DE1105216B - Anordnung zur Abtastung von Zeichen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Zum Abtasten, von Zeichen und Umsetzen dieser Zeichen in elektrische Signale sind bereits eine Reihe von Anordnungen und Verfahren bekannt. Eine solche Anordnung vergleicht das zu erkennende Zeichen optisch mit einem durch eine Maske dargestellten Muster. Die Arbeitsgeschwindigkeit dieser Anordnung ist relativ langsam, und ihre Anwendung beschränkt sich auf die durch die Maske dargestellte Zeichenart. Ein anderes Zeichenerkennungssystem tastet das Zeichen entweder magnetisch oder optisch ab und erzeugt einen Spannungsverlauf, der für das besondere Zeichen charakteristisch ist. Dabei haben eine Reihe von Zeichen sehr stark ähnliche Signalformen. Um die Zeichen voneinander zu unterscheiden, sind deshalb komplizierte logische Kreise nötig. Zur Vermeidung oder Verringerung des Aufwandes an komplizierten Schaltungen dieser Art, ist es auch bekannt, den Zeichen eine von der üblichen Art abweichende Form zu gehen, so daß sie zwar in ihren elektrischen Signalen leichter unterschieden werden können; ihre Erkennbarkeit für das Auge leidet jedoch. Weitere Zeichenerkennungssysteme tasten das zu identifizierende Zeichen in zwei verschiedenen Richtungen ab, so daß für jedes Zeichen ein Signalpaar entsteht. Da die beiden Signale mehr Informationen über das Zeichen enthalten, sind die Auswertekreise einfacher. Die für die Abtastung eines Zeichens nötige Zeit ist aber verdoppelt, und die mechanische Anordnung für die Abtastung in zwei Richtungen wird umständlicher.

Die vorliegende Erfindung liefert mit einem einzigen Abtastvorgang gleichzeitig zwei verschiedene Signale, so daß sowohl die Auswertekreise als auch die Abtastvorrichtung einfach: werden. Gegenstand der Erfindung ist demnach eine Anordnung zur Abtastung von flächenhaften Zeichen, die sich durch abweichende physikalische Eigenschaften von ihrer Umgebung unterscheiden, und zur gleichzeitigen Bildung von zwei Signalen während eines Abtastvorganges mit dem Merkmal, daß zwei Alirtastargane vorgesehen sind,, die gleichzeitig dasselbe Zeichen abtasten und daß die Empfindlichkeit der beiden Abtastargane für Teilbereiche des abzutastenden Zeichens verschieden groß ist.

Die nachfolgende Beschreibung betrifft zwei Ausfüihrungsbeispiele, wovon das eine magnetische, das andere eine optische Abtastung betrifft. Die zur Erläuterung der Beschreibung benutzten Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine vergrößerte perspektivische- Darstellung eines magnetischen Afotastorgans, in

Fig. tu einen. Schnitt längs der Linie A-A von Fig. 1, in

Fig. Ib eine Seitenansicht der Fig, 1 und in

Fig. 1C- eine Ansicht von unten, in

Anordnung zur Abtastung von Zeichen

Anmelder:

International

Business Machines Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. jur. E. Eisenbraun, Rechtsanwalt,
Böblingen, Poststr. 21

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. November 1958

Frederick Swaner Stauffer, Mountain View, Calif.

(V. St AJ,
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 2 Signalformen, die das Abtastorgan der Fig. 1 liefert, in

Fig. 3 eine Abwandlung des Abtastorgans von Fig. 1, in

Fig. 3 a eine Vorderansicht zur Fig. 3, in

Fig. 4 eine weitere Abwandlung des Abtastorgans von Fig. 1, in

Fig. 5 eine lichtempfindliche Abtastanordnung und in

Fig. 5 a ein Schema zur Erläuterung der Fig. 5.

Das Abtastorgan nach den Fig. 1 bis 1 c für die Abtastung eines Zeichens, das sich von seiner Umgebung (Aufzeichnungsträger) durch abweichende magnetische Eigenschaften unterscheidet, enthält eine Reihe von Magnetköpfen 11 mit den Kernen 12, die einen Abtastspalt 13 enthalten. Jeder Kern 12 besteht aus einer oder mehreren Schichten (Blechen) niedrigen magnetischen Widerstanides. Die Dicke der Schicht des Kernes- liegt in der Gegend von 0,05 mm. Die Kerne 12 sind so aufeinandergeschichtet, daß ihre Spalte 13 einen gemeinsamen langen Abtastspalt 16 bilden. Die Länge dieses Abtastspaltes beträgt in der Praxis etwa 10 mm, so daß Zeichen, die mit einer normalen Schreibmaschine unter Verwendung magnetisierbaren Farbstoffes geschrieben" sind, von diesem Abtastorgan abgetastet werden können. Die einzelnen Kerne sind natürlich gegeneinander isoliert. Durch ein

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Gießharz od. dgl. werden die Magnetköpfe 11 in ihrer gegenseitigen Lage festgehalten.

Das Aufbringen von Wicklungen auf die Kerne der Magnetköpfe wird erleichtert, wenn die Kerne abwechselnd in entgegengesetzter Richtung liegend geschichtet werden, so daß zwischen benachbarten, die Wicklungen tragenden Armen 21 der Kerne 12 ein Zwischenraum 19 für die Spule 20 frei bleibt. Die Magnetköpfe sind (je nach ihrer Schichtungsrichtung) in zwei Gruppen eingeteilt. Die Wicklungen einer Gruppe sind so ineinandergeschaltet, daß sich die Spannungen addieren. Die Wicklungen 23 und 24 liefern also getrennte Signale, welche die Summe der Teilsignale jedes Kopfes darstellen.

Die Empfindlichkeit jedes Magnetkopfes 11 gegenüber dem Magnetfeld des abzutastenden Zeichens ist von der Empfindlichkeit des Nachbarkopfes verschieden. Im Beispiel der Fig. 1 ist die Empfindlichkeit der Magnetköpfe durch stufenweise Änderung der rückseitigen Spalte in den Kernen verändert. Durch Änderung der Länge dieses Spaltes 25 ändert sich der magnetische Widerstand des Kernes, und damit läßt sich die Empfindlichkeit jedes Kopfes genau einstellen. Ein gleichmäßiger Abfall der Magnetköpfe einer Gruppe ist also durch zunehmende Vergrößerung des Spaltes 25 aufeinanderfolgender Magnetköpfe einer Gruppe möglich.

Bei dem Abtastorgan der Fig. 1 sind die Spalte 25 aufeinanderfolgender Kerne einer Magnetkopfgruppe in der einen Richtung vergrößert und bei der anderen Magnetkopfgruppe in der anderen Richtung. Die strichpunktierten Linien zeigen in vergröberter Weise diesen Verlauf. Die Wicklungen 23 und 24 der beiden Magnetkopfgruppen liefern also unterschiedliche Signalamplituden während eines einzigen Abtastvorganges.

Die Arbeitswaise des Abtastorganes der Fig. 1 wird durch die schematische Darstellung der Fig. 2 erläutert. Es werden die Signale gezeigt, weiche die Wicklugen 23 und 24 beim Abtasten tier Zeichen 2 und 5 erzeugen. Die Wicklung 23 gehört zu der Magnetkopfgruppe, deren Empfindlichkeitsabfall so gerichtet ist, daß er die unteren Teile des Zeichens bevorzugt, während die Wicklung 24 zu dem Abtastorgan gehört, welches die oberen Teile des Zeichens bevorzugt. Das mit 47j bezeichnete Signal entsteht durch Addition der Signale23.? und 24\y und entspricht den Signalen, die mit Abtasteinrichtungen bekannter Art zu erzielen sind. Es ist offensichtlich, daß die Signale 47.? für die Zeichen 2 und 5 genau gleich sind, während die Signale 23.? und 24s für die beiden Zeichen verschiedene Signale liefern. Als Folge ergeben sich einfachere Auswerteschaltungen. Es lassen sich auch hiermit Fehlablesungen, herrührend von ungleichförmigem Druck, leichter eliminieren. Wenn z. B. ein Zeichen auf der einen Seite stärker gedruckt ist als auf der anderen, so kann durch Bildung des Verhältnisses der beiden Signale eine Normalisierung und Ausschaltung der Fehlablesung bewirkt werden.

Eine abgewandelte Form des Abtastoorganes der Fig. 1 ist in Fig. 3 dargestellt. Auch hier sind zwei Kerngruppen 12α und 12 δ vorgesehen. Hier ist der Empfindlichkeitsabfall jedoch nicht durch Variation des Luftspaltes 25 erzeugt, sondern dadurch, daß der abtastende Spalt 13 unterschiedliche Entfernung von der Zeichenebene einnimmt. Wie aus den Fig. 3 und 3 a zu sehen ist, vergrößert sich der Abstand zwischen Abtastspalt und Zeichenebene bei der Kerngruppe 12 α von links nach rechts (Fig. 3), bei der Gruppe 12 b von rechts nach links. Die zu erwartenden Signale und Signalformen stimmen mit den in Fig. 2 gezeigten überein.

Bei einer weiteren Ausführungsform des magnetischen Abtastorgans (Fig. 4) sind wieder zwei Kerngruppen nach Art der Fig. 1 aufeinandergeschichtet. Die Kerne haben keine rückseitigen Spalte25. Die Empfindlichkeit der Magnetköpfe wird vielmehr dadurch variiert, daß die Zahl der auf jedem Kern vorgesehenen Windungen 27 bei der einen Gruppe von links nach rechts, bei der anderen Gruppe von rechts nach links zunimmt. Die Wicklungen aller Kerne sind in Reihe geschaltet, so daß wieder zwei Wicklungsgruppen 23' und 24' entstehen.

Die Fig. 5 zeigt scheniatisch eine photoelektrische Version eines Abtastorgans. gemäß der Erfindung. Das Abtastorgan besteht im wesentlichen aus einem Paar lichtempfindlicher Zellen 40a und 40 b, aus Einrichtungen 43 zur gleichzeitigen Abbildung desselben Zeichenbildes auf jeder Zelle40 und aus Filtern44a und 4Ab zur Steuerung der Empfindlichkeit der Zellen gegenüber dem Bild. Die Photozellen zeigen keine Besonderheit; sie liefern ein Ausgangissignal, dessen Amplitude von dem Gesamtbetrag des ihnen zugeführten Lichtes abhängt. Das Bild wird den beiden Photozellen über die Linse 57 und den prismatischen Spiegel 56 zugeführt. Wenn sich der das Zeichen tragende Aufzeichnungsträger in der Richtung des Pfeiles bewegt, so bewegen sich die Bilder des Zeichens auf dem prismatischen Spiegel in der Richtung der Pfeile 46 und 48. Die Filter 44a und 44 & sind untereinander gleich; sie enthalten die eigentliche Filterplatte49 und eine opake Blende 50 mit einem Abtastschlitz 51 der sich quer zur Abtastrichtung erstreckt. Die Lichtdurchlässigkeit der Filterschaiben 49 wächst bei beiden in entgegengesetzter Richtung. Die beiden Photozellen liefern also beim Passieren des Zeichens Signale unterschiedlicher Amplitude entsprechend der Darstellung in der Fig. 2.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Abtastung von fiächenhaften Zeichen, die sich durch abweichende physikalische Eigenschaften von ihrer Umgebung unterscheiden, und zur gleichzeitigen Bildung von zwei Signalen während eines Abtastvorganges, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Abtastorgane vorgesehen sind, die gleichzeitig dasselbe Zeichen abtasten und daß die Empfindlichkeit der beiden Abtastorgane für Teilbereiche des abzutastenden Zeichens verschieden groß ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit der beiden Abtastorgane quer zur Abtastrichtung in umgekehrtem Sinne zu- bzw. abnimmt.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2 zur Abtastung von durch die Anwesenheit von magnetisierbaretn Material bestimmten Zeichen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Abtastorgane aus einer Mehrzahl von magnetischen Abfühlköpfen besteht.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit der magnetischen Abfühlköpfe eines Abtastorgans durch die Einstellung unterschiedlicher Werte für den magnetischen Widerstand ihres Kernes abgestuft wird.

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit der magneti-

sehen Abfühlköpfe eines Abtastorgans durch Bewickeln mit unterschiedlichen Windungszahlen abgestuft wird.

6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit der magnetischen Abfühlköpfe eines Abtastorgans durch Einstellen eines unterschiedlichen Abstandes zwischen dem abzutastenden Zeichen und dem abtastenden Kopfspalt abgestuft wird.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastorgane für Lichtintensität empfindliche Einrichtungen enthalten.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindlichen Einrichtungen Filter mit quer zur Abtastrichtung wachsender bzw. abnehmender Lichtdurchlässigkeit enthalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen