweise in gebogener Form, mit der Objektivlinse in Eingriff halten, die zylindrisch, halbzylindrisch oder in Form eines Duplets oder Triplets ausgebildet sein kann. Die Blendenplatte und die Objektivlinse können auch durch ein Gitter ersetzt werden. Bei einer abgewandelten Ausführungsform kann die Blendenplatte in eine zylindrische Objektivlinse eingegossen sein.

Description

eine Blendenplatte zugeordnet ist, die eine auf die Objektivlinse ausgerichtete Blendenöffnung aufweist und die Objektivlinse in einen im Gehäuse angeordneten Sitz drückt

Bei dem erfindungsgemäßen optischen Codeleser wird also das den Codeträger durchdringende Licht nicht auf die Detektoranordnung fokussiert sondern es ist der Photodetektor unmittelbar neben dem Codeträger angeordnet Ferner wird das von der Lichtquelle ausgehende Licht in Form einer Linie auf den Codeträger fokussiert Dadurch ist ohne zusätzliche optische Mittel gewährleistet, daß die einzelnen Detektoren von dem Codeträger entweder abgedeckt werden oder nicht und demgemäß ?.uch von dem den Codeträger durchdringenden Licht getroffen werden oder nicht Dabei sind die einzelnen Abschnitte des mehrkanaligen Photodetektors entweder im wesentlichen vollständig dem den Codeträger durchdringenden Licht ausgesetzt oder aber gegen solches Licht abgeschirmt Die der Objektivlinse zugeordnete Blendenplatte gewährleistet, daß störendes Streulicht von dem Codeträger und dem Photodetektor ferngehalten wird. Gleichzeitig dient sie dazu, die Objektivlinse in einen Sitz zu drücken und darin zu halten. Dadurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau, der zugleich eine genaue Ausrichtung von Blende und Linse gewährleistet, ohne daß hierzu besondere Justiermaßnahmen erforderlich wären. Die mit einfachen Mitteln erzielte hohe Genauigkeit der Zuordnung der einzelnen Bauteile des erfindungsgemäßen Codelesers gewährleistet zugleich dessen hohe Zuverlässigkeit.

Die Objektivlinse hat vorzugsweise die Form eines zylindrischen oder halbzylindrischen Stabes. Sie kann als Duplet oder als Triplet ausgebildet sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Blendenplatte biegsam und elastisch und hintergreift mit ihren Rändern neben dem Sitz der Objektivlinse angsordnete Flansche, die die Blendenplatte in gebogener Stellung an der Oberfläche der Objektivlinse in Anlage halten, so daß die Blendenplatte die Objektivlinse elastisch in ihren Sitz drückt

Das optische System kann eine Kollimatorlinse umfassen, die zwischen Lichtquelle und Objektvivlinse angeordnet ist Die Kollimatorlinse kann wenigstens ein optisches Element mit im allgemeinen sphärischer Krümmung aufweisen. Die Kollimatorünse kann aus einem einfachen optischen Element, aber auch aus einem Duplet oder einem Triplet bestehen. Die Kollimatorlinse kann ein asphärisches optisches Element umfassen.

Die Befestigungsmittel können Klebemittel zur Befestigung der Blendenplatte am Gehäuse umfassen.

Die Lichtquelle kann eine Leuchtdiode aufweisen, die vorzugsweise so aufgebaut ist, daß sie ein linienförmiges Lichtmuster erzeugt

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann die Blendenplatte in die Objektivlinse eingegossen sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt längs der Linie 1-1 in Fig.2 durch einen optischen Codeleser nach der Erfindung,

Fig.2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 durch den optischen Codeleser nach Fig. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht auf das Linsengehäuse und die Blendenplatte des optischen Codelesers nach F i g. 1 längs der Linie 3-3,

Fig.4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 durch die Anordnung nach F i g. 3,

F i g. 5 die Anordnung nach F i g. 3 teilweise in Draufsicht und teilweise im Schnitt längs der Linie 5-5,

F i g. 6 eine Draufsicht auf die Lichtquelle des optischen Codelesers nach F i g. 1 längs der Linie 6-6,

Fig.7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 durch die Lichtquelle nach F i g. 6,

F i g. 8 eine Darstellung ähnlich F i g. 5 einer modifizierten Ausführungsform des Linsengehäuses mit der Blendenplatte,
Fig.9 eine schematische Darstellung eines modifizierten optischen Systems, bei dem die Objektivlinse als Triplet ausgebildet ist

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer weiteren, modifizierten Ausführungsform des optischen Systems, bei dem die Objektivlinse als Duplet ausgebildet ist,

F i g. 11 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des optischen Systems mit einer im wesentlichen halbzylindrischen Objektivlinse,
Fig. 12, 13 und 14 Teilschnitte durch verschiedene Ausführungsformen von KoIIimatorfinsen, die als Triplet, achromatisches Duplet und als asphärische Linse ausgebildet sind,

Fig. 15 eine schematische Darstellung einer modifizierten Ausführu.ngsform, bei welcher die Objektivlinse und die Blendenplatte der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 8 durch ein Gitter ersetzt ist, und

Fig. 16 eine schematische perspektivische Darstellung des Gitters nach F i g. 15.
Die F i g. 1 und 2 zeigen einen optischen Codeleser 10 mit einem optischen System 12 und einen scheibenförmigen Codeträger 22, der auf einer drehbaren Welle 14 befestigt ist, die in einem Hauptgehäuse 20 oder Rahmen von Lagern 16 und 18 getragen wird. Der allgemeine Zweck des Codelesers 10 besteht darin, elektrische Signale zu liefern, welche die Stellung oder Bewegung der Welle 14 mit hoher Genauigkeit anzeigen. So kann der optische Codeleser 10 in einem Fernmeßsystem zur elektrischen Überwachung der Position oder der Bewegung eines beliebigen drehbaren oder verschiebbaren Gliedes benutzt werden, mit dem die Welle 14 in Verbindung steht.

Der scheibenförmige Codeträger 22 kann jeden bekannten oder geeigneten Aufbau haben und weist vorzugsweise mehrere optische Codespuren 24 zur Modulation von Licht gemäß der Stellung oder Bewegung des Codeträgers auf. Solche optischen Codeträger sind dem Fachmann gut bekannt Beispielsweise kann ein typischer Codeträger eine Digital-Scheibe sein, die aus einem durchsichtigen Material besteht, beispielsweise aus Glas, und mit einer Anzahl konzentrischer, kreisförmiger Spuren versehen ist, von denen jede aufeinanderfolgende Abschnitte aufweist, die abwechselnd hell und dunkel sind, so daß einfallendes Licht von den Spuren moduliert wird, wenn die Scheibe gedreht wird.

Die Anzahl der Abschnitte in den aufeinanderfolgenden, konzentrischen Spuren kann in Übereinstimmung mit einem Binärcode verschieden sein. So kann beispielsweise die Anzahl der Abschnitte in den aufeinanderfolgenden Spuren 2,4,8,16,32 usw. betragen. Solche optische Codescheiben sind beispielsweise in den US-PS 36 18 074 und 37 10 375 beschrieben.

Wie F i g. 1 und 2 zeigen, enthält das optische System 12 ^Hes Codelesers 10 einen Mehrkanal-Photodetektor 26 zur Umwandlung des von den Codespuren 24 ausgehenden modulierten Lichtes in eine Anzahl entsprechender elektrischer Signale. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Mehrkanal-Photodetektor 26 dicht benachbart zur linken Seite des optischen Codeträgers 22 angeordnet,

damit er das modulierte Licht von den optischen Codespuren 24 empfängt. Der Photodektor 26 kann jeden bekannten oder geeigneten Aufbau haben. So kann beispielsweise der Photodetektor 26 von einer Anzahl photoelektrischer Elemente Gebrauch machen, die lichtempfindliche Silicium-Übergänge oder andere Einrichtungen zur Umwandlung von Licht in elektrische Signale aufweisen.

Das optische System 12 umfaßt eine Lichtquelle 28 zur Erzeugung von Licht zum Beleuchten der Codespuren 24 auf den Codeträger 22. Vorzugsweise ist die Lichtquelle 28 zur Erzeugung eines linienförmigen Lichtmusters ausgebildet und angeordnet. Die dargestellte Lichtquelle 28 hat die Form einer Leuchtdiode mit einem geradlinigen, lichtemittierenden Teil 30. Speiseströme werden dem geradlinigen Teil 30 mittels mehrerer Leitungen 32 zugeführt, die an mehreren Stellen längs des geradlinigen Teiles angeschlossen sind, wie es F i g. 6 und 7 zeigen.

Das optische System 12 enthält auch eine Kollimatorlinse 34, die zwischen der Lichtquelle 28 und dem Codeträger 22 angeordnet ist. Die Wirkung der Kollimatorlinse 34 besteht darin, daß die von der Lichtquelle 28 empfangenen, divergierenden Lichtstrahlen in Form von im wesentlichen parallelen Strahlen auf den Codeträger 22 gerichtet werden. Wie in F i g. 1 dargestellt, ist die Kollimatorlinse 34 bikonvex und weist sphärisch gekrümmte, konvexe Oberflächen auf. Die Kollimatorlinse kann jedoch von jeder bekannten oder geeigneten Art sein und aus ein oder mehr Linsenelementen bestehen. So zeigen die F i g. 12,13 und 14 modifizierte Typen von Kollimatorlinsen. F i g. 12 zeigt eine als Triplet ausgebildete Kollimatorlinse 34a mit drei Linsenelementen. Fig. 13 zeigt eine als achromatisches Dupiet ausgebildete Kollimatorlinse 346 mit zwei Linsenelementen. F i g. 14 zeigt eine asphärische Kollimatorlinse 34c. Diese Linsen sind beispielsweise dargestellt und haben keine beschränkende Bedeutung. Es ist auch möglich, auf eine Kollimatorlinse zu verzichten, obwohl allgemein bei Verwendung einer Kollimatorlinse bessere Ergebnisse erzielt werden.

Wie in F i g. 1 dargestellt, ist die Kollimatorlinse 34 in einem Linsengehäuse 36 angeordnet und gehalten, das in geeigneter Weise in dem Hauptgehäuse 20 des optischen Codelesers 10 gehalten ist. Wie dargestellt, hat das Linsengehäuse 36 einen ringförmigen Sitz 38 zur Aufnahme und Positionierung der Kollimatorlinse 34. Ein Haltering 40 ist in das Linsengehäuse 36 eingesetzt und drückt die Kollimatorlinse 34 gegen ihren Sitz 38. Es ist ersichtlich, daß die Lichtquelle 28 von einem rohrförmigen Bauteil 42 des Linsengehäuses 36 aufgenommen und darin gehalten ist. Auf diese Weise wird die Lichtquelle automatisch auf der optischen Achse der KoIIimatorlinse 34 angeordnet und gehalten.

Wie in F i g. 1 dargestellt, umfaßt das optische System 12 auch eine Objektivlinse 44 zum Abbilden einer Lichtlinie auf den Codespuren 24 des Codeträgers 22. Die Objektivlinse 44 ist ebenfalls in dem Linsengehäuse 36 befestigt und zwischen der Kollimatorlinse 34 und dem Codeträger 22 genau positioniert und gehalten. Die Objektivlinse 44 ist dem Codeträger 22 dicht benachbart und auf der optischen Achse der Kollimatorlinse 34 angeordnet.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, hat die Objektivlinse 44 allgemein eine zylindrische Form, und zwar genauer die Form eines durchsichtigen zylindrischen Stabes, dessen Zylinderachse sich parallel zu dem geradlinigen, lichtemittierenden Teil 30 der Lichtquelle 28 erstreckt Die Objektivlinse 44 kann jedoch verschiedene andere Formen annehmen, von denen einige in den F i g. 9, 10 und 11 beispielsweise dargestellt sind. F i g. 9 zeigt eine modifizierte Objektivlinse 44a in Form eines Triplet, das drei Linsenelemente umfaßt. Allgemein haben die Linsenelemente ein oder zwei optische Flächen, die allgemein zylindrisch gekrümmt sind.

Fig. 10 zeigt eine andere, modifizierte Objektivlinse 44b, welche die Form eines Duplets hat und aus zwei

ίο Linsenelementen besteht, deren optische Flächen im wesentlichen zylindrisch gekrümmt sind.

F i g. 11 zeigt eine weitere modifizierte Objektivlinse 44c, die allgemein eine halbzylindrische Form hat. Weitere Einzelheiten der Fig.9 bis 11 werden später beschrieben.

Wie in den F i g. 1 und 3 bis 5 dargestellt, umfaßt das optische System 12 eine Blendenplatte 46, die zwischen der Objektivlinse 44 und dem Codeträger 22 angeordnet ist. Demgemäß befindet sich die Blendenplatte 46 dicht benachbart zum Codeträger 22. Die dargestellte Blendenplatte 46 ist mit einer öffnung in Form eines Schlitzes 48 versehen, der auf die Objektivlinse 44 ausgerichtet ist und sich parallel zu deren Zylinderachse erstreckt. Der Schlitz 48 unterstützt die Begrenzung der Lichtlinie, die auf den Codeträger 22 fokussiert wird.

Die Objektivlinse 44 und die Blendenplatte 46 sind in dem Linsengehäuse 36 in solcher Weise montiert, daß die Stellungen der Objektivlinse 44 und der Blendenplatte 46 in bezug auf die anderen Komponenten des optischen Systems genau bestimmt sind. Wie in den F i g. 3 bis 5 dargestellt, hat das Linsengehäuse 36 einen ringförmigen vorderen Abschnitt 50, der mit einem Sitz 52 zur Aufnahme und Positionierung der Objektivlinse 44 versehen ist. Die dargestellte Objeklivlinse 44 hat die Form eines zylindrischen Stabes. Der Sitz 52 hat die Form einer geradlinigen Nut, die in dem vorderen Abschnitt 50 des Linsengehäuses 36 angebracht ist. Der Sitz 52 hat vorzugsweise einen V-förmigen Querschnitt, um die Lage der zylindrischen Linse 44 genau zu bestimmen; er steht zur optischen Achse der Kollimatorlinse 34 senkrecht und erstreckt sich parallel zu dem geradlinigen, lichtemittierenden Teil 30 der Lichtquelle 28.

Wie in den F i g. 4 und 5 gezeigt, ist die Nut oder der Sitz 52 in der Vorder- oder Außenseite einer Querwand 54 angebracht, die sich über den vorderen Abschnitt 50 des Linsengehäuses 36 und vor der Kollimatorlinse 34 erstreckt. Die Rückseite oder der Boden des Sitzes 52 steht mit einem Schlitz 56 in Verbindung, der sich durch die Querwand 54 hindurch erstreckt, um Licht von der Kollimatorlinse 34 zur Objektivlinse 44 durchzulassen. Der Schlitz 56 erstreckt sich parallel zum Schlitz 48 in der Blendenpiatte 46.

Die Objektivlinse 44 wird zwischen der Blendenplatte 46 und dem Sitz 52 gehalten. Wie die F i g. 3 bis 5 zeigen, ist die Blendenplatte 46 dünn, biegsam und elastisch und besteht vorzugsweise aus einer dünnen Metallplatte oder -folie. In manchen Fällen ist jedoch die Blendenplatte nicht notwendigerweise biegsam und elastisch.
In der speziellen Konstruktion nach den F i g. 3 bis 5 wird die Blendenplatte 46 als elastisches Federglied zum Andrücken der Objektivlinse 44 an den Sitz 52 verwendet Demnach ist die Blendenplatte 46 an dem vorderen Abschnitt 50 des Linsengehäuses 36 so befestigt daß sie an der Objektivlinse 44 anliegt die in diesem Fall zylindrisch ist Die Blendenplatte 46 ist in eine gekrümmte Form gebracht wie es F i g. 5 zeigt so daß die Blendenplatte 46 die zylindrische Objektivlinse 44 gegen ihren Sitz 52 drückt Die Blendenplatte 46 wird in ihrer ge-

krümmten, gebogenen Form von Flanschen gehalten, die am vorderen Abschnitt 50 des Linsengehäuses 36 angebracht und als zwei Flansche 58 dargestellt sind, welche die Ränder der Blendenplatte 46 übergreifen und sich parallel zum Sitz 52 für die zylindrische Linse 44 erstrecken. Die dargestellten Flansche 58 werden von einer schwalbenschwanzförmigen Nut oder Rinne 60 im vorderen Abschnitt 50 des Linsengehäuses 56 gebildet. Die schwalbenschwanzförmige Rinne 60 erstreckt sich parallel zum Sitz 52, welcher die zylindrische Objektivlinse 44 aufnimmt.

Wie aus den F i g. 3 bis 5 ersichtlich, läßt sich die Blendenplatte 46 in den vorderen Abschnitt 50 des Linsengehäuses 36 leicht einsetzen. Dies erfolgt durch Einlegen der zylindrischen Linse 44 in ihren Sitz 52, wonach die Blendenplatte 46 in eine gekrümmte Form gebracht und in die schwalbenschwanzförmige Rinne 60 eingeschoben wird, so daß die Blendenplatte 46 an der Vorderseile der zylindrischen Objektivlinse 44 zur Anlage kommt. Die Randabschnitte der Blendenplatte 46 sind hinter den Flanschen 58 gefangen, die von der schwalbenschwanzförmigen Rinne 60 gebildet werden.

Auf diese Weise wird der Schlitz 48 automatisch auf die zylindrische Objektivlinse 44 ausgerichtet, die ihrerseits in ihren Sitz 52 gedrückt wird, so daß die Objektivlinse automatisch in der korrekten Stellung in bezug auf die Kollimatorlinse 34 und die Lichtquelle 28 angeordnet wird. Die zylindrische Objektivlinse 44 und der Schlitz 48 sind so angeordnet, daß sie parallel zu dem geradlinigen, lichtemittierenden Teil 30 der Lichtquelle 28 gerichtet sinci.

Das gesamte optische System 12 kann sehr leicht und trotzdem mit sehr hoher Genauigkeit montiert werden, so daß die Relativstellungen der verschiedenen Komponenten des optischen Systems 12 mit einem hohen Maß an Genauigkeit erreicht und eingehalten werden können. Das optische System 12 erfordert keine feinfühligen und schwierigen Justierungen.

F i g. 8 veranschaulicht ein modifiziertes optisches System 62, in dem die zylindrische Objektivlinse 44 und die Blendenplatte 46 nach den F i g. 1 bis 7 durch eine modifizierte zylindrische Objektivlinse 64 und eine Blendenplatte 66 ersetzt worden sind. In diesem Fall ist die Blendenplatte 66 in die zylindrische Objektivlinse 64 eingegossen. Wie dargestellt, weist die Blendenplatte 66 einen Schlitz 68 auf, der in die zylindrische Objektivlinse 64 eingebettet ist. Auf diese Weise ist die Ausrichtung des Schlitzes 68 auf die Objektivlinse 64 mit hoher Genauigkeit gewährleistet

In dem optischen System 62 nach F i g. 8 ist die Kollimatorlinse 34 die gleiche wie zuvor, jedoch ist sie in ein modifiziertes Linsengehäuse 70 eingebaut, das dem Linsengehäuse 36 ähnlich ist jedoch einen modifizierten vorderen Abschnitt 72 zum Halten der Objektivlinse 64 und der Blendenplatte 66 aufweist Es ist ersichtlich, daß die Objektivlinse 64 die Form eines zylindrischen Sammelgliedes oder -abschnittes hat das zusammen mit einer flachen Trag- oder Montageplatte 74 ein Teil bildet, das sich über den vorderen Abschnitt 72 erstreckt und an diesem mittels Schrauben 76 oder anderen geeigneten Mitteln befestigt ist Die Blendenplatte 66 ist an der Vorderseite der Montageplatte 74 befestigt und ebenfalls an dem vorderen Gehäuse-Abschnitt 72 mittels Schrauben 76 angebracht

Auch die Konstruktion nach Fig.8 stellt mit hoher Genauigkeit die gewünschte Beziehung zwischen der Kollimatorlinse 34 und der Objektivlinse 64 her und gewährleistet das Einhalten dieser Beziehung, während zugleich mit großer Genauigkeit die Stellung der Blendenplatte 66 hergestellt und eingehalten wird, in welcher ihr Schlitz 68 auf die zylindrische Objektivlinse 64 ausgerichtet ist. Die Montageplatte 74 und die zylindrisehe Objektivlinse 64 können als ein Teil aus Glas oder einem durchsichtigen Kunststoff gegossen sein.

Wie oben angegeben, veranschaulicht F i g. 9 ein modifiziertes optisches System 80, das von einem Triplet als Objektivlinse 44a Gebrauch macht, die in einem modifizierten Linsengehäuse 82 angeordnet ist, das in seinem vorderen Abschnitt 86 einen Sitz 84 zur Aufnahme und Positionierung der Triplet-Objektivlinse 44a aufweist. Der Sitz 84 hat die Form einer Rinne, in der die Objektivlinse 44a durch eine Blendenplatte 88 gehalten ist.

Zum Andrücken der Blendenplatte 88 gegen das vordere Element der Triplet-Objektivlinse 44a weist das dargestellte Linsengehäuse 82 zwei Flansche 90 auf, die den Flanschen 58 nach F i g. 4 ähnlich sind. Die Blendenplatte 88 ist gekrümmt dargestellt und vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise durch elastisches Verformen in diese gekrümmte Form gebracht, wie im Fall der Blendenplatte 46. Die Blendenplatte 88 ist vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise elastisch, so daß ihre Elastizität die Objektivlinse 44a gegen ihren Sitz 84 drückt.

Die als Triplet ausgebildete Objektivlinse 44a nach F i g. 9 fokussiert das von der Lichtquelle 28 ausgehende Licht in Form einer Lichtlinie auf den Codeträger 22. Der Schlitz in der Blendenplatte 88 unterstützt die Bildung einer feinen Lichtlinie.

Wie oben angegeben, zeigt F i g. 10 ein weiteres, modifiziertes optisches System 94, das von einer Objektivlinse 44b in Form eines Duplets Gebrauch macht, die in einem modifizierten Linsengehäuse 96 angeordnet ist das in seinem vorderen Abschnitt 100 einen Sitz 98 zur Aufnahme und Positionierung der Duplet-Objektivlinse 44b aufweist. Das optische System 94 enthält auch eine Blendenplatte 102, weiche die Duplet-Objektivlinse 44b in ihrem Sitz 98 hält. Die Blendenplatte 102 ist in diesem Falle eben und wird in geeigneter Weise an dem Linsengehäuse gehalten, beispielsweise mittels eines Zements oder eines anderen Klebemittels, das zwischen die Blendenplatte 102 und die benachbarte Vorderfläche 104 des Linsengehäuses 96 aufgebracht wird.
Wie zuvor fokussiert die Duplet-Objektivlinse 446 auf den Codeträger 22 eine Lichtlinie, deren Licht von der Lichtquelle 28 stammt. Auch hier kann die Blendenplatte 102 eine schlitzförmige öffnung aufweisen, welche die Ausbildung einer feinen Lichtlinie auf dem Codeträger 22 unterstützt

F i g. 11 veranschaulicht ein weiteres modifiziertes optisches System 110, das von einer halbzylindrischen Objektivlinse 44c Gebrauch macht die in einem modifizierten Linsengehäuse 112 angeordnet ist, das in seinem vorderen Abschnitt 116 eine Nut als Sitz 114 zur Aufnähme und Positionierung der Linse 44c besitzt Der Sitz 114 hat die Form einer im wesentlichen V-förmigen Rinne. Eine Blendenplatte 118 ist vor der Linse 44c an dem Linsengehäuse 112 befestigt und hält die Linse in ihrem Sitz 114.

In dem optischen System 110 nach F i g. 11 ist die Blendenplatte 118 eben und in geeigneter Weise an dem Linsengehäuse 112 befestigt beispielsweise mittels eines Kittes oder eines anderen Klebemittels, das zwischen der Blendenplatte 118 und der entsprechenden Vorderfläche 120 des Linsengehäuses 112 angebracht worden ist

Die halbzylindrische Objektivlmse 44c fokussiert auf dem Codeträger 22 eine Lichtlinie, deren Licht von der

Lichtquelle 28 stammt. Wie zuvor kann die Blendenplatte 118 eine schlitzförmige öffnung aufweisen, welche die Begrenzung einer feinen Lichtlinie auf dem Codeträger 22 unterstützt.

Fig. 15 und 16 veranschaulichen ein anderes modifiziertes optisches System 124, das von dem gleichen Linsengehäuse 36 Gebrauch machen kann, wie es in Verbindung mit F i g. 5 beschrieben worden ist. Bei dem modifizierten optischen System 124 nach Fig. 15 sind jedoch die Objektivlinse 44 und die Blendenplatte 46 durch ein Gitter 126 ersetzt, das mit einem geeigneten Codemuster 128 versehen ist. Solche Gitter sind dem Durchschnittsfachmann bekannt. Das dargestellte Gitter 126 hat die Form einer transparenten Platte, die aus Glas oder einem anderen durchsichtigen Material besteht und so geformt ist. daß sie in die schwalbenschwanzförmige Rinne 60 paßt, so daß das Gitter 126 von den übergreifenden Flanschen 58 gehalten wird. Wie die F i g. 15 und 16 zeigen, hat das Gitter 126 abgeschrägte Seitenflächen 130, die den Flanschen 58 angepaßt sind, so daß das Gitter in die Rinne einschiebbar ist. Das Gitter 126 kann in der schwalbenschwanzförmigen Rinne 60 auf geeignete Weise befestigt sein, beispielsweise mittels eines Kittes 132 oder eines anderen Klebemittels.

Das in den F i g. 5 und 15 dargestellte Linsengehäuse 34 hat den Vorteil eines universellen Aufbaues, der zur Aufnahme und Halterung entweder eines Gitters 126 nach Fig. 15 oder einer Objektivlinse 44 mit Blendenplatte 46 nach Fig.5 geeignet ist, die beide optische Modifikationseinrichtungen bilden.

Es können vielfältige andere Modifikationen, alternative Konstruktionen und äquivalente Einrichtungen benutzt werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

20 25

Claims (9)

1 2 sehen Lichtquelle und Codeträger angeordnet ist Patentansprüche: Ein solcher optischer Codeleser ist aus der GB-PS 13 26 063 bekannt Die zwischen Lichtquelle und Code-

1. Optischer Codeleser mit einem in einem Gehäu- träger angeordnete Objektivlinse konzentriert das von se angeordneten, mehrspurigen optischen Codeträ- 5 einer Lampe ausgehende Licht auf ein mehrere Zeilen ger, einer Lichtquelle zum Beleuchten des Codeträ- und Spalten umfassendes Feld binärer Markierungen, gers, einem mehrkanaligen Photodetektor zum Auf der der Lichtquelle abgewandten Seite des Code-Empfang modulierten Lichtes vom Codeträger und trägers ist ein weiteres Linsensystem angeordnet weleiner zwischen Lichtquelle und Photodetektor ange- ches das den Codeträger durchdringende Licht auf eine ordneten Objektivlinse, wobei die Objektivlinse zwi- io Schlitzmaske projiziert, hinter deren Schützen eine Ansehen Lichtquelle und Codeträger angeordnet ist zahl Photodetektoren angeordnet ist Es ist ersichtlich, dadurch gekennzeichnet, daß die Objek- daß dieser Codeleser einen erheblichen Aufwand an optivlinse (44) zum Fokussieren des Lichees auf den tischen Mitteln erfordert und eine hohe Sicherheit bei Codeträger (22) in Form einer Linie ausgebildet ist, der Codeerkennung außerdem eine sehr genaue Justiedaß der Photodetektor (26) auf der der Lichtquelle 15 rung dieser optischen Mittel zur Voraussetzung hat. (28) abgewandten Seite des Codeträgers (22) unmit- Demnach können im Betrieb auftretende Justierfehler telbar neben dem Codeträger (22) angeordnet ist auch leicht zu Fehlern bei der Codeerkennung führen, und daß der Objektivlinse (44) eine Blendenplatte was je nach dem Anwendungszweck des Codelesers (46) zugeordnet ist, die eine auf die Objektivlinse (44) schwerwiegende Folgen haben kann,
ausgerichtete Blendenöffnung aufweist und die Ob- 20 Aus dem DE-GM 19 03 253 ist ein weiterer Codeleser jektivlinse (44) in einen im Gehäuse angeordneten mit einem mehrspurigen optischen Codeträger und ei-Sitz drückt ner Lichtquelle zum Beleuchten des Codeträgers be-

2. Optischer Codeleser nach Anspruch 1, dadurch kannt, bei dem der Codeträger zwischen Lichtquelle gekennzeichnet, daß die Objektivlinse (44) im we- und einem mehrkanaligen Photodetektor angeordnet ist sentlichen die Form eines zylindrischen oder halbzy- 25 und eine Linse den Codeträger auf der Photodetektorlindrischen Stabes hat. anordnung abbildet. Von diesem Codeleser ist lediglich

3. Optischer Codeleser nach Anspruch 1 oder 2, der schematische Aufbau bekannt nicht aber eine kondadurch gekennzeichnet, daß die Objektivlinse (44) krete konstruktive Gestaltung. In optischer Hinsicht hat als Duplet ausgebildet ist. dieser bekannte Codeleser den Nachteil, daß das Licht

4. Optischer Codeleser nach Anspruch 1 oder 2, 30 auf die Detektoranordnung fokussiert ist. Ein direktes dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivlinse (44) Fokussieren von Licht auf die Detektoren hat zur Folge, als Triplet ausgebildet ist. daß Detektorfehler in Form von blinden oder heißen

5. Optischer Codeleser nach einem der vorherge- Stellen an der Detektoroberfläche verstärkt werden, henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hierdurch kann es wiederum zu Fehlern beim Lesen der Blendenplatte (46) biegsam und elastisch ist und mit 35 auf dem Codeträger enthaltenen Information mit allen ihren Rändern neben dem Sitz der Objektivlinse (44) sich daraus ergebenden Folgen kommen,
angeordnete Flansche hintergreift, die die Blenden- Aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 7, platte (46) in gebogener Stellung an der Oberfläche No. 9, Febr. 1965. Seite 745, ist eine Codeprüfeinrichder Objektivlinse (44) in Anlage halten, so daß die tung bekannt, bei der von einer Lichtquelle kommendes Blendenplatte (46) die Objektivlinse (44) elastisch in 40 Licht mittels eines Kondensors parallelisiert und auf eiihren Sitz drückt. ne Blendenplatte gerichtet wird. Diese Blendenplatte

6. Optischer Codeleser nach einem der vorherge- bildet daher eine paralleles Licht liefernde Lichtquelle, henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dann von einer Objektivlinse auf einem Datenträger zwischen der Lichtquelle (28) und der Objektivlinse abgebildet wird. Das den Datenträger durchdringende (44) eine Kollimatorlinse (34) angeordnet ist. 45 Licht fällt auf einen Photovervielfacher. Ein Teil des aus

7. Optischer Codeleser nach einem der vorherge- der Blendenplatte austretenden Lichtes wird mittels eihenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nes Strahlteilers auf einen zweiten Photovervielfacher Blendenplatte (46) an dem Gehäuse durch ein Klebe- gerichtet. Der auf dem Datenträger verwendete Code mittel befestigt ist. ist solcher Art, daß alle Codemuster die gleiche Anzahl

8. Optischer Codeleser nach einem der vorherge- 50 an hellen und dunklen Stellen haben, so daß sie insgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die samt die gleiche Lichtmenge durchlassen. Durch VerLichtquelle (28) eine Leuchtdiode zur Erzeugung ei- gleich der über den Strahlteiler 18 ausgekoppelten nes linienförmigen Lichtmusters enthält. Lichtmenge mit der die Codeplatte durchdringenden

9. Codeleser nach einem der vorhergehenden An- Lichtmenge an den Ausgängen der Photovervielfacher Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden- 55 mittels einer Differenzstufe kann festgestellt werden, ob platte (46) in einen Abschnitt der Objektivlinse (44) ein einwandfreier oder fehlerhafter Code vorliegt. Zum eingegossen ist. Codelesen ist diese bekannte Anordnung dagegen nicht

geeignet.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu-

60 gründe, einen Codeleser der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß er bei einfachstem Aufbau eine ho-

Die Erfindung betrifft einen optischen Codeleser mit he Sicherheit der Codeerkennung gewährleistet,

einem in einem Gehäuse angeordneten, mehrspurigen Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gc-

optischen Codeträger, einer Lichtquelle zum Beleuch- löst, daß die Objeklivlinse/um Fokussieren des Lichtes

ten des Codeträgeis, einem mehrkanaligen Photodetek- 65 auf den Codeträgcr in Form einer Linie ausgebildet ist,

tor zum Empfang modulierten Lichtes vom Codeträger daß der Photodetektor auf der der Lichtquelle abgc-

und einer zwischen Lichtquelle und Photodetektor an- wandten Seile des Codeträgers unmittelbar neben dem

geordneten Objeklivlinse, wobei die Objektivlinse zwi- Codeträger angeordnet ist und daß der Objektivlinse