DE1123853B

DE1123853B - Arrangement for photoelectric scanning of recording media, preferably punched strips and punched cards

Info

Publication number: DE1123853B
Application number: DEST16625A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Werner Schiebeler
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1960-06-23
Filing date: 1960-06-23
Publication date: 1962-02-15

Description

Anordnung zur photoelektrischen Abtastung von Aufzeichnungsträgern, vorzugsweise Lochstreifen und Lochkarten In der Fernschreibtechnik und in der Bürotechnik ist es üblich, Aufzeichnungsträger zu verwenden, die aus Papier, Karton oder anderen Folien bestehen und die Aufzeichnungen in gestanzter Form enthalten. Solche Aufzeichnungsträger sind unter den Bezeichnungen Lochstreifen und Lochkarten bekanntgeworden.Arrangement for photoelectric scanning of recording media, preferably punched tape and punched cards in telex and office technology it is common to use recording media made of paper, cardboard or other Foils and contain the records in die-cut form. Such recording media have become known under the names of punched strips and punched cards.

Die Abtastung dieser Aufzeichnungsträger geschieht unter anderem mechanisch durch Fühlstifte oder Bürsten. Soll die Abtastung mit relativ großer Geschwindigkeit erfolgen, bei der die mechanischen Abtastsysteme nicht mehr verwendbar sind, so geht man zu nichtmechanischen Abtastverfahren, beispielsweise zur photoelektrischen Abtastung, über.These recording media are scanned mechanically, among other things with feeler pens or brushes. Should the scanning be carried out at a relatively high speed take place in which the mechanical scanning systems can no longer be used, so one goes to non-mechanical scanning methods, for example photoelectric Sampling, about.

Das Prinzip üblicher photoelektrischer Abtastanordnungen ist in Fig. 1 dargestellt. Der gelochte Aufzeichnungsträger ist der Lochstreifen »LSt«. Er wird von der Lichtquelle L beleuchtet. Diese sendet den Lichtstrahl S aus, der den Lochstreifen von oben trifft und, wenn sich gerade ein Loch unter der Lampe L befindet, durch den Lochstreifen hindurchgeht und auf den darunterliegendenPhototransistorPhT fällt. Statt des Phototransistors kann auch ein beliebiges anderes lichtempfindliches Schaltelement verwendet werden.The principle of conventional photoelectric scanning arrangements is shown in Fig. 1 shown. The perforated recording medium is the punched tape "LSt". He will illuminated by the light source L. This sends out the light beam S, which the punched tape hits from above and, if there is a hole under the lamp L, through passes through the punched tape and falls on the underlying phototransistor PhT. Any other light-sensitive switching element can also be used instead of the phototransistor be used.

Falls der Lochstreifen nun den Durchtritt des Lichtstrahls S verhindert, ist der Phototransistor PhT abgedunkelt und daher elektrisch nicht leitend. Fällt jedoch der Lichtstrahl S durch ein Loch auf den Phototransistor PhT, so wird dieser durch die Beleuchtung elektrisch leitend. Die beiden Zustände leitend oder nichtleitend werden üblicherweise zur Auslösung oder Steuerung irgendwelcher Schaltvorgänge verwendet.If the perforated strip now prevents the passage of the light beam S , the phototransistor PhT is darkened and therefore electrically non-conductive. However, if the light beam S falls through a hole on the phototransistor PhT, this becomes electrically conductive due to the lighting. The two states, conductive or non-conductive, are usually used to initiate or control any switching processes.

Es ist auch eine Anordnung bekannt, bei der der Aufzeichnungsträger, beispielsweise Lochkarte, zur Abtastung auf einem Spiegel plan aufliegt. Der abtastende Lichtstrahl wird an den gelochten Stellen auf eine Photozelle reflektiert, während er an den nichtgelochten Stellen vom Papier absorbiert wird und die Photozelle nicht belichten kann.An arrangement is also known in which the record carrier, for example punch card, rests flat on a mirror for scanning. The scanning one The light beam is reflected onto a photocell at the perforated points it is absorbed by the paper at the unperforated areas and the photocell is not can expose.

Bei bedruckten Aufzeichnungsträgern ist es ferner üblich, die je nach der Beschaffenheit der Aufzeichnungsträgeroberfläche unterschiedlichen Reflexionseigenschaften zur photoelektrischen Abtastung auszunutzen.In the case of printed recording media, it is also common, depending on the nature of the recording medium surface different reflection properties for photoelectric scanning.

Nachteilig bei den bekannten Anordnungen zur optischen Abtastung von Aufzeichnungsträgern ist, daß häufig Aufzeichnungsträger abgetastet werden müssen, die auch ohne Lochung stark durchscheinend sind, z. B. Lochstreifen aus dünnem, weißem Papier. Bei solchen Lochstreifen fällt auch dann, wenn der Phototransistor eigentlich abgedunkelt sein sollte, noch eine relativ große Lichtmenge auf den Phototransistor, so daß dieser auch schon, ohne daß sich ein Loch im Lochstreifen befindet, ein wenig leitend wird. Zwar ist es im allgemeinen unter konstanten Betriebsverhältnissen möglich, den an den Phototransistor angeschlossenen elektronischen Schaltmitteln eindeutige Signale zuzuführen. Wenn sich jedoch die Betriebsverhältnisse ändern, z. B. bei Temperaturerhöhung; wodurch der Phototransistor leitfähiger wird und bei Erhöhung der Netzspannung, wodurch die Lampe L heller leuchtet, kann es vorkommen, daß der Phototransistor auch durch den nichtgelochten Lochstreifen bereits so stark beleuchtet wird, daß er voll öffnet. Es kann bei extremen Betriebsbedingungen das Störsignal (Beleuchtung durch den nichtgelochten durchscheinenden Lochstreifen) größer als das Nutzsignal (Beleuchtung durch ein Loch im Lochstreifen) unter normalen Betriebsbedingungen sein.A disadvantage of the known arrangements for optical scanning of Recording media is that recording media often have to be scanned, which are very translucent even without perforation, z. B. punched tape made of thin, white paper. With such punched tape also falls when the phototransistor should actually be darkened, still a relatively large amount of light on the phototransistor, so that this is a little bit without a hole in the punched tape becomes conductive. It is true that it is generally under constant operating conditions possible, the electronic switching means connected to the phototransistor to supply clear signals. However, if the operating conditions change, z. B. when the temperature rises; whereby the phototransistor becomes more conductive and at An increase in the mains voltage, which makes the L lamp shine brighter, can lead to that the phototransistor is already so strong even through the unperforated punched tape is illuminated that it opens fully. Under extreme operating conditions it can do that Interference signal (lighting through the non-perforated, translucent punched tape) greater than the useful signal (lighting through a hole in the punched tape) under normal Be operating conditions.

Um auch bei sehr stark durchscheinenden Aufzeichnungsträgem das Störsignal gegenüber dem Nutzsignal sehr klein zu halten, wird eine Anordnung zur photoelektrischen Abtastung von Aufzeichnungsträgern, vorzugsweise Lochstreifen oder Lochkarten mittels eines auf eine Photozelle gerichteten und durch den Aufzeichnungsträger becinflußten Lichtstrahles vorgeschlagen, bei dem erfindungsgemäß dem Lichtstrahl durch einen ersten Linearpolarisator eine definierte Polarisationsrichtung verliehen wird, die durch den Aufzeichnungsträger je nach der Beschaffenheit der auf ihm abzutastenden Stelle entweder beibehalten wird oder depolarisiert wird und bei dem dieser Lichtstrahl vor Eintritt in die Photozelle einen zweiten Linearpolarisator mit zu dem ersten Polarisator senkrechter Polarisationsrichtung durchläuft, so daß nur das durch den Aufzeichnungsträger depolarisierte Licht auf die Photozelle gelangt.In order to avoid the interference signal even with very heavily translucent recording media Keeping it very small compared to the useful signal becomes a photoelectric arrangement Scanning of recording media, preferably punched strips or punched cards by means of one directed at a photocell and influenced by the recording medium Proposed light beam in which the light beam according to the invention by a first linear polarizer is given a defined polarization direction, which by the recording medium depending on the nature of the items to be scanned on it Body is either maintained or depolarized and at which this ray of light a second before entering the photocell Linear polarizer with to the first polarizer perpendicular polarization direction passes through, so that only the light depolarized by the recording medium reaches the photocell.

Die Erfindung soll an Hand der Fig. 2 und 3 näher erläutert werden. Dabei ist in der Fig. 2 das Prinzip der Abtastung gemäß der Erfindung für durchscheinende Aufzeichnungsträger und in der Fig. 3 für nichtdurchscheinende Aufzeichnungsträger dargestellt.The invention will be explained in more detail with reference to FIGS. In this case, FIG. 2 shows the principle of scanning according to the invention for translucent Recording media and in Fig. 3 for non-translucent recording media shown.

Als stark durchscheinender gelochter Aufzeichnungsträger ist ein Lochstreifen LSt angenommen. Er wird durch die Lampe L beleuchtet. Zwischen Lampe und Lochstreifen ist ein Polarisationsfilter Po eingefügt. Dieses Polarisationsfilter kann in bekannter Weise z. B. ein Nicolsches Prisma oder ein Herotar-Filter sein. Das Polarisationsfilter gibt dem Lichtstrahl S eine lineare Polarisation. Der Pfeil auf dem Polarisationsfilter Po soll die Richtung des elektrischen Vektors e der durchgelassenen Strahlung angeben. Unter dem Lochstreifen LSt ist ein gleiches Polarisationsfilter angebracht, das als Analysator A wirkt. Die beiden Polarisationsfilter sind gekreuzt, so daß die Richtung des elektrischen Vektors (2 der durch denAnalysatorA durchgelassenen Strahlung senkrecht zur Richtung des Vektors e des Polarisators Po steht. Befindet sich kein Lochstreifen zwischen PolarisatorPo und Analysator A, so tritt bei der angegebenen Kreuzung der Polarisationsfilter der Lichtstrahl S nicht durch den Analysator A hindurch. Er wird in ihm vollständig bzw. fast vollständig absorbiert. Bei guten Polarisationsfiltern beträgt der Anteil des in gekreuztem Zustande durchgelassenen Lichts nur einige Promille gegenüber der Lichtmenge, die durchgelassen wird, wenn die Vektor-Richtungen der Filter parallel liegen.A punched tape is a highly translucent, perforated recording medium LSt accepted. It is illuminated by the lamp L. Between the lamp and the punched tape a polarizing filter Po is inserted. This polarization filter can be known in Way z. B. be a Nicolian prism or a Herotar filter. The polarizing filter gives the light beam S a linear polarization. The arrow on the polarizing filter Po is intended to indicate the direction of the electrical vector e of the transmitted radiation. An identical polarization filter is attached under the perforated tape LSt acts as analyzer A. The two polarization filters are crossed so that the Direction of the electrical vector (2 of the radiation transmitted through analyzer A perpendicular to the direction of the vector e of the polarizer Po. There is no Perforated tape between polarizerPo and analyzer A, so occurs at the specified Crossing the polarization filter of the light beam S not through the analyzer A through. It is completely or almost completely absorbed in it. With good ones Polarization filters are the portion of the crossed state Light only a few per mille compared to the amount of light that is allowed through when the vector directions of the filters are parallel.

Der Phototransistor PhT wird demnach bei der eben geschilderten Anordnung, sofern noch kein Lochstreifen eingelegt ist, verdunkelt gehalten. Wird jetzt ein durchscheinender (transparenter) Lochstreifen eingelegt, so wird der Lichtstrahl S, der durch den Polarisator Po linear polarisiert wurde, durch den Lochstreifen wieder depolarisiert, und der Phototransistor wird beleuchtet. Der depolarisierte Lichtstrahl durchläuft den Analysator A, wobei er dann wieder linear polarisiert wird. Für die Belichtung der Photozelle ist es jedoch belanglos, daß der aufhellende Lichtstrahl polarisiert ist.The phototransistor PhT is therefore in the arrangement just described, if no punched tape has been inserted, it is kept darkened. Will now be a translucent (transparent) punched tape inserted, so the light beam S, which has been linearly polarized by the polarizer Po, through the punched tape again depolarized, and the phototransistor is illuminated. The depolarized The light beam passes through the analyzer A, whereupon it polarizes linearly again will. For the exposure of the photocell, however, it is irrelevant that the brightening Light beam is polarized.

Wird eine Lochung des Lochstreifens in den Weg des Lichtstrahls S gebracht, so findet keine Depolarisation des Lichtstrahles statt, und der Analysator A löscht ihn aus. Der Phototransistor PhT wird in diesem Fall nicht beleuchtet und ist daher elektrisch nicht leitfähig.If the perforated strip is perforated in the path of the light beam S brought, there is no depolarization of the light beam, and the analyzer A erases it. The phototransistor PhT is not illuminated in this case and is therefore not electrically conductive.

Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß der Abstand von Nutzsignal (völlige Verdunklung des ; Phototransistors) zum Störsignal (Verdunklung durch den nicht gelochten, transparenten Lochstreifen) bedeutend vergrößert ist. Für diese Anordnung ist es sogar sehr günstig, wenn der Lochstreifen besonders stark durchscheinend ist, d. h. möglichst wenig von dem durchfallenden Licht absorbiert. Er darf jedoch nicht durchsichtig sein, wie beispielsweise Glas, weil er in diesem Fall den Lichtstrahl nicht depolarisiert. Zur Depolarisation ist eine Trübung erforderlich, wie sie beispielsweise das Transparentpapier für Zeichenzwecke aufweist.The advantage of this arrangement is that the distance from the useful signal (complete darkening of the; phototransistor) to the interference signal (darkening by the unperforated, transparent punched tape) is significantly enlarged. For this Arrangement, it is even very favorable if the punched tape is particularly translucent is, d. H. absorbed as little as possible of the light passing through it. However, he may not be transparent, such as glass, because in this case it is the light beam not depolarized. For depolarization, a turbidity is required, such as that for example which has tracing paper for drawing purposes.

Bei der gemäß Fig. 2 geschilderten Anordnung ist wegen des vergrößerten Nutz-Störsignal-Abstandes eine Stabilisierung von Spannungen u. dgl. nicht mehr erforderlich, da starke Abweichungen der ursprünglichen Betriebswerte zugelassen werden können.In the arrangement shown in FIG. 2 is because of the enlarged The useful-interference signal spacing no longer stabilizes voltages and the like required, as strong deviations from the original operating values are permitted can be.

Wird eine Anordnung gemäß Fig. 3 verwendet, so können nicht transparente Aufzeichnungsträger abgetastet werden, deren Markierungen aus Lochungen oder aus gedruckten Flächenmustern bestehen, ohne daß die Abtastanordnung an die jeweils abzutastende Markierungsform anzupassen ist. Die gedruckten Markierungen können z. B. auch auf elektrographischem oder xerographischem Wege erzeugt worden sein.If an arrangement according to FIG. 3 is used, non-transparent Recording media are scanned, their markings from perforations or from There are printed surface patterns without the scanning arrangement to the respective to be scanned mark shape is to be adapted. The printed marks can z. B. have also been generated by electrographic or xerographic means.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Die Lampe L sendet einen Lichtstrahl aus, der durch das Polarisationsfilter Po linear polarisiert wird. Wenn kein Lochstreifen LSt eingelegt ist, trifft er auf den Spiegel Sp und wird von diesem reflektiert, ohne daß am Polarisationszustand etwas geändert wird. Er trifft sodann auf den Analysator A und wird von diesem, da er gegenüber dem Polarisator Po gekreuzt ist, völlig absorbiert. Der Phototransistor PhT bleibt daher verdunkelt.The mode of operation of the arrangement is as follows: The lamp L sends one Light beam that is linearly polarized by the polarization filter Po. if no punched tape LSt is inserted, it hits the mirror Sp and is from this reflected without changing the polarization state. He then hits on the analyzer A and is crossed by this as it is opposite the polarizer Po is completely absorbed. The phototransistor PhT therefore remains darkened.

Wird nun ein Lochstreifen LSt eingelegt, der eine matte Oberfläche besitzt, so wird von diesem der Lichtstrahl S diffus reflektiert. Bei dieser Reflexion tritt wieder eine Depolarisation des Lichtstrahls S ein. Das reflektierte Licht kann daher den Analysator A durchlaufen und beleuchtet den Phototransistor PhT. Gelangt jetzt ein Loch des Lochstreifens an die Auftreffstelle des Lichtstrahls S auf den Spiegel Sp, auf dem der Lochstreifen unmittelbar aufliegt, so wird der Lichtstrahl an dieser Stelle von dem Spiegel reflektiert, wobei seine lineare Polarisation erhalten bleibt. Der Analysator A löscht wiederum das reflektierte Licht völlig aus, und der Phototransistor bleibt verdunkelt.If a perforated tape LSt is now inserted, which has a matt surface possesses, the light beam S is diffusely reflected by this. In this reflection a depolarization of the light beam S occurs again. The reflected light can therefore pass through the analyzer A and illuminate the phototransistor PhT. There is now a hole in the perforated tape at the point of impact of the light beam S on the mirror Sp, on which the punched tape rests directly, becomes the Light beam at this point reflected from the mirror, its linear polarization preserved. The analyzer A in turn completely extinguishes the reflected light off and the phototransistor remains darkened.

Wird an Stelle des gelochten Lochstreifens ein bedruckter Papierstreifen eingelegt, so wird an den nicht bedruckten Stellen des Streifens das Licht in gleicher Weise diffus reflektiert, wie schon eben beschrieben. Der Phototransistor PhT wird auf diese Weise beleuchtet. Trifft der Lichtstrahl S jedoch auf einen schwarzgedruckten Punkt, so wird er in starkem Maße absorbiert und der Phototransistor PhT entsprechend verdunkelt. Bei der Abtastung des bedruckten Lochstreifens werden also, wie in den bisher üblichen und bekannten Anordnungen, lediglich die Reflexionsunterschiede zwischen geschwärztem und nicht geschwärztem Papier oder Karton ausgenutzt. Die Polarisation des Lichtes ist dabei belanglos.A printed paper strip is used instead of the perforated tape inserted, the light will be the same at the unprinted areas of the strip Way diffusely reflected, as already described. The phototransistor PhT will lit in this way. However, if the light beam S hits a one printed in black Point, it is absorbed to a large extent and the phototransistor PhT accordingly darkened. When scanning the printed paper tape so, as in the Previously customary and known arrangements, only the differences in reflection exploited between blackened and non-blackened paper or cardboard. the The polarization of the light is irrelevant.

Gelingt es jedoch, den gedruckten Informationspunkt auf dem Lochstreifen so zu erzeugen, daß er eine glänzende oder spiegelnde Oberfläche erhält, so bleibt die lineare Polarisation des reflektierten Lichtstrahls weitgehend erhalten. In diesem Fall tritt eine Auslöschung des reflektierten Lichtstrahls durch den Analysator ein, wie sie auch bei Reflexion durch den Spiegel Sp erfolgt.If it succeeds, however, the printed information point on the punched tape to produce in such a way that it receives a shiny or reflective surface, remains so the linear polarization of the reflected light beam is largely preserved. In In this case, the reflected light beam is extinguished by the analyzer a, as it also occurs when it is reflected by the mirror Sp.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Arrangement for photoelectric scanning of recording media, preferably punched strips or punched cards, by means of one directed at a photocell and the light beam influenced by the recording medium, characterized in that that the light beam has a defined polarization direction through a first linear polarizer is conferred by the record carrier depending on the nature of the on it is either retained or depolarized to be scanned and that this A second linear polarizer is added to the light beam before it enters the photocell passes through the first polarizer perpendicular polarization direction, so that only the light depolarized by the recording medium reaches the photocell.

2. Arrangement for photoelectric scanning of a translucent recording medium, for example a perforated tape according to claim 1, characterized in that the recording medium arranged between the polarizer (Po) and the analyzer (A) is penetrated by the light beam (S) and only then exposes the phototransistor (PhT), if the light beam is depolarized by the recording medium (no hole), while it absorbs when passing through a hole in the recording medium in the analyzer will.

3. Arrangement for photoelectric scanning of a non-translucent perforated recording medium according to claim 1, characterized in that the part of the recording medium to be scanned rests flat on a mirror (Sp) in a known manner and the recording medium and mirror are the reflection plane for the polarizer (Po) and the analyzer Form (A) penetrating light beam (S) and with depolarizing reflection through the matt surface of the recording medium (no hole) the phototransistor (PhT) is exposed and with the polarization direction unchanged reflection through the mirror behind it is not exposed.

4. Arrangement for photoelectric scanning of printed recording media according to claim 3, characterized in that the printed areas of the recording medium are made so smooth that the light beam (S) while maintaining its on them Polarization direction is reflected so that it is absorbed in the analyzer. Documents considered: German Patent No. 920 039; U.S. Patent No. 2,735,617.