CS245625B1

CS245625B1 - Barcode character sensor

Info

Publication number: CS245625B1
Application number: CS846903A
Authority: CS
Inventors: Josef Dostal; Maciej Kucharski; Josef Muzik
Original assignee: Josef Dostal; Maciej Kucharski; Josef Muzik
Priority date: 1984-09-13
Filing date: 1984-09-13
Publication date: 1986-10-16
Also published as: CS690384A1

Abstract

Snímač znaků čárového kódu sestává z optického vazebního členu, zdroje optického záření a optického senzoru, přičemž zdroj /3/ optického záření je připojen k první větvi /2/ optického vláknového vazebního členu /1/, k jehož druhé větvi /4/ je připojen optický sensor /5/, přičemž třetí větev optického vláknového vazebního členu /1/ má jediné detekčně osvětlovací zakončení s upraveným povrchem pro bezztrátový přechod optického záření mezi světlovodným vláknem a okolím, a je k ní připojeno prodlužovací světlovodné vlákno /6/. Výhodou popsaného snímače je, že zdroj optického záření je navázán přímo na optický vláknový vazební člen, jehož třetí větev osvětluje rovnoměrně bezprostředně snímané: místo, čímž se docílí vysokého rozlišení při malém šumu.The barcode character sensor consists of an optical coupler, an optical radiation source and an optical sensor, wherein the optical radiation source /3/ is connected to the first branch /2/ of the optical fiber coupler /1/, to the second branch /4/ of which an optical sensor /5/ is connected, wherein the third branch of the optical fiber coupler /1/ has a single detection and illumination termination with a modified surface for lossless transition of optical radiation between the light guide fiber and the surroundings, and an extension light guide fiber /6/ is connected to it. The advantage of the described sensor is that the optical radiation source is directly connected to the optical fiber coupler, the third branch of which evenly illuminates the immediately scanned area, thereby achieving high resolution with low noise.

Description

Vynález se týká snímače znaků čárového kódu, kterého se používá v terminálech počítačů.The present invention relates to a bar code character reader used in computer terminals.

Zavádění automatizovaného systému řízení a evidence vyžaduje, aby potřebná data mohla být řídicímu počítači předána účinně, rychle, bez chyb, ale také β malými nároky na obsluhu. Jedním z terminálů umožňujících styk s počítačem je snímač znaků čárového kódu, který je vhodný pro nejrůznější evidenci docházky, evidenci osob, materiálů vstupujících do vymezených prostorů, sledování pohybu materiálu v procesu výroby apod.The introduction of an automated control and registration system requires that the necessary data can be transmitted to the control computer efficiently, quickly, without errors, but also by β with low demands on operation. One of the terminals enabling contact with the computer is a barcode character reader, which is suitable for various records of attendance, registration of persons, materials entering the defined areas, monitoring of material movement in the production process, etc.

Dosavadní zařízení pro snímání znaků čárového kódu jsou založena na použití optických čočkových systémů, například použití mikroobjektivů a osvětlovacích soustav s polopropustnýml zrcadly nebo hranoly, nebo na snímání znaků pomocí světlovodů s osvětlením vnějšími zdroji.The prior art bar code scanning devices are based on the use of optical lens systems, for example the use of micro-lenses and lighting systems with semi-transparent mirrors or prisms, or on the scanning of characters using light guides with external light illumination.

První způsob vyžaduje dokonale vybroušenou optiku a přesné nastavení a je citlivý na mechanické a tepelné vlivy. Druhý způsob je sice jednoduchý, problémem však je u něj osvětlení znaků a s tím spojené jejioh horší rozlišení.The first method requires perfectly refined optics and precise alignment and is sensitive to mechanical and thermal influences. The second method is simple, but the problem is the illumination of characters and the associated worse resolution.

Jsou též známa zařízení, kde osvětlení kódu se děje pomocí světlovodů a detekce odraženého světla je zprostředkována jinými světlovody. Pro dosažení co nejiepšího rozlišení je snaha umístit světlovody osvětlovací i detekční, resp. jejich zakončení, oo nejblíže u sebe.Also known are devices where the illumination of the code is done by means of light guides and the reflection of the reflected light is mediated by other light guides. In order to achieve the best possible resolution there is an effort to place light and detection light pipes, respectively. their endings, oo closest to each other.

Například v pat. spise USA č. 3 814 933 je tohoto záměru dosaženo koncentrací zakončení osvětlovacích a detekčních světlovodů do malé plochy, úpravou jejich konců do čtvercového průřezu a uspořádáním těchto zakončení do řad, kde se střídají osvětlovací a detekční zakončení.For example, in U.S. Pat. U.S. Pat. No. 3,814,933 achieves this by concentrating the ends of the light and detection light guides in a small area, adjusting their ends to a square cross-section, and arranging the ends in rows where the light and detection ends alternate.

I v tomto provedení však rozlišovací schopnost je omezena rozměry a vzdáleností světlovodů a i konstrukčně je zakončení s koncentrací a čtvercovým uspořádáním vláken světlovodů složité.Even in this embodiment, however, the resolution is limited by the dimensions and distance of the light guides, and even structurally, the termination with the concentration and square arrangement of the light guide fibers is complex.

Nevýhody uvedených zařízení odstraňuje v převážné míře snímač znaků čárového kódu podle vynálezu, sestávající z optického vazebního členu, zdroje optického záření a optického sensoru, jehož podstata spočívá v tom, že zdroj optického záření je připojen k první větvi optického vláknového vazebního členu, k jehož druhé větvi je připojen optický sensor, přičemž třetí větev optického vláknového vazebního členu má jediné detekčně osvětlovací zakončení a upraveným povrchem pro bezztrátový přechod optického záření mezi světlovodným vláknem a okolím, a je k ní připojeno prodlužovací světlovodné vlákno.The disadvantages of said devices are largely eliminated by the bar code reader according to the invention, consisting of an optical coupler, an optical radiation source and an optical sensor, in that the optical radiation source is connected to a first branch of an optical fiber coupler to the second an optical sensor is connected to the strand, the third strand of the fiber optic coupler having a single detective illumination tip and a treated surface for lossless transmission of optical radiation between the fiber optic and the surrounding, and an optical fiber optic is attached thereto.

Jako zdroj světelného záření je vhodná luminiscenční dioda nebo laserová dioda, jako sensor pak polovodičová fotodioda. Prodlužovací světlovodné vlákno může být připojeno nerozebiratelnou nebo rozebíratelnou optickou spojkou.A luminescent diode or laser diode is suitable as a light source and a semiconductor photodiode as a sensor. The fiber optic fiber extension may be attached by a non-detachable or detachable optical connector.

Tím se dosáhne rovnoměrného osvětlení bezprostředně snímaného místa a tím i vysokého rozlišení při velmi malém parazitním signálu pozadí, to jest šumu. To je umožněno pomocí vedení optického záření ke snímanému místu tímtéž vláknem, které slouží současně i k vedení odraženého světla směrem k detektoru.This achieves uniform illumination of the imaging spot and hence high resolution at a very low parasitic background signal, i.e. noise. This is made possible by guiding the optical radiation to the sensing point through the same fiber, which simultaneously serves to guide the reflected light towards the detector.

Zároveň se proti provedení s vedením osvětlovacího a detekčního vlákna, resp. vláken, aiS k detekovanému místu dosáhne zjednodušení mechanické konstrukce, neboť třetí větev optického vláknového vazebního členu je představována pouze jedním světlovodným vláknem.At the same time, the design with the guidance of the illumination and detection filaments, respectively. For example, the third strand of the optical fiber coupler is represented by only one light guide fiber.

Snímač znaků čárového kódu podle vynálezu je blíže popsán s odkazem na připojený výkres. Snímač sestává z optického vláknového vazebního členu' 1. uspořádaného jako směrová odbočnice. Na jeho první větev £ je připojen zdroj J optického záření a na jeho druhou větev’ 4 optický sensor 2°The barcode reader of the present invention is described in more detail with reference to the accompanying drawing. The sensor consists of an optical fiber coupler 1 arranged as a directional coupler. Its first strand 8 is connected to an optical radiation source J and to its second strand 4 'an optical sensor 2 °

Optické záření zdroje 2 vstupuje do optického vláknového vazebního členu 2 ^a ozařuje *3 znaky £ čárového kódu. Část difuzně odraženého záření vstupuje zpět do optického vláknového vazebního členu £, rozděluje se do obou větví 2 aj v poměru daném uspořádáním optického vláknového vazebního členu l a na výstupu druhé větve £ je detekováno optickým sensorem 5.The optical radiation of the source 2 enters the optical fiber coupler 2 ^and irradiates the bar code characters. A portion of the diffuse reflected radiation returns to the optical fiber coupler 6, splits into both strands 2, even in proportion to the configuration of the optical fiber coupler 1a at the outlet of the second strand 6, is detected by the optical sensor 5.

Přeslech záření, postupující ze zdroje' £ první větví £ do druhé větve £ je zanedbatelně malý, což přispívá k nízké úrovni parazitního Sumu pozadí a k lepšímu rozlišení znaků' 2 čárového kódu.The crosstalk of the radiation advancing from the source první of the first branch do to the second branch je is negligibly small, contributing to a low level of parasitic background sum and to a better resolution of the bar code characters.

Rozdělení výkonu optického záření, postupujícího po odrazu zpět k sensoru 5 a ke zdroji £ optického záření může být v libovolném poměru, daném uspořádáním optického vláknového vazebního členu' £, který má formu směrové odbočnice a je uspořádán jako vláknová rozbočka typu Y.The distribution of the optical radiation output after reflection back to the sensor 5 and to the optical radiation source 6 may be in any ratio given by the arrangement of the optical fiber coupler 6, which is in the form of a directional coupler and is arranged as a Y-type fiber splitter.

Optický vláknový vazební člen £ je na své třetí větvi opatřen rovněž prodlužovacím světlovodným vláknem £, které slouží k ozařování znaků £ Čárového kódu a současně k snímání odraženého záření od znaků čárového kódu.The optical fiber coupler 8 is also provided on its third strand with an optical fiber optic fiber 6 which serves to irradiate the bar code features současně and at the same time to sense reflected radiation from the bar code features.

Funkce snímače podle vynálezu je následující. Světelné záření je generováno zdrojem 3, je vedeno první větví £ optického vláknového vazebního členu £ k tomuto členu 1, dále třetí větví řečeného členu' 3 ke znakům £ čárového kódu.The function of the sensor according to the invention is as follows. The light radiation is generated by the source 3, it is guided through the first branch 6 of the optical fiber coupler 6 to this member 1, further through the third branch of said member 3 to the bar code features 6.

Po odrazu postupuje světelné záření zpět třetí větví, část záření postupuje druhou větví £ k optickému sensoru' £. Funkci zdroje' £ optického záření může plnit jakýkoliv zdroj světla, nejvýhodnější je ale polovodičová luminiscenční dioda nebo laserová dioda.After reflection, the light radiation passes back through the third strand, part of the radiation passes through the second strand 6 to the optical sensor 8. Any light source can perform the function of the optical radiation source, but a semiconductor luminescent diode or laser diode is most preferred.

Pro detekci světelného záření je též známo použití mnoha různých prostředků, zde je nejvýhodnější jako optický sensor £ polovodičová fotodioda. Protože průběh elektrického signálu generovaného polovodičovou fotodiodou není sám o sobě dostatečně vhodný pro další .. zpracování číslicovými obvody, je výhodné na výstupu z optického sensoru£ připojit prahový detektor, který zvýší ostrost uvedených změn elektrického signálu na dobře použitelnou úroveň.The use of many different means for detecting light radiation is also known, the semiconductor photodiode being the most suitable as the optical sensor 6. Since the waveform generated by the semiconductor photodiode itself is not sufficiently suited for further digital circuit processing, it is preferable to connect a threshold detector at the output of the optical sensor 6 which increases the sharpness of said variations in the electrical signal to a well usable level.

Zařízení podle vynálezu je použitelné především ke snímání znaků čárového kódu,..ale je možné jej použít i ke snímání jiných kódů podobného charakteru, kde Se využije yýhodného uspořádání snímací soustavy podle vynálezu s jediným ozařovacím i snímacím zakončením, resp. vláknem.The device according to the invention is particularly useful for scanning bar code features, but it can also be used for scanning other codes of a similar nature, whereby a preferred arrangement of the scanning system according to the invention is used with a single irradiation and scanning end respectively. fiber.

Claims

A barcode character reader comprising an optical coupler, an optical radiation source and an optical sensor, characterized in that the optical radiation source (3) is connected to a first branch (2) of the optical fiber coupler (1) to whose second branch (4). An optical sensor (5) is connected, wherein the third branch of the fiber optic coupler (1) has a single surface-detectable illumination end for lossless optical radiation transmission between the fiber optic and the environment, and an optical fiber optic (6) is attached thereto.