代码读出器的传感头制造技术

一种用于读出至少部分导电代码的代码读出器的传感头，所述传感头包括读出电极和测量电子线路，读出电极的尖头设置成以电容方式与代码耦合。测量电子线路配置成将信号输入到所述读出电极，并且测量来自读出电极的所述信号的响应，以便确定读出电极和其周围环境之间的阻抗变化。此外，本发明专利技术涉及相应的方法、代码读出器、电子装置和移动装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及代码读出器的用于读出至少部分导电代码的传感头，所述传感头包括读出电极和测量电子线路，所述读出电极的尖头设置成以电容方式与代码耦合。本专利技术还涉及用代码读出器读出至少部分导电代码的方法。此外，本专利技术涉及代码读出器、电子装置和移动装置，包括用于读出至少部分导电代码的传感头。
技术介绍
形成用于不同产品的不同的机器可读代码是已知的。一种方法是用不太导电的基底材料上的至少部分导电材料形成代码。例如，所述代码可以用导电墨水形成在纸上或显示板上。在一些情况下，也可以用其他透明或不透明的表面来覆盖所述导电代码。可以通过读出装置用电的方式读出所述代码，所述读出装置把更导电的代码材料与不太导电的基底材料区别开并且相对于所述代码而移动。已经开发出用于读出导电代码的不同解决方案。在美国专利5,159,181中给出一种解决方案，所述专利公开了一种电容式代码读出器。所述代码读出器基于利用代码读出器电极以电容方式识别导电代码，与代码宽度对应地设置所述读出器电极。相应地，在代码读出器电极的位置上，在代码中形成耦合区域。当代码读出器处于代码的位置时，代码读出器电极和代码构成电路，并且检测到各电极之间的交流电流(AC)。为使其功能可靠，所述解决方案要求代码和代码读出器预先相互对准以及精确的读出方向。由于这种原因，所述解决方案主要适合于所谓卡片读出器自动化，其中包括所述代码的卡片由电动机辅助引向代码读出器。在手动移动代码读出器的应用中，所述解决方案不能可靠工作，这时与代码有关的速度、距离、位置和/或代码读出器的移动方向都可能变化。美国专利5,453,602公开了一种读出导电代码的方法。在所述专利中，公开了三种不同的读出代码的方案。在每一种公开的解决方案中，传感头都包括分离的发生器板极和检测器板极以及至少一个接地板极或安全板极，测量电子线路把信号输入到分离的发生器板极并从检测器板极测量已输入的信号的响应。公开的解决方案的物理尺寸稍大，这就是为什么它们较好地适应不同卡片出器的自动化，其中包括所述代码的卡片由电动机辅助引向代码读出器，而不是手持式代码读出器。
技术实现思路
现在，专利技术了一种解决方案，所述解决方案能简化机械结构，使传感头更小。为实现此目的，本专利技术的代码读出器的传感头的主要特征在于测量电子线路设置成把信号输入到读出电极，以及测量所述读出电极对所述信号的响应，以便确定读出电极和其周围环境之间的阻抗变化。本专利技术的方法的主要特征在于把测量电信号输入到所述读出电极并且从所述读出电极测量所述信号的响应，以便确定读出电极和其周围环境之间的阻抗变化。本专利技术的代码读出器、电子装置和移动装置的主要特征在于测量电子线路设置成把信号输入到所述读出电极，以及从所述读出电极测量所述信号的响应，以便确定读出电极和其周围环境之间的阻抗变化。在本专利技术一个有利的实施例中，传感头只包括一个读出电极和测量电子线路。为了读出导电代码，测量所述读出电极和其环境之间的电容，由于读出电极的尖头和代码之间的电容耦合，读出电极尖头下的代码使所述电容发生变化。电容的测量是通过把AC电压输入到读出电极来实现的，所述AC电压在读出电极的尖头周围产生电场。除了读出电极外，如果需要，所述传感头可以包括一个或一个以上的隔离电极，以便限定在与读出电极相关的所需区域上由读出电极产生的电场，从而提高读出的空间分辨率。读出电极与传感头的电子线路，尤其例如前置放大器相连。传感头的不同部分，例如前置放大器可以用几种不同方式实现。在一个实施例中，使用电容电桥。在另一个实施例中，前置放大器的电源电压是脉冲电压。而基于所谓开关电容器技术的前置放大器用于一个实施例中。在一个实施例中，使用足够高的读出频率和足够高的灵敏度的前置放大器读出代码，并且把信号从读出电极的尖头耦合到代码的导电部分。利用以这种方式实现的传感头，有可能在不预定代码读出器的移动速度、位置或方向的情况下，用可靠的手持方式高分辨率地读出代码。由传感头读出的代码数据被收集在控制单元中，所述控制单元识别读出的代码信息中实际代码的开始图案和结束图案。根据实际代码的几何结构和/或电气特性，控制单元形成描述所述实际代码的数据。本专利技术的不同实施例提供了优于现有技术解决方案的几个优点。根据实施例的实现方法，本专利技术可以提供例如以下优点中的一个或多个-由于读出电极的尖头不需要与在待读出的代码中形成的耦合区域对准，因而使得有可能进行手持操作，-便于手持应用，传感头允许在每个方向上更加倾斜，因为不是两个或两个以上电极，而是一个电极的尖头保持与待读出的代码接近就足够了，-由于不需要分离的发生器电极和检测器电极，因而简化了传感头的机械结构，-由于由电极构成的结构的物理尺寸可以较小，因而提高了空间分辨率，即，可以读出更密集的代码，和/或-由于简化了结构，因而降低了传感头的制造成本。可以以这样的方式实现根据本专利技术的读出技术，即，它基本上不会干扰电子装置和/或数据传送。这使得在需要的时候可以以相同的结构布置代码读出器和其他功能。例如，代码读出器可以与移动装置、通信装置、电子笔记本和/或掌上型计算机连接。代码读出器也可以是一个分离的单元，它借助于恰当的数据传送技术与其他装置，例如移动装置、通信装置和电子笔记本和/或掌上型计算机连接。附图说明下面将参照附图更详细地说明本专利技术，附图中图1示出本专利技术的代码读出器，图2示出代码读出器的方框图，图3示出传感头的实施例的原理结构，图4至7示出不同斩波放大器的电子线路的实现方案，图8示出另一个实施例的代码读出器，以及图9示出一个系统。为了清晰起见，各图仅仅示出为理解本专利技术所需的细节。为了强调本专利技术的特征，对于理解本专利技术不需要的结构和细节，以及对于本专业的技术人员来说是显而易见的部分都从图中省略。具体实施例方式当按照本专利技术说明代码读出器1时，我们用导电墨水印制在纸上的条形代码作为代码2，条形代码的大小为几个厘米范围。但是所述代码可以与例子中给出的代码不同，例如其形状、大小、基底或导电材料可以不同。图1示出本专利技术的代码读出器1的实施例以及导电代码2的一部分。在所述例子中，代码读出器1设计成笔状。代码读出器1的尖头包括传感头11，其中设置读出电极。图2用图形示出代码读出器1的实施例。根据例子，代码读出器1包括传感头11和控制单元14。传感头11包括读出电极12和测量电子线路13。控制单元14包括用于处理由传感头11产生的数据以便确定代码2的装置。读出电极12的尖头的大小和形状可以改变，但是已经发觉，电极12的尖头的直径最好小于1mm。在实际测试中，已经发现，合适测量结果为50至300μm。读出电极12的尖头可以用绝缘体保护，绝缘体的厚度最大为几十微米。读出电极12的尺寸和布局尤其对利用所述装置能检测到代码2多窄的部分以及对测量电子线路13所需多高的分辨率都会产生影响。测量电极设置成感测读出电极及其环境之间的阻抗变化。图3示出代码读出器1的传感头11的一种可能的结构。包括模块131、132、133、134和135的测量电子线路13设置成测量电极及其环境之间的容抗。所述传感头11也包括一个读出电极12，所述读出电极的尖头以电容方式连接到被读出的代码2上。利用图2给出的读出电极12的尖头的尺寸，由代码2引起的被测电容的变化一般在几十毫微本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种读出至少部分导电代码的代码读出器的传感头，所述传感头包括读出电极和测量电子线路，所述读出电极的尖头设置成以电容方式与所述代码耦合，其中，所述测量电子线路设置成将信号输入到所述读出电极以及测量来自所述读出电极的所述信号的响应，以便确定读出电极和其环境之间的阻抗变化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：H霍莫，E斯特伦默，
申请(专利权)人：阿万托尼有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]