191573. lajstromszámú szabadalom • Vonalkód olvasó berendezés
1 191 5?3 2 A találmány tárgya vonalkód olvasó berendezés. A számítógépek kereskedelmi forgalomban való alkalmazása szükségessé tette nagysebességű és megbízhatóságú, billentyűzet nélküli adatbeviteli eljárások és eszközök kidolgozását. Az árucikkekre ragasztható, géppel olvasható azonosító cédulák két fajtája ismeretes: a mágnesszalag és a vonalkód (bar code). Napjainkban a vonalkód terjedt el, hiszen nyomdai úton előállítható. A vonalkód olyan optikai kód, mely az alapszinttől különböző színű vonalak (általában fehér alapon fekete) egymástól való távolságával és a vonalak szélességével kódolja az információt. A kód leolvasása reflexiós módszerrel történik. Az. erre alkalmas eszközt, a vonalkód olvasó berendezést közelítőleg egyenletes sebességgel mozgatják a vonalkód fölött. A kódot a berendezésben elhelyezkedő fényforrás (általában LED) világítja meg és egy megfelelő optikai rendszer a reflektált fényt fényérzékeny detektorra vetíti, melyet elektronikus erősítő és jelformáló áramkörök TTL vagy CMOS szintű feszültség impulzusokká alakítják. A digitális jelet számítógéppel feldolgozva visszaállítható a kódolt információ. Ismeretes olyan vonalkód olvasó berendezés, melybe egy speciális reflexiós érzékelő elemet helyeztek. Ez az érzékelő egy tokban tartalmaz egy fényemittáló (LED) és egy fényt detektáló chi|>ct. Az, cmittált fényt egy kettős optikai tengelyű, azonos fókuszéi, speciális optikai elem egyik fele képzi le a vizsgált felületre, a visszavert fényt ugyanezen optikai elem másik részéhez csatlakozó detektor érzékeli. A fototranzisztort és a LED-et 0,05 mm-nél nagyobb pozicionálási pontossággal kell felforrasztani. A speciális optikai elem és a nagy pontosságú szerelési igény meglehetősen drágává teszi az eszközt, mely 0,2 mm széles vonalakat tud megkülönböztetni. Az olvasó áramköre egy áram-feszültség konverterből, egy jelfeldolgozó egységből és digitális kimeneti puffer áramkörből áll. A feldolgozó egység csúcsdetektáláson alapuló Schmitt-triggeres áramkör (I IP -- Journal, Jan. 1981.). A fényvezető üvegszálak megjelenésével egy időben felismerték, hogy a vonalkód olvasó bonyolult optikai rendszere üvegszál alkalmazásával egyszerűsíthető. Az üvegszálból csak a szál törésmutatójára jellemző szögtartományban léphet ki fény, illetve ennek a fordítottja is igaz, a fényvezetőbe csak meghatározott szögtartományból csatolódik be fény. Ez a paraméter a fényvezető numerikus apertúrája; minél nagyobb a be- ill. kilépés térszöge, annál nagyobb a numerikus apertúra. Ha tehát a vonalkódtól adott távolságra megfelelő numerikus apertúrájú szálat helyezünk, elérhető, hogy csak világos, ill. csak sötét területekről csatolódjon be a fény a szálba és ezen keresztül a reflektált fény intenzitásával arányos elektromos jelet adó detektorba. Ilyen elven működő eszközt ismertetnek a 1774426 számú NSZK-beli közrebocsátási leírásban. Az említett üvegszálas eszközök a gyakorlatban nem terjedtek el. Ennek oka a következő: mivel a ma használatos vonalkódok 0,2 mm és ennél szélesebb fekete-fehér vonalak kombinációjából állnak, ezért az üvegszálba csak kb. 0,2 mm átmérőjű tartományból juthat fény a detektorba. Mivel praktikusan a megvilágító fénytelcjsílinény nem növelhető tetszőlegesen, a kis területről reflektálódó fény a detektorban csak olyan kis jelet kelt, ami egyszerű jelfeldolgozó elektronika számára kiértékelhetetlen. Nagyobb numerikus apertúrájú szál alkalmazása növeli a detektorra jutó fényintenzitást, azonban ezzel az eszköz felbontóképessége romlik. A találmány szerinti megoldással a gyakorlatban jól alkalmazható száloptikás vonalkód olvasó berendezés készíthető. Felismertük, hogy az optikai szálhoz csatolt detektor jele frekvenciafüggő erősítőhöz csatolva alkalmassá tehető egyszerű felépítésű és jó felbontóképességű vonalkód olvasó készítésére. A találmány tehát vonalkód olvasó berendezés, amelynek a vonalkódot érzékelő csatoló szerve legalább egy fénykibocsátó félvezető diódát és a vonalkódról visszavert fényt érzékelő félvezető detektort tartalmaz. A detektorhoz jelformáid áramkör van csatlakoztatva. A fénykibocsátó félvezető diódá(k) a vonalkódot közvetlenül megvilágító módon van(nak) elhelyezve, a vonalkódról visszavert fény fényvezető optikai szál útján van a félvezető fotódé te ktorhoz csatlakoztatva és a jelformáló áramkör a félvezető detektorhoz áram-feszültség átalakítón keresztül csatlakoztatott aktív sávszűrőt tartalmaz. A találmány szerinti vonalkód olvasó berendezés előnye az, hogy az olcsón előállítható fényvezető szálas optikai csatoló felbontóképességének korlátozott voltát egyszerű elektronikával kompenzálja. A találmányt a továbbiakban a rajzokon látható kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti berendezés reflexiós optikai csatolószervének metszeti rajza, a 2. ábra a találmány szerinti berendezés villamos tömbvázlata, a 3. ábra a találmány szerinti berendezés működését szemléltető jelalak ábrákat mutatja be, és a 4. ábra a találmány szerinti berendezés aktív sávszűrőjének karakterisztikája. A vonalkód olvasó ceruza fényadó és érzékelő részének keresztmetszeti rajza az. 1. ábrán látható. Egy TO-18 típusú 6 állványra egy vagy két közeli infravörös vagy vörös fényt adó 5 világító diódát szerelünk. Az 5 világító dióda áramellátását a 7 kivezetéseken keresztül biztosítjuk. A 6 állványt kis átmérőjű vékony üvegből 1 ablakot tartalmazó 2 sapkával z.áijuk le. A hengeres TO 18 6 állvány tengelyébe egy olyan furatot készítünk, melybe a megfelelő numerikus apertúrájú 3 üvegszál belehelyezhető. A detektorrészben külön 9 állványra szerelt 8 félvezető detektort (fototranzisztort vagy fotodarlingtont) alkalmazunk, melyhez a jobb optikai csatolás érdekében törésmutató illesztő epoxi-gyanta segítségével néhány cm hosszú 3 üvegszálat (optikai szálat) csatlakoztatunk. Az így elkészített ún. pigtail-lel ellátott detektor 3 üvegszálat az 5 világító diódát (fénykibocsátó diódát) tartalmazó 6 állvány furatába helyezzük oly mő-5 1C 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
