DE1001519B

DE1001519B - Anordnung zur fotoelektrischen Abtastung von Bild- Schrift- oder Symbolzeichen eines Aufzeichnungsträgers

Info

Publication number: DE1001519B
Application number: DE19531001519D
Authority: DE
Inventors: Smdelfingen Dr Karl Ganzhorn (Wurtt)
Original assignee: IBM Deutschland Internationale Bueromaschinen GmbH
Current assignee: IBM Deutschland Internationale Bueromaschinen GmbH
Priority date: 1953-03-09
Filing date: 1953-04-01
Publication date: 1957-01-24
Also published as: LU32390A1; GB763104A; US3017780A; NL93841C; IT515123A; GB755665A; DE1224073B; CH332300A; FR1105867A

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

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

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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

Patentansprüche:

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

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