DE1207684B - Verfahren und Vorrichtung zur optischen Abtastung von Zeichen zu deren maschineller Erkennung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

G06k

Deutsche Kl.: 43 a - 41/03

Nummer: 1207 684

Aktenzeichen: J 26457IX c/43 a

Anmeldetag: 27. August 1964

Auslegetag: 23. Dezember 1965

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur optischen Abtastung von Zeichen zu deren Erkennung und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

In Maschinen zur maschinellen Erkennung von Zeichen ist die Qualität der Vorlage mit den zu erkennenden Zeichen vorgegeben und kann nicht wesentlich beeinflußt werden. Bei in gedruckter Form vorliegenden Zeichen verringert sich die Druckqualität im Laufe der Zeit, besonders, wenn bereits beim Drucken eine schlechte Qualität entsteht. Fehler in Form schwacher, unscharfer oder unterbrochener Linienzüge eines Zeichens und in Form von verschmutztem Untergrund und ungenauem Abstand der Zeichen voneinander sind bei gedruckten Vorlagen in verschiedenem Grade vorhanden. Der menschliche Leser kann über diese Schwierigkeiten auf Grund des Zusammenhanges des Textes hinwegkommen, falls alle anderen Versuche scheitern. Da eine Maschine keine Intelligenz besitzt, müssen die genannten Schwierigkeiten auf andere Weise beseitigt werden.

Bei einem Verfahren zur optischen Abtastung von Zeichen zu deren maschinellen Erkennung, bei dem der Leuchtfleck einer Kathodenstrahlröhre über ein optisches System auf die abzutastende Vorlage abgebildet und den Linienzügen eines Zeichens in aufeinanderfolgenden Kreisbögen mit abwechselnd kleinem und großem Radius nachgeführt wird derart, daß der Leuchtfleck beim Auftreffen auf einen Linienzug einen Halbkreis innerhalb der Breite des Linienzuges beschreibt und beim Verlassen des Linienzuges einen weiteren Halbkreis mit größerem Radius durchläuft, auf den beim erneuten Auftreffen des Leuchtflecks auf den Linienzug wieder ein innerhalb dessen Breite verlaufender Halbkreis folgt, wird das gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Radius des außerhalb des Linienzuges verlaufenden Kreisbogens vergrößert wird, wenn der Leuchtfleck nach dem Verlassen des Linienzuges innerhalb einer festgesetzten Zeit infolge einer Unterbrechung oder des regulären Endes des Linienzuges nicht erneut auf ihn trifft oder wenn das Auftreffen nicht ausgewertet wird, um die Identifizierung eines Zeichens mit einem geschlossenen Linienzug auch durch Abtasten innerhalb der von der geschlossenen Linie begrenzten Flächen zu ermöglichen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Verfahren und Vorrichtung zur optischen
Abtastung von Zeichen zu deren maschineller
Erkennung

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

Armonk, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,

Böblingen (Württ.), Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:

Evon Constantine Greanias, Chappaqua, N. Y.;

Philipp Francis Meagher,

Mahopac, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 3. September 1963
(306 119)

Fig. 1 das vollständige Blockschaltbild eines Konturenabtasters gemäß der Erfindung,

F i g. 2 Einzelheiten der sogenannten Schwarzausfall-Schaltung nach Fig. 1,

F i g. 3 Einzelheiten der Begrenzerschaltung nach Fig.l,

Fig. 4 ein Impulsdiagramm für eine der Betriebsarten der Schaltung nach F i g. 1,

F i g. 4 a ein Diagramm der Bewegung des Abtaststrahles bei der Betriebsart nach F i g. 4,

F i g. 5 ein Impulsdiagramm für die zweite Betriebsart der Schaltung nach Fig. 1,

F i g. 5 a ein Diagramm der Bewegung des Abtaststrahles während der Betriebsart nach F i g. 5.

Der in F i g. 1 gezeigte elektronische Konturenabtaster bildet den Leuchtfleck auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 210 durch eine geeignete Optik auf einem Dokument 213 ab, das ein gedrucktes Zeichen 213 α enthält. Das entweder vom Untergrund oder von dem weniger reflektierenden Zeichen reflektierte Licht gelangt zu der Photozelle 214, die die Bewegung des Elektronenstrahles in der Röhre so steuert, daß er dem Umriß des gedruckten Zeichens folgt. Die zeitliche Steuerung für die

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eigentliche Konturenverfolgung übernimmt der Oszil- folgen. Durch die Eingangssignale 208 a und 209 a

lator 200, der eine sinusförmige Spannung konstan- wird der Strahl zunächst an das Zeichen 213 a her-

ter Frequenz erzeugt, aus der durch den eine Pha- angeführt, damit dann die Konturenverfolgung ab-

senverschiebung von +10° bewirkenden Phasen- laufen kann. Ausgangssignale des Abtasters werden

schieber 201 und den eine Phasenverschiebung von S an den Klemmen 246 a und 247 a über Filter 246

+100° bewirkenden Phasenschieber 202 eine Ko- und 247 abgenommen und bilden zeitlich veränder-

sinus- und eine Sinusspannung erzeugt wird. Die so liehe Spannungsverläufe, die die grobe horizontale

erzeugten Kosinus- und Sinusspannungen gelangen und vertikale Bewegung des Strahles der Kathoden-

durch die steuerbaren Dämpfungsglieder 205 und strahlröhre beim Abtasten des Zeichenumrisses nach

203 in die Integratoren 206 bzw. 204. Die Dämp- io Ausfiltern der schnellen kreisförmigen Zitterbewe-

fungsglieder sind Verstärker mit steuerbarem Ver- gung darstellen.

Stärkungsfaktor, die drei unterschiedliche Pegel für Wie bereits angedeutet worden ist, kann jeder die Spannungsverstärkung aufweisen. Da der Inte- Fehler in der Form des abgetasteten Zeichens zu grator 204 als Eingangssignal die Funktion sin α einem Fehler bei dessen Identifizierung führen. Zum empfängt, ist sein integriertes Ausgangssignal die 15 Beispiel kann eine Unterbrechung an der Ecke der Funktion cos α. Das Eingangssignal des Integrators Zahl »7« den Abtaster veranlassen, nur den oberen 206 ist die Funktion cos χ und das Ausgangssignal waagerechten Linienzug abzutasten und den schräg die Funktion sin *. Diese Ausgangssignale der Inte- nach unten laufenden Linienzug auszulassen und so gratoren haben die gleiche Amplitude und Frequenz die Form falsch als Bindestrich oder Minuszeichen (sowie ein konstantes Phasenverhältnis), und wenn 20 zu identifizieren. Auf der anderen Seite könnte der sie über die Summenverstärker 208 und 209 den Abtaster nur den schräg nach unten verlaufenden horizontalen und vertikalen Ablenkschaltungen der Linienzug abtasten und ihn fälschlich als die Kathodenstrahlröhre 210 zugeführt werden, erzeu- Zahl »1« identifizieren. Um derartige Fehler auszugen sie eine kreisförmige Spur mit konstantem schalten, sieht die Erfindung eine sogenannte Durchmesser auf dem Schirm der Röhre. Die Um- 25 Schwarzausfall-Schaltung vor, die feststellt, daß bei kehrstufe 207 dient dazu, eine bevorzugte Drehung der Abtastung der Strahl nicht den schwarzen Bedes Strahles entgegen dem Uhrzeigersinn herbeizu- reich des Zeichens innerhalb einer 270° der Strahlführen. Wenn die kreisförmige Spur des Leucht- zeit entsprechenden Zeit nach dem letzten Verlasflecks der Kathodenstrahlröhre auf dem Dokument sen des schwarzen Bereichs des Zeichens geschnitten 213 abgebildet wird und das gedruckte Zeichen 213 a 3° hat. Die Tatsache, daß der Strahl einen 270° entschneidet, stellt die Photozelle 214 eine Änderung sprechenden Bogen im weißen Bereich beschreibt, des reflektierten Lichtes fest. Diese Änderung wird kann durch ein reguläres Strichende verursacht sein, im Verstärker 216 verstärkt und dem Begrenzer 217 bei dem die normal große kreisförmige Spur um das zugeführt, der bei jedem Übergang von Weiß zu Ende des Linienzuges verläuft, oder durch eine Schwarz einen Ausgangsimpuls erzeugt. Der Aus- 35 Unterbrechung, wie sie bezüglich der Ecke der »7« gangsimpuls des Begrenzers 217 wird von der nor- beschrieben worden ist. In allen Fällen, in denen malerweise vorbereiteten UND-Schaltung 218 durch- der Abtaststrahl innerhalb eines 270° entsprechengelassen und schaltet den monostabilen Multivibra- den Kreisbogens nach dem Verlassen des letzten tor 219 um. Dabei erzeugt dieser einen Ausgangs- schwarzen Bereichs des Zeichens nicht auf einen impuls, der 180° der sogenannten Strahlzeit oder 40 schwarzen Bereich trifft, versucht der Abtaststrahl, einer halben Periode des Oszillators 200 entspricht. jede vermutete Lücke durch Ausfahren eines be-Während der Dauer des Ausgangsimpulses des sonders großen Kreises zu überbrücken. Wenn ein monostabilen Multivibrators 219 wird die ODER- reguläres Linienende vorliegt, prüft der besonders Schaltung 266 über Leitung 270 erregt und veranlaßt große Abtastkreis das und nimmt, wenn er auf keiso die Dämpfungsglieder 203 und 205, ihren Ver- 45 nen weiteren Linienzug trifft, beim Auftreffen der Stärkungsfaktor zu reduzieren, um eine kleine kreis- entgegengesetzten Seite der Linie seine normale Abförmige Bewegung des Abtaststrahles zu erzeugen. tastoperation wieder auf. Bei Vorliegen eines Fehlers Durch diese kleine kreisförmige Bewegung wird der überbrückt der besonders große Abtastkreis die Abtaststrahl vollständig innerhalb des schwarzen Unterbrechung, trifft jenseits der Unterbrechung wie-Bereichs der das Zeichen definierenden Linie auf 5° der auf die Linie und fährt mit seiner normalen Vereiner Strecke, die 180° oder einem Halbkreis ent- folgung fort, als ob die Unterbrechung nicht vorhanspricht, bewegt. Wenn der Impuls des Multivibra- den gewesen wäre.

tors 219 endet, wird der normale Verstärkungsfak- In Fig. 4a, die den Überbrückungsvorgang vertor der Dämpfungsglieder wiederhergestellt und eine anschaulicht, wird der normale Abtastvorgang durch normal große kreisförmige Bewegung des Abtast- 55 die Spur von A nach B, B nach C, C nach D, D Strahles wieder eingeleitet, die dann beim nächsten nach E dargestellt. Auf diesem Linienzug beschreibt Auftreffen auf eine schwarze Stelle aufhört. Dadurch der Strahl einen normal großen Kreisbogen, wobei er wird der Strahl veranlaßt, dem Umriß des Zeichens den weißen Bereich von A bis B beleuchtet. Von B zu folgen, indem er nacheinander eine Folge von nach C verläuft der kleine Halbkreisbogen innerhalb miteinander verbundenen Kreisbögen durchläuft, die 60 des schwarzen Linienbereichs. Von C nach D beabwechselnd aus verschieden langen Bögen mit nor- wegt sich der Strahl wieder auf einer normalen Kreismalem Radius und diese verbindenden halbkreisför- spur, und von Ό bis E durchläuft er wieder den kleimigen Bögen eines kleineren Radius bestehen, wobei nen Halbkreis innerhalb des Linienzuges. Dies ist die die Normalbögen den weißen Bereich und die klei- normale Arbeitsweise des Abtasters. Wenn jedoch neren Bögen den schwarzen Bereich durchlaufen. 65 der Abtaststrahl den schwarzen Linienzug bei E ent-Durch abwechselndes Integrieren der beiden Span- gegen dem Uhrzeigersinn verläßt, trifft er auf keinen nungsverläufe verschiedener Amplitude wird der Linienzug. Beim Punkt F, den der Strahl nach Strahl dazu gebracht, dem Umriß des Zeichens zu Durchlaufen eines 270° entsprechenden Kreisbogens,

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gerechnet von E aus, erreicht, erfolgt die Entschei- aufgeladen, die über Dioden 283 oder 284 an eine dung, mit einem Kreisbogen mit großem Radius zu der Leitungen 285 und 286 gelegt werden. Die Leiprüfen. Der Abtaststrahl wird vom Punkt F ab wäh- tungen 285 und 286 führen zu monostabilen Multirend des Durchlaufens eines 180° entsprechenden vibratoren, die den Aufladestrom für den Konden-Bogens daran gehindert, einen schwarzen Bereich 5 sator 281 liefern. Normalerweise liefert einer der zu erkennen. Da der Übergang von Weiß zu Schwarz Multivibratoren Impulse, deren Impulsfrequenz ausdie kleine Kreisbewegung erzeugt, überquert der Ab- reicht, um zu verhindern, daß die Ladung auf dem taststrahl, der von F bis H keinen schwarzen Be- Kondensator diejenige Schwellspannung unterschreireich erkennen kann, bei G den Linienzug mit dem tet, bei der der Begrenzer 280 einen Ausgangsimpuls normalen Kreisbogen und bewegt sich dann weiter io erzeugt. Wenn jedoch innerhalb von 270° (Strahlzum Punkt H, wobei er seine frühere Bahn wieder zeit) nach der Beendigung des vorherigen Aufladedurchläuft. Am Punkt H wird der Radius des Kreis- impulses kein Aufladeimpuls empfangen wird, hat bogens vergrößert, und der Abtaststrahl ist dann der Kondensator sich so weit entladen, daß die wieder imstande, schwarze Bereiche zu erkennen. Ladung den Schwellwert des Begrenzers 280 unterWenn eine Unterbrechung in dem Linienzug enthal- 15 schreitet und so die Erzeugung eines Ausgangsten ist, trifft der Abtaststrahl am Punkt / auf den impulses ermöglicht, bis der nächste Impuls den Linienzug und nimmt seine normale Abtastoperation Kondensator wieder auflädt. Die Schwarzausfallwieder auf. Wenn ein reguläres Ende des Linien- Schaltung erzeugt also dann einen Ausgangsimpuls, endes vorliegt, setzt der Strahl seine große Kreisspur wenn die angeschlossenen monostabilen Multivibrafort und trifft am Punkt / wieder auf die Rückseite ao toren nicht innerhalb einer 270° entsprechenden Zeit des Linienzuges, wonach er seine Abtastoperation nach dem Ende des vorherigen Impulses umgeschalfortsetzt. Da gleichzeitig mit Unterbrechungen des tet werden.

Linienzuges auch Linienzüge schlechter Qualität auf- Ein weiterer Begrenzer, 217, wird noch näher betreten können, wird der Kontrast oder die Empfind- schrieben. Er erzeugt ebenfalls nur dann ein Auslichkeit der Schaltung zum Aufnehmen des Lichtes 25 gangssignal, wenn das Eingangssignal einen gegeaus dem den Punkt / umgebenden Bereich verstärkt, benen Schwellwert überschreitet (in positiver oder indem der Linienzug zu erwarten wäre, wenn eine negativer Richtung). Hier ist der Schwellwert jedoch Unterbrechung auftrat. nicht fest vorgegeben, sondern entsprechend der

Bevor nun die Schaltungen nach F i g. 1 in bezug bisherigen Arbeitsweise und entsprechend den vorauf die beschriebene Arbeitsweise untersucht wer- 30 ausgegangenen besonderen Bedingungen veränderden, ist es ratsam, zunächst die Ausdrücke zu defi- bar. Seine Funktion besteht darin, den Übergang nieren, mit denen die Bauteile der Anordnung be- vom weißen Untergrund zum schwarzen Bereich des zeichnet sind. Die gesamte zeitliche Steuerung ist, Zeichens leichter erkennbar zu machen,
obwohl die Arbeitsweise asynchron ist, auf die Die Dämpfungsglieder 203 und 205 sind Ver-Strahlzeit der Kathodenstrahlröhre oder, davon ab- 35 stärker mit veränderlichem Verstärkungsfaktor, geleitet, auf die Periode des Oszillators bezogen. deren drei feste Verstärkungspegel durch die Span-180° der Strahlzeit kennzeichnen also einen Vor- nungen auf den Leitungen 273 und 274 gesteuert gang, dessen zeitliche Dauer gleich der halben werden. Wenn auf keiner der Leitungen 273 und Periode des Oszillators ist, während welcher Zeit die 274 ein Signal vorliegt, ist der erste Verstärkungs-Kreisspur auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 40 faktor (z. B. 1), wirksam. Dieser Verstärkungsfakeinen 180° entsprechend* Bogen durchlaufen hat. tor 1 erzeugt den normal großen Abtastkreis, der den

Die in F i g. 1 verwendete Taktgebervorrichtung Strahl in dem weißen Bereich außerhalb des Linienfür den Grundtakt ist ein monostabiler Multivibra- zuges des Zeichens führt. Eine Spannung auf Leitor, der in einen zweiten, unstabilen Zustand von tung274 reduziert den Verstärkungsfaktor unter 1 feststehender Dauer übergeht, wenn an seinen Ein- 45 und führt zur Erzeugung des kleinen Abtastkreises gang eine Schaltspannung angelegt wird. Die hier innerhalb des schwarzen Bereichs des Linienzuges, verwendeten monostabilen Multivibratoren sind im Schließlich hebt ein Signal auf Leitung 273 den Verallgemeinen kapazitiv mit der Schaltimpulsquelle ge- Stärkungsfaktor über den Wert 1 an, und es entsteht koppelt und können entweder durch die Vorder- der besonders große Abtastkreis. Wie man sieht, oder durch die Rückflanke des Schaltimpulses um- 50 werden diese Steuerwirkungen niemals gleichzeitig geschaltet werden. Eine Folge von monostabilen ausgeübt, da sie einander ausschließen.
Multivibratoren kann daher aufeinanderfolgende Die übrigen Schaltungselemente von F i g. 1 geben Vorgänge zeitlich steuern, indem jeder von ihnen an schon durch ihre Namen nicht nur ihre Funktion in den ihm in der Kette vorausgehenden Multivibrator der Schaltung, sondern auch ihren Aufbau an, da es angeschlossen wird, um durch die Rückflanke des 55 sich dabei um in der Technik digitalen Rechenma-Impulses betätigt zu werden. scfiinen bekannte Elemente handelt. Um die Erfin-

Eine zweite in F i g. 1 verwendete Taktgebervor- dung nicht zu verdecken, sind bestimmte Elemente

richtung ist die Kombination aus einem Konden- absichtlich weggelassen worden. Zum Beispiel sind

sator, einem Widerstand und einem Begrenzer, die keine Stromquellen gezeigt worden. Weiter sind z. B.

in Fig. 1 als Schwarzausfall-Schaltung bezeichnet 60 Verstärker oder andere Kopplungselemente nicht

und in Fig. 2 im einzelnen dargestellt ist. Diese dargestellt worden, da ein Fachmann sie von sich

Schaltung enthält den Begrenzer 280 (F i g. 2), eine aus einsetzen würde, wenn er feststellte, daß z. B. die

Vorrichtung, die nur dann ein Ausgangssignal er- Belastung irgendeines Elementes dessen Leistungs-

zeugt, wenn das Eingangssignal einen vorher- fähigkeit überschreitet.

bestimmten Spannungspegel (positiv oder negativ) 65 Die Schaltungen, die die eben beschriebenen

überschreitet. In der Schwarzausfall-Schaltung 250 Abtastvorgänge bewirken, sind in F i g. 1 dargestellt.

(F i g. 2) wird der Kondensator 281 über den Wider- Es sei zunächst die Wirkungsweise der sogenannten

stand 282 entladen und durch positive Spannungen Schwarzausfall-Schaltung 250 beschrieben. Diese

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Schaltung ist an den Ausgang des monostabilen MuI- jenseits der Unterbrechung. Beim Ende des Austivibrators 219 angeschlossen und erzeugt ein Aus- gangsimpulses des Multivibrators 251 am Punkt H gangssignal, wenn der Multivibrator 219 (oder der wird der besonders große Überbrückungsabtastkreis Multivibrator 268) nicht innerhalb einer 270° ent- eingeleitet. Die Rückflanke des Impulses aus dem sprechenden Zeit nach dem Ende des vorhergehen- 5 Multivibrator 251 schaltet einen monostabilen Mulden Impulses wieder umgeschaltet wird, wie es vor- tivibrator 257 um, dessen Impulsdauer 45° der stehend erläutert worden ist. Der Multivibrator 219 Strahlzeit beträgt. Die Hinterflanke des Impulses des liefert normalerweise die Ladung, die in dem Kon- Multivibrators 257 stößt einen monostabilen Multidensator der Schwarzausfall-Schaltung 250 während vibrator 258 an, dessen Impusdauer 90° der Strahlder Zeit verlorengegangen ist, in der der Strahl den io zeit entspricht. Der Ausgangsimpuls des Multivibraweißen Bereich abtastet (Multivibrator 219 im sta- tors 258 wird über die Leitung 277 wieder dem Bebilen Zustand). grenzer 217 zugeführt, um dessen Schwellwert zu

Auf dem Weg des Strahles von Punkt Z? bis senken und dem Schwarz-Pegel anzunähern, damit Punkt F (Fig. 4 a) wird jedoch der Multivibrator 219 ein durch einen schlechten Linienzug erzeugter nicht betätigt. Daher erzeugt der Begrenzer in der 15 schwacher Impuls einen Ausgangsimpuls bewirken Schwarzausfall-Schaltung einen Ausgangsimpuls, der kann. Der Pegel des Begrenzers 217 wird also wähden monostabilen Multivibrator 251 umschaltet, des- rend einer Strahlzeit von 90° verändert, die von sen Impulszeit 180° der Strahlzeit entspricht. Der dem Augenblick an gerechnet wird, in dem der Ab-Multivibrator 251 wird daher, wenn der Strahl den taststrahl vom Punkt H aus einen 45° entsprechen-PunktF erreicht, umgeschaltet und erzeugt einen 20 den Bogen im Gegenuhrzeigersinn durchlaufen hat Impuls, der endet, wenn der Strahl den Punkt H er- und in deren Mitte das erwartete Auftreffen erfolgt, reicht. Wenn der Multivibrator 251 umgeschaltet Die zeitliche Steuerung der verschiedenen Bauhat, sperrt die Umkehrstufe 252 über die ODER- gruppen von F i g. 1, die bei der Ausführung der Schaltung 253 die UND-Schaltung 218, um' die Uberbrückungsoperation oder bei der Prüfung auf Weiterleitung des Schwarz-Signals das beim Auf- 25 ein reguläres Linienende bei einem Weg des Abtreffen auf den Linienzug bei G entsteht, zu verhin- taststrahls nach F i g. 4 a zeigt, wirksam sind, ist dem. Hierdurch wird der Strahl von Punkt G bis graphisch in dem Zeitdiagramm der Fig. 4 darge-Punkt E daran gehindert, einen schwarzen Bereich stellt. Das Signal »Video 216« stellt das Ausgangszu erkennen, indem verhindert wird, daß ein Schalt- signal der Photozelle dar, das am Ausgang des Verimpuls über die UND-Schaltung 218 zum Multi- 30 stärkers 216 erscheint, und es wird der Deutlichkeit vibrator 219 gelangt. Wenn der Impuls aus dem halber angenommen, daß es sich dabei um ein ein-Multivibrator 251 nach 180° (Punkt H) endet, ist die faches Schwarz- oder Weiß-Signal mit scharfem Schwarzausfall-Schaltung immer noch wirksam. Das Übergang handelt. Das Ausgangssignal des Begren-Fehlen eines Impulses aus dem Multivibrator 251 zers 217 ist als einfacher Impuls dargestellt, obwohl wird in der Umkehrstufe 254 invertiert und bewirkt 35 es in Wirklichkeit etwas komplizierter ist. Jeder Imin Verbindung mit dem Ausgangsimpuls aus der puls des Begrenzers 217 erscheint am Ausgang der Schwarzausfall-Schaltung 250 über die UND-Schal- UND-Schaltung 218, ausgenommen bei G, wo die tung 255, die ODER-Schaltung 256 und die Leitung UND-Schaltung schwarzunempfindlich gemacht wird, 273, daß die Dämpfungsglieder 203 und 205 den wie oben erläutert. Jedes Ausgangssignal der UND-Verstärkungsfaktor erhöhen und den großen Abtast- 4° Schaltung 218 stößt den monostabilen Multivibrator kreis erzeugen. Diesen großen Abtastkreis beschreibt 219 an, dessen Ausganglimpuls immer 180° der der Abtaststrahl so lange, bis er entweder am Strahlzeit entspricht. Die UND-Schaltung 218 wird Punkt / oder am Punkt J auf den Linienzug trifft. Da bei G für die Zeit blockiert, in der der monostabile in beiden Fällen die Arbeitsweise gleich ist, ist es für Multivibrator 251 über die ODER-Schaltung 253 die Betrachtung der Schaltung gleichgültig, wo das 45 wirksam wird.

Auftreffen erfolgt. Wenn der Impuls aus dem mono- Von Punkt A bis Punkt E findet die normale Abstabilen Multivibrator 251 endet (an Punkt H), tastoperation statt mit abwechselnden weißen und macht die Umkehrstufe 252 über die ODER-Schal- schwarzen Bereichen und normal großen und kleitung253 die UND-Schaltung 218 wieder wirksam, nen Abtastkreisen, die durch das Fehlen bzw. Vordamit jedes Auftreffen auf einen schwarzen Bereich 50 liegen eines Impulses des monostabilen Multivibranach Überstreichen des Punktes H den monostabilen tors 219 gesteuert wird, der über die ODER-Schal-Multivibrator 219 anstoßen kann. Durch das Auf- tung 266 die Dämpfungsglieder 203 und 205 steuert, treffen auf den Linienzug am Punkt/ oder / wird Von Punkt £ bis Punkt F (270°) erfolgt kein Aufdaher der Multivibrator 219 betätigt und damit die treffen auf einen schwarzen Bereich, so daß die Schwarzausfall-Schaltung 250 zurückgestellt. Der 55 Steuerung der Schwarzausfall-Schaltung 250 den Multivibrator 219 leitet über die ODER-Schaltung Schwellwert unterschreitet, um den im Zeitdiagramm 266 den kleinen Abtastkreis für die nachfolgende als »Ausgangsimpuls« dargestellten Impuls von F ab normale Betriebsart ein. Durch die Rückstellung der einzuleiten. Da der Impuls der Schwarzausfall-Schal-Schwarzausfall-Schaltung sperrt die UND-Schaltung tung den monostabilen Multivibrator 251 bei F um- 255, und damit wird der vergrößerte Verstärkungs- 60 schaltet, ist die UND-Schaltung 255, die durch das faktor der Dämpfungsglieder 203 und 205 wieder Fehlen eines Impulses des monostabilen Multivibraverringert, um nicht mit der durch den Impuls des tors 251 (über die Umkehrstufe 254) vorbereitet Multivibrators 219 ausgeübten Steuerfunktion für worden ist, wegen des Vorliegens des Impulses des den kleinen Kreis in Konflikt zu geraten. Multivibrators 251 der dem Punkt F entsprechenden

Ein weiteres Merkmal der Schaltung nach Fig. 1 65 Zeit immer noch vorbereitet. Zum Zeitpunkt H

zum Überbrücken einer Unterbrechung eines Zei- schaltet der Multivibrator 251 jedoch zurück, und

chens ist die Verstärkung des Konstrastes im Be- die Schwarzausfall-Schaltung 250 bleibt wirksam, so

reich eines erwarteten Auftreffens auf den Linienzug daß die UND-Schaltung 255 dann durchlässig wird,

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um die Dämpfungsglieder 203 und 205 (über die schaltung 262 ein, und diese bleibt eingestellt, bis sie ODER-Schaltung 256) auf die volle Verstärkung zu durch einen Impuls rückgestellt wird, der bei Bebringen, damit der besonders große Abtastkreis von endigung der Innenabtastung an die Buchse 262 a Punkt H aus erzeugt wird, bis der Strahl jenseits der gelegt wird. Beim Übergang der bistabilen Kipp-Unterbrechung bei Punkt / auf den Linienzug trifft. 5 schaltung 262 aus dem »Aus«- in den »Ein«-Zustand Bei Punkt / wird der Schwarz-Impuls des Videover- wird die bistabile Kippstufe 263 eingestellt. Die stärkers 216 durch den Begrenzer 217 festgestellt Kippstufe 263 kann also erst dann erneut eingestellt und über die UND-Schaltung 218 weitergeleitet (da werden, wenn die Kippstufe 262 rückgestellt und die Sperrung des Multivibrators 251 zum Zeit- wieder eingestellt worden ist. Durch diese VerbinpunktZf endet, um den Multivibrator 219 umzu- io dung wird sichergestellt, daß für jedes einzelne von schalten, der dann den Kondensator in der Schwarz- den logischen Schaltungen erzeugte Signal nur eine ausfall-Schaltung 250 wieder auflädt und sie dadurch einzige Überquerung erfolgt. Die bistabile Kippstufe unwirksam macht und die UND-Schaltung 255 Flip-Flop 263 in Verbindung mit dem nächsten Aussperrt, wodurch der große Abtastkreis beendet wird. gangsimpuls der Begrenzerschaltung 217 (beim näch-Der monostabile Multivibrator 219 erzeugt den 15 sten Auftreffen auf den Linienzug) veranlaßt die kleinen Abtastkreis der normalen Abtastung, und UND-Schaltung 264, ein Ausgangssignal zu erzeuder Zyklus läuft weiter, als ob der Linienzug nicht gen und den monostabilen Multivibrator 265 umzuunterbrochen gewesen wäre. Wenn keine Unter- schalten, dessen Impulsdauer 270° beträgt. Gleichbrechung, sondern ein reguläres Ende des Linien- zeitig wird der Multivibrator 219 (Impulsdauer 180°) zuges vorgelegen hätte, wäre der große Abtastkreis 20 umgeschaltet. 180° lang liefern sowohl der Multivibei / nicht auf einen schwarzen Bereich getroffen brator219 als auch der Multivibrator 265 der und nach / weitergewandert. Die einzige Auswirkung ODER-Schaltung 266 ein Eingangssignal, um die (abgesehen von der Kontrastverstärkung) wäre dann Dämpfungsglieder 203 und 205 zu veranlassen, ihren die Verzögerung der bei / im Zeitdiagramm gezeig- Verstärkungsfaktor zu reduzieren und einen kleinen ten Vorgänge um 180° gewesen. Die Kontraster- 25 Abtastkreis zu erzeugen. Der Multivibrator 265 setzt höhung im Bereich eines zu erwartenden Auftreffens die Steuerung für eine weitere Periode von 90° fort, auf einen schwarzen Bereich bei / wird durch den Der Strahl tritt daher in den Linienzug ein, wanmonostabilen Multivibrator 258 gesteuert, der eine dert 180° lang innerhalb des Linienzuges, tritt aus Impulsdauer von 90° hat und durch die Rückflanke dem Linienzug aus und bewegt sich weitere 90° mit des Ausgangsimpulses des monostabilen Multivibra- 30 dem kleinen Abtastkreis im weißen Bereich. Bei Betors 257 (Impulsdauer 45°) umgeschaltet wird. Der endigung des Impulses des Multivibrators öffnet die Multivibrator 257 wird durch die Rückflanke des Impulsrückflanke in Verbindung mit dem »Ein«-Zu-Ausgangsimpulses des Multivibrators 251 umgeschal- stand der bistabilen Kippstufe 263 die UND-Schaltet. Wenn also der monostabile Multivibrator 251 tung 267, um die bistabile Kippstufe 269 in den zum Zeitpunkt H zurückkippt, wird der monostabile 35 »Ein«-Zustand zu bringen und außerdem einen Multivibrator 257 für die Dauer von 45° umgeschal- monostabilen Multivibrator 268 mit einer Impulstet. Anschließend kippt der Multivibrator 251 zu- dauer von 180° umzuschalten. Die bistabile Kipprück, und der Multivibrator 258 wird für die Dauer stufe 269 erzeugt über die ODER-Schaltung 256 von 90° umgeschaltet, um den Kontrast zu erhöhen. einen besonders großen Abtastkreis, so daß der Die Kontrasterhöhung während 90° schließt das Er- 40 Strahl den Linienzug durchbricht. Um zu verhindern, reichen des Punktes / durch den Abtaststrahl ein, an daß beim Auftreffen auf den schwarzen Teil der dem ein Auftreffen auf einem schwarzen Bereich zu monostabile Multivibrator 219 umgeschaltet wird, ist erwarten wäre, wenn der große Abtastkreis durch der monostabile Multivibrator 268 über die Umkehreine Unterbrechung des Linienzuges eingeleitet wor- stufe 259 und die ODER-Schaltung 253 mit der den wäre. 45 UND-Schaltung 218 verbunden, damit der Begren-Eine zweite Anwendung für den besonders großen zerimpuls nicht durchgelassen wird. Diese Schwarz-Abtastkreis besteht darin, den Linienzug einer ge- unempfindlichkeit besteht während 180°, und zwar schlossenen Ziffer zu überqueren, wie z. B. um »0« von 90° vor bis 90° nach dem Augenblick, in dem oder »8« zu trennen. Diese Überquerung eines der Strahl den Linienzug überquert. Der monostabile Linienzuges kann nötig sein, um die Identität eines 50 Multivibrator 268 ist außerdem mit der Schwarzaus-Zeichens positiv festzustellen, z. B. um eine Zwei- fall-Schaltung 250 gekoppelt, um zu verhindern, daß deutigkeit zwischen einer »8« und einer »0« zu be- diese ihr oben beschriebenes Programm der Überheben, wobei der einzige Unterschied in der äußeren brückung durch den großen Abtastkreis einleitet. Form der beiden Ziffern in den Einbiegewinkeln in Dieser gleiche Multivibrator 268 schaltet die bider Mitte der Seiten der »8« besteht. Die Innenab- 55 stabile Kippstufe 263 in den »Aus«-Zustand, wenn tastung verhilft dann zum Feststellen der Zwei- er zurückkippt (bewirkt durch die Impulsrückflanke), teilung der »8« im Gegensatz zu der unverengten und erzeugt daher nur einen einzigen Überquerungs-Innenfläche der »0«. Ob eine Innenabtastung nötig zyklus. Wenn nun der Strahl, der jetzt an der Innenist, wird durch die logischen Schaltungen bestimmt seite des Linienzuges ist, den Linienzug das nächste und als Signal mit der Bezeichnung »Von den logi- 60 Mal übertrifft, wird das Ausgangssignal des Besehen Schaltungen« der Buchse 261a zugeführt. grenzers217 durch die UND-Schaltung 218 (da der Wenn gleichzeitig mit diesem Signal kein Impuls Multivibrator 268 jetzt rückgestellt ist) weitergeleitet des Multivibators 219 (über die Leitung 272 und die und schaltet den Multivibrator 219 um, um die nor-Umkehrstufe 260) vorliegt, erzeugt die UND-Schal- male Kleinkreisabtastung über die ODER-Schaltung rung 261 ein Ausgangssignal, wenn sich der Abtast- 65 266 wiederaufzunehmen. Die Vorderflanke des Imstrahl im weißen Bereich außerhalb des Zeichens pulses des Multivibrators 219 schaltet außerdem die befindet und den normal großen Kreis durchläuft. bistabile Kippstufe 269 über die Leitung 271 in den Die UND-Schaltung 261 stellt die bistabile Kipp- »Aus«-Zustand, um durch Sperren der ODER-Schal-

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tung 256 den erhöhten Verstärkungsfaktor der bilen Multivibratoren abhängig ist, wirken sich Dämpfungsglieder 203 und 205 zur Erzeugung des geringfügige Abweichungen in deren relativer Begroßen Abtastkreises wieder zu verringern. Die Ab- triebszeit nicht kumulativ aus. Die Schaltungen brintastung verläuft nun auf der Innenseite des geschlos- gen sich alle in bezug auf die Strahlzeit selbst in die senen Zeichens mit abwechselnden normal großen 5 richtige Phase durch die Verbindungen mit dem und kleinen Kreisen. Dieser Wechsel wird nur monostabilen Multivibrator 219 bzw. mit dem Beunterbrochen durch große Abtastkreise zum Über- grenzer217, die beide durch den Übergang von brücken von Unterbrechungen, falls das nötig sein Weiß auf Schwarz, der der Strahlzeit angeglichen ist, sollte. betätigt werden. Obwohl dieser Übergang bei jeder

Die zeitliche Steuerung der Baugruppen für die io beliebigen Winkellage des Strahles erfolgen kann,

Strahlführung, deren Arbeitsweise vorstehend be- sind die Schaltungen stets mit dem Strahl richtig in

schrieben worden ist, ist in F i g. 5 a bzw. 5 darge- Phase.

stellt. Die normale Abtastung verläuft also wie oben Die zeitliche Steuerung aller Baugruppen nach mindestens von Punkt K bis Punkt M. Wenn wäh- F i g. 1 und ihre Einwirkung auf die Strahlspur ist rend der Zeit, in der der Strahl von L bis M wan- 15 im einzelnen dargestellt worden einschließlich der dert, ein Signal aus der logischen Schaltung an der Kontrasterhöhung im Bereich eines erwarteten Auf-Klemme 261 α empfangen wird, wird die UND- treffens auf eine schwarze Stelle nach einer verSchaltung 261 vorbereitet, wenn der Multivibrator muteten Unterbrechung eines Linienzuges in dem 219 das nächste Mal (gleichzeitig mit einem Über- Zeichen. Diese Kontrasterhöhung ist eine Aufgabe gang von Schwarz zu Weiß) bei Punkt M zurück- 20 des Begrenzers 217, der noch mehrere andere Aufkippt. Die bistabilen Kippschaltungen 262 und 263 gaben hat, die nachstehend erläutert werden sollen, schalten beide zum Zeitpunkt M um. Beim nächsten Gemäß F i g. 3, die das genaue Schaltbild des BeImpuls des Begrenzers 217 (Zeitpunkt N) wird die grenzers 217 zeigt, wird das verstärkte Video-EinUND-Schaltung 264 durchlässig und schaltet den gangssignal über die Leitung 275 zugeführt, und monostabilen Multivibrator 265 um. Dessen Aus- 25 zwar verläuft es positiv für das Weiß-Signal und gangssignal liegt während 270° an der ODER-Schal- negativ für das Schwarz-Signal. Das positive Weißtung 266, um einen kleinen Abtastkreis bis zum Signal gelangt über die Diode D₁, den Widerstand R₁ Punkt P der Spur zu erzeugen. Die Rückflanke des und den Kondensator C₁ zum negativen Pol -F₁ Impulses des Multivibrators 265 und der »Ein«-Zu- der Spannungsquelle. Dieses Weiß-Signal lädt infolge stand der bistabilen Kippschaltung 263 erzeugen 30 der kleinen Zeitkonstante R₁C₁ den Kondensator C₁ einen kurzzeitigen Ausgangsimpuls der UND-Schal- rasch auf einen Spannungspegel auf, der dem Retung267, um den monostabilen Multivibrator 268 flexionsvermögen des weißen Untergrandes entumzuschalten und die bistabile Kippstufe 269 einzu- spricht. Der Kondensator C₁ entlädt sich langsam stellen. Diese Kippstufe erzeugt über die ODER- über die Widerstände R₂ und i?₃; die Entladungszeit-Schaltung 256 einen besonders großen Abtastkreis, 35 konstante entspricht drei bis vier Perioden des bis sie rückgestellt wird. Der monostabile Multivibra- Oszillators 200 (Fig. 1) oder Umläufen des Abtasttor 268 (Impulsdauer 180°) sperrt die UND-Schal- Strahles. Da bei einer normalen Abtastung der Strahl tung 218 während eines 180° entsprechenden Zeit- den weißen Untergrund jeweils für etwa 180° der Intervalls, während der Strahl hinter dem Punkt P Strahlzeit überstreicht, speichert der Kondensator C₁ den Linienzug überquert. Die Rückflanke des Im- 40 eine Ladespannung, die das durchschnittliche Repulses des Multivibrators 268 stellt die bistabile flexionsvermögen des Untergrundes darstellt, und Kippstufe 263 zurück und verhindert so ein weiteres folgt langsamen Änderungen in dessen Refiexions-Uberqueren des Linienzuges. Beim nächsten Auf- vermögen.

treffen auf den schwarzen Bereich beim Punkt S ist Ein vorherbestimmter Teil (proportional dem Verdie UND-Schaltung 218 durchlässig, und daher kann 45 hältnis der Werte der Widerstände R₂ und R₃) der der Schwarz-Impuls des Begrenzers den monosta- Ladespannung des Kondensators C₁ wird der Basis bilen Multivibrator 219 umschalten, wodurch die bi- des PNP-Transistors T₁ zugeführt, der als Emitterstabile Kippstufe 269 rückgestellt und der große folgestufe zwischen der negativen Spannungsquelle Kreis nicht weiter durchlaufen wird. Der Multivibra- — V₁ und in Reihe mit dem Lastwiderstand R₁₀, an tor 219 kann daher die Erzeugung des kleinen Krei- 50 den die Ausgangsleitung angeschlossen ist, zwischen ses der normalen Abtastung steuern. Zu diesem der positiven Spannungsquelle + F₂ liegt. Die Emit-Zeitpunkt werden alle Schaltungen mit Ausnahme terfolgeschaltung wiederholt also die Spannungsder bistabilen Kippstufe 262 rückgestellt. Die Kipp- Schwankungen des Kondensators C₁, ohne dessen stufe 262 bleibt im »Ein«-Zustand, und da sie nur Entladungskreis zu belasten, und erzeugt eine verdie bistabile Kippstufe 263 durch einen Übergang 55 änderliche Grandspannung für den Kondensator C₂. aus dem »Aus«- in den »Ein«-Zustand umschalten Der Kondensator C₂ wird durch das Schwarz-Videokann, kann die Kippstufe 263 erst dann umgeschaltet signal aufgeladen, das gegenüber dem Weiß-Signal werden, wenn die Kippstufe 262 rückgestellt und negativ ist. Dieser Aufladevorgang erfolgt von der wieder in den »Ein«-Zustand geschaltet wird, um positiven Ausgangsleitung der Emitterfolgestufe aus einen weiteren Zyklus einzuleiten. Die bistabile 60 über den Kondensator C₂, den Widerstand R_i und Kippstufe 262 wird am Ende des Erkennungszyklus die Diode D₂ zu der Leitung 275, die ein relativ rückgestellt. negatives Potential aufweist während der Zeit, in der

Man sieht also, daß die verschiedenen Schal- der Abtaststrahl innerhalb des schwarzen Teils des

tungen im wesentlichen asynchron arbeiten, denn Linienzuges abtastet. Die Zeitkonstante der Kombi-

keine Haupttaktgeberschaltung erzwingt die gemein- 65 nation aus C₂ und i?₄ ist kurz genug, um die voll-

same Betätigung der benötigten Elemente. Aber ob- ständige Aufladung des Kondensators C₂ zu ermög-

wohl die Aufeinanderfolge der verschiedenen Vor- liehen, während der Abtaststrahl sich im schwarzen

gänge von der relativen Betriebszeit der monosta- Bereich bewegt. Den Entladekreis für den Konden-

satorC₂ bilden die in Reihe geschalteten Widerstände R₅, R₆ und A₇; die Zeitkonstante dieser Entladestrecke ist gleich etwa der halben Periode des Oszillators (einem halben Umlauf des Strahles). Das Ausgangssignal des Begrenzers wird am Verbindungspunkt der Widerstände R₅ und R₀ abgegriffen und auf der Leitung 276 weitergeleitet. Es stellt einen Teil der Ladung des Kondensators C₂ dar.

Während der normalen Abtastung folgt die Ladung des Kondensators C₁ den langsamen Änderungen im Reflexionsvermögen des weißen Untergrundes und bildet einen Bezugswert, mit dem das Schwarz des Linienzuges des Zeichens verglichen wird. Während der Strahlwanderung im weißen Bereich ist der Kondensator C₂ nahezu vollständig entladen (wegen der kurzen Zeitkonstante seines Entladekreises). Beim Auftreffen auf den schwarzen Zeichenrand wird das Potential der Leitung 275 negativer und ein Aufladestrom für C₂ fließt durch A₄ und macht den Abgriff des Widerstandes R₅ negativ im Vergleich zum unteren Ende des Widerstandes R₁. Diese Spannungsdifferenz über R₅, R₆ und R₇ stellt sich in der Ausgangsleitung als scharfer negativ verlaufender Ausgangsimpuls dar, der auf die postive Spannung der Ausgangsklemme der Emitterfolgestufe abfällt, während der Kondensator C₂ schnell seine Ladung aufnimmt. Wenn der Abtaststrahl bereit ist, den Linienzug zu verlassen, hat der Kondensator C₂ nahezu seine volle Aufladung erreicht, und daher werden Schwarz- und Weißungleichförmigkeiten am Rand des Linienzuges außer acht gelassen. Wenn die Leitung 275 eine positivere Spannung erreicht, sperrt die Diode D₂ den Stromzufluß. Der Kondensator C₂ verliert seine Ladung während der Weiß-Periode und ist daher für das erneute Auftreffen des Abtaststrahles auf den Linienzug vorbereitet.

Wenn während der Suche nach einem Zeichen der Abtaststrahl vollständig innerhalb des weißen Untergrundbereiches ist, akkumuliert der Kondensator C₁ seine Ladung, um das durchschnittliche Reflexionsvermögen des Untergrundes wiederzugeben. Während der Suchzeit macht jedoch eine an die Klemme 217 a gelegte Spannung den NPN-Transistor T₃ leitend und schaltet dadurch den Widerstand R₉ in den Stromkreis ein. Durch die Einschaltung dieses Widerstandes zwischen die Spannungsquelle — V₁ und die Basis des Transistors T₁ wird die Basisspannung dieses Transistors gesenkt (mehr negativ oder weniger positiv gemacht), damit so der Pegel des Begrenzers dem Schwarz-Pegel angenähert wird. Hierdurch wird während der Suche die Empfindlichkeit für Schwarz verringert, damit nicht durch kleine Verschmutzungen und durch sonstige Störsignale eine falsche Abtastoperation eingeleitet wird. Wenn der Strahl beim Suchvorgang auf das Zeichen trifft, wird der Transistor T₃ durch Stromloswerden der Buchse 217 a abgeschaltet, und der normale Abtastvorgang läuft ab.

Wenn das Ende eines Linienzuges oder eine vermutete Unterbrechung auftritt und mit dem vergrößerten Abtastkreis gearbeitet wird, um auf das Ende des Linienzuges zu prüfen oder um zu versuchen, den Fehler zu überbrücken, wird der monostabile Multivibrator 258 (F i g. 1) für 90° umgeschaltet; diese Periode schließt das erwartete Auftreffen auf einen schwarzen Bereich mit ein. Bei Vorliegen einer Unterbrechung des Linienzuges ist die Druckqualität an den Rändern der Unterbrechung verdächtig. Um jede mögliche Verschlechterung der Druckqualität zu kompensieren, wird der 90°-Impuls des Multivibrators 258 über die Leitung 277 dem Transistor T₄ zugeführt und macht ihn leitend; dadurch wird dessen niedrige Impedanz mit dem Widerstand R₁ parallel geschaltet und das effektive Spannungsteilerverhältnis verändert. Das Potential der Leitung 276 wird daher dem Weiß-Pegel angenähert. Infolge dieser Verschiebung können während der Periode, in der ein Auftreffen auf einen Linienzug erwartet wird, schwächere Schwarz-Signale festgestellt werden.

Der Begrenzer 217 hat also einen selbstkompensierenden Pegel, der dem integrierten Reflexionsvermögen des weißen Untergrundes angepaßt wird und das Schwarz-Signal mit diesem durchschnittlichen Reflexionsvermögen des Untergrundes vergleicht. Außerdem verringert der Begrenzer seine Empfindlichkeit, solange der Strahl den schwarzen Bereich des Linienzuges überstreicht, um keine falschen »Treffer« zu erzeugen, wenn der Strahl den schwarzen Linienzug verläßt und beim Übergang verschmutzte Stellen überstreicht. Schließlich wird der Pegel des Begrenzers während des Suchvorgangs und des Abtastens mit großem Kreis durch externe Steuerungen beeinflußt.

Die hier beschriebene Konturenabtastanordnung sieht also außer dem normalen Abtastvorgang einen extra großen Abtastkreis vor, der benutzt wird, um auf reguläre Enden von Linienzügen zu prüfen sowie um Fehler in der Form der abgetasteten Kontur zu überbrücken und um den Linienzug zu überqueren und Innenflächen abzutasten, wenn das nötig ist. Während der Überbrückung von fehlerhaften Stellen wird die Empfindlichkeit des Begrenzers so verändert, daß der Kontrast erhöht wird, damit jeder schlechte Abdruck festgestellt werden kann. Hierdurch wird es ermöglicht, auch solche Zeichen, die bisher von einer automatischen Lesemaschine nicht richtig gelesen werden konnten, zu lesen. Der diese Verbesserungen enthaltende Konturenabtaster erzeugt zeitlich veränderliche Signale, die eine getreue Wiedergabe der Form des abgetasteten Zeichens sind. Zeichenfehler, Verschmutzungen des Untergrundes und schlechte Druckqualität werden durch die hier beschriebene Anordnung weitgehend unwirksam gemacht.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur optischen Abtastung von Zeichen zu deren maschineller Erkennung, bei dem der Leuchtfleck einer Kathodenstrahlröhre über ein optisches System auf die abzutastende Vorlage abgebildet und den Linienzügen eines Zeichens in aufeinanderfolgenden Kreisbögen mit abwechselnd kleinem und großem Radius nachgeführt wird derart, daß der Leuchtfleck beim Auftreffen auf einen Linienzug einen Halbkreis innerhalb der Breite des Linienzuges beschreibt und beim Verlassen des Linienzuges einen weiteren Halbkreis mit größerem Radius durchläuft, auf den beim erneuten Auftreffen des Leuchtflecks auf den Linienzug wieder ein innerhalb dessen Breite verlaufender Halbkreis folgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius des außerhalb des Linienzuges verlaufenden Kreisbogens vergrößert wird, wenn der

Leuchtfleck nach dem Verlassen des Linienzuges innerhalb einer festgesetzten Zeit infolge einer Unterbrechung oder des regulären Endes des Linienzuges nicht erneut auf ihn trifft oder wenn das Auftreffen nicht ausgewertet wird, um die Identifizierung eines Zeichens mit einem geschlossenen Linienzug auch durch Abtasten innerhalb der von der geschlossenen Linie begrenzten Flächen zu ermöglichen.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der mit den Ausgängen eines Oszillators zwei Phasenschieber zur Erzeugung einer Sinus- und einer Kosinusspannung gleicher Amplitude und Frequenz vorgesehen sind, deren jeder mit einem Dämpfungsglied mit steuerbarem Dämpfungsfaktor verbunden ist und bei der die Ausgänge der Dämpfungsglieder über Integratoren mit den Ablenkeinrichtungen einer Kathodenstrahlröhre verbunden sind und die normale Abtastbewegung des Leuchtflecks dadurch erzeugt wird, daß eine lichtelektrische Vorrichtung bei jedem Auftreffen des Leuchtflecks auf den Linienzug infolge Verringerung des reflektierten Lichtstromes einen Impuls erzeugt, der nach Verstärkung einem Begrenzer zugeführt wird, dessen Ausgang über eine UND-Schaltung mit dem Eingang einer monostabilen Kippschaltung verbunden ist, deren Ausgangsimpuls die Dauer einer halben Periode der Oszillatorspannung aufweist und während dieser Zeit die Dämpfung der Dämpfungsglieder zur Erzeugung des innerhalb des Linienzuges verlaufenden Halbkreises erhöht, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der monostabilen Kippstufe (219) außerdem mit einer sogenannten Schwarzausfall-Schaltung (250) verbunden ist, die, wenn sie während eines vorgegebenen Zeitintervalls keinen Impuls von der monostabilen Kippstufe erhält, einen Ausgangsimpuls erzeugt, der nach vorgegebener Verzögerung den minimalen Dämpfungsfaktor der Dämpfungsglieder einstellt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der monostabilen Kippschaltung (219) über einen Inverter (260) mit dem einen Eingang einer UND-Schaltung (261) verbunden ist, deren zweitem Eingang ein eine Innenabtastung eines geschlossenen Linienzuges förderndes Signal zugeführt wird, und daß der Ausgang der UND-Schaltung mit dem Eingang einer bistabilen Kippschaltung (262) verbunden ist, die bei ihrem EIN-Schalten auch eine mit ihrem Ausgang verbundene weitere bistabile Kippschaltung (263) »Ein«-schaltet, deren Ausgang mit einer ersten UND-Schaltung (264) und

einer zweiten UND-Schaltung (267) verbunden ist, daß der zweite Eingang der ersten UND-Schaltung (264) mit dem Ausgang des Begrenzers (217) und ihr Ausgang mit einer monostabilen Kippstufe (265) verbunden ist, deren Ausgang einmal mit der zweiten UND-Schaltung (267) und zum anderen mit einer ODER-Schaltung (266) verbunden ist, die den Eingang der Dämpfungsglieder für den erhöhten Dämpfungsfaktor steuert und daß der Ausgang der zweiten UND-Schaltung (267) einmal mit dem »Ein«-Eingang einer bistabilen Kippstufe (269) verbunden ist, deren Ausgang mit dem Eingang der Dämpfungsglieder für minimalen Dämpfungsfaktor verbunden ist, und daß der Ausgang der zweiten UND-Schaltung (267) zum anderen verbunden ist mit einer monostabilen Kippstufe (268), deren Ausgang mit dem »Aus«-Eingang der weiteren bistabilen Kippstufe (263), dem Sperreingang der Schwarzausfall-Schaltung (250) zur Verhinderung von deren Betätigung während des Ausgangsimpulses der monostabilen Kippstufe (268) und über einen Inverter (259) und eine ODER-Schaltung (253) mit einem Eingang der der monostabilen Kippschaltung (219) vorgeschalteten UND-Schaltung (218) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Schwarzausfall-Schaltung (250) mit dem Eingang einer Reihenschaltung mehrerer monostabiler Multivibratoren (257, 258) verbunden ist, von denen der erste durch den Ausgangsimpuls der Schwarzausfall-Schaltung und die folgenden jeweils durch die Rückflanke des Ausgangsimpulses des vorhergehenden Multivibrators umgeschaltet werden und der Ausgang des letzten Multivibrators mit dem zweiten Eingang der Begrenzerschaltung (217) verbunden ist, so daß deren Empfindlichkeit für ihrem ersten Eingang zugeführte Signale während der Dauer des Ausgangsimpulses des letzten Multivibrators erhöht wird.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwarzausfall-Schaltung ein .RC-Glied enthält, dessen Kondensator durch die Impulse des monostabilen Multivibrators aufgeladen wird und dessen Entladezeitkonstante so bemessen ist, daß sich der Kondensator zwischen zwei normal aufeinanderfolgenden Impulsen des monostabilen Multivibrators nicht so weit entlädt, daß die Schwarzausfall-Schaltung einen Ausgangsimpuls abgibt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
,IBM Journal of research and development,
Januar 1963, S. 14 bis 21.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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