DE1001519B - Anordnung zur fotoelektrischen Abtastung von Bild- Schrift- oder Symbolzeichen eines Aufzeichnungsträgers - Google Patents
Anordnung zur fotoelektrischen Abtastung von Bild- Schrift- oder Symbolzeichen eines AufzeichnungsträgersInfo
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Description
DEUTSCHES
Auf dem Gebiete der durch Lochkarten, Lochstreifen oder durch sonstige Aufzeichnungsträger gesteuerten
Maschinen in der Femschreib-, Bildübertragungs- und Tonfilmtechnik, bei Lesemaschinen
u. dgl. sind seit längerem schon Vorschläge und Ausführungen bekanntgeworden, um die Angaben bzw.
Aufzeichnungen oder Musterungen des Zeichenträgers fotoelektrisch abzutasten. Dabei wird entweder vom
Reflexionsprinzip oder von der Durchstrahlungsmethode Gebrauch gemacht. In beiden Fällen entstehen
im Stromkreis eines strahlungsempfindlichen Systems (Fotozelle, Fotoelement, Widerstandszelle) Stromänderungen,
sobald sich beim Vorbeigang des Zeichenträgers zwischen der Strahlungsquelle und der strahlungsempfindlichen
Vorrichtung die optischen Eigenschaften (Lichtdurchlässigkeit bzw. Reflexionsfähigkeit)
des abgetasteten Objekts ändern. Diese Stromänderungen werden in den bekannten Anordnungen
dann verstärkt und zur Auslösung eines Relais für die Steuerung eines Sortiermechanismus, eines
Zählwerkes oder eines Schreibwerkes z. B. bei statistischen Maschinen benutzt oder einem Sender (Bildtelegrafie)
oder einem Lautsprecher (Lichtstrom) zugeführt.
Es ist fernerhin bereits eine Vorrichtung bekanntgeworden, mit der Gegenstände, wie Kaffeebohnen,
Getreidearten, Gesteine u. dgl., mit Hilfe von Fotozellen nach ihrer Farbe sortiert werden. Dabei wird
das Sortiergut durch eine Lampe bestrahlt, die ein bestimmtes Liiiieiispektrum aussendet, aus dem die
unerwünschten Linien herausgefiltert werden. Aus einem solchen Linienspektrum kann man mit Hilfe
von Filtern einzelne Linien oder Lraiengruppen ausblenden, so daß dann auf das elektrisch lichtempfindliche
Organ ein außerordentlich scharf begrenztes Wellenlängengebiet zur Wirksamkeit kommt.
Die Erfindung bezweckt die weitere Verbesserung von fotoelektrischen Abtastgeräten, die Fotowiderstände
als Lichtempfänger verwenden, für die genannten Anwendungszwecke, insbesondere für die
Erzeugung unterschiedlicher Steuerimpulse für Registrier- und Rechenmaschinen, um in solchen Anordnungen
die Einstellung von Arbeitsorganen, z. B. Typenträgern und Rechenrädern, oder in Sortiermaschinen
die Einstellung von Leitorganen in Abhängigkeit der abgefühlten verschiedenen Zeichen
einer Zähl- oder Lochkarte zu überwachen.
Für eine Anordnung zur fotoelektrischen Abfühlung von Bild-, Schrift- oder Symbolzeichen eines Aufzeichnungsträgers
nach dem Reflexionsprinzip oder nach der Durchstrahlmethode besteht die Erfindung
darin, daß der Träger der Aufzeichnung oder die Aufzeichnung selbst die Farbe des Empfindlichkeitsmaximums der lichtempfindlichen Zelle und die Auf-
Anordnung zur fotoelektrischen Abtastung von Bild-, Schrift- oder Symbolzeichen
eines Aufzeichnungsträgers
Anmelder:
IBM Deutschland Internationale
Büro-Maschinen Gesellschaft m. b. H.,
Sindelfingen (Württ.)
Dr. Karl Ganzhorn, Sindelfingen (Württ.),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
zeichnung oder der Träger der Aufzeichnung die Farbe des Empfindlichkeitsminimums der gleichen
lichtempfindlichen Zelle aufweisen. Die dazu benutzte lichtempfindliche Zelle ist vorzugsweise ein Fotowiderstand,
ζ. B. aus Cadmiumsulfid oder Zinksulfid. Widerstandsfotozellen (Fotokristalle) zeigen bekanntlich
eine starke Abhängigkeit ihrer fotoelekirischen Leitfähigkeit von der Wellenlänge des eingestrahlten
Lichts. So'besitzt z. B. Cadmiumsulfid (CdS)
eine Abeorptionskurve nach Fig. 1 (vgl. auch Peter Brauer, »Kristallphosphore«, Physik. Blätter, 8/1952,
S. 346 bis 357, und R. Frerichs, Phys. Review, 72 [1947], S. 594ff.). Danach liegt unterhalb 5200 A
eine1 von der Wellenlänge unabhängige Grundgitterabsorption
vor, d, h. die Energie des absorbierten Lichtes reicht aus, um Elektronen vom Valenzband in das
Leitfähigkeitsband zu heben. Oberhalb von, 5200 Ä schließt sich ein Gebiet selektiver Störstellenabsorp^
tion bis etwa 6000 Ä an, welches ein ausgeprägtes' Maximum bei 5300 Ä (grünes Licht) zeigt. Die Absorptionskonstante
erreicht hier bei gleicher einge^ strahlter Lichtintensität rund den dreifachen Wert der
Grundgitterabsorption in einem engbegrenzten Sp'ektralintervall.
Diese am Beispiel des CdS erläuterte selektive Absorption von Fotokristallen läßt sich in vorteilhafter
Weise zur fotoelektrischen Registrierung kleiner Lichtzentren, z. B. gedruckter oder geschriebener
Zeichen im reflektierten Licht verwenden, wenn diese Zeichen erfindungsgemäß auf einer grünen Unterlage
aufgedruckt oder geschrieben sind. Die Emission der grünen Unterlage wird durch ein beispielsweise
609 767/217
schwarzes Zeichen relativ am stärksten vermindert, so daß das Verhältnis von Helleitwert zu Dunkelleitwert
des Fotokristalls wesentlich größer ist, als wenn die Unterlage ein Gemisch verschiedener Wellenlängen
reflektiert. In. Fig. 2 ist dieser Erfindungsgedanke für eine beispielsweise Ausführungsform schematisch dargestellt.
Mit K ist ein Aufzeichnungsträger bezeichnet, der in der bei Hollerithlochkarten üblichen Weise
nach Spalten und Zonen oder Zeilen 9 bis 0 und 11,12
aufgeteilt ist. Die linke obere Ecke der Karte ist abgeschnitten, um eine rasche Kontrolle und richtige
Lage der Karten während der Verarbeitung zu haben. Die Farbe der Karte ist grün in einem Bereich um
5200 Ä. Die Symbolzeichen; S sind hier durch einen Aufdruck mit schwarzer Farbe hergestellt. Die Form
des Zeichens S kann z. B. rund oder nach Fig. 2 rechteckig sein, und zwar etwa derart, daß das Zeichen
doppelt so lang wie breit ist und nicht ganz die Hälfte der Breite einer Kartenspalte einnimmt. Die Reihen 0
bis 9 bilden die Normalzeichenzone. In ihr werden irgendwelche Ziffern durch Zeichenaufdruck an der
betreffenden Zählstelle oder Indexstelle in Symbolschrift ausgedrückt. Die Reihen 11 und 12 bilden die
Überzeichenzone, deren Markierungen Sonderfunktionen haben. Buchstaben werden durch zwei Lochungen
in einer Spalte dargestellt, von denen die eine in der Normalzone, die andere in der Überzone bzw. in
der Nullreihe liegt.
Die grüne mit schwarzen oder auch mit roten Markierungen in den Zählpunktstellen versehene
Karte wird beim Vorbeigang oder gegebenenfalls auch in der Reihe von einer Lichtquelle L über die
Kondensoiiinse C abgetastet. Das vom grünen Träger K reflektierte Licht trifft über das Objektiv O
auf den Lichtempfänger F, der vorteilhaft grünempfindlich, insbesondere eine Cadmiumsulfidzelle ist,
und im Bedarfsfälle einen etwa erforderlichen Röhrenverstärker
enthält. Bei Verwendung anderer Widerstandsfotozellen müßte statt Grün die jeweilige Farbe
des Empfindlichkeitsmaximums gewählt werden, z. B. für Zinksulfid Blau (bei 4360 Ä).
Die Kontrastwirkung läßt sich dadurch erheblich verbessern, daß man bei einer Cadmiumsulfidzelle als
Lichtempfänger die blauen und roten Spektralkomponenten der Strahlung der Lichtquelle L von
vornherein herausfiltert (Grünfilter G in Fig. 2) bzw. mit einer Lichtquelle arbeitet, die einfarbiges, und
zwar grünes Licht aussendet. Die Verwendung von Druckfarben- oder Bleistiftminenmaterial für die
Eintragung der Aufzeichnungen auf den grünen Zeichenträger K, welche im Gebiet der maximalen
Empfindlichkeit ein Reflexionsminimum besitzen:, erhöht ebenfalls in vorteilhafter Weise die Kontrastwirkung
auf die Fotokristalle des Lichtempfängers F.
Die Anordnung nach der Erfindung kann unter Ausnutzung der spektralen Empfindlichkeit des- Lichtempfängers
auch ohne weiteres zur Abfühlung mit direktem Licht, beispielsweise zur Registrierung von
Lochungen in Lochkarten oder Lochbändern, dienen, indem diese Lochungem mit Licht durchstrahlt werden,
welches bis auf die vom Fotokristall maximal absorbierte Komponente ausgefiltert ist, d. h. bei
Cadmiumsulfiddurchstrahlung mit grünem Licht, bei Bleisulfid (PbS) beispielsweise mit rotem Licht. Der
Kontrast läßt sich bier vorteilhaft dadurch erhöhen, daß die Lochkarte bzw. der Lochstreifen aus einem
speziell grün bzw. rot absorbierenden Material besteht.
Für eine solche Anordnung ist in der Fig. 3 eine beispielsweise Ausführungsform schematisch dargestellt.
Die hier benutzte Zählkarte oder Steuerkarte ist eine grün absorbierende Lochkarte K1 die sich
z. B. von der üblichen Hollerithlochkarte im wesentlichen nur dadurch unterscheidet, daß sie an den von
Lochungen freien Stellen des Trägers grünes Licht absorbiert. Der benutzte Lichtempfänger F ist auch
hier wieder grünempfindlich und enthält dieserhalben zweckmäßig einen Cadmiumsulfidfotowiderstand. Dieser
Fotokristall wird von der Lichtquelle L über das Grünfilter G, über die Kondensorlinse1 C, durch die
Lochung 5" der Karte K hindurch und über das Objektiv O im direkten Strahlengang voll ausgeleuchtet.
An den von Lochungen freien Stellen findet beim Vorbeigang der grün absorbierenden Lochkarte K an
der durch die Linse a-a angedeuteten optischen Abfühlstelle eine Abblendung statt. Bei Verwendung
anderer Widerstandsfotozellen als Cd S tritt an Stelle des grünen Lichts bei einer Anordnung nach Fig. 3
Licht mit der Farbe des jeweiligen Empfindlichkeitsmaximums.
Aus Gründen der Empfindlichkeitskonstanz des benutzten Fotokristalls F ist es vorteilhaft, diesen
Kristall im Falle einer Belichtung voll auszuleuchten. Ein wesentlicher Vorteil der Anordnung nach der
Erfindung besteht gegenüber den bisher bekanntgewordenen lichtelektrischen Abfühlgeräten in der
Kontrastverstärkung, die wiederum eine Verringerung des Einflusses von diffusem Stör- und Streulicht
und die Gewinnung einer Verstärkerreserve zur Folge hat. Der Vorteil der Verwendung einer monochromatischen
Grünbestrahlung ist gegenüber den mit Weißlicht arbeitenden bekannten Abfühlgeräten besonders
ausgeprägt bei mittleren und kleineren Lichtintensitäten.
Bei der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 3 können im Falle der Verwendung von optischen
Systemen C und O ohne weiteres auch wegfallen,
wenn der Kristall F dicht unter der Lochkartei K angeordnet ist. Ferner ist es aus Gründen der unvermeidlichen
Staubablagerung vorteilhaft, die Fotozelle F über und die Lichtquelle L unter der Lochkarte
aufzubauen.
Claims (6)
1. Anordnung zur fotoelektrischen Abfühlung von Bild-, Schrift- oder Symbolzeichen eines
Aufzeichnungsträgers nach dem Reflexionsprinzip oder nach der Durchstrahlungsmethode, dadurch
gekennzeichnet, daß der Träger der Aufzeichnung oder die Aufzeichnung selbst die Farbe des
Empfindlichkeitsmaximums der lichtempfindlichen Zelle und die Aufzeichnung oder der Träger der
Aufzeichnung die Farbe des Empfindlichkeitsminimums der gleichen lichtempfindlichen Zelle
aufweisen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Farbe des Zeichenträgers eine Wellenlänge von etwa 5200 Ä (Grün) aufweist.
3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe der Aufzeichnung
Schwarz oder Rot ist.
4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung der
Aufzeichnungen mit monochromatischem, insbesondere mit grünem Licht, erfolgt.
5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die blauen bzw.
roten Spektralkomponenten der zur Abtastung der Aufzeichnungen dienenden Lichtstrahlung von
vornherein herausgefiltert werden.
6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtempfänger
für die Abtastung grünempfindlich, insbesondere eine Cadmiumsulfidwiderstandsfotozelle ist.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 489 318.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
ι 509 767/217 1.
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