DE3423131A1

DE3423131A1 - Arrangement for reading bar codes and method for producing it

Info

Publication number: DE3423131A1
Application number: DE19843423131
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dipl.-Ing. 8000 München Hubmann
Original assignee: TS OPTOELECTRONIC GmbH
Current assignee: TS OPTOELECTRONIC GmbH
Priority date: 1984-06-22
Filing date: 1984-06-22
Publication date: 1986-01-16
Also published as: DE3423131C2

Abstract

An arrangement for reading bar codes consists of a light pen (1) with an optical waveguide (10), the individual optical fibres of which (11, 13) are separate for reflected light and illumination light. The light fed into the individual optical fibres is directed onto the object via a spherical lens (21). The light reflected from the object is focused by the spherical lens (21) onto the other single optical fibre (11) and conducted back by the latter. The light pen (1) thus has no active electrical components and can thus be produced in a simple and inexpensive manner. Since no electrical currents flow to the light pen, it can also be used in explosion-protected rooms (Figure 2). <IMAGE>

Description

Anordnung zum Lesen von Strichcodes und Verfahren Barcode reading arrangement and procedures

zu dessen Herstellung Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Lesen von Strichcodes, einen Lichtgriffel zur Verwendung bei dieser Anordnung sowie auf ein Verfahren zur Herstellung der Anordnung bzw. des Lichtgriffels. Derartige Anordnungen, auch "Code-Stifte", "Lichtgriffel" oder "Code-pen" genannt dienen dazu, in gedruckter Form vorliegenden "Strichcode" zu lesen. for its manufacture Description The invention relates to an arrangement for reading bar codes, a light pen for use in this arrangement as well as a method for producing the arrangement or the Light pen. Such arrangements, also "code pens", "light pens" or "code pens" are used to read "barcodes" in printed form.

Die primäre heutige Bedeutung des Strichcodes liegt noch bei der Kennzeichnung von Waren in der Produktion und im Vertrieb; weitere Anwendungsgebiete wie z. B. Lesen von Bestellkatalogen, Eintrittskarten, Ausweisen, Fahrkarten oder auch Programmierung von Rechnern oder beispielsweise Video-Recordern über in Pro- grammzeitschriften abgedruckte Strichcodes sind in Vorbereitung.The primary importance of the barcode today is still in labeling of goods in production and distribution; other areas of application such. B. Reading order catalogs, admission tickets, ID cards, tickets or programming from computers or, for example, video recorders via gram magazines printed barcodes are in preparation.

Bekannte Codestifte enthalten eine Lichtquelle, einen Detektor und eine optische Linse, die in einem Gehäuse des Codestiftes angeordnet sind. Die Energie- und Signal-Übertragung erfolgt über ein stromführendes elektrisches Kabel, das an eine Auswerteelektronik, einen Rechner, eine Registrierkasse oder ähnliches angeschlossen ist.Known code sticks contain a light source, a detector and an optical lens which are arranged in a housing of the code stick. The energy- and signal transmission takes place via a live electrical cable that is connected to an evaluation electronics, a computer, a cash register or the like connected is.

Derartige Anordnungen haben folgende Nachteile: - Die Lichtgriffel der bekannten Anordnungen sind relativ störanfällig; zum einen wird die Linse, die über das Objekt streicht, leicht zerkratzt und abgenutzt; zum anderen werden die Lichtgriffel durch Fallenlassen oder sonstige unsachgemäße Behandlung leicht zerstört.Such arrangements have the following disadvantages: The light pens the known arrangements are relatively prone to failure; for one is the lens that strokes the object, slightly scratched and worn; on the other hand, the Light pen easily destroyed by dropping it or other improper handling.

Da die relativ teuren aktiven Bauelemente wie die als Lichtquelle verwendeten LED's und die Photosensoren im Lichtgriffel angeordnet sind, muß dann ein insgesamt teures Element der Anordnung ausgewechselt werden; - da die Zuleitungskabel zu dem Lichtgriffel elektrischen Strom führen, kann die Anordnung nicht in explosionsgefährdeten Räumen benutzt werden. Because the relatively expensive active components such as the light source LEDs used and the photosensors are arranged in the light pen, must then an overall expensive element of the assembly is replaced; - as the supply cables lead to the light pen electrical current, the arrangement can not be in explosion hazard Spaces are used.

Mit der Erfindung sollen diese Nachteile beseitigt werden.The invention is intended to eliminate these disadvantages.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Anordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die störanfälligen Elemente der Anordnung, insbesondere der Lichtgriffel einfach und kostengünstig ausgewechselt werden können; auch soll die Anordnung in explosionsgefährdeten Räumen benutzbar sein. Schließlich soll der Lichtgriffel einfach und billig hergestellt werden können und trotzdem einwandfrei hohen Qualitätsanforderungen an seine Funktion genügen.The object of the invention is therefore the arrangement of the aforementioned Kind to the effect that the failure-prone elements of the arrangement, in particular the light pen can be replaced easily and inexpensively; also should the arrangement can be used in potentially explosive areas. After all, the Light pens can be produced easily and cheaply and still flawlessly meet high quality requirements for its function.

Diese Aufgabe wird vorrichtungsmäßig durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 und verfahrensmäßig durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 14 angegebenen Merkmale gelöst.This task is device-wise by the in the characterizing Part of claim 1 and procedurally by the in the characterizing part of claim 14 specified features solved.

Da Lichtgriffel und Elektronik über einen Lichtwellenleiter, über den keine elektrischen Ströme fließen, verbunden sind, kann der Lichtgriffel in explosionsgefährdeten Räumen verwendet werden. Der Lichtgriffel selbst ist einfach und billig herzustellen, da er keine teuren aktiven elektrotechnischen Bauelemente enthält.Since light pen and electronics via a fiber optic cable, via to which no electrical currents are flowing, the light pen can be used in explosion-endangered areas are used. The light pen itself is simple and cheap to manufacture, since it does not have any expensive active electrotechnical components contains.

Eine Zerstörung des Lichtgriffels verursacht daher keine wesentlichen Kosten, da die teuren Teile wiederverwendbar sind.Destruction of the light pen therefore does not cause any substantial damage Cost as the expensive parts are reusable.

Kurz zusammengefaßt arbeitet die Anordnung nach der Erfindung wie folgt: Über ein Lichtleiterbündel gelangt das Beleuchtungslicht an die Spitze des "Lichtgriffels". Es wird dort in der als Glaskugel ausgebildeten Linse gebündelt und auf die abzutastende Oberfläche geleitet. Die Oberfläche ist mit kontrastreichen Streifen (Strichcode) bedruckt, die bei Überstreichen mit dem Lichtgriffel das Licht reflektieren oder absorbieren. Das reflektierte Licht wird durch die Glaskugel auf den Kern des konzentrisch im Bündel angeordneten Lichtleiters fokussiert. Es gelangt über diesen Lichtwellenleiter zurück zum Photosensor bzw. Detektor, wird in einen elektrischen Strom gewandelt und in einer Auswerteschaltung zu einem Rechtecksignal geformt, das dann weiter dekodiert werden kann. Um elektrischen Strom zu sparen, kann die Lichtquelle gepulst werden und zwar mit einer Wiederholrate, die weit über der Frequenz der reflektierten Hell-Dunkel-Übergänge beim manuellen Führen des Lichtgriffels liegt.Briefly summarized, the arrangement of the invention works like follows: The illuminating light reaches the tip of the via a bundle of light guides "Light pen". It is bundled there in the lens, which is designed as a glass sphere and directed onto the surface to be scanned. The surface is rich in contrast Strips (barcodes) printed, which when passed over with the light pen the light reflect or absorb. The reflected light is up through the glass ball focuses the core of the light guide arranged concentrically in the bundle. It gets via this optical waveguide back to the photosensor or detector Converted electrical current and in an evaluation circuit to a square wave signal shaped, which can then be further decoded. To save electricity, the light source can be pulsed with a repetition rate well above the frequency of the reflected light-dark transitions when using the light pen manually lies.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine stark vergrößerte Schnittansicht des vorderen Abschnittes eines Lichtgriffels nach der Erfindung, wobei die Figuren 1A und 1B aneinander zu setzen sind; Fig. 2 eine perspektivische Prinzipskizze des Lichtgriffels mit Lichtwellenleiter und Zwei-Kanal-Stecker; Fig. 3 eine Schnittansicht eines Steckerteiles, das die aktiven opto-elektronischen Bauelemente enthält; Fig. 4A und 4B schematische Ansichten zur Erläuterung der einzelnen Arbeitsschritte bei der Herstellung des Lichtgriffels nach der Erfindung; Fig. 5 eine detailierte Schnittansicht des gemäß Fig. 4 hergestellten Lichtgriffels, wobei die Figuren 5A und 5B aneinander zu setzen sind; Fig. 6 eine schematische Schnittansicht des hinteren Endes des Lichtgriffels nach der Erfindung; und Fig. 7 eine Schnittansicht eines bei der Erfindung verwendeten Lichtwellenleiters.In the following the invention is based on an exemplary embodiment explained in more detail in connection with the drawing. It shows: Fig. 1 a greatly enlarged sectional view of the front portion of a light pen according to of the invention, FIGS. 1A and 1B to be placed next to one another; Fig. 2 a perspective basic sketch of the light pen with optical fiber and two-channel connector; Fig. 3 is a sectional view of a connector part that the active opto-electronic Contains components; 4A and 4B are schematic views for explaining each Steps in the production of the light pen according to the invention; Fig. 5 a detailed sectional view of the light pen produced according to FIG. 4, wherein Figures 5A and 5B are to be put together; 6 is a schematic sectional view the rear end of the light pen according to the invention; and Fig. 7 is a sectional view an optical waveguide used in the invention.

Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren bezeichnen gleiche Teile.The same reference symbols in the individual figures denote the same Parts.

Fig. 1 zeigt einen Lichtgriffel 1 in stark vergrößerter Schnittansicht. Ein Lichtwellenleiter 10 hat mindestens einen mittigen bzw. zentralen Einzellichtleiter 11, der von einem Mantel 12 umgeben ist. Gegebenenfalls kann der Mantel 12 noch von einem sog. Buffer 12' (Fig. 7) umhüllt sein, der den zentralen Einzellichtleiter optisch vollständig abschirmt. Um den zentralen Einzellichtleiter 11 herum ist ein Bündel von vielen dünnen Einzellichtleitern 13 angeordnet, die beispielsweise jeweils einen Durchmesser von 60m haben. Dieses gesamte Bündel ist von einer Umhüllung 14 umgeben.1 shows a light pen 1 in a greatly enlarged sectional view. An optical waveguide 10 has at least one central or central individual optical waveguide 11, which is surrounded by a jacket 12. If necessary, the jacket 12 can also be covered by a so-called. Buffer 12 '(Fig. 7), which the central individual light guide optically completely shields. Around the central individual light guide 11 is a Bundles of many thin individual light guides 13 arranged, for example each have a diameter of 60m. This entire bundle is encased 14 surround.

Die gesamte Einheit des Lichtwellenleiters 10 einschließlich der Umhüllung 14 bildet damit ein "Lichtleitkabel", das in eine erste Hülse 15 eingesetzt ist und dort bündig mit der Vorderkante der ersten Hülse abschließt.The entire unit of the optical waveguide 10 including the sheath 14 thus forms a “fiber optic cable” which is inserted into a first sleeve 15 and there is flush with the front edge of the first sleeve.

Die gemeinsame Stirnfläche 17 des Lichtwellenleiters 10 und der ersten Hülse 15 ist plangeschliffen und zwar senkrecht zur optischen Achse 24 des Lichtwellenleiters.The common end face 17 of the optical waveguide 10 and the first Sleeve 15 is ground flat and perpendicular to the optical axis 24 of the optical waveguide.

Die erste Hülse 15 mit dem Lichtwellenleiter 10 ist in eine zweite Hülse 20 eingesetzt. Die zweite Hülse 20 hält an ihrem vorderen Ende eine Kugellinse 21, und zwar durch eine Umbördelung 22. Die Umbördelung 22 ist der Außenkontur der Kugellinse 21 angepaßt. Der Innendurchmesser der zweiten Hülse 15 und der Durchmesser der Kugellinse 21 sind generell gleich groß, wobei die Durchmessertoleranzen so gewählt sind, daß die Kugellinse 21 und die erste Hülse 15 zerstörungsfrei in die zweite Hülse 20 eingesetzt werden können. Der zwischen der plangeschliffenen Stirnseite des Lichtwellenleiters 10 und der ersten Hülse 15, der Innenseite der zweiten Hülse 20 und der nach hinten, d. h. zum Lichtwellenleiter 10 hin weisenden Oberfläche der Kugellinse 21 gebildete Hohlraum ist mit Optik-Kit 23 ausgefüllt.The first sleeve 15 with the optical waveguide 10 is in a second Sleeve 20 inserted. The second sleeve 20 holds a ball lens at its front end 21, through a flange 22. The flange 22 is the outer contour of the Ball lens 21 adapted. The inner diameter of the second sleeve 15 and the diameter of the ball lens 21 are generally of the same size, with the diameter tolerances as follows are chosen that the ball lens 21 and the first sleeve 15 in the non-destructive manner second sleeve 20 can be used. The one between the ground face of the optical waveguide 10 and the first sleeve 15, the inside of the second sleeve 20 and the one to the rear, d. H. towards the optical waveguide 10 facing surface The cavity formed in the spherical lens 21 is filled with optics kit 23.

Dieser Optik-Kit dient als Kleber zur wechselseitigen Fixierung des Lichtwellenleiters 10 und der Kugellinse 21. Der Brechungsindex des Optik-Kites 23 ist etwa gleich groß wie der Brechungsindex der Einzellicht- leiter 11 bzw. 13 des Lichtwellenleiters 10. Dieser Brechungsindex liegt bei ca. 1,5. Der Brechungsindex der Kugellinse 21 ist dagegen größer und liegt etwa bei 1,8. Wichtig ist, daß der Optik-Kit 23 homogen und blasenfrei ist, so daß zwischen dem Optik-Kit und dem Lichtwellenleiter praktisch keine Brechung von Lichtstrahlen auftritt. Der Lichtwellenleiter 10 ist so eingesetzt, daß der zentrale Einzellichtleiter 11 die Kugellinse 21 berührt. Theoretisch findet eine Punktberührung zwischen der plangeschliffenen Oberfläche und der Kugeloberfläche statt.This optic kit serves as an adhesive for the mutual fixation of the Optical fiber 10 and the ball lens 21. The refractive index of the optics kite 23 is about the same as the refractive index of the individual light ladder 11 or 13 of the optical waveguide 10. This refractive index is approximately 1.5. Of the The refractive index of the ball lens 21, on the other hand, is greater and is around 1.8. Important is that the optics kit 23 is homogeneous and bubble-free, so that between the optics kit and the optical fiber practically no refraction of light rays occurs. Of the Optical fiber 10 is used so that the central individual light guide 11 the Ball lens 21 touches. Theoretically there is a point contact between the plane-ground Surface and the spherical surface instead.

Die nach vorne weisende äußere Oberfläche der zweiten Hülse 20 ist abgeschrägt und im Stirnbereich abgerundet.The forward facing outer surface of the second sleeve 20 is beveled and rounded in the forehead area.

Eine gemeinsame Tangente an die Oberfläche der Kugellinse 21 und die Vorderkante der zweiten Hülse 20 bildet mit der optischen Achse 24 einen Winkel von ca. 450.A common tangent to the surface of the ball lens 21 and the The front edge of the second sleeve 20 forms an angle with the optical axis 24 from approx. 450.

Dies stellt etwa den Grenzwinkel dar unter welchem die optische Achse 24 des Lichtgrif fels gegenüber dem abzutastenden Objekt geneigt sein darf.This roughly represents the critical angle at which the optical axis 24 of the light handle rock may be inclined in relation to the object to be scanned.

Kurz zusammengefaßt ist die Funktion des Lichtgriffels gemäß Fig. 1 wie folgt: über das Bündel von Einzellichtleitern 13 wird Beleuchtungslicht zu der als Sammellinse wirkenden Kugellinse 21 geleitet, die das Licht fokussiert, wie durch den gestrichelt dargestellten strahlengang angedeutet. Durch dieses Licht wird der abzutastende Gegenstand bzw. der Strichcode beleuchtet. Da die sphärische Aberration einer Kugellinse relativ groß ist, wird ein verhältnismäßig großer Bereich bezogen auf den Abstand der Kugelspitze (in der optischen Achse 24) beleuchtet. Das von dem Objekt reflektierte Licht, das dann die Strichcode-Information enthält, gelangt zur Kugellinse 21 zurück. Ein Teil des reflektierten Lichtes wird von der Kugellinse zu dem zentralen Einzellichtleiter 11 geleitet und durch diesen hindurch zu dem Sensor der Fig. 2.Briefly summarized is the function of the light pen according to Fig. 1 as follows: illuminating light is supplied via the bundle of individual light guides 13 the spherical lens 21, which acts as a converging lens and focuses the light, as indicated by the ray path shown in dashed lines. Through this light the object to be scanned or the barcode is illuminated. Because the spherical Aberration of a ball lens is relatively large, becomes a relatively large area Illuminated based on the distance between the tip of the ball (in the optical axis 24). The light reflected from the object, which then contains the barcode information, comes back to the ball lens 21. Part of the reflected light is from the Ball lens guided to the central individual light guide 11 and through this to the sensor of FIG. 2.

Das größte Auflösungsvermögen erhält man dann, wenn das Objekt bzw. der Strichcode in dem Fokusbereich des Strahlenganges des zentralen Einzellichtleiters 11 liegt.The greatest resolving power is obtained when the object resp. the barcode in the focal area of the beam path of the central individual light guide 11 lies.

Durch die starke sphärische Aberration einer Kugellinse hat diese keinen Fokuspunkt; vielmehr liegen die einzelnen Fokuspunkte für Strahlen mit verschiedenem Abstand zur Hauptachse 24 auf einer Linie. Damit wird sichergestellt, daß auch bei unterschiedlichen Abständen zwischen Objekt bzw. Strichcode und Kugellinse bzw.Due to the strong spherical aberration of a ball lens, it has no focus point; rather, the individual focal points are for rays with different things Distance to the main axis 24 on a line. This ensures that also with different distances between object or barcode and ball lens or

genauer gesagt zwischen dem Punkt der Kugellinse, der auf der Hauptachse 24 liegt und dem Objekt ein gutes Auflösungsvermögen erhalten wird. Der Lichtgriffel wird ja in der Praxis nicht genau senkrecht über die abzutastende Fläche geführt sondern unter irgendeinem Winkel, der beim Überstreichen des Objektes vom Benutzer sogar noch verändert wird, da der Benutzer erfahrungsgemäß die Hauptbewegung aus dem Handgelenk heraus durchführt.more precisely between the point of the ball lens that is on the main axis 24 and the object will have a good resolving power. The light pen in practice it is not guided exactly vertically over the surface to be scanned but at any angle that occurs when the user passes over the object is even changed, since experience has shown that the main movement is made by the user out of the wrist.

Zu Fig. 1B ist noch hinzuweisen, daß das hintere Ende der zweiten Hülse 20 aufgeweitet ist oder eine Anfasung 16 besitzt, was ein leichteres Einführen der ersten Hülse 15 ermöglicht.To Fig. 1B should be noted that the rear end of the second Sleeve 20 is widened or has a chamfer 16, which makes it easier to insert the first sleeve 15 allows.

Um eine Vorstellung von den Größenverhältnissen zu geben sei erwähnt, daß der Durchmesser der Kugellinse 21 zwischen 1 und 2 mm liegt.To give an idea of the proportions, it should be mentioned that the diameter of the ball lens 21 is between 1 and 2 mm.

Fig. 2 zeigt schematisch den Lichtgriffel, der hier in einem langgestreckten Gehäuse 25 untergebracht ist. Der Lichtwellenleiter 10 ist an seinem dem Lichtgriffel abgewandten Ende an einen Zwei-Kanal-Stecker 26 angeschlossen, in dessen Gehäuse der zentrale Einzellichtleiter 11 und das Bündel von Einzellichtleitern 13 voneinander getrennt werden und separat zu einer Steckerleiste 31 herausgeführt sind, wobei die Enden der Einzellichtleiter 11 bzw. 13 wiederum poliert sind. Die Steckerleiste 31 dient zur Ausrichtung bzw. Zentrierung des Steckers 26 in dem Buchsengehäuse gemäß Fig. 3. Die Befestigung des Steckers 26 an dem Buchsegehäuse der Fig. 3 erfolgt hier mit einer Überwurfmutter 32.Fig. 2 shows schematically the light pen, which is here in an elongated Housing 25 is housed. The optical waveguide 10 is on its the light pen remote end connected to a two-channel connector 26, in the housing the central individual light guide 11 and the bundle of individual light guides 13 from each other are separated and are led out separately to a connector strip 31, wherein the ends of the individual light guides 11 and 13 are again polished. The power strip 31 is used to align or center the plug 26 in the socket housing according to FIG. 3. The Attachment of the plug 26 to the socket housing 3 takes place here with a union nut 32.

Der genauere Aufbau des Steckers 26 wird im Zusammenhang mit Fig. 4B geschrieben.The more precise structure of the plug 26 is shown in connection with FIG. 4B written.

Das Buchsemehäuse 33 der Fig. 2 besitzt zwei im wesentlichen parallele, axial ausgerichtete Bohrungen 34 und 37, deren Achsenabstand dem Achsenabstand der Einzellichtleiter 11 bzw. 13 an der Steckerleiste 31 entspricht.The socket housing 33 of Fig. 2 has two substantially parallel, axially aligned bores 34 and 37, the center distance of which corresponds to the center distance of the Individual light guide 11 or 13 on the connector strip 31 corresponds.

In die abgestufte Bohrung 34 ist ein Photosensor 35 eingesetzt, der die Lichtsignale des Einzellichtleiters 11 empfängt und in elektrische Impulse umsetzt, die über eine elektrische Leitung 36 zu einer nicht dargestellten Auswerteelektronik weitergeleitet werden. In die zweite Bohrung 37 ist eine Lichtquelle 38 eingesetzt, beispielsweise eine lichtemittierende Diode (LED3* Zur besseren Fokussierung kann in die Bohrung 37 noch eine Sammellinse, beispielsweise in Form einer Kugellinse 39 eingesetzt sein, wobei die Bohrung zu deren Halterung - ähnlich wie bei dem Lichtgriffel - umgebördelt bzw. verengt ist. Die Bohrung 37 liegt den Einzellichtleitern des Steckers gegenüber, sodaß das Licht der Lichtquelle 38 in die Einzellichtleiter 13 eingespeist wird. Die Lichtquelle 38 wird über ein Kabel 43 mit elektrischer Energie versorgt. Für eine hohe Lichtleistung kann die Lichtquelle mit elektrischen Impulsen betrieben werden, wobei die Pulsfrequenz deutlich uber der Frequenz der reflektierten Hell-Dunkelübergänge beim manuellen Führen des Lichtgriffels liegt.In the stepped bore 34, a photosensor 35 is used, the receives the light signals of the individual light guide 11 and converts them into electrical impulses, via an electrical line 36 to evaluation electronics (not shown) to get redirected. A light source 38 is inserted into the second bore 37, for example a light-emitting diode (LED3 * For better focusing can in the bore 37 a converging lens, for example in the form of a spherical lens 39 be used, the hole for its holder - similar to the light pen - is beaded or narrowed. The bore 37 is the individual light guides of the Connector opposite, so that the light from the light source 38 into the individual light guide 13 is fed in. The light source 38 is via a cable 43 with electrical Energy supplied. For a high light output, the light source can be equipped with electrical Pulses are operated, the pulse frequency being well above the frequency of the reflected light-dark transitions when manually guiding the light pen.

Das Buchsengehäuse 33 besitzt gegenüberliegend zu den Bohrungen 34 und 37 eine Ausnehmung 40, die-der Form der Steckerleiste 31 angepaßt ist. Damit ist eine eindeutige Zentrierung des Steckers in der Buchse möglich.The socket housing 33 is opposite to the bores 34 and 37 a recess 40 which is adapted to the shape of the connector strip 31. In order to a clear centering of the plug in the socket is possible.

Das Buchsengehäuse 33 besitzt ein Außengewinde 41, auf welches die Uberwurfmutter 32 aufgeschraubt wird. Weiterhin kann das Buchsengehäuse 33 mit auf das Außengewinde 41 aufgeschraubten Muttern 42 in einem Gehäuse der Auswerteelektronik fixiert werden.The socket housing 33 has an external thread 41 on which the Union nut 32 is screwed on. Furthermore, the socket housing 33 can with the external thread 41 screwed nuts 42 in a housing of the evaluation electronics be fixed.

Aus den Figuren 2 und 3 ist deutlich erkennbar, daß die Einheit bestehend aus Lichtgriffel 1, Lichtwellenleiter 10 und Stecker 26 leicht ausgetauscht werden kann, keinerlei aktive elektrotechnische Bauelemente enthält und auch keine elektrischen Ströme führt.From Figures 2 and 3 it can be clearly seen that the unit consists from light pen 1, optical waveguide 10 and plug 26 can be easily exchanged can, does not contain any active electrotechnical components and also no electrical ones Currents leads.

Fig. 4 zeigt schematisch die einzelnen Arbeitsschritte bei der Herstellung des Lichtgriffels der Figuren 1 und 2.Fig. 4 shows schematically the individual work steps in the production of the light pen of Figures 1 and 2.

Zunächst wird ein Ende des Lichtwellenleiters 10 in die erste Hülse 16 eingeschoben, deren hinteres Ende eine Anfasung 16' besitzt. Der Lichtwellenleiter 10 wird hierbei soweit eingeschoben, daß seine Stirnfläche im wesentlichen bündig mit der Stirnfläche der ersten Hülse 15 abschließt. In einem nächsten Schritt (Fig. 4Ac) wird ein vorderer Bereich 19 der ersten Hülse 11 radial gestaucht, so daß sich eine Stufe 18 ergibt. Hierdurch wird zum einen der Lichtwellenleiter 10 fest in der ersten Hülse 15 fixiert und zum anderen werden die Einzellichtleiter 11 und 13 radial gegeneinander gedrückt, so daß eine dichte Packung der Einzellichtleiter entsteht. Im nächsten Schritt (Fig. 4Ad) wird der gestauchte Abschnitt der ersten Hülse abgedreht zur Bildung einer exakten Passung mit der zweiten Hülse. Durch das Abdrehen bildet sich eine zweite Stufe 18' aus. Das Abdrehen kann auf bekannten Drehmaschinen erfolgen, bei denen das Werkstück stillsteht und der Drehstahl gedreht wird.First, one end of the optical waveguide 10 is inserted into the first sleeve 16 inserted, the rear end of which has a chamfer 16 '. The fiber optic cable 10 is pushed in so far that its end face is essentially flush flush with the end face of the first sleeve 15. In a next step (Fig. 4Ac) a front area 19 of the first sleeve 11 is radially compressed so that a level 18 results. As a result, on the one hand, the optical waveguide 10 is fixed in place the first sleeve 15 fixed and on the other hand, the individual light guides 11 and 13 pressed radially against each other, so that a tight packing of the individual light guides arises. In the next step (Fig. 4Ad) the upset section becomes the first Sleeve turned off to form an exact fit with the second sleeve. By the Turning off forms a second step 18 '. The turning can be done on well-known Lathes take place in which the workpiece is stationary and the turning tool rotates will.

Im nächsten Schritt (Fig. 4Ae) wird die gemeinsame Stirnfläche 17 des Lichtwellenleiters 10 und der ersten Hülse 15 poliert, so daß eine optisch einwandfreie Oberfläche gebildet wird.In the next step (FIG. 4Ae), the common end face 17 of the optical waveguide 10 and the first sleeve 15 polished, so that an optically perfect Surface is formed.

Sodann (Fig. 4Af) wird die Kugellinse 21 in die zweite Hülse 20 eingesetzt und gegebenenfalls mit einem Werkzeug wie z. B. einer Nadel nach vorne gedrückt. Anschließend wird mit einem Dispenser und einer langen Nadel etwas Optik-Kit 23 blasenfrei eingespritzt.Then (FIG. 4Af) the ball lens 21 is inserted into the second sleeve 20 and optionally with a tool such as B. pushed a needle forward. Then some optics kit 23 is used with a dispenser and a long needle injected bubble-free.

Im nächsten Schritt (Fig. 4Bg) wird die erste Hülse in die zweite Hülse eingeschoben, bis die polierte Stirnfläche 17 an der Kugellinse 21 zur Anlage kommt. Weiterhin wird auf das hintere Ende des Lichtwellenleiters 10 ein Kabelmantel 44 aufgeschoben.In the next step (Fig. 4Bg) the first sleeve is in the second Sleeve pushed in until the polished face 17 rests on the ball lens 21 comes. Furthermore, a cable sheath is applied to the rear end of the optical waveguide 10 44 postponed.

Danach (Fig. 4Bh) werden die Einzellichtleiter 11 und 13 voneinander getrennt bzw. aussortiert. Wird ein Lichtwellenleiter 10 gemäß Fig. 7 verwendet, so ist der zentrale Einzellichtleiter 11 durch seine Umhüllung bzw. seinen Buffer 121 ohne weiteres mit bloßem Auge erkennbar. Sein freies Ende wird dann mit einer Hülse 45 überzogen. Die dann übrigbleibenden Einzellichtleiter 13 werden gebündelt und beispielsweise durch eine Hülse oder eine Litze 46 als Bündel zusammengehalten.Thereafter (FIG. 4Bh) the individual light guides 11 and 13 are separated from each other separated or sorted out. If an optical waveguide 10 according to FIG. 7 is used, so is the central individual light guide 11 due to its envelope or its buffer 121 easily recognizable with the naked eye. Its free end is then with a Sleeve 45 coated. The then remaining individual light guides 13 are bundled and held together as a bundle, for example by a sleeve or a braid 46.

Hat dagegen der Lichtwellenleiter 10 lediglich unsortierte Einzellichtleiter, so muß der zentrale Einzellichtleiter auf andere Weise ermittelt und aussortiert werden. Dies erfolgt (Fig. 4Bi) dadurch, daß auf die Kugellinse 21 Licht gerichtet wird. Nur an dem bzw.If, on the other hand, the optical waveguide 10 only has unsorted individual optical fibers, so the central individual light guide must be determined and sorted out in a different way will. This takes place (FIG. 4Bi) in that light is directed onto the ball lens 21 will. Only on or

den Einzellichtleitern, die das von der Kugellinse 21 fokussierte Licht erhalten ist dann am anderen Ende eine Helligkeitsänderung zu beobachten, so daß ein Aussortieren möglich ist. Die aussortierte Faser wird dann gemäß Fig. 4Bh umhüllt.the single light guides that focused by the spherical lens 21 If light is received, a change in brightness can be observed at the other end, so that sorting out is possible. The sorted out fiber is then according to Fig. 4 bra covered.

In einem darauffolgenden Prüfvorgang (Fig. 4Bi) wird der Lichtwellenleiter noch einmal überprüft, indem in die hinteren Enden der Einzellichtleiter 13 Licht eingespeist wird, das vordere Ende des Lichtgriffels gegen ein reflektierendes Objekt gerichtet wird und überprüft wird, ob an dem hinteren Ende des zentralen Einzellichtleiters 11 ein Lichtfleck erscheint.In a subsequent test process (Fig. 4Bi) the optical waveguide checked again by putting light in the rear ends of the individual light guides 13 is fed, the front end of the light pen against a reflective object is directed and it is checked whether at the rear end of the central individual light guide 11 a light spot appears.

Ist diese Prüfung zufriedenstellend ausgefallen, so werden die freien Enden der Einzellichtleiter 11 und 13 in den Stecker 26 montiert. Zuvor wird noch die Überwurfmutter 32 auf den Lichtwellenleiter 10 aufgeschoben und - wenn der Stecker 26 als Kuntstoff-Spritzgußteil gefertigt wird, die Einzellichtleiter in eine entsprechende Form eingelegt. Der Stecker 26 besitzt eine Verzweigung 28, die in parallele öffnungen 29 bzw. 30 mündet, welche letztlich den Bohrungen 34 bzw. 37 der Buchse gemäß Fig. 3 entsprechen.If this test is satisfactory, the free Ends of the individual light guides 11 and 13 are mounted in the plug 26. Before that is still the union nut 32 pushed onto the optical waveguide 10 and - if the plug 26 is manufactured as a plastic injection-molded part, the individual light guides in a corresponding Form inserted. The plug 26 has a branch 28, which in parallel openings 29 or 30 opens, which ultimately the bores 34 and 37 of the socket according to FIG. 3 correspond.

Der Lichtgriffel, d. h. die beiden zusammengeschobenen Hülsen 15 und 20, ein Abschnitt des Lichtwellenleiters 10 und ein Abschnitt des Mantels 44 werden dann in einem Lichtgriffelgehäuse 25 montiert, beispielsweise ebenfalls durch Umgießen mit Kunststoff. Hierbei ist darauf zu achten, daß der Lichtwellenleiter 10 bzw.The light pen, d. H. the two collapsed sleeves 15 and 20, a section of the optical waveguide 10 and a section of the cladding 44 then mounted in a light pen housing 25, for example also by encapsulation with plastic. It is important to ensure that the optical waveguide 10 or

sein Mantel 44 fest in dem Gehäuse 25 gehalten sind, um eine einwandfreie Zugentlastung sicherzustellen.his jacket 44 are firmly held in the housing 25 to ensure proper Ensure strain relief.

Wird für das Gehäuse 25 ein Kunststoff verwendet, der beim Aushärten schrumpft, so wird dies automatisch erreicht. Wird für das Lichtgriffel-Gehäuse dagegen ein Metallgehäuse verwendet, so kann mit einer bei elektrischen Kabeln üblichen Kabelklemme eine Zugentlastung sichergestellt sein. Wie aus Fig. 4B durch den Abstand 47 angedeutet, kann der Lichtwellenleiter 10 eine beträchtliche Länge haben. Seine Länge hängt lediglich von der Dämpfung und der Empfindlichkeit des Photosensors ab.If a plastic is used for the housing 25, when it hardens shrinks, this is achieved automatically. Used for the light pen housing on the other hand, if a metal housing is used, it can be used with one that is usual for electrical cables Cable clamp a strain relief must be ensured. As from Fig. 4B by the distance 47 indicated, the optical waveguide 10 can have a considerable length. His Length only depends on the attenuation and the sensitivity of the photosensor away.

Fig. 5 zeigt noch einmal in anderem Maßstab den Lichtgriffel ähnlich Fig. 1. Fig. 5B zeigt deutlicher die beim Pressen der ersten Hülse entstehende Stufe 18 sowie die beim Abdrehen des vorderen Bereiches 19 entstehende zweite Stufe 18'. Auch ist die Anfasung 16' der ersten Hülse deutlicher zu erkennen.Fig. 5 shows the light pen again on a different scale Fig. 1. Fig. 5B shows more clearly the step formed when the first sleeve is pressed 18 as well as the second step 18 'produced when the front area 19 is turned off. The chamfer 16 'of the first sleeve can also be seen more clearly.

Fig. 6 zeigt nocheinmal detailierter das hintere Ende des Lichtwellenleiters 10 vor dem Montieren des Steckers (vgl. Fig. 4Bh). Die Länge 48 der Hülse 45 entspricht der Länge der Bohrung 30 in dem Stecker 26.6 shows the rear end of the optical waveguide again in greater detail 10 before mounting the plug (see. Fig. 4Bh). The length 48 of the sleeve 45 corresponds the length of the bore 30 in the plug 26.

Fig. 7 zeigt noch detailierter eine Ausführungsform des Lichtwellenleiters 10. Der zentrale Lichtwellenleiter 11 besitzt einen Mantel 12 aus lichtdurchlässigem Material, der jedoch einen anderen Brechungsindex hat als das Material des zentralen Lichtleiters 11. Hierdurch wird an der Oberfläche des zentralen Lichtleiters 11 eine Totalreflektion sichergestellt, so daß kein Streulicht austreten kann. Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme kann der Einzellichtleiter 11 mit Mantel 12 noch mit einem Mantel 12' aus lichtundurchlässigem Material umhüllt sein. Dieser Mantel wird auch als "Buffer" bezeichnet. Hierdurch wird absolut. sichergestellt, daß kein Streulicht von den Einzellichtleitern 13 in den zentralen Lichtleiter 11 eingespeist werden kann. Schließlich ist der gesamte Lichtwellenleiter 10 mit einer Umhüllung 14 versehen.7 shows an embodiment of the optical waveguide in more detail 10. The central optical waveguide 11 has a jacket 12 made of translucent Material which, however, has a different index of refraction than the material of the central one Light guide 11. As a result, on the surface of the central light guide 11 a total reflection ensured so that no stray light can escape. as The individual light guide 11 with jacket 12 can also take additional safety measures be covered with a jacket 12 'made of opaque material. This coat is also known as a "buffer". This becomes absolute. made sure no Scattered light fed into the central light guide 11 from the individual light guides 13 can be. Finally, the entire optical waveguide 10 is sheathed 14 provided.

Abschließend sei noch erwähnt, daß zusätzlich zu dem Pressen der ersten Hülse 15 (Fig. 4Ac) der Lichtwellenleiter 10 im hinteren Bereich der Hülse 15 durch Klebstoff fixiert werden kann, um hier eine einwandfreie Zugentlastung zu erreichen.Finally it should be mentioned that in addition to pressing the first Sleeve 15 (Fig. 4Ac) of the optical waveguide 10 in the rear area of the sleeve 15 through Adhesive can be fixed in order to achieve perfect strain relief here.

Sämtliche in der Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung dargestellten technischen Einzelheiten können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombina- tion miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description, the claims and the drawing The technical details shown can be used both on their own and in any Combination tion with each other be essential to the invention.

Claims

Arrangement for reading bar codes and method for their production Claims 1. Arrangement for reading bar codes with a light pen, the Light from a light source is directed at an object (barcode) by the object bundles reflected light by means of a lens, whereby the bundled light is a Photosensor is fed and with evaluation electronics, the electrical output signals of the photosensor, characterized in that the light source (38b and the photosensor (35) are arranged outside the light pen (1) and that the light pen (1) exclusively via optical waveguides (10; 11, 13) with the light source (38) and the photosensor (35) is connected.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that individual light guides (13) (for lighting) with one end to the light source (38) and with the other End are connected to the lens (21) and that at least one further individual light guide (11) (for the reflected light) with one end to the lens (21) and with his the other end is connected to the photosensor (35).

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the dem Light pen (1) facing away from the end of the optical waveguide (10) in a two-channel connection (Plug connection.26,33) opens into which the individual light guides (13) for the lighting and the or

the individual light guides (11) for the reflected light from each other are separated, with part of the plug connection (socket 33) the light source (38) and the photosensor (35) opposite the ends of the individual light guides (11, 13) contains.

4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the The optical waveguide (10) has a centrally centered individual optical waveguide (11, 12), around which - if necessary with an intermediate buffer (12 ') - a bundle of individual light guides (13) is arranged around which a sheath is arranged.

5. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the The optical waveguide (10) only has a bundle of individual optical waveguides (13), wherein the individual light guide (s) that lie in the focal point of the lens (21) with one channel of the two-channel connection (26) are connected, while the remaining individual light guides (13) are connected to the other channel.

6. Arrangement according to one or more of claims 1 to 5, characterized characterized in that the lens is a ball lens (21).

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the the Ball lens (21) facing end (17) of the optical waveguide (10) is polished, with at least one single light guide (11) rests against the spherical lens (21) and that the Space between the polished end face (17) and the opposite one Spherical surface is filled with optics kit (23)

8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the optical refractive index of the optics kit (23) is approximately corresponds to the refractive index of the individual light guides (13), preferably approx. 1.5, while the refractive index of the ball lens (21) is greater, preferably about 1.8.

9. Arrangement according to one or more of claims 1 to 8, characterized characterized in that the front end portion of the optical waveguide (10) in a first sleeve (15) is held that the ball lens (21) at the front end of a second Sleeve (20) is held that the first sleeve is fitted into the second sleeve and that between the polished end face of the first sleeve (15) and the optical waveguide (10), the second sleeve (20) and the surface of the ball lens (21) formed cavity is completely filled with the optics kit (23).

10. Arrangement according to claim 9, characterized in that the individual light guides (11, 13) of the optical waveguide (10) through the first sleeve (15) radially inwards are compressed.

11. Arrangement according to claim 9 and 10, characterized in that the first sleeve (15) for radial compression of the individual light guides (11, 13) is pressed first and to create a fit between the outside diameter the first sleeve (15) and the inner diameter of the second sleeve (20) by machining is processed, preferably turned off.

12. Arrangement according to one or more of claims 6 to 11, characterized characterized in that the second sleeve (20) for holding the ball lens (21) a Has bead (22) and that the end face of the second sleeve (20) is formed is that a common tangent to the end face of the second sleeve (20) and the Ball lens (21) with the optical axis (24) of the light pen (1) an angle of approx. 450 forms.

13. Light pen for use in the arrangement according to one or several of claims 1 to 12, characterized by some or more of the characterizing Features of claims 1 to 12.

14. A method for producing an arrangement according to the claims 1 to 12 or a light pen according to claim 13, characterized by the following Steps: - the optical waveguide (10) is pushed into the first sleeve (15); - A front section (19) of the first sleeve (15) is compressed radially inwards; - The compressed portion of the first sleeve (15) is twisted off; - the front (17) the optical waveguide (10) and the first sleeve (15) are polished; - the ball lens (21) is inserted into the second sleeve (20), which is flanged at the front; - in the second Sleeve (20) is on the rear facing surface of the ball lens (21) a predetermined amount of optics kit (23) applied; - the first sleeve (15) is pushed into the second sleeve (20) until the polished end face (17) of the Optical waveguide (10) comes into contact with the ball lens (21); - the or the Single light guide (11) for the reflected light and the single light guide (13) for the lighting are connected separately to the two-channel connector (26), if necessary after a previous visual inspection and sorting; and - the two sleeves (20, 15) and a front section of the optical waveguide (10) are in one Light pen housing (25) attached, for example with a light pen housing (25) encapsulated forming plastic.