DE1148786B

DE1148786B - Photoelectric punch tape scanner

Info

Publication number: DE1148786B
Application number: DEC21768A
Authority: DE
Original assignee: Creed and Co Ltd
Current assignee: Creed and Co Ltd
Priority date: 1959-06-25
Filing date: 1960-06-24
Publication date: 1963-05-16
Also published as: BE592144A; GB855274A; NL252820A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen lichtelektrischen Lochstreifenabtaster für Paralleldurchlichtabtastung. The present invention relates to a photoelectric punch tape scanner for parallel transmission scanning.

Die in der Regel verwendeten Lochstreifen haben beim lichtelektrischen Abtasten den Nachteil, daß sie durchscheinend sind. Besonders bei der lichtelektrischen Abtastung eines Mehrkanalcodes macht sich dieser Effekt störend bemerkbar, da der Lichtstrahl auch die Nachbarkanäle aufhellt, so daß jede Fotozelle von den benachbarten Lochkanälen Licht aufnimmt. Für den am häufigsten verwendeten Lochstreifen aus Pergament ergibt sich daher nur ein Lichtintensitätsverhältnis von ungefähr 4:1 für das Verhältnis von Signal zu Nichtsignal. Sollen dagegen Bänder mit langer Lebensdauer verwendet werden, die aus mehreren übereinandergeklebten Schichten bestehen und die zwar größere Zerreißfestigkeit besitzen, aber durchsichtiger sind, dann sinkt dieses Lichtintensitätsverhältnis auf etwa 2:1. Insbesondere bei Halbleiter-Fotozellen reicht dieses niedrige Lichtintensitätsverhältnis nicht mehr für einen zuverlässigen Betrieb des Lochstreifenabtasters aus, da durch Schwankungen der Versorgungsspannungen und Temperaturen bedingte Störungen annähernd der gleichen Größenordnung auftreten können.The punched tape usually used have the disadvantage of photoelectric scanning that they are translucent. This is particularly useful when scanning a multi-channel code with photoelectric technology this effect is noticeable disturbing, since the light beam also brightens the neighboring channels, so that every photo cell absorbs light from the neighboring perforated channels. For the most commonly used punched tape Parchment therefore only gives a light intensity ratio of about 4: 1 for the ratio of Signal to no signal. If, on the other hand, tapes with a long service life are to be used, which consist of several There are layers glued one on top of the other and although they have greater tensile strength, they are more transparent then this light intensity ratio drops to about 2: 1. Especially with semiconductor photocells This low light intensity ratio is no longer sufficient for reliable operation of the Punched tape scanner, as caused by fluctuations in supply voltages and temperatures Disturbances of approximately the same order of magnitude can occur.

Es sind Lochstreifenabtaster bekanntgeworden, bei denen die Fotozellen nicht unmittelbar unter dem Aufzeichnungsträger, sondern im Abstand von diesem angeordnet sind. Diese Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß keine Vorkehrungen getroffen sind, die verhindern, daß Licht von einem Nachbarkanal auf die Fotozelle trifft. Bei einem anderen bekannten Abtaster sind Lichtleiter zwischen Aufzeichnungsträger und Fotozelle vorhanden. Durch diese Lichtleiter wird aber keine Abschirmung gegen unerwünschtes Streulicht erreicht, sondern dieses wird mit den Lichtleitern gesammelt und auf die Fotozelle geworfen. Aus der Optik ist es bekannt, Lichtwege mit nichtreflektierendem Werkstoff auszukleiden.Punched tape scanners have become known in which the photocells are not directly under the recording medium, but are arranged at a distance from this. However, these arrangements have the disadvantage that no precautions are taken which prevent light from an adjacent channel from striking the photocell. With another well-known Scanners are light guides between the recording medium and the photocell. Through this light guide but no shielding against unwanted stray light is achieved, but this is achieved with the Light guides collected and thrown onto the photocell. It is known from optics to have light paths with non-reflective Lining material.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die bekannten Nachteile der Lochstreifenabtaster für Paralleldurchlichtabtastung zu vermeiden. Der lichtelektrische Lochstreifenabtaster für Paralleldurchlichtabtastung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Fotozellen zur Verringerung des auf sie wirkenden Streulichtes in einem Abstand vom Lochstreifen von mindestens dem dreifachen Durchmesser des Fotozellenfensters, dessen Fläche etwa der Fläche einer Lochung entspricht, angeordnet sind und daß die Lichtkanäle zwischen dem Lochstreifen und den Fotozellen der einzelnen Kanäle durch nichtreflektierende Schirmhülsen voneinander getrennt sind.It is the object of the invention to overcome the known disadvantages of the punched tape scanner for parallel transmitted light scanning to avoid. The photoelectric punched tape scanner for parallel transmitted light scanning according to the invention is characterized in that the photocells to reduce the acting on them Scattered light at a distance from the punched tape of at least three times the diameter of the photocell window, whose area corresponds approximately to the area of a perforation, are arranged and that the light channels between the punched tape and the photocells of the individual channels through non-reflective shielding sleeves are separated from each other.

Anmelder:Applicant:

Creed & Company Ltd.,
Croydon, Surrey (Großbritannien)Creed & Company Ltd.,
Croydon, Surrey (UK)

Vertreter: Dipl.-Ing. Heinz Ciaessen, Patentanwalt, Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42Representative: Dipl.-Ing. Heinz Ciaessen, patent attorney, Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 25. Juni 1959 (Nr. 21 797)Claimed priority:
Great Britain June 25, 1959 (No. 21 797)

Eine vorteilhafte Weiterbildung des lichtelektrischen Lochstreifenabtasters ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schirmhülsen aus mit Kunstharz getränktem Papier bestehen und auf der Innenseite geschwärzt sind. Gemäß einer anderen Weiterbildung ist zwischen den Fotozellen und den Schirmhülsen ein Lichtstrahlunterbrecher angeordnet, welcher das Licht in Wechsellicht umformt.An advantageous further development of the photoelectric punched tape scanner is characterized in that The shield sleeves are made of paper soaked with synthetic resin and are blackened on the inside. According to Another development is a light beam interrupter between the photocells and the shield sleeves arranged, which transforms the light into alternating light.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß das Lochstreifenmaterial neben der Reflexion noch eine zweifache Wirkung auf ein Lichtbündel ausübt, welches auf den Streifen auftrifft. Die erste dieser Wirkungen ist die Absorption, die zweite die Diffusion. Wenn das Fenster einer Abtasterfotozelle dicht unterhalb des Streifens angeordnet ist, gelangt ein Großteil des diffundierten Lichtes zur Fotozelle. Da bei durchscheinendem Lochstreifenmaterial die Absorption nur gering ist, ist die Intensität des bei Abtastung nicht gelochter Stellen auf die Fotozelle auftreffenden Lichtes nur wenig verschieden von der Intensität des Lichtes bei Abtastung gelochter Stellen. Wenn jedoch die Fotozelle in einem Abstand von mehreren Fotozellenfenster-Durchmessem von dem Streifen entfernt angebracht wird, wobei die Fläche des Fotozellenfensters etwa gleich der Fläche einer Lochung ist, dann trägt auch die Diffusion entscheidend dazu bei, das erwähnte Verhältnis der Lichtintensitäten zu verbessern. Von dem Licht, welches von dem Streifen ausgeht, gelangtThe invention is based on the knowledge that the punched tape material in addition to the reflection also one has a double effect on a beam of light which strikes the strip. The first of these effects is absorption, the second is diffusion. When the window of a scanner photocell just below of the strip is arranged, a large part of the diffused light reaches the photocell. Since with translucent Punched tape material the absorption is only low, the intensity of the scanning is not perforated areas of light striking the photocell differ only slightly from the intensity of the light when scanning perforated areas. However, if the photocell is at a distance of several photocell window diameters attached away from the strip, the face of the photocell window is roughly the same as the area of a perforation, then diffusion also makes a decisive contribution to the aforementioned Improve ratio of light intensities. From the light emanating from the strip arrives

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dann nur ein geringer Teil zur Fotozelle, da die Diffusion das Licht über einen großen räumlichen Winkel verteilt und der öffnungswinkel der Fotozelle im Vergleich hierzu klein ist. Um zu erreichen, daß das gesamte Licht, welches durch ein Loch hindurchtritt, die entfernt angeordnete Fotozelle trifft, ist es notwendig, möglichst parallel verlaufendes Licht zu verwenden. Der Abstand der Fotozelle vom Lochstreifen bestimmt hierbei den Grad der Parallelität, mit der die einzelnen Lichtstrahlen verlaufen müssen. tothen only a small part to the photocell because of the diffusion the light is distributed over a large spatial angle and the opening angle of the photocell in comparison this is small. In order to ensure that all the light that passes through a hole, the a remote photocell, it is necessary to to use light that runs as parallel as possible. The distance between the photocell and the punched tape is determined here the degree of parallelism with which the individual light rays must run. to

Bei Lochstreifenabtastern, bei denen die Fotozellen unmittelbar unter dem Streifen angeordnet sind, hat es sich gezeigt, daß das Intensitätsverhältnis etwa 2:1 beträgt. Dieses Verhältnis steigt auf etwa 7:1 an, wenn die Fotozelle etwa den Abstand von drei Fotozellenfenster-Durchmessern zum Streifen erhält, wobei die wirksame Fläche des Fotozellenfensters etwa gleich der Fläche einer Lochung sein muß. Vergrößert man den Abstand bis auf etwa 12 mal der Länge des Fotozellenfenster-Durchmessers, so steigt dieses Intensitäts- ao verhältnis auf annähernd 40:1.With punched tape scanners, in which the photocells are arranged directly under the strip, has it has been shown that the intensity ratio is about 2: 1 amounts to. This ratio increases to about 7: 1 when the photocell is approximately the distance of three photocell window diameters to the strip, with the effective area of the photocell window must be approximately equal to the area of a perforation. One enlarges the distance up to about 12 times the length of the photocell window diameter, this increases this intensity to ao ratio to approximately 40: 1.

Bei Mehrkanalbetrieb werden die einzelnen Fotozellen durch Schirmhülsen voneinander getrennt, so daß jede Fotozelle nur dieSignale ihres eigenenKanals empfangen kann. Es ist erforderlich, diese Schirmhülsen zu schwärzen, d. h. sie in hohem Grad optisch nichtreflektierend zu machen, damit nicht das Licht des gesamten räumlichen Winkels, in dem sich die Diffusion bemerkbar macht, zur Fotozelle gelangt und auf diese Weise der durch die vom Streifen entfernt angebrachte Fotozelle gewonnene Vorteil verlorengeht. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.In multi-channel operation, the individual photocells are separated from one another by shielding sleeves, see above that each photocell can only receive the signals of its own channel. It is necessary to have these shield sleeves to blacken, d. H. to make them optically non-reflective to a high degree, so that not the light of the entire spatial angle in which the diffusion is noticeable reaches the photocell and in this way the advantage gained by having the photocell removed from the strip is lost. The invention is explained in more detail with reference to the drawing, for example.

Die Zeichnung zeigt einen Teilschnitt durch die optische Einrichtung des erfindungsgemäßen Loch-Streifenabtasters. The drawing shows a partial section through the optical device of the perforated strip scanner according to the invention.

In der Zeichnung ist eine Lichtquelle 1 dargestellt, die in ihrer Ausdehnung sehr klein ist, ferner ein Linsensystem 2, welches einen Strahl 3 von annähernd parallelem Licht erzeugt. Dieser Lichtstrahl 3 fällt auf einen Lochstreifen 4, der nur zum Teil gezeigt ist. Dieser Teil des Lochstreifens 4 enthält zwei Codepositionen, eine bei 5, wo sich keine Perforation befindet, und eine bei 6, die ein Perforationsloch enthält.The drawing shows a light source 1 which is very small in size, and also a lens system 2, which generates a beam 3 of approximately parallel light. This light beam 3 falls on a perforated tape 4, which is only partially shown. This part of the perforated tape 4 contains two code positions, one at 5, where there is no perforation, and one at 6, which contains a perforation hole.

Zwei Halbleiterfotozellen, eine für jede der beiden Codepositionen, sind bei 7 und 8 gezeigt. Beide befinden sich in einem Abstand von annähernd sechsfacher Durchmessergröße des Fotozellenfensters von dem Lochstreifen 4 entfernt. Zwischen den Fotozellen 7 und 8 und dem Lochstreifen 4 befinden sich Schirmhülsen!), die den Lichtpfad, der von der Codeposition S zu der Fotozelle 7 verläuft, von dem Lichtpfad der Codeposition 6 zur Fotozelle 8 abschirmt. Auf diese Weise tasten die Fotozellen 7 und 8 jeweils unbeeinflußt vom Nachbarkanal die Information ihres Kanals von dem Lochstreifen 4 ab.Two semiconductor photocells, one for each of the two code positions, are shown at 7 and 8. Both are located at a distance of approximately six times the diameter of the photocell window from the Punched tape 4 removed. There are shielding sleeves between the photocells 7 and 8 and the perforated tape 4!), which the light path, which runs from the code position S to the photocell 7, from the light path the code position 6 to the photocell 8 shields. In this way, the photocells 7 and 8 touch each other unaffected the information of your channel from the punched tape 4 from the adjacent channel.

Die Schirmhülsen 9 sind in der Zeichnung nur schematisch dargestellt. Bei der Anordnung gemäß der Erfindung umschließen sie einen wesentlichen Teil jedes Lichtpfades. Sie werden hergestellt, indem in Blöcke aus mit Kunstharz verklebten Papier- oder Faserlagen V-förmige Aussparungen gefräst werden, die anschließend mit einem Stoff besprüht werden, der die Oberfläche dieser V-förmigen Rillen optisch schwarz färbt. Die Blöcke werden halbiert und je zwei Hälften so miteinander befestigt, daß die V-förmigen Rillen rautenförmige Kanäle bilden. Zwischen den Schirmhülsen 9 und den Fotozellen 7 und 8 ist ein Lichtunterbrecher 10 dargestellt, der aus einer Scheibe, die mit Löchern oder Schlitzen versehen ist, oder aus einem Vibrationsteil besteht. Während des Betriebes erzeugt der Unterbrecher einen wechselnden Lichtstrom, dessen Amplitude von dem Vorhandensein bzw. der Abwesenheit einer Perforation im Lochstreifen 4 abhängig ist. Diese Amplitude wird den Dunkelströmen überlagert, so daß die Dunkelströme vernachlässigt werden können. Die Verwendung eines Lichtunterbrechers kann unter Umständen sehr zweckmäßig sein, er ist jedoch für ein einwandfreies Arbeiten des lichtelektrischen Lochstreifenabtasters nicht unbedingt erforderlich.The shield sleeves 9 are only shown schematically in the drawing. In the arrangement according to Invention, they enclose an essential part of every light path. They are made by in Blocks of paper or fiber layers glued with synthetic resin are milled into V-shaped recesses, which are then sprayed with a substance that makes the surface of these V-shaped grooves look black colors. The blocks are halved and two halves are attached to each other so that the V-shaped grooves Form diamond-shaped channels. Between the screen sleeves 9 and the photocells 7 and 8 is a light interrupter 10 shown, which consists of a disc which is provided with holes or slots, or from a vibrating part. During operation, the interrupter generates a changing luminous flux, its amplitude depends on the presence or absence of a perforation in the punched tape 4 is dependent. This amplitude is superimposed on the dark currents, so that the dark currents are neglected can be. Using a light interrupter can be very useful but it is not necessary for the photoelectric tape scanner to work properly absolutely necessary.

Ein Teil 11 des Lichtstrahles 3, welcher auf die Codeposition 6 fällt, gelangt direkt zur Fotozelle 8. Ein anderer Teil des Lichtstrahles 3, welcher auf die Codeposition 5 trifft, wird, da sich an dieser Stelle keine Perforation befindet, sehr stark gestreut und gedämpft. Der Streueffekt ist in der Figur an den Stellen 12 angedeutet. Bedingt durch diesen hohen Streugrad gelangt nur ein geringer Bruchteil des Lichts, das auf die Codeposition 5 auftrifft, direkt zur Fotozelle 7. Das Streulicht wird an den nichtreflektierenden Schirmhülsen 9 absorbiert. Die Lichtmenge, die dann noch auf die Fotozelle trifft, ist in diesem Falle so gering, daß sie vernachlässigt werden kann.A part 11 of the light beam 3 which falls on the code position 6 arrives directly at the photocell 8. Another part of the light beam 3, which hits the code position 5, is because at this point there is no perforation, very scattered and dampened. The scattering effect is in the figure at the points 12 indicated. Due to this high degree of scattering, only a small fraction of the light that strikes code position 5, directly to photocell 7. The scattered light is sent to the non-reflective Shield sleeves 9 absorbed. In this case, the amount of light that still hits the photocell is so small that that it can be neglected.

Die Lichtmenge, welche die Fotozelle 7 erreicht, ist dem räumlichen Winkel proportional, der der Öffnung des Kanals 13 in Höhe des Streifens 4 entspricht, und daher von dem Abstand χ der Fotozelle vom Streifen 4 abhängig. Der optimale Wert dieses Abstandes ergibt sich im vorliegenden Falle, wo auf aufwendige Linsensysteme verzichtet werden soll, dann, wenn das Verhältnis von Lichtminimum an der Fotozelle 7 zum Lichtmaximum an der Fotozelle 8 einen Extremwert annimmt. In der Praxis hat sich gezeigt, daß ein Abstand, der dem drei- bis fünfzehnfachen Durchmesser des Fotozellenfensters entspricht, gute Resultate liefert.The amount of light that reaches the photocell 7 is proportional to the spatial angle which corresponds to the opening of the channel 13 at the level of the strip 4, and therefore depends on the distance χ of the photocell from the strip 4. The optimum value of this distance results in the present case, where complex lens systems are to be dispensed with, when the ratio of the minimum light on the photocell 7 to the maximum light on the photocell 8 assumes an extreme value. In practice it has been shown that a distance which corresponds to three to fifteen times the diameter of the photocell window gives good results.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Photoelectric perforated tape scanner for parallel transmitted light scanning, characterized in that the photocells (7, 8) to reduce the stray light acting on them (12) at a distance Ct) from the tape (4) of at least three times the diameter of the photocell window, its area approximately corresponds to the area of a perforation, are arranged and that the light channels between the perforated strip and the photocells (7, 8) of the individual channels are separated from one another by non-reactive shielding sleeves (9).

2. Photoelectric perforated tape scanner according to claim 1, characterized in that the Shield sleeves are made of paper soaked with synthetic resin and blackened on the inside are.

3. Photoelectric punch tape scanner according to claim 1 and 2, characterized in that a light beam interrupter (10) is arranged between the photocells (7, 8) and the screen sleeves (9) is which transforms the light into alternating light.

4. Photoelectric perforated tape scanner according to claims 1 to 3, characterized in that that semiconductor photocells are used as photocells.