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Schaltungsanordnung zum Feststellen eines auf einem Schriftstück aufgebrachten Kennzeichens
Um auf photoelektrischem od. ähnl. Wege ein auf ein Schriftstück aufgebrachtes Kennzeichen fest- zustellen und durch das Feststellungsergebnis eine bestimmte Einrichtung zu steuern, muss das Schriftstück oder das Gebiet auf diesem, auf dem das Kennzeichen vermutet wird, zeilenweise abgetastet werden. Je nach der Grösse des festzustellenden Kennzeichens kann die Breite der Zeile gewählt werden. Das Schriftstück wird zweckmässig an einem Abtastschlitz vorbeigeführt, durch welchen von einer Lichtquelle auf das Schriftstück ein Lichtfleck geworfen wird, der auf eine Photozelle von der Oberfläche des Schriftstükkes reflektiert wird.
Je nach der Art des Kennzeichens und des Schriftstückes ergeben sich hiebei Schwierigkeiten, die umso grösser werden, je geringer der Unterschied zwischen dem Remissionswert des Kennzeichens von dem der übrigen Schriftstück-Oberfläche wird. In den meisten Fällen zeigt das Schriftstück auf dem Kennzeichen an verschiedenen Stellen eine verhältnismässig dichte Beschriftung. Anderseits können aber auch neben dem festzustellenden Kennzeichen noch andere Kennzeichen auf dem Schriftstück vorhanden sein.
Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Schwierigkeiten zu beseitigen oder mindestens zu verringern.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Feststellen eines auf einem Schriftstück aufgebrachten Kennzeichens, insbesondere einer auf einem Brief aufgeklebten Briefmarke, mittels photoelektrischer Einrichtungen zum Messen der Helligkeitsunterschiede der von einer Lichtquelle gelieferten und von der Oberfläche des Schriftstückes reflektierten Lichtflecke bei dem festzustellenden Kennzeichen unter anderem auf dem Schriftstück befindlichen reichen.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine mit den zu messenden Helligkeiten beaufschlagte Photozelle, gegebenenfalls über einen Verstärker, mit einer Anzeigevorrichtung über zwei Kanäle und ein Tor verbunden ist, das durchlässig wird, wenn die von der Photozelle gelieferten Signale in beiden Kanälen auf dieses einwirken, und dass sich im ersten Kanal eine Integrationseinrichtung zur Bildung des Mittelwertes und ein bei gegebenen Schwellwert arbeitendes erstes Amplitudenfilter, das nur einen gegebenen Amplitudenwert überschreitende integrierte Signale hindurchlässt, befinden und sich im zweiten Kanal ein zweites Amplitudenfilter befindet, das für einen bestimmten Wert überschreitende, nicht integrierte Signale durchlässig wird.
Nach einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass im ersten Kanal parallel zum Amplitudenfilter eine Differentiationseinrichtung am Tor liegt, welches nur öffnet, wenn es zusätzlich die die Integrationseinrichtung und die Differentiationseinrichtung durchlaufenden Photosignale empfängt, wobei die Differentiationseinrichtung nur ein hiefür geeignetes Signal gibt, wenn die Steilheit der Photosignale einen bestimmten Wert überschreitet.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung ist zusätzlich vorgesehen, dass ein zweites Tor zwischen dem ersten Tor und der Anzeigevorrichtung und ein dieses zusätzlich steuernder Kanal parallel zum ersten Kanal vorgesehen ist, der die Photosignale über ein drittes Amplitudenfilter und eine Zähleinrichtung, die nur bei Überschreiten einer bestimmten Zahl aufeinanderfolgender das Photosignal bildender Impulse durchlässig wird, an das zweite Tor gelangen lässt, wobei sich dieses nur bei Zusammenwirken der Signale vom ersten Tor und von der Zähleinrichtung öffnet.
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Nach weiterer Variante der Erfindung sind den Toren Speicheranordnungen zum Speichern der von den Kanälen gelieferten Signale vorgeschaltet. Es kann auch der Anzeigevorrichtung eine Speicheranordnung vorgeschaltet werden.
Dieser Weg kann auch dadurch beschritten werden, dass der durch das Signal erzeugte Ausgangswert UbereineDifferentiationsanordnung geführt wird. Der dort differenzierte Ausgangswert wird einer Amplituden-Mess-Schaltung zugeführt und beim Überschreiten eines bestimmten Wertes auf eine Torschaltung gegeben, welche dadurch gesperrt wird. Diese Lösung hat den Vorteil, dass die bei jeder Integration entstehenden Ein- und Ausschwing-Vorgänge unterdrückt werden, so dass die Messung erst dann vorgenommen wird, wenn der eigentliche Mittelwert, den der Integrator finden soll, erreicht wird.
Die Abtastung des Kennzeichens erfolgt über einen Schlitz, der etwa die Breite des Kennzeichens besitzt, aber gegenüber der Abtastlänge sehr schmal ist. Da er jedoch nicht unendlich klein sein kann, wird er stets ein bestimmtes Gebiet der Abtastfläche umfassen und somit bei plötzlicher Abtastwertänderung nur einen sich allmählich ändernden Helligkeitswert registrieren. Die Anstiegs- und Abfallkanten werden also gegeneinander geneigt verlaufen.
Durch die Photozelle wird nun bei Abtastung des Kennzeichens ein Zeichen erzeugt, das über ein Integrationsglied, beispielsweise über einen Tiefpass, geführt wird und dort eine weitere Abflachung seiner Kanten erfährt. Hierauf gelangt es an ein Amplitudenfilter, das sogenannte Remissionsfilter, in dem nur die Zeichen durchgelassen werden, deren Amplituden sich innerhalb bestimmter Grenzen bewegen. Aus den Kanten des Zeichens werden durch Differenzierung Impulse gewonnen, die zur weiteren Steuerung benutzt werden.
Damit nun nur die Kennzeichen erkannt werden, die eine plötzliche Helligkeitsänderung bewirken und deren Amplituden sich innerhalb bestimmter Grenzen befinden, werden aus den Zeichen vor Eintritt in das Integrationsglied Impulse abgeleitet, die zusammen mit den am Ausgang des Remissionsfilters abgeleiteten Impulsen auf eine Torschaltung gegeben werden. Nur wenn die Impulse beider Impulsgruppen gleichzeitig auf das Tor auftreffen, wird dieses geöffnet und gibt das Zeichen an die nachfolgende Steuereinrichtung.
Die zweite Möglichkeit zur Durchführung des Verfahrens besteht darin, dass das am Ausgang des Integrationsgliedes auftretende Signal einmal dem Remissionsfilter und einmal einer Differentiations-Schal- tung zugeführt wird. Wenn im Remissionsfilter festgestellt wird, dass das Signal innerhalb bestimmter Grenzen liegt und das differenzierte Signal eine bestimmte Grösse nicht überschreitet, wird eine von beiden Schaltungen angeschlossene Torschaltung geöffnet.
In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel erläutert : Darin zeigt Fig. l ein Gesamtblockschaltbild einer Ausführungsanordnung nach der Erfindung, Fig. 2 ein Diagramm der Spannungsverhältnisse an den verschiedenen Punkten der Fig. 1 und Fig. 3 ein Prinzip-Schaltbild eines Teiles des Schaltbildes nach Fig. 1. In Fig. 1 ist B die Photozelle der Abtasteinrichtung, welche gegebenenfalls über einen Verstärker V an die Auswertschaltung H geschaltet ist. In dieser gelangt das Zeichen einerseits an das Integrationsglied J und von hier an das Remissionsfilter F und an das Tor T 1 und anderseits über eine WeisswertMess-Schaltung M und einen Speicher Sp 1 ebenfalls an das Tor T 1. Dieses Tor T 1 wird ausserdem noch von der Störimpuls-Austast-Schaltung St gesteuert.
Vom Tor T 1 aus gelangt das Zeichen über einen Speicher Sp 2, ein weiteres Tor T 3 und einen weiteren Speicher Sp 3 an eine Steuervorrichtung L.
Das Tor T 3 dient als weitere Sicherheits-Massnahme entsprechend einem früheren Vorschlag. Dieser besteht darin, auch die Unterschiede zwischen dem Kennzeichen und den auf den Schriftstücken auf- gebrachten Schriftzeichen zu vergrössern und somit Fehlsteuerungen auszuschliessen. Es wird hiebei der Umstand verwertet, dass die Schriftzeichen in den meisten Fällen eine höhere Modulation aufweisen als das festzustellende Kennzeichen, beispielsweise eine Briefmarke. Das am Ausgang des Verstärkers auftretende Signal wird deshalb darüber hinaus auch einer besonderen Schriftausscheidungsschaltung N zugeführt. In dieser gelangt das Zeichen zunächst über ein Filter K an eine Impulszähleinrichtung Z und von dieser über einen Speicher Sp4 an die Torschaltung T 3.
Wenn das Zeichen mehr Impulse ergibt, als normalerweise auf dem Kennzeichen zu erwarten sind, wird ein Sperrimpuls über Sp 4 an T3 gegeben. Das durch H hindurchgegangene Zeichen wird somit als ein Fehlzeichen erkannt, so dass seine Weiterleitung an die Steuervorrichtung L unterdrückt werden muss.
In Fig. 2 wird unter 1 die Abtastspur auf einem Briefumschlag gezeigt, bei welcher von links nach rechts zunächst der untere Teil einer Briefmarke A und dann in einem Abstand anschliessend ein schwarzer Fleck C erscheint. D zeigt die rechte Begrenzung des Umschlages. Die Photozelle B erzeugt einen Spannungsverlauf nach 2. Dort ist auf der Abszisse die Zeit in Millisekunden und in der Ordinate die Ausgangsspannung des Verstärkers in Volt aufgetragen. Die hellen Stellen des Briefumschlages erzeugen eine
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hohe Spannung, welche nahezu 4 Volt erreicht. Durch die Briefmarke A wird mit entsprechender Verzögerung die Spannung um annähernd 1 Volt gesenkt, während durch den schwarzen Fleck C die Spannung auf annähernd 1 Volt herabsinkt.
Der Spannungsverlauf nach 2 wird nun dem Integrationsglied J zugeführt und an dessen Ausgang tritt der Spannungsverlauf 3 auf. Durch die horizontalen Linien a und b sind die Schwellwerte des nachfolgenden Amplitudenfilters F angedeutet. Es ist zu erkennen, dass wiederum mit einer Verzögerung die integrierte Spannung von 2 an 3 einen Verlauf einnimmt, welcher den unteren Schwellwert b überschreitet. Der durch C hervorgerufene Spannungsverlauf überschreitet jedoch denSchwellwert sowohl an seiner unteren b als auch an seiner oberen Grenze a. In beiden Fällen werden die Schwellwerte'je zweimal überschritten.
Hinter dem Filter F treten annähernd rechteckige Impulse auf, u. zw. bewirkt A einen Impuls längerer Dauer und C zwei Impulse kürzerer Dauer, wobei die Zeitdauer letzterer dem Zeitunterschied zwischen dem Überschreiten des unteren und oberen Schwellwertes entspricht.
Die Spannung 2 wird aber ferner auch der Störimpuls-Austast-SchaltungSt zugeführt.Hier erfolgt eine Differentiation des Zeichens, welche zu je zwei entgegengesetzt gerichteten Impulsen führt. Diese Impulse werden gemeinschaftlich mit den Impulsen von 5 an das Tor T l gegeben und bewirken dort eine Sperrung für die Dauer, während welcher diese einen bestimmten Wert überschreiten. Der durch A erzeugte rechteckige Impuls wird, wie leicht zu erkennen ist, an seinen Seiten geringfügig beschnitten, so dass er jedoch immer noch einen deutlich erkennbaren Impuls am Ausgang des Tores T 1 ergibt. Die durch C erzeugten Impulse e fallen jedoch restlos in das Sperrgebiet, das durch die differenzierte Spannung an 4 erzeugt wird.
Diese Impulse werden somit unterdrückt und erscheihen nicht am Ausgang des Tores T l, welcher mit 6 bezeichnet ist. Der Ausgang von T l besitzt also einen Verlauf, wie er unter 6 in Fig. 2 gezeigt wird.
Fig. 3 zeigt die Schaltungsanordnungen J, F, T 1 und St, welche in der gesamten Auswertschaltung H zusammengefasst sind, als Prinzipschaltbild. Der Eingang wird wiederum durch die Photozelle B dargestellt, an welchem der Spannungsverlauf 2 entsprechend der Fig. 2 entsteht. Über einen Transistor gelangt die Spannung an einen Tiefpass üblicher Bauart und erzeugt an dessen Ausgang den Spannungsverlauf 3, der nunmehr in das Remissionsfilter F eintritt. Hier gelangt die Spannung über zwei Gleichrichter in parallele Pfade, die verschieden vorgespannte Transistoren enthalten, und von denen der eine Pfad die obere und der andere die untere Begrenzung der Spannung bewirkt. An seinem Ausgang tritt der Spannungsverlauf 5 auf, der dann auf die Torschaltung T 1 gegeben wird.
Diese besteht aus der Serienschaltung eines Gleichrichters und eines Transistors, wobei am Verbindungspunkt beider Elemente die Sperrspannung zugeführt wird. Diese wird einerseits aus der nicht dargestellten Weisswert-Mess-Schaliung M und anderseits aus der hier dargestellten Störimpuls-Austast-Scha1tUng St gewonnen. Die Störimpuls-Austast- Schaltung St erhält in dem Beispiel nach Fig. 3 ihre Ausgangssteuerungsspannung vom Ausgang des Tiefpasses J. Auch hier wird die Spannung über zwei Gleichrichter an zwei Transistorschaltungen gelegt. Der Eingang dieser Gleichrichter zeigt den Spannungsverlauf von 4 nach Fig. 2.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zum Feststellen eines auf einem Schriftstück aufgebrachten Kennzeichens, insbesondere einer auf einem Brief aufgeklebten Briefmarke, mittels photoelektrischer Einrichtungen zum Messen der Helligkeitsunterschiede der von einer Lichtquelle gelieferten und von der Oberfläche des Schriftstückes reflektierten Lichtfleckes bei dem festzustellenden Kennzeichen und andern auf dem Schriftstück befindlichen Zeichen, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit den zu messenden Helligkeiten beaufschlagte Photozelle (B), gegebenenfalls über einen Verstärker (V), mit einer Anzeigevorrichtung (L) über zwei Kanäle und ein Tor (Tl) verbunden ist, das durchlässig wird, wenn die von der Photozelle (B) gelieferten Signale in beiden Kanälen auf dieses einwirken, und sich im ersten Kanal eine Integrationseinrichtung (J)
zur Bildung des Mittelwertes und ein bei gegebenem Schwellwert arbeitendes erstes Amplitudenfilter (F), das nur einen gegebenen Amplitudenwert überschreitende integrierte Signale hindurchlässt befinden und sich im zweiten Kanal ein zweites Amplitudenfilter (M) befindet, das für einen bestimmten Wert überschreitende, nicht integrierte Signale durchlässig wird.