DE1241162B - Verfahren und Anordnung zur Abtastung von Zeichen - Google Patents

Description

DEUTSCHES PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 42 m6 - 9/02

Nummer: 1241162

Aktenzeichen: J 28439 IX c/42 m6

1241 162 Anmeldetag: 25. Juni 1965

Auslegetag: 24. Mai 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Abtastung von optisch dargestellten Zeichen, insbesondere Schriftzeichen.

Die Eingabevorrichtungen für Datenverarbeitungsanlagen sind in vermehrtem Maße für eine optische Abtastung von Informationen auf den anfallenden Belegen eingerichtet. Es sind seit langem Anordnungen zur optischen Abtastung bekannt, die eine hohe Auflösung des abzutastenden Zeichens ermöglichen und somit in der Zahl der zu erkennenden Zeichen keinen engen Grenzen unterworfen sind. Solche Anordnungen verwenden z. B. umlaufende Blendenscheiben, wie von Shepard und Heasly im Aufsatz »Photoelectric Reader«, Electronics, ^Mai 1955, S. 135 bis 138, beschrieben wurde, oder eine größere Anzahl von Photozellen (deutsche Auslegeschrift 1104 239 und deutsche Patentschrift 1104 241).

Weiter ist es bekannt, Zeichen mittels eines von einer Kathodenstrahlröhre erzeugten Lichtpunktes rasterförmig abzutasten (deutsche Patentschriften 1 076 417, 1 095 567).

Diese bekannten Verfahren und Anordnungen sind durch ihren hohen Aufwand an elektronischen Schaltungen verhältnismäßig kostspielig und benötigen, wenn mechanisch bewegte Bauelemente verwendet werden, eine ständige Wartung.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein neuartiges Verfahren zur Abtastung optisch dargestellter Zeichen und eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens zu offenbaren, das ohne mechanisch bewegte Bauelemente auskommt und nur eine einfache elektronische Schaltung benötigt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine akustische Signalfolge in einem Kristall in Abhängigkeit von einem auf dem Kristall abgebildeten Zeichen gedämpft und anschließend in eine elektrische Impulsfolge umgewandelt wird. Vorteilhafterweise durchläuft die Signalfolge den Kristall unter Beeinflussung durch das Zeichen mehrfach. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die akustischen Signale im Kristall so reflektiert, daß die Laufwege der akustischen Signale im Kristall ein Abtastraster im Abtastfeld für das Zeichen bilden. Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulsgenerator über eine Eingangssteuerschaltung mit einem elektroakustischen Eingangswandler an einem Ende des Kristalls verbunden ist und daß am anderen Ende des Kristalls ein elektroakustischer Ausgangswandler über eine Ausgangssteuerschaltung an eine Ausgangsleitung und an eine Projektionseinrichtung für das Zeichen angeschlossen ist.

Verfahren und Anordnung zur Abtastung von
Zeichen

Anmelder:

International Business Machines Corporation,
Armonk, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,
Böblingen, Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:

Euval Salomon Barrekette, New York, N. Y.;
Charles VisvaId Freiman, Pleasantville, N. Y.;
Denos Constantinos Gazis, Millwood, Ν. Y.;
John Endicott Lovell,
Greenwich, Conn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 30. Juni 1964 (379 224)

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Das Verfahren und ein Ausführungsbeispiel der Erfindung werden nun an Hand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild der Anordnung zur Abtastung von Zeichen und

F i g. 2a und 2b ein ausführliches Blockschaltbild.

Eine Bildlampe 1 (Fig. 1) wirft Licht auf ein Transparent3 mit einem Zeichens, das abgetastet werden soll. Das vom Transparent durchgelassene Licht wird auf die Oberfläche eines zweidimensionalen optoakustischen Konverters 7 projiziert. Obwohl in den Zeichnungen das Transparent 3 getrennt vom Konverter 7 dargestellt ist, ist in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Transparent unmittelbar vor der Oberfläche des Konverters angeordnet, um eine scharfe Abbildung des Zeichens auf der Oberfläche des Konverters 7 ohne Verwendung einer Optik zu ermöglichen. Natürlich kann auch eine geeignete Optik benutzt werden, wenn eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Zeichens gewünscht wird.

709 087/277

Ein Impulsgenerator 9 liefert eine Folge von elektrischen Impulsen an den Eingangswandler 11, der die elektrischen Impulse in akustische Signale umwandelt. Die akustischen Signale werden an den Oberflächen des Konverters 7 reflektiert und erreichen schließlich den Ausgangswandler 13, der die akustischen Signale in elektrische Impulse zurückverwandelt. Die Bildlampe 1 wird vom Lampenspannungsgenerator 15 betätigt, wenn der erste Impuls, der dem Konverter 7 zugeführt wird, am Ausgangsübertrager 13 erscheint. Durch die Anschaltung der Lampe wird das Bild des Zeichens auf die Oberfläche des Konverters 7 geworfen, wodurch die akustischen Impulse im Konverter 7 amplitudenmäßig abhängig von der Intensität des aufgeprägten Lichtes beeinflußt werden. Dann werden die akustischen Impulse durch den Ausgangswandler 13 in eine Folge elektrischer Impulse umgewandelt, deren Amplituden von der Gestalt des Zeichens 5 abhängig sind. Das Signal vom Lampenspannungsgenerator 15 wird durch einen Verzögerer 17 geleitet, um eine Löschlampe 19 eine kurze Zeit nach der Anschaltung der Bildlampe zu erregen. Die Erregung der Bildlampe und der Löschlampe werden in Verbindung mit dem Konverter 7 und den Einzelheiten des Systems später näher erläutert.

Die Impulsfolge, die vom Ausgangswandler 13 geliefert wird, kann einer Zeichenerkennungsschaltung 21 oder einem anderen Verbraucher zugeführt werden, vorzugsweise wird das Signal zunächst auf der Rückkopplungsleitung 23 - dem Eingangswandler 11 zügeführt. Die Ausgangsimpulse des Impulsgenerators 9 werden durch die Signale vom Ausgangswandler 13 während des zweiten und folgenden Arbeitszyklus ersetzt, und während dieser Zeit werden das Zeichen 5 oder andere Zeichen auf der Oberfläche des Konverters 7 abgebildet, um die AmpHtude der akustischen Impulse weiter zu beeinflussen. Zur Erzielung einer größeren Empfindlichkeit wird dasselbe optische Zeichen mehrmals angeboten. Wenn die Impulsfolge mit der gewünschten Häufigkeit umgelaufen ist, wird das Ausgangssignal des Ausgangswandlers 13 einer Zeichenerkennungsschaltung oder einem anderen Verbraucher zugeführt. Die vom Ausgangswandler 13 erzeugte Impulsfolge kann für die nachfolgende Auswertung in einer Zeichenerkennungsschaltung durch wiederholten Umlauf der Impulsfolge im Konverter 7 ohne weitere Beeinflussung durch ein Zeichen 5 gespeichert werden.

Der Konverter? kann aus irgendeinem piezoelektrischen Kristall hergestellt werden. Kristalle, die einen relativ großen optoakustischen Effekt aufweisen, sind bevorzugt verwendbar. Alle ferroelektrischen Stoffe besitzen die gewünschten piezoelektrischen Eigenschaften. Außerdem kann der Konverter aus einem Kristall mit Wurtzit-Gitter (intermetallische II-IV-Verbindungen) einschließlich ZnO, CdS, ZnS, CdSe, CdTe und ZnTe oder aus Kristallen mit dem Gitter von Zinkblende (intermetallische III-V-Verbindungen), z. B. GaAs, InSb, GaP, InAs und AIP, bestehen. Diese verschiedenen Arten von piezoelektrischen Kristallen weisen einen optoakustischen Effekt auf, wenn sie durch akustische Signale aktiviert werden. Die Kristalle mit Wurtzit-Gitter weisen diesen Effekt auf, wenn longitudinale akustische Wellen in Richtung der optischen Achse fortschreiten und wenn Scheerungswellen in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse fortschreiten und Versetzungen in der Richtung der optischen Achse vorliegen. Die Kristalle der Zink-

blendefamilie weisen den Effekt auf, wenn longitudinale akustische Wellen in der (Ill)-Richtung und wenn Scheerungswellen in der (IlO)-Richtung fortschreiten.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Cadmiumsulfidkristall (CdS) benutzt aus Gründen der einfachen Herstellung und wegen des relativ großen optoakustischen Effektes, den dieser Kristall besitzt. Es können zwei Typen von CdS-Kristallen benutzt werden: Die Kristalle des einen Typs zeigen eine Abnahme der Dämpfung bei Bestrahlung mit Licht im Bereich von 5100 bis 8000 Ä. Die Kristalle des zweiten Typs zeigen eine Zunahme der Dämpfung bei Bestrahlung mit Licht in diesem Frequenzbereich. Im Ausführungsbeispiel wurde der zweite Typ des CdS-Kristalls verwendet, da bei ihm der optoakustische Effekt wesentlich größer ist als bei den Kristallen des ersten Typs.

Der Konverter 7 in der Ausführungsform gemäß der Erfindung ist ein CdS-Kristall mit einer Breite von 1,5 cm und einer Länge von 2,5 cm. Die Abmessungen des Konverters sind jedoch nicht kritisch. Der Kristall ist in F i g. 1 dargestellt mit einem Eingangswandlerll, um die akustischen Impulse mit Longitudinalwellen in der Richtung der optischen Achse und Scheerungswellen in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse einzuführen. Die Signale werden reflektiert, um ein zweidimensionales Abtastraster zu erzeugen, das in dem Ausführungsbeispiel aus zwanzig Abtastlinien 25 (von links nach rechts) und neunzehn Rücklauflinien 26 (von rechts nach links) besteht. Der Ausgangswandler 13 ist so angeordnet, daß er die akustischen Signale der letzten Abtastlinie empfängt und in elektrische Impulse umwandelt. Die benutzten Eingangs- und Ausgangswandler sind aus Quarz hergestellt. Wenn die akustischen Signale den Kristall durchlaufen, wird ein Bild des Zeichens 5 auf die Oberfläche des Kristalls geworfen, um die akustischen Signale entsprechend der Intensität des Lichtes zu dämpfen. In der bevorzugten Ausführungsform, bei der neununddreißig Abtast- und Rücklauflinien benutzt werden, werden die akustischen Signale um etwa 274 db ohne Lichteinwirkung und um etwa 275 db in Anwesenheit einer Lichtintensität von etwa 2 bis 10 Watt/cm² gedämpft. Auf diese Weise werden Impulse mit einer Differenz von etwa 1 db in der Dämpfung am Ausgang des Konverters verfügbar. Eine ununterbrochene Impulsfolge kann dem Konverter zugeführt werden, jedoch in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind Impulse nur auf den Abtastlinien 25 anwesend, um die notwendigen Kompensationseinrichtungen in der Zeichenerkennungsschaltung für die Rücklauflinien 26 einzusparen. Um akustische Signale nur auf die AbtastHnien 25 zu setzen, werden durch den Impulsgenerator 9 Impulsgruppen mit geeigneten Abständen zwischen den Gruppen erzeugt. Mit einem 1,5 cm breiten CdS-Kristallwandler benötigen die Impulse etwa 15 Mikrosekunden, um die Breite des Kristalls zu durchlaufen. In dem Ausführungsbeispiel werden vom Impulsgenerator fünfzehn Impulse mit einer Frequenz von etwa 3 MHz und einem Arbeitszyklus von etwa 0,1 MHz erzeugt, wobei die Impulszüge einen zeitlichen Abstand von ungefähr 0,5 Mikrosekunden haben. Ein wesentlich größerer Taktimpuls wird unmittelbar vor dem Auftreten des ersten Impulszuges dem Eingangswandler 11 zugeführt. Dieser Impuls wird am Ausgangswandler abgefühlt und dem Lampenspannungsgenerator 15 zugeführt, um die Bildlampe 1 im richtigen Augenblick zu aktivieren, wenn die Impulszüge auf den zwanzig Ab-

tastlinien 25 im Konverter 7 vorliegen. Eine konventionelle Stroboskoplampenschaltung wird verwendet, um eine Lampe zu erregen, die eine Energie mit einer Leistungsdichte von mindestens 2 Watt/cm² in einem Frequenzbereich von 5100 bis 8000 Ä erzeugen kann. Ein Betrieb mit hohem Auflösungsvermögen (bei schnellem Erholungszyklus im Kristall) wird ermöglicht durch Beaufschlagung des Kristalls mit infraroter Strahlung (8000 bis 10 000 Ä bei einer Leistungsdichte von 1 Watt/cm²) von der Löschlampe 19. Diese Lampe wird durch den Stroboskopimpuls von dem Lampenspannungsgenerator 0,33 Mikrosekunden nach der Erregung der Bildlampe 1 durch Verwendung des Verzögerers 17 zwischen dem Lampenspannungsgenerator 15 und der Löschlampe 19 erregt. Ohne die Verwendung der Löschlampe kehrt die Dämpfung von ihrem Wert bei Beleuchtung zu ihrem Wert bei Dunkelheit bei Raumtemperatur erst in etwa 0,5 Mikrosekunden zurück. Mittels der infraroten Löschlampe erfolgt die Erholung wesentlich schneller in etwa 0,1 Mikrosekunde. Die Eingangs- und Ausgangswandler sind nicht erforderlich, wenn der CdS-Kristall so betrieben wird, daß die Oberflächen des Kristalls als Wandler fungieren. Zusätzlich kann der Kristall einem Gleichspannungsfeld ausgesetzt werden, um eine zusätzliche Dämpfung der Verstärkung der akustischen Impulse zu bewirken. Der durch den Kristall fließende Gleichstrom erzeugt im Kristall bei Anwesenheit von akustischen Impulsen ein fortschreitendes Wechselfeld, welches mit den Impulsen in Wechselwirkung steht. Eine Verstärkung tritt auf, wenn die Wanderungsgeschwindigkeit der Elektronen die Schallgeschwindigkeit übersteigt. Wenn ein elektrisches Feld angewendet wird, werden die Eingangs- und Ausgangswandler vom Kristall durch eine angeschmolzene SiKkatschicht getrennt, um die Isolation zwischen dem Konverter und den Wandlern zu verbessern.

Der Einkristallkonverter kann durch mehrere Kristalle ersetzt werden, wobei jeder Kristall ein oder mehrere Abtastlinien erzeugt.

Weitere Einzelheiten des Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung sind in den F i g. 2 a und 2b dargestellt.

Der Impulsgenerator9 (Fig. 2a) erzeugt die dem Eingangswandler 11 des Konverters 7 zugeführten elektrischen Impulse. Der Betrieb des Abtasters wird eingeleitet durch ein Startsignal auf der Leitung 41. Dieses Signal wird einer bistabilen Kippstufe 43 zugeführt, um ein Ausgangssignal an seinem »1«-Ausgang zu erzeugen. Das Startsignal dient gleichzeitig als Rückstellimpuls für einen Abtastlinienzähler 45 und einen Abtastzykluszähler 47 (F i g. 2 b).

Der 3-MHz-Impulsgenerator 9 liefert eine Folge von Rechteckimpulsen an eine UND-Schaltung 49, die diese Impulse weiterleitet, wenn sie durch ein Signal vom Inverter 51 vorbereitet ist. Bestimmte Ausgangssignale vom Abtastlinienzähler 45 werden einer UND-Schaltung 53 zugeführt, die ein Signal erzeugt, wenn der Zähler die binäre Zahl 10101 (Dezimalzahl 21) enthält. Ein Zählimpuls wird dem AbtastUnienzähler 45 zugeführt, bevor die Entwicklung eines jeden Impulszuges abgeschlossen ist, die einer Abtastlinie im Konverter 7 entspricht. Wenn die für die zwanzig Abtastlinien benötigten Impulse erzeugt sind, liefert die UND-Schaltung 53 ein Signal, das dem Inverter 51 zugeführt wird, um ihn zu veranlassen, das Vorbereitungssignal für die UND-Schaltung 49 abzuschalten und auf diese Weise den Durchgang der Impulse vom

Impulsgenerator 9 zu unterbrechen. Auf diese Weise sorgt die UND-Schaltung 49 für eine fortlaufende Folge von Impulsen, bis die zwanzig Abtastlinien aufgefüllt sind.

Das Signal vom »1 «-Ausgang der bistabilen Kippschaltung 43 bereitet die UND-Schaltung 55 — wie oben beschrieben — vor. Der erste Impuls, der von der UND-Schaltung 49 nach dem Auftreten des Startsignals durchgelassen wird, durchläuft die UND-Schaltung 55 und wird der bistabilen Kippschaltung 43 zugeführt, um diese umzuschalten und das Vorbereitungssignal zur UND-Schaltung 55 abzuschalten. Der einzelne Impuls, der von der UND-Schaltung 55 durchgelassen wird, läuft durch die ODER-Schaltung 57 und einen Verzögerer 59, um einen Impulszähler 61 rückzustellen und die bistabile Kippschaltung 63 in ihren »1 «-Zustand zu setzen. Das resultierende Signal an dem einen Ausgang der bistabilen Kippschaltung 63 bereitet eine UND-Schaltung 65 vor und veranlaßt diese, die von der UND-Schaltung 49 durchgelassenen Impulse zur Leitung 68 durchzuschalten. Der Verzögerer 59 sorgt dafür, daß die UND-Schaltung 65 den Impuls vom Impulsgenerator 9 nicht hindurchläßt, der zur Einstellung der bistabilen Kippschaltung 63 dient. Die Impulse von der UND-Schaltung 49 werden außerdem als Zählimpulse dem Impulszähler 61 zugeführt.

Zwei UND-Schaltungen 67 und 69 werden von bestimmten Ausgängen des Impulszählers 61 gesteuert, derart, daß ein Ausgangsimpuls von der UND-Schaltung 67 nach dem fünfzehnten (01111) Zählimpuls und ein Ausgangsimpuls von der UND-Schaltung 69 nach dem dreißigsten (11110) Zählimpuls auftritt. Der Ausgangsimpuls der UND-Schaltung 67 stellt die bistabile Kippschaltung 63 zurück, um das Vorbereitungssignal von der UND-Schaltung 65 abzuschalten, wenn die fünfzehn Impulse an den Konverter weitergeleitet sind. Nach weiteren fünfzehn Impulsen erzeugt die UND-Schaltung 69 ein Ausgangssignal über die ODER-Schaltung 57 und den Verzögerer 59, um den Impulszähler 61 rückzustellen und die bistabile Kippschaltung 63 erneut einzuschalten. Auf diese Weise werden in einer regelmäßigen Folge fünfzehn Impulse vom Impulsgenerator 9 von der UND-Schaltung 65 hindurchgelassen. Mit diesen Impulsfolgen vom Impulsgenerator 9 enthält der Konverter 7 (F i g. 2 b) auf jeder Abtastlinie 25 fünfzehn Impulse und auf jeder Rücklauflinie 26 keinen Impuls während eines bestimmten Zeitpunktes im Arbeitsablauf.

Das von dem Verzögerer 59 (Fig. 2a) vor der Erzeugung jedes Impulszuges mit fünfzehn Impulsen erzeugte Signal wird als Zählimpuls dem Abtastlinienzähler 45 zugeführt. Da der AbtastUnienzähler 45 und die zugehörige Schaltung die UND-Schaltung 49 veranlassen, Impulse vom Impulsgenerator 9 so lange hindurchzulassen, bis der Abtastlinienzähler die Zahl 21 (10101) enthält, werden zwanzig Impulszüge mit je fünfzehn Impulsen dem Konverter 7 zugeführt.

Der erste Impuls, der von der UND-Schaltung 55 hindurchgelassen wird, wird ebenfalls über die Leitung 71 dem Konverter? zugeführt und dient zur Synchronisation der Lampen in F i g. 2 b.

Die Impulsfolgen auf der Leitung 68 und die Lampensynchronisiersignale auf Leitung 71 werden einem Summierverstärker 75 (F i g. 2 b) zugeführt. Der Summierverstärker kombiniert diese Signale zusammen mit Rückkopplungssignalen, welche nachfolgend beschrieben werden.

Es handelt sich bei dem Summierverstärker um eine bekannte Schaltung mit einem Widerstandseingangsnetzwerk, das eine gegenseitige Bewertung der zugeführten Signale ermöglicht. Die Eingangsschaltung des Summierverstärkers ist so abgeglichen, daß die Lampensynchronisiersignale auf der Leitung 71 ein wesentlich größeres Ausgangssignal als durch die anderen Eingangssignale erzeugt (etwa mit zehnfacher Amplitude). Der Ausgang des Summierverstärkers 75 ist mit dem Eingang des Eingangswandlers 11 verbunden, um eine akustische Signalfolge durch den Konverter 7 zu treiben. Wie bereits beschrieben, werden die akustischen Signale in elektrische Impulse durch den Ausgangswandler 13 umgewandelt. Das Lampensynchronisiersignal mit einer großen Amplitude ist das erste akustische Signal, das am Ausgangswandler 13 erscheint. Die vom Ausgangswandler 13 abgegebenen elektrischen Impulse werden über einen Verstärker 77 einer Schwellenschaltung 79 zugeführt, die so ausgelegt ist, daß nur die hohe Amplitude des Lampensynchronisationssignals hindurchtreten kann. Dieses Signal wird über eine UND-Schaltung 80 dem Lampenspannungsgenerator 15 zugeführt, um die Bildlampe 1 zu betätigen. Die UND-Schaltung 80 ist während aller Arbeitsabläufe vorbereitet, in welchen die Lampen ansprechen sollen. Das Zeichen 5 auf dem Transparent 3 wird nun auf die Oberfläche des Konverters 7 projiziert, um die Amplitude der akustischen Signale entsprechend der Ausbildung des Zeichens zu beeinflussen. Der Lampenspannungsgenerator 15 liefert ebenfalls ein Signal über den Verzögerer 17, um die Löschlampe kurz nach der Betätigung der Bildlampe anzuregen. Die vom Verstärker 77 gelieferte Impulsfolge wird außerdem einer Torschaltung 81 zugeführt, um die Verzerrungen durch den Konverter 7 und die angeschlossenen Bauelemente zu beseitigen. Die Torschaltung 81 erzeugt Rechtecksignale mit der gleichen Dauer wie die Impulse vom Generator 9 (F i g. 2 a), die AmpUtuden dieser Impulse entsprechen jedoch den Amplituden der vom Verstärker 77 abgegebenen Impulse. Die Impulse von der Torschaltung 81 schwanken in ihrer Amplitude entsprechend der Ausbildung des Zeichens 5, ohne jedoch die durch den Konverter 7 verursachten Verzerrungen zu enthalten. Die Verzerrungen werden durch die Torschaltung 81 deshalb eliminiert, weil der Impulszug vom Verstärker 77 durch die Torschaltung nur in kurzen Intervallen durchgelassen wird, deren Dauer der gewünschten Impulsbreite entspricht. Ein 3-MHz-Oszillator 83 und ein Begrenzer 85 liefern einen fortlaufenden Rechteckimpulszug an die Torschaltung 81. Der Oszillator wird durch Impulse vom Verstärker 77 synchronisiert, um eine konstante Phasenlage zwischen den Rechteckimpulsen vom Begrenzer 85 und den verzerrten Impulsen vom Verstärker 77 sicherzustellen. Es kann jeder bekannte Oszillator benutzt werden, der eine genügende Stabilität besitzt, um eine konstante Phasenlage für mehr als fünfzehn Impulsabläufe aufrechtzuerhalten (entsprechend der Abwesenheit von Impulsen zwischen den Impulszügen).

Die Impulsfolge von der Torschaltung 81 wird über einen Summierverstärker 87 zwei Torschaltungen 89 und 91 zugeführt. Das Lampensynchronisiersignal der Schwellenschaltung 79 wird ebenfalls dem Summierverstärker 87 zugeführt. Das Eingangsnetzwerk zum Summierverstärker 87 ist so ausgelegt, daß das Signal von der Schwellenschaltung 79 stärker bewertet wird im Vergleich zur AmpHtude der Impulse von der Tor-

schaltung 81, so daß es zur Synchronisation der nachfolgenden Schaltung verwendet werden kann.

Der 3-MHz-Impulsgenerator 9 (F i g. 2a) liefert Impulse mit solcher Frequenz, daß fünfzehn Impulse auf jede Abtastlinie 25 und kein Impuls auf die Rücklauflinien 26 entfallen. Der Impulsgenerator 9 wird frequenzmäßig abgeglichen, während ein Testzeichen 5 auf die Oberfläche des Konverters 7 projiziert wird.
Wie bereits beschrieben, erzeugt das System eine ίο größere Empfindlichkeit, wenn der beeinflußte Impulszug wiederholt im Konverter 7 umläuft und dabei in den nachfolgenden Arbeitsumläufen durch das Zeichen 5 zusätzlich beeinflußt wird. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung werden die Zeichen auf der Oberfläche des Konverters 7 während drei Arbeitsumläufen projiziert unter der Steuerung des Abtastzykluszählers 47. Dieser Zähler 47 wird auf Null rückgestellt durch das Startsignal auf der Leitung 41, und die Lampenimpulse von der Schwellenschalao tung 79 werden als Zählimpulse zugeführt. Eine UND-Schaltung 93 dient zur Erzeugung eines Ausgangssignals, wenn der Zähler 47 die Ziffer 3 (11) enthält. Ein Inverter 95 erzeugt ein Vorbereitungssignal für die Torschaltung 89, wenn die UND-Schaltung 93 kein Ausgangssignal liefert (bevor der Zählerstand 3 beträgt). Auf diese Weise werden von der Torschaltung 89 in den ersten drei Arbeitsabläufen die Impulszüge vom Summierverstärker 87 zum Summierverstärker 75 auf der Leitung 23 weitergeleitet. Der oben beschriebene Arbeitsablauf des Konverters 7 und seiner zugehörigen Schaltungen wird auf diese Weise in einem zweiten und dritten Arbeitsablauf wiederholt, der sich von dem ersten Ablauf nur dadurch unterscheidet, daß die Ursprüngen beeinflußten Impulszüge benutzt werden an Stelle des Impulszuges und Lampensynchronisationssignals, die auf den Leitungen 68 bzw. 71 dem Summierverstärker 75 während des ersten Arbeitsablaufes zugeführt werden. Die Schaltungen von F i g. 2 a üben nach dem ersten Arbeitsablauf keine Funktion aus. Nach drei Arbeitsabläufen enthält der Abtastzykluszähler 47 den Zählwert 3 und veranlaßt die UND-Schaltung 93, ein Signal zu erzeugen, welches dann die Torschaltungen 89 und 91 entsprechend der Wirkung des Inverters 95 vorbereitet. Der Impulszug vom Summierverstärker 87 wird dann über die Torschaltung 91 und eine Schwellenschaltung 96 auf die Ausgangsleitung 97 gegeben. Die Schwellenschaltung 96 wandelt den Analogimpulszug in einen binären Impulszug um, wenn ein Analogimpuls eine vorher festgelegte Schwelle überschreitet.

Der Abtaster gemäß der Erfindung wurde bis jetzt in seiner Abtastfunktion beschrieben, in der ein Zeichen auf die Oberfläche des Konverters projiziert wird, um binäre Ausgangsimpulse zu erzeugen, die das Zeichen repräsentieren. Der Abtaster ist ebenfalls in der Lage, ein Zeichen während eines Abtast- und Speicherbetriebs sowohl abzutasten als auch zu speichern. In dieser Betriebsart wird das Startsignal auf der Leitung 41 über die Abtast- und Speicherkontakte eines Schalters99 einer bistabilen KippschaltunglOl zugeführt, die an ihrem »1 «-Ausgang ein Signal erzeugt. Dieses Signal bereitet die Torschaltung 103 vor, um den binären Ausgangsimpulszug auf der Ausgangsleitung 97 über die Leitung 105 als Rückkopplungssignal zum Summierverstärker 75 zu leiten. Der Speichervorgang wird erst wirksam, wenn der oben beschriebene dreifache Abtastbetrieb beendet ist, weil bis zu diesem Zeitpunkt kein Ausgangssignal auf der Ausgangs-

Claims (8)

leitung 97 zur Verfügung steht. Während des Speicherbetriebs bleibt die Torschaltung 91 vorbereitet und die Torschaltung 89 gesperrt und der Lampenspannungsgenerator 15 ist außer Betrieb. Hierzu wird eine UND-Schaltung 107 vorbereitet, wenn der Abtastzykluszähler 47 den Zählerstand 3 besitzt und die bistabile Kippschaltung 101 ein Signal an ihrem »1 «-Ausgang besitzt. Das Signal von der UND-Schaltung 107 wird einem Inverter 104 zugeführt, der die UND-Schaltung 80 sperrt. Deshalb betätigen die umlaufenden Lampen-Synchronisationssignale den Lampenspannungsgenerator nicht und ändern auch nicht den Zählerstand des Abtastzykluszählers 47 während des Speicherbetriebs. Auf diese Weise läuft das Ausgangssignal im Konverter so lange um, bis das nächste Startsignal dem Abtaster auf Leitung 41 zugeführt wird. Der Abtaster gemäß der Erfindung macht Gebrauch von elektroakustischen Wandlern in Verbindung mit einem piezoelektrischen Konverter, um einen akustischen Impulszug in Abhängigkeit von einem optischen Zeichen zu beeinflussen. Die Anordnung gemäß der Erfindung weist eine größere Empfindlichkeit auf, wenn die durch das optische Zeichen abgewandelten Impulse den Konverter? aufeinanderfolgend mehrfach durchlaufen. Außerdem können verschiedene optische Zeichen in aufeinanderfolgenden Arbeitsabläufen aufprojiziert werden, um verschiedene Funktionen des optischen Zeichens zu erzeugen. Die abgewandelten Impulszüge können für den nachfolgenden Gebrauch durch mehrfachen Umlauf gespeichert werden, ohne durch optische Zeichen weiter beeinflußt zu werden. Diese Eigenschaften sichern dem einfachen Abtaster gemäß der Erfindung eine vielseitige Verwendungsmöglichkeit, z. B. als Eingabevorrichtung für Zeichenerkennungssysteme. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Abtastung von optisch dargestellten Zeichen, dadurch gekennzeichnet, daß eine akustische Signalfolge in einem Kristall abhängig von einem auf dem Kristall abgebildeten Zeichen gedämpft und anschließend in eine elektrische Impulsfolge umgewandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die akustischen Signale im Kristall

so reflektiert werden, daß die Laufwege der akustischen Signale im Kristall ein Abtastraster im Abtastfeld für das Zeichen bilden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalfolge den Kristall mit oder ohne Beeinflussung durch das Zeichen mehrfach durchläuft.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulsgenerator (9) über eine Eingangssteuerschaltung (45, 49, 61, 65, 75) mit einem elektroakustischen Eingangswandler (11) an einem Ende des Kristalls (Konverter 7) verbunden ist und daß am anderen Ende des Kristalls ein elektroakustischer Ausgangswandler (13) über eine Ausgangssteuerschaltung (81, 87, 91; 79, 80) an eine Ausgangsleitung (97) und an eine Projektionseinrichtung (1, 3,15,19, 79) für das Zeichen (5) angeschlossen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangssteuerschaltung zur Erzeugung einer Folge von Impulszügen mit einer von der Länge der einzelnen Abtastlinien (25) abhängigen Impulszahl aus einem Impulszähler (61, 67, 69) und einem Abtastlinienzähler (45, 53) und zur Erzeugung eines Lampensynchronisiersignals am Beginn jeder Folge der Impulszüge aus einer logischen Schaltung (43, 55) besteht.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionseinrichtung aus einer Schwellenschaltung (79) zur Abtrennung des Lampensynchronisiersignals und einem Lampenspannungsgenerator (15) mit einer Bild- und Löschlampe (1 bzw. 19) besteht.

7. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssteuerschaltung einen Abtastzykluszähler (47,93) zur Steuerung der Umlaufwiederholungen und logische Schaltungen (87, 89, 91, 95) zur Bereitstellung des Ausgangssignals am Ausgang einer Schwellenschaltung (96) enthält.

8. Anordnung nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Konverter (7) aus einem piezoelektrischen Kristall vorzugsweise der intermetallischen II-VI- oder III-V-Verbindungen besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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