DE1179746B - Einrichtung zum maschinellen Lesen von Symbolen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES Mj9Wl· PATENTAMT

Internat. Kl.. G06f

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

Deutsche Kl.: 43 a-41/03

C 20003IX c/43 a
20. Oktober 1959
15. Oktober 1964

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum maschinellen Lesen von auf einem Aufzeichnungsträger in je einem jeweils gleich großen Symbolfeld angebrachten visuell lesbaren Symbolen.

Es ist bekannt, Symbole, z. B. Buchstaben oder Ziffern, auf Aufzeichnungsträgern zum Zwecke des maschinellen Lesens verschlüsselt darzustellen. Hierbei ist das betreffende Symbol im allgemeinen nicht visuell lesbar. Bei bestimmten Arten von Aufzeichnungsträgern, ζ. Β. Schecks, Kassenzetteln und allgemein bei Geschäftsschriftstücken, ist es jedoch in vielen Fällen erforderlich, das betreffende Symbol nicht nur in einer für die Maschine lesbaren Form, sondern auch in einer visuell lesbaren Form vorzusehen, um so dem Scheckinhaber oder der Bedienungsperson der betreffenden datenverarbeitenden Maschine ein visuelles Lesen der auf dem Aufzeichnungsträger aufgebrachten Information zu ermöglichen. Bei bekannten Einrichtungen dieser Art hat man sich hierbei so geholfen, daß das betreffende Symbol doppelt auf den Aufzeichnungsträger aufgebracht wurde, und zwar einmal in visuell lesbarer Form und zum anderen in einem für die betreffende Maschine lesbaren Kode. Das erfordert jedoch, daß die betreffende Information insgesamt zweimal auf dem Aufzeichnungsträger aufgebracht ist, wodurch ein übermäßig großer Teil des auf dem Aufzeichnungsträger zur Verfügung stehenden Raumes beansprucht wird.

Um diesen Nachteil zu beheben, wurde bei einer bekannten Einrichtung das betreffende Symbol durch eine verhältnismäßig große Anzahl von Lochungen visuell lesbar dargestellt, wobei für unterschiedliche Symbole jeweils eine unterschiedliche Anzahl von Lochungen verwendet wurde. Das maschinelle Lesen dieser Symbole wurde dann so vorgenommen, daß das betreffende Symbol durch eine Lampe beleuchtet wurde und mittels einer auf der anderen Seite des Aufzeichnungsträgers angebrachten photosensitiven Zelle die Größe des durch die Lochungen hindurchtretenden Lichtstromes gemessen wurde. Aus der unterschiedlichen Größe dieses Lichtstromes wurde dann auf die betreffenden Symbole geschlossen. Dieses Verfahren hat jedoch eine ganze Reihe von Nachteilen. So wirkt sich der Durchmesser der Lochungen auf das Meßergebnis aus. Auch kann kein Aufzeichnungsträger aus durchscheinendem Papier verwendet werden, da hierdurch ebenfalls das Meßergebnis verfälscht würde. Ferner können auch Helligkeitsschwankungen der Beleuchtungslampe zu Fehllesungen führen. Aus diesen und ähnlichen Gründen konnte sich dieses Verfahren nicht einfüh-

Einrichtung zum maschinellen Lesen
von Symbolen

Anmelder:

Cummins-Chicago Corp.,
Chicago, JIl. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Höger, Dr.-Ing. E. Maier und
Dipl.-Ing. W. Stellrecht M. Sc, Patentanwälte,
Stuttgarts, Uhlandstr. 16

Als Erfinder benannt:

James L. Quinn, Chicago, JU. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 20. Oktober 1958

(768 396)

ren. Bei einem anderen bekannten Verfahren ist das Symbol ebenfalls aus einer Anzahl von gleichartigen Bildelementen zusammengesetzt. Außer den für die visuelle Lesbarkeit benötigten Bildelementen sind noch zusätzliche Bildelemente in dem betreffenden Symbolfeld so aufgebracht, daß aus bestimmten Bildelementzusammensetzungen maschinell auf das jeweilige Symbol geschlossen werden kann. Jedoch ist hierbei eine verhältnismäßig große Anzahl von Bildelementen erforderlich, wodurch besonders bei kleineren Schriftstücken, wie Schecks od. dgl., die Symbole oder Schriftzeichen unzulässig groß werden. Auch erschweren die zusätzlichen Bildelemente das visuelle Erkennen der Symbole.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung ist jedem Schriftsymbol ebenfalls eine bestimmte Kombination von Kennmarkierungen zugeordnet. Diese Kennmarkierungen entsprechen bestimmten punktähnlichen Stellen des Symbolfeldes, von denen jede durch eine photosensitive Zelle abgetastet wird, die auf das von dieser betreffenden Kennstelle oder Kennmarkierung reflektierte Licht anspricht. Das Schriftsymbol wird hierbei mittels eines durchgehenden Linienzuges visuell lesbar dargestellt, wobei der Linienzug so geführt ist, daß er für jedes unterschiedliche Symbol eine unterschiedliche Kombination von Kennmarkierungen überdeckt. An den überdeckten Stellen wird das Licht nicht reflektiert, so

409 707/173

daß die betreffenden Kennmarkierungen von den zugeordneten Photozellen als Dunkelstellen gefühlt werden. Auch diese Einrichtung hat eine ganze Reihe von Nachteilen. Zum Beispiel können Papierfehler, schlechter Druck der Symbole, Papierverschmutzungen u. ä. zu Falschlesungen führen. Desgleichen können Manipulationen, die Falschdatierungen bezwecken, unschwer vorgenommen werden. Auch kann eine mangelhafte Zentrierung zu Falschlesungen führen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum maschinellen Lesen von visuell lesbaren Symbolen zu schaffen, bei der die Symbole in räumlich gedrängter Anordnung auf einem Aufzeichnungsträger angeordnet sein können und bei der trotzdem die Symbole visuell leicht erkennbar sind. Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung zum maschinellen Lesen von auf einem Aufzeichnungsträger in je einem jeweils gleich großen Symbolfeld angebrachten visuell lesbaren Symbolen mit einer Mehrzahl von Abtastelementen, durch die eine entsprechende Mehrzahl von Kennpunkten des Symbolfeldes abtastbar ist, wobei die Kennpunkte in einer vorbestimmten geometrischen Anordnung zueinander stehen und jeweils mindestens ein Kennpunkt entlang der Symbolkonfiguration vorgesehen ist, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der entlang der Symbolkonfiguration vorgesehene, der Symbolidentifizierung dienende Kennpunkt eine Lochung ist. Gemäß der Erfindung sind also die der Identifizierung der Symbole dienenden Kennpunkte Lochungen, wobei diese Lochungen entlang der Symbolkonfiguration vorgesehen sind. Diese Kennlochungen sind also ausschließlich entlang der Symbolkonfiguration vorgesehen und da mit einer engbegrenzten Anzahl von Kennlochungen, im einfachsten Fall einer einzigen Kennlochung, bereits eine im allgemeinen ausreichende Anzahl von Symbolen identifiziert werden kann, so können die Symbole in räumlich gedrängter Anordnung vorgesehen sein, insbesondere in verhältnismäßig kleiner Schriftform ausgeführt sein, ohne daß hierdurch die Lesbarkeit der Schriftsymbole beeinträchtigt wird. Auch wird durch Verschmutzung des Aufzeichnungsträgers keine Falschlesung herbeigeführt. Falls der Aufzeichnungsträger ungenügend zentriert ist, wird überhaupt keine Kennlochung abgetastet, wodurch eine mögliche Falschlesung vermieden wird.

Wenn die Symbolkonfiguration durch entlang dieser Konfiguration im Abstand voneinander angeordnete Lochungen, die ausgewählte Elemente derselben rechteckigen Symbolfeldmatrix sind, gebildet ist, dann ist es gemäß der Erfindung besonders günstig, wenn die entlang der jeweiligen Symbolkonfiguration vorgesehenen Kennlochungen vorbestimmte Elemente der drei Spalten und sechs Zeilen aufweisenden Symbolfeldmatrix sind. In diesem Fall sind die Kennlochungen identisch mit den die Symbolkonfiguration bildenden Lochungen. Die Verwendung einer drei Spalten und sechs Zeilen aufweisenden Symbolfeldmatrix gestattet hierbei die Darstellung von räumlich wenig Platz in Anspruch nehmenden Symbolen, so daß eine derartige Symbolfeldmatrix besonders vorteilhaft in Verbindung mit kleineren Geschäftsschriftstücken, wie Schecks od. dgl., ist. Mit Vorteil können hierbei die potentialen Kennlochungen den Elementen in der zweiten Zeile — rechte Spalte, dritten Zeile — mittlere Spalte, vierten Zeile — linke Spalte und fünften Zeile — rechte Spalte der Symbolfeldmatrix entsprechen.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Darstellung eines Aufzeichnungsträgers, der Symbole trägt, die in visuell lesbarer Form durch Lochungen dargestellt sind,

F i g. 2 eine Tabelle, welche die Lochungskombinationen an den Matrixstationen und gewisse Kennpunkte innerhalb eines rechteckigen Lochungs- bzw. Matrixfeldes für jedes der Zeichen O bis 9, + und — zeigt,

F i g. 3 ein rechteckiges Matrixfeld für die Aufnahme von Lochungen, durch die in lesbarer Form x5 jedes einzelne der in F i g. 2 gezeigten Schriftzeichen dargestellt werden kann,

F i g. 4 eine zeichnerische Darstellung der mechanischen Teile der Lesevorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 5 eine schematische Vorderansicht eines Abtastkopfes mit aufmontierten Zeichenabtastelementen,

F i g. 6 einen Längsschnitt entlang der Linien 6-6 der F i g. 4 mit Einzelheiten der Anordnung der Zeichenlesevorrichtung und der Synchronisierungsmittel,

F i g. 7 eine schematische, teilweise als Blockbild ausgeführte Darstellung der elektrischen Teile der Lesevorrichtung,

F i g. 8 bis 12 verschiedene Schirmbilder, die durch einen Prüfoszillographen unter verschiedenen Bedingungen gewonnen wurden,

Fig. 13 eine graphische Darstellung und das gewünschte Zeittaktverhältnis zwischen einem Torsignal und einem Eingabesignal, das von einem Zeichenleser abgegriffen wird.

F i g. 1 zeigt ein typisches Geschäftsschriftstück in Form eines Schecks 20, dessen Einteilung und geschriebener Inhalt im unteren Teil in üblicher Art ausgeführt ist. Längs der oberen Kante befinden sich in einem Streifenbereich 20 α, der im folgenden als Oberteil bezeichnet wird, Lochschriftzeichen, die als Klartextzeichen ausgeführt sind und automatisch gelesen werden, um Signale zu erzeugen, welche als Eingabeinformation in datenverarbeitende Apparate, Sortierer und andere Büromaschinen eingelesen werden. In der hier dargestellten vorzugsweisen Anordnung gestatten die die verschiedenen Schriftzeichen oder Symbole darstellenden Lochschriftzeichen auch das optische Ablesen und nehmen im einzelnen die Gestalt von Punkten bzw. Lochungen an, die an getrennten Feldpunkten innerhalb von rechteckigen Matrixfeldern angeordnet sind, um jedes einzelne Schriftzeichen darzustellen.

Eine erste Gruppe 21 von Schriftzeichen, die auf dem Oberteil 20 a des Schecks 20 angebracht wird, stellt die Zahl »3863« dar, und diese Zahl kann die Kontonummer des Ausstellers in der bezogenen Bank sein; die zweite Gruppe 22 der durch Lochungen gebildeten Zeichen im Oberteil 20 a stellt die Zahl »07« dar, und diese Zahl kann die kodierte Buchungsaufgabe bedeuten, d. h. zum Beispiel, daß der fragliche Betrag von dem Saldo des Kontos des Ausstellers abgezogen werden muß; die letzte Gruppe 24 der durch Lochungen dargestellten, optisch lesbaren Schriftzeichen in dem Oberteil 20 a stellt »391,58« dar, und diese Zahl gibt den Betrag des Schecks an.

Die drei Gruppen 21 bis 24 von Zahlen sind optisch lesbar und können mit einem Blick für Kontrollzwecke abgelesen werden. Darüber hinaus sind diese Zahlen auf diese Weise auf dem Papierscheck unverlöschbar festgelegt, so daß sie nach Ausstellung des Schecks nicht geändert bzw. erhöht werden können. Die Kontonummer und die kodierte Buchungsaufgabe, die durch die Zeichengruppen 21 und 22 dargestellt werden, bleiben für alle Schecks eines gegebenen Ausstellers unverändert, und die Lochungen können daher gleichzeitig aus einem Stapel von Schecks oder Scheckbüchern ausgestanzt werden. Die Zeichengruppe 24, die den Betrag des Schecks bedeutet, kann zur Zeit der Ausstellung des Schecks mit Hilfe einer Scheckschreibmaschine eingetragen werden.

Nachdem die Schecks durch selektive Lochung der Zahlen ausgestellt worden sind, ist es wünschenswert, daß auch die erforderlichen Eintragungen und Buchungen in der Bank des Ausstellers durch automatische datenverarbeitende Maschinen durchgeführt werden. Wenn man die Schecks durch eine Lesevorrichtung laufen läßt, die gemäß den darauf erscheinenden gelochten Zahlen elektrische Signale erzeugt, dann können diese elektrischen Signale in die datenverarbeitende Vorrichtung eingelesen werden, so daß letztere die erforderlichen Subtraktions-, Buchungsund Saldierungsmaßnahmen durchführt. Um eine derartige Verarbeitung des Schecks 20 durch eine automatische Lesevorrichtung zu erleichtern, ist der Scheck mit mehreren Transportlöchern 25 versehen, die mit gleichmäßigem Abstand in einer Reihe unter dem Oberteil 20 a angeordnet sind. Jedes der Transportlöcher 25 ist mit einem bestimmten Abstand von einem rechteckigen, mit einem Zahlenzeichen belegten Feld angeordnet. Wie hier gezeigt, ist jedes Transportloch 25 direkt unter der mittleren von drei senkrechten Spalten von Lochungen angeordnet, die das rechteckige Feld mit den Lochungen für ein bestimmtes Zeichen bildet.

Die sichtbar durch gelochte Muster im Scheck 20 (Fig. 1) gebildeten Zeichen befinden sich in üblicher Weise innerhalb einer rechteckigen 3 · 6-Matrix. Wie deutlicher aus F i g. 3 hervorgeht, ist das Feld 26 zur Aufnahme von Lochungen für die Darstellung eines von mehreren Zeichen rechteckig ausgebildet und besitzt achtzehn mögliche Feldpunkte (die, wie gezeigt, numeriert sind), die an den Schnittpunkten von drei senkrechten und sechs waagerechten gedachten Linien liegen.

Außer den auf diese Weise innerhalb eines rechteckigen Feldes gebildeten achtzehn Feldpunkten ist ein neunzehnter Feldpunkt in der dritten senkrechten Spalte auf der rechten Seite angeordnet. Diese letztere Station dient für die Paritätskontrolle und wird hier durch den Buchstaben »c« gekennzeichnet. Durch die selektive Anbringung von Lochungen jeweils in einer anderen Kombination an den achtzehn Feldpunkten (Fig. 3) innerhalb einer rechteckigen Matrix kann jedes der numerischen Zeichen 0 bis 9, + oder — sichtbar dargestellt werden. F i g. 2 zeigt die besonderen Feldpunkte, welche die Lochungen aufnehmen, um solche numerischen Zeichen darzustellen.

Die Elemente für das Lesen von Schriftzeichen sind so angeordnet, daß sie die Anwesenheit oder Abwesenheit von Zeichenpunkten oder Lochungen in gewissen vorbestimmten Kennpunkten innerhalb jeder einzelnen rechteckigen Matrix feststellen und durch die besondere Kombination von Lochungen an diesen Stellen somit das in dem rechteckigen Feld dargestellte Zeichen ermitteln können. DerVorgang wird im einzelnen noch weiter unten beschrieben. Es hat sich gezeigt, daß in einer 3 ■ 6-Matrix (Matrix mit drei Zeilen mit sechs Spalten) der in F i g. 3 gezeigten Art mit sichtbaren, durch die Lochungsmuster der F i g. 2 dargestellten Zeichen

ίο mit Vorteil vier Kennpunkte an den Feldpunkten 6, 8, 10 und 15 vorgesehen werden können. Diese Kennpunkte sind in F i g. 3 durch Kreise markiert. Für die Zwecke der Paritätskontrolle ist der Hilfspunkt »c« ebenfalls zu einem Kennpunkt gemacht.

Jedes einzelne numerische Zeichen 0 bis 9, + oder — enthält Lochungen in einer besonderen Kombination derartiger Kennpunkte. Durch die Identifizierung der jeweiligen Lochkombinationen kann das Zeichen selbst identifiziert werden. Der »Schlüssel« für diesen Zweck geht aus F i g. 2 hervor. Die Zahl »1« weist z. B. acht und c Lochungen auf. Diese Kennpunkte sind zum Zwecke größerer Klarheit in Fig. 2 durch Kreise gekennzeichnet, und es ist selbstverständlich, daß diese Kreise in Wirklichkeit auf den Geschäftspapieren nicht angebracht werden.

In gleicher Weise hat das Zeichen »2« Lochungen an den Kennpunkten »6« und »c«.
Die übrigen Kombinationen der Kennpunkte, welche Lochungen erhalten, um die übrigen Zeichen innerhalb einer rechteckigen Matrix darzustellen, gehen aus F i g. 2 hervor.

Um die durch. Lochungen in einer Anzahl von Schriftstücken, wie,z.B. im Scheck20 in Fig. 1, dargestellten numerischen Zeichen automatisch zu lesen, werden mehrere bzw. ein Stapel 30 derartiger Schecks in den Vorratsbehälter 31 einer Zuführungsund Anlegevorrichtung des schematisch in F i g. 4 dargestellten Typs eingelegt. Diese Schecks werden einer nach dem anderen von dem Vorratsbehälter durch eine Anlaufwalze 34 und eine Zuführungswalze 35 einem dauernd laufenden Band 36 zugeführt, welches sie dann einem dauernd in Bewegung befindlichen Transportmechanismus, der hier als eine umlaufende Trommel 39 mit mehreren auf einem Kreisbogen angeordneten und radial vorspringenden Zähnen 41 dargestellt ist, übergibt.

Während das einzelne Schriftstück oder der einzelne Scheck mit den Zähnen 41 auf der Trommel 39 im Eingriff steht und durch letztere in einem Bogen geführt wird, wird es mit gespannten, biegsamen Niederhaltestreifen 42 fest gegen die Trommeloberfläche gedrückt. Wenn das Schriftstück zur unteren Seite der Trommel 39 gelangt, wird es an ein zweites, dauernd laufendes Band 44 übergeben, das es in einen Sammelbehälter (nicht gezeigt) befördert. Die Schriftstücke (wie z.B. der Scheck20, Fig. 1) werden der Trommel 39 so mit der Schmalseite zugeführt, daß die Transportlöcher 25 an ihrer linken Seite zuerst mit den Zähnen 41 zum Eingriff kommen. Da jeder Scheck bzw. jedes Schriftstück üi Übereinstimmung mit der Oberfläche der Trommel 39 gekrümmt ist und an dieser anliegt, wandern die Schriftzeichen oder ■ Lochungslinien darauf eines nach dem andern an einem Lesekopf 48 vorbei, welcher mehrere Schriftzeichen-Abtastelemente besitzt, die hier als photoempfindliche Elemente von Photozellen ausgebildet sind.

Die Trommel 39 ist auf eine Welle 43 montiert, die im Maschinengestell gelagert ist (Fig. 6), und die Zähne 41 der Trommel befinden sich in der Nähe einer axialen Kante, so daß der Oberteil 20 a (Fig. 1) jedes Schriftstückes über die linke Kante der Trommel hervorragt und über einen bogenförmigen Schlitz 45 zwischen dem linken Ende der Trommel und einem feststehenden bogenförmigen Führungsteil 49 läuft. Der Kopf 48 ist fest montiert

gerecht zuordnen, führt diese Anordnung dazu, daß die photoelektrische Zelle PCS kurzzeitig von der Lampe 50 Licht durch eines der Löcher 39 c empfängt, und zwar jedesmal, wenn ein Lochungsfeld kurz vor völliger Zentrierung mit dem rechteckigen Feld des Abtastkopfes (Fig. 3), in welchem die lichempfindlichen Elemente angeordnet sind, steht. Wenn auf diese Weise der Zustand (belichtet oder unbelichtet) der lichtempfindlichen Elemente im Inneren

und mit dem Schlitz 45 zentriert, so daß die io des Kopfes 48 schnellstens festgelegt wird, und zwar Lochungslinien auf jedem Schriftstück nacheinander sofort nachdem die Gleichlaufphotozelle PCS Licht daran vorbeilaufen. Eine Lichtquelle in Form einer empfängt, so wird auf diese Weise die Lochungskom-Lampe 50 ist in dem Raum, der teilweise von der bination in den Kennpunkten durch die Kombination Trommel 39 und dem Führungsglied 49 umschlossen der Aktivierung von Photozellen abgetastet oder »gewird, angeordnet, so daß die Lochungen in jedem 15 lesen«. Die Stärke des von der Lampe 50 ausgehen-Schriftstück zwischen der Lampe und dem im Kopf den Lichtes, die Lichtundurchlässigkeit des Mate-

rials des Schriftstückes (gewöhnlich Papier) und die Empfindlichkeit der photoelektrischen Lesezellen können sich alle unter verschiedenen Bedingungen oder durch Alterung ändern. Um sicherzustellen, daß der Empfang des Lichtes durch eine gegebene Photozelle immer den gleichen Ausgangsimpuls hervorruft, werden die Signale von jeder einzelnen Photozelle verstärkt und dann beschnitten, um das An-

48 gelagerten photoelektrischen Elementen vorbeilaufen.

Die Innenfläche 48 α des Kopfes 48 kann dem
Flächeninhalt nach größer sein als ein rechteckiges
Matrixfeld auf einem Schriftstück, welches die Zeichen oder Lochungen zur Darstellung eines Schriftzeichens empfängt. Die Fläche 48 α kann jedoch so
aufgefaßt werden, daß sie ein rechteckiges Matrixfeld besitzt, welches einem Lochungsfeld (Fig. 5) 25 sprechen auf Randbedingungen auszuschalten. Wie entspricht. Diese Innenfläche 48α wird mit kleinen in Fig. 7 gezeigt, werden die fünf Photozellen PC6, Öffnungen oder Durchlässen für das Licht (Fig. 5 PC8, PClO, PC 15 und PCc jeweils an fünf gleiche und 6) ausgebildet, welche mit den frei liegenden, Verstärker und Impulsformer A 6, AS, AlO, AlS aktiven Seiten von fünf lichtempfindlichen Elemen- und A c angeschlossen. Wenn die Lochungen auf ten in Verbindung stehen, die ihrerseits wieder in 30 verschiedenen Ebenen innerhalb der Lochungslinien einem Muster bzw. Schema angeordnet sind, das den eines Schriftstückes oder Schecks 20 die entsprechen-Kennpunkten (Fig. 3) entspricht. Das bedeutet, daß den Photozellen passieren, werden letztere Licht von frei liegende photoelektrische Elemente PC6, PC8, der Lampe 50 (Fig. 6) erhalten und ein Ausgangs-PClO, PC 15 und PCc angeordnet sind. Wenn ein signal an den jeweils zugeordneten Verstärker und rechteckiges Lochungsfeld für irgendein Schrift- 35 Impulsformer abgeben.

zeichen auf einem Dokument mit dem in F i g. 5 ge- Es wird jedoch angestrebt, den Zustand der lichtzeigten Matrixfeld auf der Fläche 48 a des Kopfes 48 empfindlichen Elemente nur in den Augenblicken zu zentriert wird, dann erhalten die besonderen licht- ermitteln, wenn ein Zeichenfeld auf einem Schriftempfindlichen Elemente, die an den mit Lochungen stück mit dem durch die Fläche 48a (Fig. 5) des versehenen Kennpunkten angeordnet sind, Licht von 40 Lesekopfes gebildeten Feld vollständig zentriert ist. der Lampe 50 (Fig. 6) und werden daher aktiviert. Um diese Synchronisierung zu erzielen, wird die Außer den schon erwähnten lichtempfindlichen Photozelle PCS an einen Eingang der Gleichlauftor-Elementen trägt der Kopf 48 noch eine Photozelle schaltung 90(Fi g. 7) angeschlossen. Der andere PCD, die das Schriftstück auf Vorhandensein ab- Eingang dieser Torschaltung wird über eine Umkehrtastet, und eine Photozelle PCE (»Schriftstückende«). 45 schaltung 91 an die das Schriftstück auf Vorhanden-Diese Zellen tasten nicht die Anwesenheit oder Ab- sein abtastende Photozelle PCD angeschlossen. Auf

diese Weise gelangen nur dann gleichzeitige Eingangssignale an die Torschaltung 90, und es wird durch diese nur dann ein Ausgangssignal erzeugt, wenn ein Schriftstück am Lesekopf vorbeiläuft (und die Photozelle PCD abdeckt) und wenn eines der Löcher 39 c (F i g. 4) mit der Gleichlaufphotozelle PCS zentriert ist. Dieses Ausgangssignal wird an eine verstellbare Verzögerungsschaltung 92 gelegt, die in einer belie-

Wie hier gezeigt wird (Fig. 4 und 6), Ist die Trom- 55 bigen, dem Fachmann bekannten Art ausgebildet mel 39 mit einem Mittelflansch 39 b ausgebildet, der sein kann. Nach Ablauf der durch die Schaltung 92 eine Gruppe von kreisförmig angeordneten Löchern
39 c aufweist. Diese Löcher liegen so auf einem
Radius, daß sie nacheinander vor einer feststehenden
Gleichlauf-Photozelle PCS vorbeilaufen, wobei der 60
Winkelabstand der Löcher gleich demjenigen Winkel
ist, der durch die Breite eines Schriftzeichenfeldes
auf einem gegen die Oberfläche der Trommel 39 gedrückten Schriftstück gegeben ist. Da jedes Schriftzeichenfeld vier aufeinanderfolgende Spalten (drei 65 der Torsignale auf dem Leiter 94 blockiert. Lochungsspalten und einen Leerraum) aufweist und Wie aus F i g. 7 ersichtlich, führt der Leiter 94 zu

da die Transportlöcher 25 durch Eingriff der Zähne den Steueranschlüssen einer Mehrzahl von »Und«- 41 jedes Schriftzeichenfeld den Löchern 39c phasen- Torschaltungen G6, GS, GlO, GlS und Gc. Die

Wesenheit von Lochungen innerhalb des Informationsträgers ab, sondern werden nur gegen die Lampe 50 abgedeckt, wenn ein Schriftstück vor dem Lesekopf vorbeiläuft.

Um eine bevorstehende völlige Zentrierung eines einzelnen Lochungsfeldes mit dem Feld der lichtempfindlichen Elemente festzustellen und zu signalisieren, wird eine Gleichlaufanordnung verwendet.

erzeugten Verzögerung erscheint der Ausgangsimpuls auf einem Leiter 94 in Gestalt eines negativ gerichteten kurzen Spannungsimpulses.

Um sicherzustellen, daß die Ausgangsimpulse der Lesezellen PC6, PC8, PClO PClS und PCc nur dann verwendet werden, wenn ein Lochungsfeld genau mit dem Feld des Lesekopfes zentriert ist, werden diese Ausgangsimpulse jeweils durch Ausnutzung

Ausgangsklemmen 86 der Verstärker A 6, A 8, A 10, A15 und A c sind jeweils mit den zweiten Eingangsanschlüssen der Torschaltungen G 6, G 8, GlO, G15 und Gc verbunden. Die Torschaltungen sperren im Ruhezustand, bis Signale jeweils gleichzeitig an ihren Steuer- und Eingangsanschlüssen erscheinen.

Jede der Torschaltungen G 6, G 8, GlO, G15 und Gc liefert an ihre paarigen Ausgangsklemmen 170, 174 jeweils dann Ausgangssignale, wenn die zugeordneten lichtempfindlichen Zellen PC 6, PC 8, PClO, PC 15 und PCc Licht durch die Lochungen an Kennpunkten eines kodierten Schriftzeichenfeldes in dem Augenblick erhalten, wenn das Lochungsfeld eines Schriftstückes genau mit dem Lesekopf zentriert ist, was durch das Ansprechen der Gleichlauf-Photozelle PCS und die negativen Torimpulse, die auf dem Leiter 94 erscheinen, angezeigt wird. Wenn das Zeichen »2« gelesen wird, erhalten die Photozellen PC 8 und PCc Licht durch die Lochungen, und die Verstärker ^4 8 und Ac liefern Eingangssignale an die Torschaltungen G 8 und Gc zur gleichen Zeit, wenn ein Torimpuls auf dem Leiter 94 erscheint. Damit erzeugen nur die Torschaltungen G 8 und Gc Ausgangssignale an ihren Ausgangsklemmen 170, 174.

Um die gleichzeitigen Ausgangsimpulse der verschiedenen einmaligen Kombinationen der fünf Torschaltungen in jeweils ein einziges Signal umzuwandeln, das jeweils einem der verschiedenen Schriftzeichen entspricht, wird eine Dekodieranordnung verwendet. Die Ausgangsklemmen der fünf Torschaltungen (F i g. 7) sind direkt mit den zehn Eingangsleitungen 210 a bis 210/ einer Dekodierdiodenmatrix 210 verbunden. Diese Matrix hat zwölf Ausgangsleiterklemmen, von denen jede einzelne über Strombegrenzungswiderstände 211 an eine geeignete positive Spannungsquelle gelegt ist, die hier mit dem üblichen Symbol B+ bezeichnet wird. Jede dieser Ausgangsklemmen ist einem der Zeichen 0 bis 9, + und — zugeordnet. Die Wirkungsweise einer solchen Dekodiermatrix ist an sich bekannt und sei deshalb lediglich an einem Beispiel erläutert.

Es sei angenommen, daß die Ziffer »9« innerhalb eines Feldes auf einem Scheck 20 durch Lochungen dargestellt ist und daß dieses Feld mit dem Lesekopf 48 in dem Augenblick zentriert wird, wenn ein Torimpuls auf dem Leiter 94 erscheint. In diesem Augenblick werden die Photozellen PC 6 und PC 15 gleichzeitig ansprechen, weil Licht durch die Lochungen an den Kennpunkten 6 und 15 dringt. Unter diesen Voraussetzungen erzeugen die Torschaltungen G 6 und G15 gleichzeitig sich ändernde Signale an ihren Ausgangsklemmen. Die Matrixeingangsleiter 210 a und 210 g (normalerweise auf +20 Volt) werden damit auf ein Potential von 0 Volt und die Eingangsleitungen 210 b und 210A (normalerweise bei 0 Volt) auf ein Potential von +25 Volt gesteuert. Da die übrigen Torschaltungen G 8, GlO und Gc keinen Ausgangsimpuls liefern, bleiben die Eingangsleitungen 210 c, 210e und 21Oi auf einem Potential von etwa +20 Volt, während die Eingangsleitungen 210 d, 210/ und 210/ auf Massepotential bleiben. Unter diesen Umständen fließt Strom durch die Diode 212 und verursacht dadurch einen Spannungsabfall am zugeordneten Strombegrenzungswiderstand 211, wobei die Ausgangsklemme 1 etwa auf Massepotential gehalten wird. Auf ähnliche Weise fließt Strom unter anderem durch die Dioden 213 bis 222, wodurch die Ausgangsklemmen 2... 8, 0, + und — etwa auf Null- oder Massepotential gehalten werden. Nur der Ausgangsleiter für das Schriftzeichen »9« bietet keinen direkten Stromweg zur Masse durch eine der mit ihm verbundenen Dioden. Damit wird die Ausgangsklemme für das Zeichen »9« augenblicklich auf ein relativ hohes Potential, z. B. +15 Volt, gebracht. Diese hohe Spannung bildet ein Ausgangssignal, das dem Zeichen »9« entspricht, das von der gelochten

ίο Darstellung dieses Zeichens auf den Scheck abgelesen wurde.

Während nun die aufeinanderfolgenden Felder aufeinanderfolgender Schriftstücke am Lesekopf 48 vorbeigeführt werden, wird der Zustand der fünf Photo-

X₅ zellen PC 6, PC 8, PClO, PC 15 und PCc, d.h. ob sie Licht erhalten oder nicht, jeweils in dem Augenblick bestimmt, in dem das Feld mit dem Feld des Kopfes vollkomms0r~zentriert ist. Dementsprechend sprechen die Torschaltungen G 6, G 8, GlO, G15 und Gc in aufeinanderfolgenden Kombinationen an, die den Kombinationen der Lochungen an den Kennzeichnungspunkten der ,aufeinanderfolgenden Felder entsprechen. Die Diodenmatrix 210 (F i g. 7) erzeugt somit aufeinanderfolgende Signale auf den einzelnen Ausgangsklemmen (durch kurzzeitigen Potentialanstieg von etwa 0 Volt auf etwa +15 Volt) in Übereinstimmung mit den aufeinanderfolgenden Zeichen, die durch Lochungen in den Schriftstücken dargestellt sind.

Diese an den Ausgangsklemmen der Matrix erscheinenden elektrischen Signale können entweder direkt oder nach Aufzeichnung als Eingabeinformationen an datenverarbeitende Geräte, wie Rechner, Sortier-, Tabellier- oder andere Büromaschinen, geliefert werden, wobei bekannte Verfahren benutzt werden, die hier nicht im einzelnen beschrieben zu werden brauchen. Derartige Büromaschinen erhalten auf diese Weise Eingabedaten, die direkt und automatisch von Geschäftspapieren, wie z.B. den Schecks 20, entnommen werden, wobei die Notwendigkeit dazwischenliegender menschlicher Tätigkeit des visuellen Lesens der Zeichen und ihres Umschreibens auf ein besonderes Band oder eine Karte durch handbetätigten Betrieb einer besonderen Maschine entfällt.

Die meisten der verschiedenen Typen von Büromaschinen, die die Ausgangssignale von der Matrix 210 verwerten, werden der Reihe nach die numerischen Angaben jedes Schecks oder Geschäftsschriftstückes entweder als Ganzes oder in Teilen speichern und auf Grund dieser Angaben eine gleichbleibende Art von Operationen durchführen. Ferner wird ein besonderes Signal »Ende des Schriftstückes« bzw. ein Blocksignal geschaffen, das anzeigt, wann das Lesen eines Schriftstückes beendet wurde. Dies zeigt der Büromaschine an, daß das Speicher- und Verarbeitungs-Unterprogramm für ein Schriftstück abgeschlossen ist und daß die nächsten Daten von einem nächstfolgenden Schriftstück kommen werden. Dies wird durch die Schriftstückende-Photozelle PCE erreicht, die hier (F i g. 7) gezeigt wird und innerhalb des Lesekopfes 48 außerhalb des eigentlichen Lesefeldes angeordnet ist. Während jedes Schriftstück von rechts nach links an der Frontseite des Lesekopfes 48 vorbeibewegt wird, wie zeichnerisch in F i g. 5 und 7 dargestellt, wird die Photozelle PCE durch die Schriftstückvorderkante abgedeckt, dann aber wieder aufgedeckt und -der lichtquelle ausgesetzt, sobald die Schriftstückhinterkante den Kopf 48

409 707/173

freigibt. Die Photozelle PCE ist mit einem Verstärker und Impulsformer 225 verbunden. Sobald die Photozelle PCE durch die Schriftstückhinterkante für den Lichteinfall freigegeben ist, fällt die Ausgangsspannung des Verstärkers 225 schroff ab, und dieser Spannungsabfall wird durch eine Differenzier- und Umkehrschaltung 226 in einen positiven Impuls 227 umgewandelt, der der Ausgangsklemmen (Fig. 7) zugeführt wird. Die Ausgangsklemme £ wird also normalerweise auf einem Potential von etwa 0 Volt gehalten, das jedesmal dann kurzzeitig auf etwa 15 oder 20 Volt ansteigt, wenn die Schriftstückhinterkante am Lesekopf vorbeiläuft. Diese kurzzeitige positive Spannung an der Klemme E wird durch Büromaschinen verschiedener Arten ausgewertet, um einen neuen Arbeitsablauf vorzubereiten, d. h. um Eingabedaten vom nächstfolgenden Schriftstück aufnehmen zu können.

Fig. 13 gibt die zeichnerische Darstellung des Torsignals bei 270, das auf dem Leiter 94 nach einer Verzögerung infolge des Lichteinfalls bei der Gleichlauf-Photozelle PCS entsteht, wieder. Die Kurve 271 (F i g. 13) stellt das Ausgangssignal eines der Verstärker dar, das als Ergebnis des Lichteinfalls bei der zugeordneten Photozelle durch eine Lochung am entsprechenden kennzeichnenden Punkt eines Feldes entsteht, wenn dieses Feld vollständig mit dem Lesekopf zentriert ist. Jedes dieser Signale (die an eine der Torschaltungen gelangen) ist beispielsweise von einer Dauer von etwa 7 Millisekunden. Die Verzögerung τ, die durch die einstellbare Verzögerungsschaltung 92 vorgesehen ist, wird vorzugsweise so eingestellt, daß das Torsignal270 in einem Zeitpunkte erscheint, d. h. im mittleren Teil des entsprechenden Ausgangssignals 271 des Verstärkers, der mit einer aktivierten Photozelle verbunden ist.

Das Torsignal kann z. B. die Dauer von 100 Mikrosekunden haben. Damit ergibt sich eine kurze Koinzidenzzeit (bei 272 in Fig. 13) von der Größenordnung von 100 Miktbsekunden. Solange dauert etwa jeweils die, Potentialänderung, die an den Ausgangsklemmen der zugeordneten Torschaltungen in Erscheinung tritt.

Um die Betriebssicherheit der Vorrichtung zu gewährleisten, ist es wünschenswert, die Dauer der durch die Verzögerungsschaltung 92 geschaffenen Verzögerungszeit so einstellbar zu machen, daß die Koinzidenz etwa von der Art der in Fig. 13 gezeigten ist. Um eine solche Einstellung zu erleichtern, können Darstellungsmittel in der Form eines Oszülographen vorgesehen sein. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, ist der Oszillograph 273 von herkömmlichem Aufbau und besitzt eine Kathodenstrahlröhre 275 mit Vertikalablenkplatten 275 a, die mit einer Vertikalablenkschaltung 276 in Verbindung stehen, und Honzontalablenkplatten 275 b, die mit einem synchronisierbaren Horizontalablenk-Sägezahnoszillator 278 zusammengeschaltet sind. Die Eingangsklemme 276 a der Vertikalablenkschaltung 276 wird durch einen einstellbaren Mehrkontaktschalter 279 mit der Ausgangsklemme 86 eines der Verstärker A 6, A 8, A 10, A15, A c verbunden. Der Horizontalablenkoszillator 278 erhält als Synchronisiereingangsimpulse die Torimpulse, die auf dem Leiter 94 erscheinen.

Bei dieser Anordnung wird der Elektronenstrahl in der Kathodenstrahlröhre 275 jedesmal dann horizontal ausgelenkt (von links nach rechts, wenn der Schirm wie in Fig. S'bis 12 betrachtet wird), wenn ein Torsignal entsteht. Mit anderen Worten: Das kurzzeitige Torsignal 270 (Fig. 13) veranlaßt den Elektronenstrahl, beim Punkt A (Fig. 8) des Schirmes der Kathodenstrahlröhre beginnend, von links nach rechts zu wandern. Wenn der Schalter 279 mit dem Ausgang des Verstärkers A 6 verbunden ist, wie Fig. 7 zeigt, so schreibt der Elektronenstrahl eine gerade Linie 280 auf den Oszillographenschirm (F i g. 8), solange dieser Verstärker keinen Ausgangsimpuls erzeugt. Wenn man weiß, daß das Lochungsfeld eines Schriftstückes, das dem Lesekopf anliegt, eine Lochung an dem Kennzeichnungspunkt »6« aufweist, daß also die Photozelle PC 6 Licht erhält, dann wäre das Fehlen einer Anzeige des Oszillographen (F i g. 8) so zu deuten, daß entweder die Photozelle PC 6 versagt hat oder daß der Verstärker A 6 nicht richtig arbeitet.

Wenn andererseits der Linienzug auf dem Oszillographenschirm plötzlich zum Ende der Horizontalablenkzeit abfällt, wie in 281 (Fig. 9) angedeutet, und damit anzeigt, daß der Verstärker A 6 zu einem relativ spaten Zeitpunkt einen negativen Ausgangsimpuls erzeugt hat, dann deutet dies darauf hin, daß die Verzögerung zu kurz ist und das Torsignal bzw. Punkte in Fig. 9 zu früh nach dem Ausgangsimpuls der Photozelle PC 6 erfolgte. Dieser Zustand kann dann dadurch verbessert werden, daß auf eine größere. Verzögerung eingestellt wird.

Wenn weiterhin der Oszillograph ein Linienschema wiedergibt, wie bei 282 in Fig. 10 gezeigt, wo der Linienzug (zum Zeitpunkte) in einer relativ tiefen Lage beginnt und dann sofort ansteigt wie bei 282 a, so zeigt dies an, daß der negative Ausgangsimpuls des Verstärkers A 6 fast beendet ist, wenn das Torsignal auf dem Leiter 94 erscheint. Die Koinzidenz erfolgt demnach im Randgebiet, d. h., das Torsignal erscheint zu spät, und die Verzögerungszeit, die von der Verzögerungsschaltung in Fig. 11 geschaffen wird, ist zu lang. Auch dieser Zustand kann durch Nachstellen berichtigt werden.

Das bei 284 in Fig. 11 vom Elektronenstrahl des Oszillographen geschriebene Schema zeigt an, daß die Verzögerung richtig eingestellt ist. Mit anderen Worten, der plötzliche Anstieg des Linienzuges 284 versinnbildlicht die Hinterkante des Ausgangsimpulses vom Verstärker A 6 und bedeutet, daß das zum Zeit punkt A auf dem Leiter 94 erscheinende Torsignal in den Mittelteil des Ausgangsimpulses vom Verstärker A 6 fällt. Dies aber ist die richtige Betriebsbedingung entsprechend den Zeitrelationen in Fig. 13.

Der Wahlschalter 279 kann so eingestellt werden, daß die Ausgangsklemmen der fünf Verstärker A 6, A 8, A 10, A 15 und A c wahlweise an die Vertikalablenkschaltung 276 gelegt werden, so daß die Ausgangsimpulse aller Verstärker und der ihnen zugeordneten Photozellen in ihrer zeitlichen Relation zu den Torsignalen auf dem Leiter 94 einzeln betrachtet werden können. Eine derartige wahlweise Anschaltung mit Hilfe des Schalters 279 gestattet es ungelernten Arbeitskräften, nicht nur sicherzustellen, daß alle Ausgangsimpulse im richtigen Zeittakt·: erscheinen, sondern auch den Betriebszustand und die Empfindlichkeit der Lesephotozellen und der ihnen zugeordneten Verstärker festzustellen.

Die Widerstandsänderungen der Photozellea als Wirkung des Einfalls und Verschwindens von Licht sind relativ klein. Die verschiedenen den Photozellen nachgeschalteten Verstärker verstärken beträchtlich

die kleine Spanmmgsänderung, die durch die Widerstandsänderung hervorgerufen wird, beschneiden jedoch auch die verstärkte Spannung, um sie in eine Rechteckform mit flachem Impulsdach zu bringen. Dadurch wird sichergestellt, daß selbst bei Alterung der Photozellen und bei Änderung der Empfindlichkeit der verstärkenden Röhrengefäße mit fortschreitender Lebensdauer das Ausgangssignal der Verstärker gleichmäßig bleibt. Wenn allerdings die verschiedenen Lesephotozellen bzw. die zugeordneten Verstärker so schwach werden, daß der Begrenzungsvorgang nicht mehr stattfindet, dann könnte die Vorrichtung fehlerhafte Ausgangsimpulse erzeugen, obwohl sie äußerlich den Anschein geben würde, richtig zu arbeiten.

Dieser Zustand wird leicht durch den Oszillographen angezeigt, der in Fig. 7 dargestellt ist. Wenn die Ausgangsimpulse der verschiedenen Photozellen so schwach bzw. die Verstärkungsfaktoren der verschiedenen Röhren so klein geworden sind, daß der Begrenzungsvorgang nicht mehr stattfindet, dann erscheint auf dem Oszillographenschirm ein eine leichte Änderung aufweisender Linienzug, wie bei 285 in F i g. 12 gezeigt. Dies weist selbst eine ungelernte Bedienungsperson darauf hin, wann eine der Photozellen oder Röhren in den Verstärkern erneuert werden muß oder der Wartung bedarf.

Durch periodisches Weiterschalten des Wahlschalters 279 in alle seine Stellungen und durch Beobachten des Schemas, das auf dem Schirm des Oszillographen 275 erzeugt wird, kann ein fehlerhafter Zustand schon bei seinem Auftreten festgestellt und verbessert werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum maschinellen Lesen von auf einem Aufzeichnungsträger in je einem jeweils gleich großen Symbolfeld angebrachten, visuell lesbaren Symbolen mit einer Mehrzahl von Abtastelementen, durch die eine entsprechende Mehrzahl von Kennpunkten des Symbolfeldes abtastbar ist, wobei die Kennpunkte in einer vorbestimmten geometrischen Anordnung zueinander stehen und jeweils mindestens ein Kennpunkt entlang der Symbolkonfiguration vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der entlang der Symbolkonfiguration vorgesehene, der Symbolidentifizierung dienende Kennpunkt eine Lochung ist.

2. Einrichtung zum maschinellen Lesen von Zeichen, deren Symbolkonfiguration durch entlang dieser Konfiguration im Abstand voneinander angeordnete Lochungen, die ausgewählte Elemente derselben rechteckigen Symbolfeldmatrix sind, gebildet ist, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entlang der jeweiligen Symbolkonfiguration vorgesehenen Kennlochungen vorbestimmte Elemente der drei Spalten und sechs Zeilen aufweisenden Symbolfeldmatrix sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die potentiellen Kennlochungen den Elementen in der zweiten Zeile — rechte Spalte, dritten Zeile — mittlere Spalte, vierten Zeile — linke Spalte und fünften Zeile — rechte Spalte der Symbolfeldmatrix entsprechen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 383 910, 688 181;

deutsche Patentanmeldung M 9373 EX/43 a (bekanntgemacht am 29. 7.1954);

britische Patentschrift Nr. 752130;

belgische Patentschrift Nr. 556 991;

USA.-Patentschriften Nr. 2 682 043, 2 817 480; Feinwerktechnik, 1958, Heft 3, S. 81 bis 86;

NTZ, 1958, Heft 4, S. 210 bis 217, und Heft 5, S. 237 bis 244;

Proceedings of the IRE, Februar 1949, S. 139 bis 147;

ETZ, 1958, Heft 18, S. 617 bis 624, insbesondere S. 619.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

409 707/173 10.64 ® Bundesdruckerei Berlin