Title:
Vorrichtung zur Erfassung von optischen Informationen
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Erfassung von optischen Informationen, die ein Außengehäuse (11) aufweist und im Inneren des Gehäuses (11) ein optisches Modul (20), das eine optische Fokussierungsgruppe (21) mit einer optischen Achse (X) aufweist. Die oben genannte Vorrichtung (10) weist ferner im Inneren des Gehäuses (11) einen mechanischen Aktor (50) auf, der mit der optischen Fokussierungsgruppe (21) verbunden ist und so gestaltet ist, dass er die optische Fokussierungsgruppe (21) entlang der optischen Achse (X) bewegt. Der mechanische Aktor (50) weist ein Aufnahmeorgan (51) zur Aufnahme der optischen Fokussierungsgruppe (21) auf, das außerhalb des optischen Moduls (20) angeordnet ist und mit der optischen Fokussierungsgruppe (21) auf entgegengesetzten Seiten der optischen Achse (X) verbunden ist. Das Aufnahmeorgan (51) ist entlang einer Richtung parallel zur optischen Achse (X) mittels eines Steuerorgans (70) bewegbar, das sich koaxial zur optischen Achse (X) erstreckt und um die optische Achse (X) von außerhalb des Gehäuses (11) drehbetätigt werden kann.




Inventors:
Mistkawi, Joseph (Bologna, IT)
Application Number:
DE102017106378A
Publication Date:
09/28/2017
Filing Date:
03/24/2017
Assignee:
Datalogic IP TECH S.R.L. (Lippo di Calderara di Reno, IT)
International Classes:



Foreign References:
JP4775013B22011-09-21
90075192015-04-14
Attorney, Agent or Firm:
Viering, Jentschura & Partner mbB Patent- und Rechtsanwälte, 81675, München, DE
Claims:
1. Vorrichtung (10) zur Erfassung von optischen Informationen, die ein Außengehäuse (11) umfasst und im Inneren dieses Außengehäuses (11) aufweist:
– ein optisches Modul (20), das eine optische Fokussierungsgruppe (21) zur Fokussierung eines Lichtstrahls aufweist, wobei die optische Fokussierungsgruppe (21) eine optische Achse (X) besitzt;
– einen mit der optischen Fokussierungsgruppe (21) verbundenen mechanischen Aktor (50), der so gestaltet ist, dass er die optische Fokussierungsgruppe (21) entlang der optischen Achse (X) bewegt;
wobei der mechanische Aktor (50) aufweist:
– ein Aufnahmeorgan (51) der optischen Fokussierungsgruppe (21), das außerhalb des optischen Moduls (20) angeordnet ist und mit der optischen Fokussierungsgruppe (21) auf entgegengesetzten Seiten der optischen Achse (X) verbunden ist;
– ein Steuerorgan (70) zum Steuern der Bewegung des Aufnahmeorgans (51) entlang einer Richtung parallel zu der optischen Achse (X);
wobei sich das Steuerorgan (70) koaxial zu der optischen Achse (X) erstreckt und um die optische Achse (X) von außerhalb des Außengehäuses (11) drehbetätigt werden kann.

2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das Aufnahmeorgan (51) ein Paar von Armen (52a, 52b) aufweist.

3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei die Arme (52a, 52b) sich symmetrisch zu der optischen Achse (X) erstrecken.

4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, wobei jeder der Arme (52a, 52b) im Wesentlichen C-förmig ausgeformt ist und an seinem freien Endabschnitt eine Befestigungswand (55) zur Befestigung an einem Endflansch (22) der optischen Fokussierungsgruppe (21) aufweist und an seinem entgegengesetzten Endabschnitt eine Kopplungswand zur Kopplung mit dem Steuerorgan (70) aufweist.

5. Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei die Befestigungswand (55) axial gegen den Endflansch (22) anliegend von einer Feststellschraube (54) gehalten wird, die in eine in der Befestigungswand (55) ausgebildete Gewindebohrung (55a) eingeschraubt ist und einen Kopf (54a) besitzt, der an den Endflansch (22) auf der der Befestigungswand (55) entgegengesetzten Seite anliegt.

6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Befestigungswände (55) und die Kopplungswände sich im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse (X) erstrecken.

7. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei jeder der Arme (52a, 52b) mit dem anderen Arm über einen Verbindungsarm (53) verbunden ist, der mit dem Steuerorgan (70) gekoppelt ist und einstückig mit den Kopplungswänden ausgeführt ist.

8. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei das Außengehäuse (11) in seinem Innern eine Leiterplatte (512) aufweist, die das optische Modul (20) trägt, und wobei einer der Arme (52a, 52b) sich zwischen dem optischen Modul (20) und der Leiterplatte (512) befindet und ein vorspringendes Element (60) aufweist, das verschieblich in einem in der Leiterplatte (512) ausgebildeten Schiebesitz (520) aufgenommen ist.

9. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Steuerorgan (70) aufweist:
– einen fest mit dem Aufnahmeorgan (51) verbundenen und koaxial zu der optischen Achse (X) angeordneten Gewindeeinsatz (72);
– eine in den Gewindeeinsatz (72) eingreifende Stellschraube (71);
– ein Steuerelement (71a) zum Steuern der Drehung der Stellschraube (71), wobei das Steuerelement (71a) fest mit der Stellschraube (71) verbunden ist und außen am Außengehäuse (11) angeordnet ist.

10. Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei das Steuerelement (71a) koaxial zu der optischen Achse (X) angeordnet ist.

Description:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von optischen Informationen.

Im Besonderen betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Erfassung von optischen Informationen, die mit einem Mechanismus zum manuellen Einstellen des Fokussierungsabstands eines von der Vorrichtung emittierten Laserlichtstrahls ausgestattet ist.

Im weiteren Verlauf der vorliegenden Beschreibung und in den anschließenden Patentansprüchen bezeichnet der Ausdruck „Erfassung von optischen Informationen” die Erfassung von Informationen zu einem Gegenstand (beispielsweise Entfernung, Volumen, Bauraum, seine Kenndaten oder seine Merkmale) durch Erfassen und Verarbeiten eines von diesem Gegenstand gestreuten Lichtsignals. Der Ausdruck „optische Information” wird im weitesten Sinne verwendet und umfasst optische Codes, aber auch ganz allgemein Bilder, die Merkmale enthalten, welche geeignet sind, einen Gegenstand beispielsweise auf der Grundlage seiner Form und/oder seines Volumens zu identifizieren und/oder auszuwählen.

Der Ausdruck „optischer Code” bezeichnet eine beliebige grafische Darstellung mit der Funktion, eine codierte Information zu speichern. Ein besonderes Beispiel für optischen Code sind lineare oder zweidimensionale Codes, bei denen die Information durch geeignete Kombinationen aus dunkelfarbigen (normalerweise schwarzen) Elementen einer vorgegebenen Form, beispielsweise Quadrate, Rechtecke oder Sechsecke, die durch helle Elemente (Abstände, normalerweise weiß) getrennt sind, codiert ist, wie Strichcodes, Stapelcodes und zweidimensionale Codes ganz allgemein, Farbcodes usw. Der Ausdruck „optischer Code” umfasst darüber hinaus ganz allgemein auch andere grafische Formen mit der Funktion der Codierung von Informationen, einschließlich von gedruckten Zeichen in Klarschrift (Buchstaben, Zahlen usw.) und besonderen Formen („Patterns”) (beispielsweise Marken, Logos, Unterschriften, Fingerabdrücke usw.). Der Ausdruck „optischer Code” umfasst auch grafische Darstellungen, die nicht nur im Bereich des sichtbaren Lichts, sondern auch im Wellenlängenbereich zwischen Infrarot und Ultraviolett erfassbar sind.

Der Einfachheit halber wird im Folgenden ausdrücklich auf Lesegeräte für optischen Code Bezug genommen, die gemeinhin als Scanner bezeichnet werden. Die Erfindung kommt jedoch auch in anderen Vorrichtungen wie Bildsensoren (vision sensors, smart cameras) zur Erkennung von Gegenständen durch Erfassen ihrer Form- oder Maßeigenschaften und allgemein bei Anwendungen des künstlichen Sehens wie der Qualitätskontrolle von Gegenständen in industriellen Prozessen zum Einsatz.

Lesegeräte für optischen Code umfassen typischerweise ein optisches Modul, das alle mechanischen, optischen und elektronischen Bauteile enthält, die zum Erfassen und Lesen des optischen Codes erforderlich sind. Diese Bauteile umfassen unter anderem eine Emissionsquelle für einen Laserlichtstrahl, eine optische Gruppe zur Fokussierung des vom beleuchteten optischen Code gestreuten Lichtstrahls und eine optische Gruppe zur Erfassung des vom optischen Code gestreuten und von der optischen Fokussierungsgruppe aufgefangenen Lichtstrahls.

Die optische Fokussierungsgruppe weist typischerweise mindestens eine Fokussierungslinse oder einen Fokussierungsspiegel auf und dient dazu, den Lichtstrahl in einem vorgegebenen Fokussierungsabstand, der dem Abstand zwischen optischer Fokussierungsgruppe und optischer Erfassungsgruppe entspricht, scharfzustellen.

Die maximale Auflösung eines Lesegeräts für optische Codes, d. h. der Mindestabstand der von ihm unterscheidbaren Details, hängt bekanntlich mit dem Durchmesser des Lichtstrahls in dem Abstand, auf den der vom beleuchteten optischen Code gestreute Lichtstrahl fokussiert ist, zusammen.

Bei einer breiten Palette von Anwendungen ist der Fokussierungsabstand und somit der Abstand, auf den der vom beleuchteten optischen Code gestreute Lichtstrahl fokussiert werden soll, nicht vorgegeben. In diesem Fall ist es vorteilhaft, Vorrichtungen zu verwenden, die in der Lage sind, den Fokussierungsabstand einzustellen, so dass der Bereich, in dem die maximale Auflösung erreicht werden kann, vergrößert werden kann.

Bekannt ist, dass der Fokussierungsabstand eingestellt wird, indem die optische Fokussierungsgruppe in Bezug auf die optische Erfassungsgruppe manuell entlang der optischen Achse der optischen Fokussierungsgruppe (im Folgenden auch „optische Achse des Lesegeräts” genannt) bewegt wird.

Einige Beispiele für Fokussierungsvorrichtungen des oben genannten Typs sind in JP 4775013 und US 9,007,519 beschrieben. Bei diesen Vorrichtungen wird die Bewegung der optischen Fokussierungsgruppe erhalten, indem mit einem geeigneten Schraubenzieher manuell auf den Kopf einer Stellschraube eingewirkt wird, die in einen Gewindeeinsatz eingreift, der fest mit einem die optische Fokussierungsgruppe tragenden Element verbunden ist. Dieses Element wird nach dem manuellen Drehen der Stellschraube entlang der optischen Achse des Lesegeräts verschoben und verschiebt die optische Fokussierungsgruppe entsprechend. In JP 4775013 erstreckt sich die Stellschraube parallel zur optischen Achse des Lesegeräts, während sich in US 9,007,519 die Stellschraube senkrecht zur optischen Achse des Lesegeräts erstreckt.

Der Anmelder hat festgestellt, dass die optische Fokussierungsgruppe in den oben beschriebenen Vorrichtungen nach dem manuellen Drehen der Stellschraube einem hohen Torsionsmoment ausgesetzt ist, das dazu neigt, die optische Ausrichtung zwischen optischer Erfassungsgruppe und optischer Fokussierungsgruppe während der Bewegung der letztgenannten zu verstellen. Es ist daher erforderlich, geeignete konstruktive Maßnahmen vorzusehen, um dem oben genannten Torsionsmoment entgegenzuwirken und die gewünschte optische Ausrichtung aufrechtzuerhalten.

Dieser Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, das oben genannte Torsionsmoment zu minimieren und bevorzugt zu annullieren.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von optischen Informationen, die ein Außengehäuse aufweist und innerhalb dieses Außengehäuses:

  • – ein optisches Modul, das eine optische Fokussierungsgruppe zur Fokussierung eines Lichtstrahls aufweist, wobei die optische Fokussierungsgruppe eine optische Achse besitzt,
  • – einen mit der optischen Fokussierungsgruppe verbundenen mechanischen Aktor, der so gestaltet ist, dass er die optische Fokussierungsgruppe entlang der optischen Achse bewegt;
    wobei der mechanische Aktor aufweist:
  • – ein Aufnahmeorgan zur Aufnahme der optischen Fokussierungsgruppe, das außerhalb des optischen Moduls angeordnet ist und mit der optischen Fokussierungsgruppe auf entgegengesetzten Seiten der optischen Achse verbunden ist;
  • – ein Steuerorgan zur Steuerung der Bewegung des Aufnahmeorgans entlang einer Richtung parallel zu der optischen Achse;
    wobei sich das Steuerorgan koaxial zu der optischen Achse erstreckt und um die optische Achse von außerhalb des Außengehäuses drehbetätigt werden kann.

In der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung werden durch das Vorsehen einer axialen Ausrichtung zwischen optischer Fokussierungsgruppe und Steuerorgan gemeinsam mit der Tatsache, dass die Bewegung der optischen Fokussierungsgruppe durch eine Schubkraft bewirkt wird, die von entgegengesetzt zur optischen Achse liegenden Seiten auf die optische Fokussierungsgruppe ausgeübt wird, die Torsionsbeanspruchungen, denen die optische Fokussierungsgruppe während ihrer Bewegung infolge der Betätigung des Steuerorgans ausgesetzt ist, minimiert. Auf diese Weise wird die Aufrechterhaltung der gewünschten optischen Ausrichtung während des Einstellens des Fokussierungsabstands gewährleistet, ohne weitere konstruktive Maßnahmen vorsehen zu müssen.

Die Aufrechterhaltung der oben genannten optischen Ausrichtung wird ferner dadurch gewährleistet, dass die auf die optische Fokussierungsgruppe ausgeübte Schubkraft von außerhalb des optischen Moduls wirkt. Die Einstellung des Fokussierungsabstands wird somit erreicht, ohne innerhalb des optischen Moduls irgendein strukturelles Bauteil zusätzlich zu denen, die zum Lesen der optischen Codes erforderlich und typischerweise vorgesehen sind, vorsehen zu müssen. Es ist daher möglich, in der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung herkömmliche optische Module und/oder vormontierte optische Module zu verwenden, ohne die in der Projekt- und/oder Erstkalibrierungsphase festgelegte optische Ausrichtung zu verstellen. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, Öffnungen oder Bohrungen an herkömmlichen oder vormontierten optischen Modulen vorzusehen, so dass die erwünschte Dichtheit gegenüber der Außenumgebung nicht beeinträchtigt wird.

Die Möglichkeit, die axiale Bewegung der optischen Fokussierungsgruppe von außerhalb des Außengehäuses manuell zu steuern, macht zudem das Einstellen des Fokussierungsabstands äußerst komfortabel. So erhält der Benutzer eine sofortige und komfortable visuelle Anzeige der vorgenommenen Einstellung.

Die Vorrichtung der Erfindung weist bevorzugt die im Folgenden erörterten Merkmale auf, die einzeln oder in Kombination eingesetzt werden können.

Das Aufnahmeorgan wesit bevorzugt ein Paar von Armen auf, die sich noch bevorzugter symmetrisch zur optischen Achse erstrecken. Diese Maßnahme ermöglicht es, die Torsionsbeanspruchungen, denen die optische Fokussierungsgruppe während des Einstellens des Fokussierungsabstands ausgesetzt ist, vollkommen zu annullieren.

Bevorzugt erstrecken sich die Arme jeweils überwiegend entlang von Richtungen parallel zur optischen Achse. Dadurch gelingt es, die Gesamthöhe des Außengehäuses der Vorrichtung zu beschränken, die praktisch kaum höher als das darin enthaltene optische Modul ist.

Bevorzugt ist jeder der Arme im Wesentlichen C-förmig ausgeformt und weist an seinem freien Endabschnitt eine Befestigungswand zur Befestigung an einem Endflansch der optischen Fokussierungsgruppe auf und an seinem entgegengesetzten Endabschnitt eine Kopplungswand zur Kopplung mit dem Steuerorgan.

In den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird die Befestigungswand axial gegen den Endflansch der optischen Fokussierungsgruppe anliegend von einer Feststellschraube gehalten, die in eine in der Befestigungswand ausgebildete Gewindebohrung eingeschraubt ist und einen Kopf besitzt, der an den Endflansch auf der der Befestigungswand entgegengesetzten Seite anliegt. Auf diese Weise wird die gewünschte stabile Verankerung zwischen den oben genannten Armen und der optischen Fokussierungsgruppe erreicht.

Bevorzugt erstrecken sich die Befestigungswand und die Kopplungswand im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse. Dadurch gelingt es, die axiale Ausdehnung der Arme zu beschränken, die praktisch kaum länger als das optische Modul sind.

In den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist jeder der Arme mit dem anderen Arm über einen Verbindungsarm verbunden, der mit dem Steuerorgan gekoppelt ist und einstückig mit den Kopplungswänden ausgeführt ist. Diese Maßnahme ermöglicht es, das gleichzeitige Bewegen der beiden Arme sicherzustellen.

Das Außengehäuse weist bevorzugt in seinem Innern eine Leiterplatte auf, die das optische Modul trägt, und einer der Arme ist zwischen das optische Modul und die Leiterplatte gesetzt und weist ein vorspringendes Element auf, das verschieblich in einem in der Leiterplatte ausgebildeten Schiebesitz aufgenommen ist. Die Kopplung zwischen dem vorspringenden Element und dem Schiebesitz ermöglicht das geführte Schieben der optischen Fokussierungsgruppe entlang der optischen Achse.

Die Leiterplatte ist bevorzugt zu einem C biegbar. Nach dem Biegen zu einem C fungiert ein Basisabschnitt der Leiterplatte als Trägerplatte für das optische Modul.

Das Steuerorgan weist bevorzugt auf:

  • – einen fest mit dem Aufnahmeorgan verbundenen und koaxial zu der optischen Achse angeordneten Gewindeeinsatz;
  • – eine in den Gewindeeinsatz eingreifende Stellschraube;
  • – ein Steuerelement zum Steuern der Drehung der Stellschraube, wobei das Steuerelement fest mit der Stellschraube verbunden und außen am Außengehäuse angeordnet ist.

Die axiale Bewegung der optischen Fokussierungsgruppe wird somit durch eine Kopplung zwischen Schraube und Gewindeeinsatz erreicht. Diese Kopplung ermöglicht es, eine Feineinstellung des Fokussierungsabstands zu erreichen. Das Betätigen von außerhalb des Gehäuses erleichtert dem Benutzer die Arbeit.

Der Gewindeeinsatz ist bevorzugt fest mit dem Verbindungsarm verbunden. Noch bevorzugter ist der Gewindeeinsatz in einer Bohrung aufgenommen, die in dem Verbindungsarm koaxial zur optischen Achse ausgebildet ist.

Das Steuerelement ist bevorzugt koaxial zur optischen Achse angeordnet.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehen aus der nachfolgenden ausführlichen, rein beispielhaften und nicht abschließenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor. In diesen zeigen:

1 eine schematische perspektivische Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

2 eine schematische perspektivische Explosionsansicht der Vorrichtung aus 1 aus einem anderen Blickwinkel;

3 eine vergrößerte schematische perspektivische Explosionsansicht eines Teils der Vorrichtung aus 1;

4 eine vergrößerte schematische perspektivische Explosionsansicht eines mechanischen Aktorteils, der in der in den vorangehenden Figuren dargestellten Vorrichtung verwendet wird, um eine Einstellung des Fokussierungsabstands zu erreichen.

In den 1 und 2 wird mit dem Bezugszeichen 10 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung von optischen Informationen bezeichnet. Im Folgenden wird die mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete Vorrichtung auch „Lesevorrichtung” genannt.

Die Lesevorrichtung 10 weist ein Außengehäuse 11 auf, in dessen Innerem ein optisches Modul 20 aufgenommen ist, das alle zum Lesen der optischen Codes erforderlichen mechanischen, optischen und elektronischen Bauteile enthält.

Im Besonderen weist das optische Modul 20 in dem hier dargestellten spezifischen Beispiel ein Paar von Lichtquellen 15 (4) auf, die dazu dienen, einen zu lesenden optischen Code (nicht dargestellt) zu beleuchten. Die Emissionsrichtung des von den Lichtquellen 15 emittierten Lichtstrahls ist in den einzelnen Figuren mit E bezeichnet.

Das optische Modul 20 weist ferner eine Fokussierungsgruppe 21 mit einer optischen Achse (X) und einem Endflansch 22 (3 und 4) auf. In dem hier dargestellten spezifischen Beispiel ist die optische Fokussierungsgruppe 21 zwischen die Lichtquellen 15 gesetzt.

Die optische Fokussierungsgruppe 21 fängt das von dem von den Lichtquellen 15 beleuchteten optischen Code gestreute Licht auf.

Das optische Modul 20 weist auch eine optische Gruppe zur Erfassung des mittels der optischen Fokussierungsgruppe 21 fokussierten Lichtstrahls auf. Die optische Erfassungsgruppe, die in den beiliegenden Figuren nicht sichtbar ist, weist insbesondere einen Bildsensor auf, der in einer rechtwinklig zur optischen Achse X verlaufenden und optisch auf die optische Fokussierungsgruppe 21 ausgerichteten Ebene liegt.

In dem hier dargestellten Beispiel weist das Außengehäuse 11 einen Kastenkörper 211 und eine Abdeckung 311 auf, die wechselseitig gekoppelt sind.

Der Kastenkörper 211 ist im Wesentlichen quaderförmig und nimmt in seinem Innern das optische Modul 20 auf.

Der Kastenkörper 211 hat eine offene Seite 212 (1), um das Einführen des optischen Moduls 20 zu ermöglichen. Auf der entgegengesetzten Seite des Kastenkörpers 211 ist ein Rahmen 213 angebracht (2), der mit einem Lesefenster 214 versehen ist, durch das hindurch der von den Lichtquellen 15 emittierte Lichtstrahl austritt und der vom beleuchteten optischen Code gestreute Lichtstrahl eintritt.

Am Rahmen 213 sind auf zum Lesefenster 214 entgegengesetzten Seiten entsprechende Durchgangsbohrungen 213a zum Befestigen des Rahmens 213 am Kastenkörper 211 mittels geeigneter Schrauben 213b ausgebildet.

Der Kastenkörper 211 weist darüber hinaus auf der Innenoberfläche von zwei seiner entgegengesetzten Seitenwände 215 entsprechende verdickte quaderförmige Abschnitte 216 auf, in denen entsprechende Gewindebohrungen 217 ausgeführt sind (1).

Die Abdeckung 311 ist mit dem Kastenkörper 211 an dessen Seite 212 verbunden.

Die Abdeckung 311 weist einen Hauptkörper 312 auf, aus dem zwei entgegengesetzte Lappenpaare 313a, 313b herausragen, die so in den Kastenkörper 211 eingeführt werden, dass jeder verdickte Abschnitt 216 zwischen einem jeweiligen Lappenpaar 313a, 313b sitzt. Die Lappen jedes Lappenpaares 313a, 313b haben gegenüberliegende ebene Oberflächen, um das Entlangschieben der Lappen 313a, 313b an den verdickten Abschnitten 216 zu ermöglichen, wenn die Abdeckung 311 mit dem Kastenkörper 211 gekoppelt wird.

Der Hauptkörper 312 weist eine Vorderwand 315 (1) auf, in der eine mittige Durchgangsbohrung 316 und auf entgegengesetzten Seiten zur mittigen Bohrung 316 entsprechende Durchgangsbohrungen 317 ausgebildet sind, die auf die Gewindebohrungen 217 ausgerichtet sind und dazu dienen, Schrauben 318 zum Befestigen der Abdeckung 311 am Kastenkörper 211 aufzunehmen.

Die mittige Bohrung 316 verläuft koaxial zur optischen Achse X.

Die Lesevorrichtung 10 weist ferner eine Maske 411 auf, die im Inneren des Kastenkörpers 211 untergebracht ist. In 3 ist die Maske 411 nicht dargestellt.

Die Maske 411 weist Öffnungen auf, um das Durchtreten des von den Lichtquellen 15 emittierten Lichtstrahls und des vom beleuchteten optischen Code gestreuten Lichtstrahl zu ermöglichen, und ist so gestaltet, dass sie die vorgenannten Lichtstrahlen gegeneinander abschirmt und so verhindert, dass Störstrahlung, die zu dem von den Lichtquellen 15 emittierten Lichtstrahl gehört, von der Fokussierungsvorrichtung 21 unbeabsichtigt aufgefangen wird, bevor sie aus dem optischen Modul 20 austritt.

Wie in den 13 dargestellt, weist das Lesegerät 10 auch eine gedruckte Schaltung oder Leiterplatte 511 auf, die in dem hier dargestellten Beispiel als Starrflex-Leiterplatte ausgeführt ist und sich insbesondere zu einem C biegen lässt.

Die Leiterplatte 511 weist insbesondere einen unteren Abschnitt 512 auf, einen oberen Abschnitt 513 und einen mittleren Abschnitt 514, der mit dem unteren Abschnitt 512 und dem oberen Abschnitt 513 mittels entsprechender Steckverbinder 511a verbunden ist, die so gestaltet sind, dass sie elektrische Signale von einem Abschnitt 512, 513, 514 zum anderen übertragen.

Der mittlere Abschnitt 514 hat koaxial zur optischen Achse X eine mittige Bohrung 515.

Die gedruckte Schaltung 511 ist ebenfalls im Kastenkörper 211 untergebracht, wobei der mittlere Abschnitt 514 gegen die Vorderwand 315 der Abdeckung 311 anschlägt.

Der untere Abschnitt 512 der Leiterplatte 511 fungiert als Trägerplatte für das optische Modul 20 im Innern des Kastenkörpers 211.

Der untere Abschnitt 512 der Leiterplatte 511 weist an seinem mittleren Abschnitt einen Schiebesitz 520 auf, der sich parallel zur optischen Achse X erstreckt und dessen Funktion weiter unten beschrieben wird (3). In der hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsform wird der Schiebesitz 520 durch ein Langloch entlang einer Richtung parallel zur optischen Achse X definiert.

Der untere Abschnitt 512 der Leiterplatte 511 weist ferner auf zum Schiebesitz 520 entgegengesetzten Seiten entsprechende Elemente 521 zum Feststellen des optischen Moduls 20 am unteren Abschnitt 512 der Leiterplatte 511 auf.

Die freien Endabschnitte des unteren Abschnitts 512 und des oberen Abschnitts 513 der Leiterplatte 511 sind mit der Maske 411 verbunden.

Die Lesevorrichtung 10 weist ferner einen mechanischen Aktor 50 auf, der geeignet ist, das Einstellen des Fokussierungsabstands zu ermöglichen. Dieser mechanische Aktor 50 wird unter besonderer Bezugnahme auf 4 beschrieben, wo er ohne die anderen Bestandteile der Lesevorrichtung 10, mit denen er zusammenwirkt, beschrieben wird.

Der mechanische Aktor 50 weist ein Aufnahmeorgan 51 zur Aufnahme der Fokussierungsgruppe 20 auf. Im Besonderen weist das Aufnahmeorgan 51 ein Paar von Armen 52a, 52b auf, die einstückig mit einem Verbindungsarm 53 ausgeführt sind.

Die Arme 52a, 52b verlaufen parallel zur optischen Achse X und erstrecken sich von symmetrisch zur optischen Achse X entgegengesetzten Seiten.

Der Verbindungsarm 53 erstreckt sich senkrecht zur optischen Achse X und hat eine zur optischen Achse X koaxiale Bohrung 56.

Der Arm 52a weist ein vorspringendes Element 60 auf, das verschieblich in dem im unteren Abschnitt 512 der Leiterplatte 511 ausgebildeten Schiebesitz 520 aufgenommen ist. Infolge des Betätigens des Steuerorgans wird das vorspringende Element 60 innerhalb des Schiebesitzes 520 verschoben und führt dabei die axiale Bewegung des Aufnahmeorgans 51 und somit der optischen Fokussierungsgruppe 21.

Wie in den 13 dargestellt, ist das optische Modul 20 zwischen den Armen 52a und 52b angeordnet, wobei der Arm 52a zwischen das optische Modul 20, den unteren Abschnitt 512 der Leiterplatte 511 und der Arm 52b zwischen das Modul 20 und den oberen Abschnitt 513 der Leiterplatte 511 und der Verbindungsarm 53 zwischen das optische Modul 20 und den mittleren Abschnitt 514 der Leiterplatte 511 befindet.

Die Arme 52a und 52b sind im Wesentlichen C-förmig geformt und weisen an ihrem freien Endabschnitt eine Befestigungswand 55 zur Befestigung am Endflansch 22 der optischen Fokussierungsgruppe 21 auf. An der Befestigungswand 55 sind Gewindebohrungen 55a ausgebildet.

Die Befestigungswand 55 erstreckt sich senkrecht zur optischen Achse X.

Der Endflansch 22 wird vom Kopf 54a einer Befestigungsschraube 54, die in die Gewindebohrung 55a eingeschraubt ist, axial anliegend gegen die Befestigungswand 55 gedrückt.

Der entgegengesetzte Endabschnitt der Arme 52a und 52b ist einstückig mit dem Verbindungsarm 53 ausgeführt. Dieser definiert eine Kopplungswand zur Kopplung der Arme 52a, 52b (und somit des Aufnahmeorgans 51) mit einem Steuerorgan 70 zum Steuern der axialen Bewegung des Aufnahmeorgans 51 und somit der optischen Fokussierungsgruppe 21.

Ebenfalls unter Bezugnahme auf 4 weist das Steuerorgan 70 eine koaxial zur optischen Achse X liegende Stellschraube 71 auf.

Wie in 1 dargestellt, wird die Stellschraube 71 in die in der Vorderwand 315 der Abdeckung 311 ausgebildete Durchgangsbohrung 316 eingeführt und verläuft durch die im mittleren Abschnitt 514 der Leiterplatte 511 ausgebildete Durchgangsbohrung 515 hindurch, bis sie in einen Gewindeeinsatz 72 eingreift, der stabil in der im Verbindungsarm 53 des Aufnahmeorgans 51 ausgebildeten Bohrung 56 aufgenommen ist. Auch der Gewindeeinsatz 72 verläuft daher koaxial zur optischen Achse X.

Das Drehen der Stellschraube 71 im Gewindeeinsatz 72 um die optische Achse X ermöglicht das axiale Bewegen des Aufnahmeorgans 51 in Bezug auf das optische Modul 20.

In dem dargestellten Beispiel, weist die Bohrung 56 ein Innengewinde auf und der Gewindeeinsatz 72 weist ein Außengewinde auf, das konjugiert zu dem der Bohrung 56 und entgegengesetzt zu dem der Stellschraube 71 ausgebildet ist. Auf diese Weise ist es möglich, den Gewindeeinsatz 72 stabil in den Verbindungsarm 53 zu schrauben, ohne ein unerwünschtes Lösen des Gewindeeinsatzes 72 während der axialen Bewegung des Aufnahmeorgans 51 infolge des Eingriffs zwischen Stellschraube 71 und Gewindeeinsatz 72 zu riskieren.

Die Stellschraube 71 weist einen Kopf 71a auf, der außen an der Abdeckung 311 und somit außen am Außengehäuse 11 angeordnet ist.

Der Kopf 71a fungiert als Steuerelement zum Steuern der Drehung der Stellschraube 71 um die optische Achse X.

Am Kopf 71a der Stellschraube 71 ist ein Ring 73 angebracht, der bevorzugt eine Skaleneinteilung besitzt, so dass dem Benutzer eine visuelle Anzeige des Ausmaßes der Drehung gegeben wird, in die die Stellschraube 71 versetzt wird.

Zwischen dem Kopf 71a der Stellschraube 71 und der Vorderwand 315 der Abdeckung 311 ist in einem Zustand axialer Beanspruchung eine elastische Dichtung 75 angeordnet.

Die Stellschraube 71 weist einen Schaft 71b auf, der innerhalb des Außengehäuses 11 angeordnet ist und an dem eine ringförmige Nut 71c ausgebildet ist, die ein Sicherungselement 76 aufnimmt. Dieses Sicherungselement 76 schlägt axial gegen die Vorderwand 315 der Abdeckung 311 an und verhindert gemeinsam mit der elastischen Dichtung 75 etwaige unerwünschte relative axiale Bewegungen zwischen Stellschraube 71 und Außengehäuse 11.

Im Betrieb dreht der Benutzer zum Einstellen des Fokussierungsabstands der Lesevorrichtung 10, bevorzugt mit einem Schraubendreher, den Kopf 71a der Schraube 71 und versetzt dadurch die Stellschraube 71 in dem Gewindeeinsatz 72 in Drehung, was zu einer axialen Bewegung des Gewindeeinsatzes 72 in Bezug auf die Stellschraube 71 führt. Da der Gewindeeinsatz fest mit dem Aufnahmeorgan 51 verbunden ist und dieses fest mit der optischen Fokussierungsgruppe 21 verbunden ist, kommt es nach dem Drehen der Schraube 71 zu einer axialen Bewegung der optischen Fokussierungsgruppe 21 in einem Ausmaß proportional zu dem Drehwinkel, der am Ring 73 vorgegeben wird.

Das oben beschriebene Steuerorgan 70 lässt sich mit jedem beliebigen Typ eines herkömmlichen optischen Moduls 20 verwenden, das eine optische Fokussierungsgruppe 21 mit einem Endflansch 22 besitzt.

Selbstverständlich kann ein Fachmann weitere Änderungen und Varianten an der oben beschriebenen Erfindung vornehmen, um besondere und unerhebliche Anwendungserfordernisse zu erfüllen, ohne dass diese Varianten und Änderungen den durch die beigefügten Ansprüche festgelegten Schutzbereich verlassen.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • JP 4775013 [0011, 0011]
  • US 9007519 [0011, 0011]