DE1524413B2 - Verfahren zur optischen zeichenerkennung und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

dabei durch die Auswahl einer oder mehrerer, jeweils die Objektebene ausleuchtenden kohärenten Lichtquellen gesteuert, die durch die selektiv abdeckbaren Linsen einer im Strahlengang des ersten Strahlenbündels angeordneten Rasterlinsenplatte gebildet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlangt eine besonders hohe Wirksamkeit bezüglich der Selektion von Zeichen dadurch, daß bei der Bildung der Diskriminatoren der einzelnen Zeichen nicht zur Unterscheidung beitragende Teile von Zeichen durch Abdecken oder durch mittels Halbwellenplatten phasenverschobene Abbildung für die Bildung der jeweiligen Engramme unwirksam gemacht werden. Vorteilhaft in diesem Zusammenhang ist es auch, daß die zur Bildung der Engramme dienenden Diskriminatoren nach der Dunkelfeldmethode beleuchtet werden.

Eine vorteilhafte Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens enthält eine monochromatische Lichtquelle, optische Mittel zur Teilung des Lichts in zwei Strahlenbündel, eine im Strahlengang des ersten Strahlenbündels angeordnete, erste Rasterlinsenplatte, optische Mittel zur Ausleuchtung eines Fensters der Objektebene mit von jeder Linse der Rasterlinsenplatte ausgehender Strahlung, eine im Strahlengang des zweiten Strahlenbündels angeordnete, zweite Rasterlinsenplatte, optische Mittel zur Vereinigung des vom Objekt reflektierten Teils des ersten Strahlenbündels mit dem zweiten Strahlenbündel und Fokussierung der Strahlenbündel auf bestimmte Bereiche einer als Hologrammträger dienenden, fotografischen Platte, wobei zur Bildung der Engramme mittels der in der Objektebene angeordneten Diskriminatoren die Rasterlinsenplatten durch Masken steuerbar abdeckbar sind und zur Erkennung eines in der Objektebene angeordneten, zu identifizierenden Zeichens mit Hilfe der aufgenommenen Engramme die Maske für die erste Rasterlinsenplatte ganz entfernt ist, die zweite Rasterlinsenplatte vollständig abgedeckt und in der Beobachtungsebene, auf welcher das bei Übereinstimmung eines Zeichens mit einem vorkommenden Zeichen entstehende, ein Punktemuster enthaltende Lichtbündel fokussiert wird, eine Auswerteeinrichtung angeordnet ist. In vorteilhafter Weise sind dabei die Linsen der-im Strahlengang des zweiten Strahlenbündels angeordneten Rasterlinsenplatte zeilenweise entsprechend den Ziffernstellen eines Codes angeordnet und durch eine mit der Rasterlinsenplatte zusammenwirkende Maske jeweils zeilenweise freigebbar.

Bei einer vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist zur Unterdrückung der am Objekt gestreuten Strahlen nullter Ordnung und Dunkelfeldbeleuchtung der das Objekt bildenden Zeichen oder Diskriminatoren unmittelbar vor der als Hologrammträger dienenden fotografischen Platte eine die Mittelpunktsbereiche der Engramme abdeckende Maske angeordnet, die vorzugsweise durch eine in der Brennebene der abbildenden Optik mit sämtlichen punktförmigen Lichtquellen des zur Beleuchtung der Objektebene vorgesehenen Linsenrasters unter Ersetzen des Diskriminators durch einen Spiegel belichtete, fotografische Platte gebildet ist.

Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in vorteilhafter Weise so ausgebildet, daß vor der Beobachtungsebene eine Maske mit einem dem Codierungsmuster entsprechenden Raster aus kleinen, vorzugsweise der dreifachen Linienstärke eines Zeichens entsprechenden öffnungen angeordnet ist. Dabei ist es vorteilhaft, daß in der Beobachtungsebene ein mit elektronischen Mitteln abtastbarer Schirm zur Sichtbarmachung der codierten Markierungspunkte angeordnet ist und daß die Abtastsignale über logische Erkennungsschaltungen einer datenverarbeitenden Maschine zuführbar sind.

ίο Die Erfindung wird an Hand von durch Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung ein optisches System zur Erzeugung der Hologramme bei dem erfmdungsgemäßen Verfahren,

F i g. 2 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung,

F i g. 3 eine schematische Teildarstellung von Fig. 1, mit zur Erläuterung vereinfachtem Strahlenverlauf,

F i g. 4 die zur Beleuchtung der Zeichen dienende Linsenrasterplatte in Vorderansicht,

F i g. 5 eine Codierplatte in Vorderansicht,
F i g. 6 eine Hologrammplatte, auf der ein einem Codewort zugeordneter Bereich eingezeichnet ist, F i g. 7 eine schematisehe Darstellung des in der Beobachtungsebene erscheinenden Codewortes,

Fig. 8 ein weiteres Beispiel einer Codierplatte in Vorderansicht,

Fig. 9 eine Hologrammplatte, auf der die der Codierung in F i g. 8 entsprechenden Bereiche eingezeichnet sind,

Fig. 10 in schematischer Darstellung die in der Beobachtungsebene erscheinenden Lichtpunkte, entsprechend den F i g. 8 und 9 und die Mittel zu ihrer Auswertung,

Fig. 11 in schematischer Darstellung eine anders ausgebildete Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 12 Einzelheiten der in Fig. 11 zur Beleuchtung der Zeichen dienenden Rasterlinsenplatte,
Fig. 13 Einzelheiten der in Fig. 11 verwendeten

. Codierplatte, - - - ■—■

45" Fi g. 14 in schematischer Darstellung eine Einrichtung zur Identifizierung von Zeichen mit Hilfe der aufgenommenen Engramme,

Fig. 15 bis 18 Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung häch Fig. 11,
Fig. 19 Teilansichten einer besonderen Form von zur Zeichenunterscheidung dienenden Diskriminatoren,

F i g. 20 eine die Länge der Einrichtung reduzierende Optik,

Fig. 21 ein Blockdiagramm der in Verbindung mit Fig. 10 verwendeten logischen Schaltung,

Fig. 22 bis 25 Beispiele von Diskriminatoren, die zur Unterscheidung von Zeichen mit geringen Unterschieden dienen,

Fig. 26 ein Schema der vorzugsweise verwendeten Lichtintensitätsniveaus bei der Unterscheidung von Zeichen,

F i g. 27 eine Tabelle mit zur Unterscheidung der Ziffern 1 bis 9 dienenden Diskriminatoren, bei denen das in Fig. 26 angegebene Kriterium erfüllt ist, und F i g. 28 in schematischer Darstellung eine Einrichtung zum schnellen Lesen von gedruckten oder maschinegeschriebenen Textseiten.

.7 8

In F i g. 1 ist mit 10 eine kohärente, beispielsweise förmigen Lichtquellen. Das Hologramm kann somit

durch einen Laser gebildete Lichtquelle bezeichnet, in dieser Hinsicht als Übersetzter betrachtet werden,

deren Strahlung auf das Strahlenteilerprisma 12 ge- der ein Muster in ein anderes, beispielsweise Ziffern-

richtet ist. Der durch das Prisma 12 hindurchtretende und Buchstabenzeichen in optisch abtastbare, co-

Anteil des Lichtstrahls wird über das Umlenkprisma 5 dierte Zeichen konvertiert.

14 durch die Feldlinse 16, die Beleuchtungsplatte 18, Das in der Schicht der fotografischen Platte gebildie Maske 19, die Kolimatorlinse 20 und das Strah- dete Vielfachhologramm wird somit aus einer Reihe lenteilerprisma 22 auf den Gegenstand 24 geworfen, von elementaren Hologrammen gebildet, die Ender auf der Unterlage 26 ruht. Der Gegenstand 24 gramme genannt werden. Die Engramme nehmen wird im folgenden als Zeichen oder als Diskrimi- io kleine Teile des gesamten Hologramms ein. Sie sind nator bezeichnet werden. Zur Begrenzung eines de- nebeneinander angeordnet, können aber auch überfinierten Gegenstandsbereichs ist zwischen dem einander fotografiert sein. Jedes Engramm stellt das Prisma 22 und der Unterlage 26 die mit einem Fenster Interferenzbild eines Zeichens mit einem oder mehversehene Maske 27 angeordnet. Der von dem Zei- reren Bezugsstrahlen dar. Bezugsstrahlen werden in chen reflektierte Strahlenanteil durchdringt das Strah- 15 den Ausführungsbeispielen erzeugt durch die Colenteilerprisma 22, das Strahlenteilerprisma 28 und dierplatte 36 (F i g. 1), deren Öffnung als kleine, die Linse 30, die so angeordnet ist, daß ihre rück- punktförmige Lichtquellen für Lichtstrahlen mit kugelwärtige, als Fraunhofer- oder Fourier-Ebene be- förmigen oder ebenen Wellenfronten anzusehen sind, kannte Brennebene genau oder annähernd mit der Im einfachsten Falle können die Diskriminatoren Emulsion der fotografischen Platte 32 zusammenfällt. 20 aus den zu identifizierenden Zeichen selbst bestehen. Die Unterlage 26, auf der das Zeichen angebracht In diesem Falle wird das Engramm eines Zeichens, oder aufgedruckt ist, besteht aus einem geeigneten beispielsweise des Buchstabens X, durch die Interfegrafischen Material, das später beschrieben wird. renz einer Wellenfront, die vom Zeichen X ausgeht,

Der im Strahlenteilerprisma 12 reflektierte Anteil mit mindestens einem Bezugsstrahl der Codierplatte

des von der Lichtquelle 10 ausgehenden Lichtstrahls 25 31 gebildet.

durchdringt die Feldlinse 34, die Codierplatte 36, die Die Wellenfront, durch die das Zeichen X bei der Maske 37 und wird über das Strahlenteilerprisma 28 Aufnahme des Hologramms. beleuchtet wird, ist an- und die Linse 30 ebenfalls auf die Schicht der foto- C~. nähernd eben und entstammt einer in erster Nähegrafischen Platte 32 gerichtet. Vor der fotogfafi- rung punktförmigen Lichtquelle, die dem Zeichen X sehen Platte 32 sind die Maske 29 zur Dämpfung 30 zugeordnet ist. Die punktförmige Lichtquelle wird der Grundhelligkeit und die Maske 31, die als Null- durch die Beleuchtungsplatte 18 (Fig. 1) erzeugt. Die ordnungsmaske bezeichnet wird, angeordnet. Diese abbildenden Mittel sind so angeordnet, daß die geMasken und ihre Aufgabe werden später im einzel- samte Beugungsfigur des Zeichens X auf den Bereich nen beschrieben. seines Engramms beschränkt ist.

Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten An- 35 Nachdem das Hologramm aufgenommen ist, wird Ordnung soll zur Erleichterung des Verständnisses es mit denselben Mitteln, die zur Aufnahme des zunächst an Hand der Fig. 2 erläutert werden. In Hologramms dienten, wieder ausgelesen. Es besteht dieser Figur ist der Gegenstand 24 symbolisch durch dabei nur der Unterschied, daß keine codierten Beden Buchstaben A dargestellt, der durch das mono- zugsstrahlen vorhanden sind. Beim Auslesen wird chromatische Licht der Lichtquelle 11 bestrahlt wird. 40 das zu identifizierende Zeichen (z. B. das Zeichen X) Das vom Buchstaben A reflektierte Licht fällt auf die gleichzeitig mit allen Strahlen der Beleuchtungsplatte fotografische Platte 32. Würde nun die Platte 32 mit 18 beleuchtet, so daß alle Engramme beleuchtet sind. einem Bezugsstrahl aus kohärentem Licht beauf- Als Lichtquelle kann dabei eine Quecksilberlampe schlagt, so entstünde ein konventionelles Hologramm, mit einem Filter dienen. Nach dem Prinzip der.Holo- und wenn die Platte nach der Entwicklung wiederum 45 grafie entstehen, wenn" das Beugungsmuster des Zeimit monochromatischem Licht bestrahlt würde, jq. chens auf sein eigenes Engramm fällt, drei gebeugte enthielte man ein rekonstruiertes Bild des Büchsta- Lichtstrahlen. Einer von ihnen führt das Bild des ben A. In Fig. 2 wird jedoch an Stelle des einfachen Zeichens in etwas modifizierter Weise mit sich. Der Bezugsstrahls ein zweites Muster benutzt, das bei- zweite Strahl ist identisch oder nahezu identisch mit spielsweise aus einer Reihe von diskreten, punktför- 50 der Gruppe der durch"'die Codierplatte erzeugten migen, kohärenten Lichtquellen 35, 39 und 43 be- Lichtstrahlen, mit der das Engramm erzeugt wurde steht, die, wie später gezeigt wird, den von der Co- und führt das Bild dieser Strahlen mit sich. In den dierplatte 36 in F i g. 1 ausgehenden Lichtstrahlen Ausführungsbeispielen wird dieses Bild auf die Beentsprechen. Wird nun die Platte entwickelt und obachtungsebene fokussiert und zur Identifizierung dann mit vom Buchstaben A ausgehendem Licht be- 55 des Zeichens benutzt. In F i g. 1 ist die Betrachtungsstrahlt, so wird ein rekonstruiertes Bild des Musters linse 33 in der Beobachtungsebene angeordnet. Ein der diskreten, punktförmigen Lichtquellen 35, 39 dritter Strahl oder eine Gruppe von Strahlen ist dem und 41 erzeugt. Daraus folgt, daß, wenn eine Anzahl zweiten ähnlich. Dieser Strahl tritt von dem Envon separaten und verschiedenen Zeichen mit sepa- gramm in bezug auf den ersten Strahl symmetrisch raten und verschiedenen Kombinationen der diskre- 60 zum zweiten Strahl aus. Er wird daher der »Zwillingsten, punktförmigen Lichtquellen nacheinander auf strahl« genannt und ist im allgemeinen in bezug auf einzelne Bereiche der gleichen Platte 32 geworfen die Indentifizierung von Zeichen von geringerer Quawerden, ein Hologramm entsteht, das ein separates lität als der zweite Strahl. Das Zwillingsstrahlbild Interferenzmuster für jedes Zeichen und dessen wird nur in Ausnahmefällen, z. B. bei punktsymme-Punktkombination enthält. Wenn daher die ent- 65 trischen Zeichen, zur Auswertung verwendet,
wickelte Platte mit einem Muster bestrahlt wird, das Das beschriebene System, das aus den Zeichen einem der Zeichen entspricht, so entsteht ein Bild selbst gebildete Engramme verwendet, kann noch der zugeordneten Kombination der diskreten, punkt- verbessert werden. Es kann vorkommen, daß bei be-

stimmten Zeichen die Unterschiede nicht groß genug sind, um eine zufriedenstellende Unterscheidung zu gewährleisten. Dadurch können andere Engramme als dasjenige des Zeichens ansprechen, obgleich meist mit geringerer Intensität. Außerdem kann es vorkommen, z. B. wenn das Engramm des Zeichens F mit einem E wiedergegeben wird, daß das Engramm des falschen Zeichens ein Bezugsstrahlbild mit voller Intensität ergibt.

In einer Ausführungsform wird diese Schwierigkeit dadurch überwunden, daß, wenn notwendig, einem Zeichen mehrere Diskriminatoren zugeordnet werden. Jeder Diskriminator erzeugt ein eigenes Engramm, und durch die Kombination der Engramme ist es möglich, dieses Zeichen von allen anderen Zeichen des Zeichensatzes zu unterscheiden. Die Diskriminatoren sind Muster, die in zweierlei Weise aus dem zu identifizierenden Zeichen und denjenigen Zeichen, von denen es unterschieden werden soll, einzeln oder in Kombination zusammengesetzt sein können.

Nach der ersten Methode enthält der Diskriminator nur bestimmte Teile der Spur, die das zu identifizierende Zeichen bilden, und die übrigen Teile sind ausgelassen. Zum Beispiel kann der Buchstabe L vom Buchstaben I durch den unteren Querstrisch unterschieden werden. Nach der zweiten, leistungsfähigeren Methode werden diejenigen Merkmale des- " Zeichens, gegen die unterschieden werden soll, dadurch ausgewogen, daß man ihnen teilweise positive und teilweise negative Lichtamplituden gibt. Eine bekannte Eigenschaft des kohärenten Lichts, die bisher zum Zwecke der Bildung von Hologrammen nicht verwendet wurde, besteht darin, daß Licht subtrahiert werden kann, indem man Lichtwellen, die sich in der Phase um eine halbe Wellenlänge unterscheiden, überlagert. Dieser Effekt wird in der Weise ausgenutzt, daß man etwa die Hälfte der Spuren der Zeichen, die verschwinden sollen, mit einer Phasenplatte abdeckt, und so eine Verzögerung um eine halbe Wellenlänge hervorruft. Zum Beispiel kann ein F von einem E durch Abdecken der Fußspur unterschieden werden oder dadurch, daß die in dem F nicht enthaltenden Teile des Zeichens E bei der Aufnahme des Engramms mit einer Halbwellenplatte abgedeckt werden. Weitere Beispiele folgen später.. -

Die Beleuchtungsplatte 18 (Fig. 1) wird durch eine Rasterlinsenplatte gebildet. Das' Licht der monochromatischen Lichtquelle 10 wird dadurch in eine Anzahl von kohärenten Lichtbündeln aufgespalten. Die Rasterlinsenplatte kann soviele Linsen enthalten, wie das Hologramm Engramme besitzt. Die Zwischenräume zwischen den Linsen werden ausgeblendet. Die Feldlinse 16 ist vor der Beleuchtungsplatte 18 so angeordnet, daß alle Hauptstrahlen, die durch die optischen Mittelpunkte der Linsen des Rasters hindurchgehen, in die Mitte des Fensters der Maske 27 fokussiert werden, welches das Zeichen oder den Diskriminator enthält.

Die Linse 20 ist so angeordnet, daß die Rasterlinsenplatte in ihrer vorderen Brennebene liegt, so daß alle von den Linsen des Rasters auf das Fenster der Maske 27 auftreffenden Lichtstrahlen exakt oder annähernd ebene Wellenfronten besitzen.

Die im anderen optischen Zweig enthaltene Codierplatte36 Fig. 1) ist ebenfalls als Rasterlinsenplatte ausgebildet, ähnlich der Beleuchtungsplatte, jedoch brauchen die durch sie gebildeten Punktlichtquellen nicht dieselbe Anordnung zu haben. Zur Vereinfachung der Erläuterungen liegt in allen folgenden Beispielen das virtuelle Bild der Codierplatte in der Ebene des Fensters der Maske 27, doch ist dies, wenn auch üblich, nicht wesentlich. Die Codierplatte bzw. ihr Bild nehmen vorzugsweise nur die Hälfte der Ebene des Fensters ein, um Verwechslungen mit den Zwillingsstrahlen zu vermeiden.

Die beiden durch das Strahlenteilerprisma 12 getrennten Lichtstrahlenanteile brauchen erst in der fotografischen Platte 32 vereinigt zu werden. In den Ausführungsbeispielen ist eine gemeinsame Linse 30 (F i g. 1) für beide Strahlenteile vorhanden, die so angeordnet ist, daß die fotografische Platte genau oder annähernd in ihrer rückwärtigen Brennebene liegt.

Bei der Aufnahme des Hologramms wird ein Zeichen oder ein Diskriminator nach dem anderen im Fenster der Maske 27 dargestellt, und es wird mit seinem zugeordneten Strahl der Beleuchtungsplatte und mit dem Strahl oder der Gruppe von Strahlen der Codierplatte ein Engramm gebildet. Die übrigen Bereiche der Beleuchtungsplatte, der Codierplatte und der fotografischen Platte werden durch Masken abgedeckt, wie z. B. durch die Maske 19 für die Beleuchtungsplatte 18 und die Maske 37 für die Codierplatte 36 (F i g. 1). Nacheinander wird ein Engramm nach dem anderen,aufgenommen, bis der Satz der unterscheidungsfähigen Engramme vollständig ist.

Ein Linsensystem erzeugt ein Bild der punktförmigen Lichtquellen der Codierplatte in der Ebene, die der Codierplatte konjugiert ist. Die dem jeweils dargestellten Zeichen zugeordneten Bildpunkte werden mit kleiner Apertur beobachtet. Dies kann mit einer Elektronenkamera geschehen, die die ganze Ebene zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeichen abtastet, oder auch mit einzelnen Fotosensoren, die jedem einzelnen Strahl der Codierplatte zugeordnet sind und deren Ausgänge logischen Schaltungen zugeführt werden.

Die Speicherkapazität der fotografischen Platte 32 bezüglich der Engramme ist sehr groß. Eine feinkörnige fotografische Platte ist in der Lage, tausend optische Linien pro Millimeter wiederzugeben. Sie ■ kann- auf einer Fläche von 50 · 50 mm 2500 Engramme aufnehmen, von denen jedes 1 Quadratmillimeter Fläche besitzt und somit 1000 · 1000 Daten wiedergeben kann. Diese Zahl ist mehr als ausreichend, selbst für die kompliziertesten Zeichen. Darüber hinaus kann jeder Elementarbereich mehrere, verschiedene, überlappende Engramme aufnehmen, solange diese bestimmte Strahlen der Codierplatte enthalten, da jede von einem Zeichen ausgehende Welle nur mit ihren eigenen, bei der Aufnahme gleichzeitig wirksam gewesenen Codierstrahlen interferiert. Die übrigen Codierstrahlen erzeugen lediglich einen Untergrund. Eine einzige Hologrammplatte kann daher die Diskriminatoren für mehrere Typensätze oder Schriftarten aufnehmen.

Zur Beschreibung der Wirkungsweise der Beleuchtungsplatte 18 wird auf F i g. 3 Bezug genommen, in welcher die optischen Elemente vergrößert und die optischen Wege zur Erhöhung der Klarheit gestreckt dargestellt sind.

In F i g. 3 wird der zur Beleuchtung dienende Anteil des kohärenten Lichtstrahls durch die Feldlinse 16 und durch die Beleuchtungsplatte 18 geleitet. Die Beleuchtungsplatte 18, von der eine Vorderansicht in

F i g. 4 dargestellt ist, enthält eine Anzahl von Rasterlinsen, die matrixartig angeordnet sind. Die Räume zwischen den Rasterlinsen sind undurchsichtig. Jede der Rasterlinsen erzeugt im Brennpunkt ein Bild, und jede Rasterlinse emittiert einen separaten Lichtstrahl von genügender Divergenz, der das ganze Fenster in der Maske 27 ausleuchtet. Die Feldlinss 16 sorgt dafür, daß der zentrale Strahl jedes divergierenden Einzelstrahls die Mitte des Fensters der Maske 27 trifft. Auf diese Weise spaltet die Beleuchtungsplatte 18, die auch durch eine geprägte Folie gebildet werden kann, bei der die Bereiche zwischen den erhabenen Teilen undurchsichtig gemacht sind, das Licht der Lichtquelle 10 in eine Anzahl von diskreten, punktförmigen Lichtquellen. Die Beleuchtungsplatte 18 ist in der Brennebene der Kollimatorlinse 20 angeordnet, so daß das Zeichen im Fenster der Maske 27 durch paralleles Licht bestrahlt wird.

Wenn die gesamte Beleuchtungsplatte 18 mit der Ausnahme der Öffnung 13 vor einer bestimmten Rasterlinse abgedeckt wird (z. B. durch die Maske 19 in F i g. 1), so beleuchtet der austretende Einzelstrahl das Zeichen im Fenster der Maske 27 und wird durch das Prisma 28 und die Linse 30 auf eine Teilfläche der Schicht der in der Fourier-Ebene der Linse 30 angeordneten fotografischen Platte 32 reflektiert. Der reflektierte Einzelstrahl wird auf (Jejijenigen Bereich der fotografischen Platte 32 gerichtet, der der Lage der nicht abgedeckten Rasterlinse der Beleuchtungsplatte 18 entspricht. Wenn daher jede der Linsen der Beleuchtungsplatte nacheinander beleuchtet wird, und verschiedene Zeichen nacheinander im Fenster der Maske 27 angebracht werden, so werden nacheinander entsprechende Bereiche der fotografischen Platte 32 belichtet.

Wie bei der Beschreibung der F i g. 1 erwähnt, wird der andere Teil des von der Lichtquelle 10 ausgehenden Lichtstrahls durch die Feldlinse 34 auf die Codierplatte 36 geworfen, der die Maske 37 zugeordnet ist. Die Codierplatte 36 ist von ähnlicher Konstruktion wie die Beleuchtungsplatte 18. Sie besteht aus einer undurchsichtigen Scheibe, die in matrixartiger Anordnung kleine Linsen oder deren optische Äquivalente enthält. Die Linsen der Platte 36 sind jedoch in codierter Form angeordnet. Wie aus F i g. 5 ersichtlich, werden die Codewörter auf der Platte durch die Anwesenheit oder das Fehlen von Linsen repräsentiert. Jedes Codewort besteht aus neun Elementen, von denen immer drei leer sind. Insgesamt sind fünfunddreißig verschiedene Codewörter vorhanden, das 36. Codewort in der letzten Reihe unten rechts auf der Codeplatte ist nicht.in dem Code enthalten und kann für Prüfzwecke verwendet werden. Das eingerahmte Codewort soll beispielsweise dem Buchstaben h entsprechen.

Der vom Prisma 12 (F i g. 1) reflektierte Lichtstrahl tritt durch die Feldlinse 34 und durch die Codierplatte 36 hindurch, die durch die Maske 37, wie in F i g. 5 dargestellt, abgedeckt ist, so daß nur das eine Codewort beleuchtet ist. Auf diese Weise werden sechs in bestimmter Weise angeordnete Lichtquellen der insgesamt neun vorhandenen auf das Prisma 28 gerichtet und durch die Feldlinse 30 auf die Schicht der fotografischen Platte 32 geworfen, gleichzeitig mit einem Einzelstrahl, der von dem Zeichen im Fenster der Maske 27 durch das Prisma 28 und die Linse 30 ebenfalls auf die Emulsion der fotografischen Platte 32 reflektiert wird. Die Maske 19 für die Beleuchtungsplatte 18 und die Maske 37 für die Codierplatte 36 sind so angeordnet, daß das vom Zeichen reflektierte Licht und das Codewort auf denselben Bereich der fotografischen Platte 32 gerichtet sind. Das in diesem Bereich entstehende holografische Interferenzmuster wird als Engramm bezeichnet. Besteht z. B. das Zeichen aus dem Buchstaben h, so wird die Maske 37 so gewählt, daß das

ίο den Buchstaben h repräsentierende Codewort auf der Codierplatte 36 nicht abgedeckt ist. Auch bei der Beleuchtungsplatte 18 wird dabei nur diejenige Rasterlinse nicht abgedeckt, die auf dieselbe Stelle der fotografischen Platte 32 wie das Codewort fokussiert ist.

Die nach Bildung aller Engramme entwickelte und im allgemeinen mit einem Gammawert von 2 kopierte, fotografische Platte 32 wird in die in F i g. 1 gezeichnete Position eingesetzt und ist damit bereit für die Wiedergabe. In diesem Falle wird die Codierplatte 36 entweder vollständig abgedeckt, oder die gesamten optischen Elemente (Maske 37, Codierplatte 36, Linse 34, Prisma 12) dieses Lichtstrahlzweiges werden entfernt, so daß dieser Anteil des von der Lichtquelle 10 ausgehenden Lichtstrahls das Prisma 28 nicht erreicht. Die Maske 19 vor der Be-

_ leuchtungsplatte 18 wird vollständig entfernt, so daß

-""alle Teilstrahlen von allen Rasterlinsen vom Zeichen im Fenster der Maske 27 reflektiert werden. Erscheint in diesem Fenster ein Zeichen, das zur Bildung eines Engramms verwendet worden war, so erzeugen die von dem Zeichen reflektierten Lichtstrahlen mittels des Hologramms der fotografischen Platte 32 ein Bild des dem Zeichen zugeordneten Codewortes, das durch die Linse 33 beobachtet werden kann.

Die in F i g. 1 dargestellte Anordnung arbeitet mit vom Zeichen reflektiertem Licht. Ebenso können auch durchstrahlte Diapositive verwendet werden, besonders Mikrofilme mit weißen Buchstaben auf schwarzem Grund. Die mit reflektiertem Licht arbeitende Anordnung besitzt den Vorteil, daß die gesamte Einrichtung auf derselben Seite des Papiers angebracht sein kann. Maschinenschrift oder Druck auf weißem Papier ist. weniger-geeignet, da Papier bezüglich der Lichtwellenlängen rauh ist und dasselbe Zeichen, auf verschiedenen Papierarten gedruckt, verschiedene Wellenfronten erzeugt. Es empfiehlt sich, das Zeichen zunächst, beispielsweise mittels einer Kathodenstrahlabtaströhre»· auf-- einem zur Modulation von kohärentem Licht geeigneten Schirm abzubilden. Beispiele hierfür sind die Ölfilmkathodenstrahlröhre und Kathodenstrahlröhren, bei denen der Lichtfleck polarisiertes Licht mittels der Pockels- oder der Faraday-Effekte moduliert. Gewöhnliches Papier kann auch, besonders bei Verwendung von durchscheinendem Licht verwendet werden, wenn es mit öl durchsichtig gemacht wird. Geeignete Materialien für die Wiedergabe mit reflektiertem Licht sind Mikrofilmnegative oder durchsichtige, mit einer schwarzen Schicht bedeckte Folien, deren Schicht beim Schreib- oder Druckprozeß entfernt wird, wobei auf der Rückseite ein die Schicht kontaktierender Spiegel angeordnet ist. Schwarze Buchstaben auf weißem Grund können ebenfalls gelesen werden. Diese sind etwas ungünstiger, da z. B. ein »O« und ein »Q« im allgemeinen viel weißen Hintergrund haben, der keine Information enthält, und daher das Signal-Rausch-Verhältnis ungünstig ist. Dieses Verhältnis

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kann dadurch wesentlich verbessert werden, daß der von denen zwei Beispiele im folgenden beschrieben

einheitliche Untergrund durch eine Maske eliminiert werden.

wird, die den Beugungsstrahl nullter Ordnung ab- Die erste Möglichkeit besteht darin, ein reelles deckt. Wenn, wie später erklärt werden wird, eine Bild der gesamten Codierplatte 36 mit der Beobachderartige Maske auf ein Hologramm angewendet 5 tungslinse 33 zu erzeugen, dieses Bild auf dem Schirm wird, wird das Zeichen nach der Dünkelfeldmethode einer (nicht dargestellten) elektronischen Kamera zu beleuchtet, d. h., das schwarze Zeichen erscheint hell speichern und durch den Elektronenstrahl abzutasten, auf dunklem Grund. Nach dem Babinetschen Prinzip Das Ausgangssignal der Kamera wird einem Diskriergibt ein schwarzes Zeichen, bei dem der Lichtstrahl minator zugeleitet, der nur Impulse registriert, die mit nullter Ordnung eliminiert ist, dieselbe Beugungs- io Sicherheit über dem Geräuschpegel liegen. Die Abfigur wie das helle Zeichen auf schwarzem Grund, tastung muß mit den Aufleuchtzeiten synchronisiert abgesehen von einer Änderung der Phase um eine werden, deren Maxima immer dann auftreten, wenn halbe Wellenlänge, die keine Folgen hat. sich ein Zeichen in der Mitte des Fensters befindet. Jedes Zeichen kann gleichzeitig in vier, sechs oder Hierzu kann beispielsweise ein Teil der die Codemehr Engrammen, die ein Quadrat, ein Sechseck usw. 15 Wörter bildenden Gesamtlichtmenge abgezweigt und bilden, aufgezeichnet werden. Durch diese Maß- auf eine Fotozelle gerichtet werden, die auf das nähme wird die Basis der Lichtbeugung vergrößert, Maximum der Aufleuchthelligkeit anspricht und den so daß bei der Wiedergabe schärfere Lichtpunkte Beginn der 70 % der Aufleuchtperiode dauernden entstehen. Allerdings ist hierbei ein höheres Maß Abtastbewegung um 15% der Aufleuchtperiode veran Kohärenz gegenüber der Wiedergabe eines ein- 20 zögert.

zelnen Engramms erforderlich. Bei einer anderen Ausleseeinrichtung wird das Die Linse 30 in F i g. 1 ist, wie erwähnt, so ange- Licht jeder Spalte der Codierplatte aufsummiert und, ordnet, daß ihre rückwärtige Brennebene mit der beispielsweise über Lichtleiter, zu einer separaten Schicht der fotografischen Platte 32 zusammenfällt. fotoelektrischen Anordnung geleitet. An Stelle dessen Von der Ebene des Zeichens ausgehende, parallele 25 kann auch eine optische Anordnung verwendet wer-Lichtstrahlen werden in einem Punkt der Schicht den, die gelegentlich als »Fliegenauge« bezeichnet fokussiert. Daher wird beim Fehlen eines Zeichens, wird. Diese Anordnung^ besteht aus einer Linsend. h., wenn die Zeichenebene aus einem ebenen Spie- " rasterplatte mit einer Rasterlinse pro Spalte, deren gel besteht, jeder Lichtpunkt des Rasters der Be- optische Achsen so gestaffelt sind, daß die Bilder der leuchtungsplatte auf einen Punkt der Schicht fokus- 30 codierten Punkte in einer Spalte auf einen kleinen siert, der das Zentrum des zugeordneten Engramms Bereich zusammengedrängt sind, während die BiI-bildet. Dieses ist der Beugungsstrahl nullter Ordnung. der der einzelnen Spalten getrennt bleiben. Im Falle Um die erwähnte Dunkelfeldbeleuchtung zu realisie- des in F i g. 5 dargestellten Codes ist ein Minimum ren, genügt es daher, den durch den Lichtstrahl null- von sieben Detektoren erforderlich. Jeder dieser Deter Ordnung erzeugten Lichtpunkt, d. h. die Mitte 35 tektoren besitzt einen Diskriminator, der Lichtdes Engramms abzudecken. Dies wird mit einer impulse unterhalb einer bestimmten Intensität unter-Nullordnungsmaske (Maske 31 in F i g. 1) in Gestalt drückt und einen Ausgangsbegrenzer, der einheiteiner fotografischen Platte erreicht, die mit der liehe Impulse abgibt. Die Ausgangsimpulse werden Hologrammplatte Schicht an Schicht liegt, und die in einem weiteren Diskriminator aufaddiert, der nur vor der Aufnahme des Hologramms, während sich 40 dann in Tätigkeit tritt, wenn gleichzeitig sechs Imein Spiegel in der Ebene des Zeichens befand, mit pulse vorliegen. Sind diese vorhanden, so werden die allen Strahlen der Beleuchtungsplatte belichtet, ent- Impulse der Fotozellen dem Computer zugeleitet, wickelt und an ihren Ort zurückgebracht wurde. Diese Einrichtung erfordert weniger apparativen Dieses Verfahren ist notwendig im Falle von schwär- . Aufwand als die.jvorher- beschriebene, sie hat dafür zen Zeichen auf weißem Grund, es ist aber auch in 45 ein" geringeres Auflösungsvermögen, da sie nur auf den anderen Fällen vorteilhaft, da die Information die Lichtsumme einer Spalte und nicht auf jeden nicht im Strahl nullter Ordnung, sondern in dem die einzelnen Punkt anspricht.

Mitte des Engramms umgebenden Bereich enthal- Die Wirkungsweise der Erfindung soll mit Bezug ten ist. auf die Fig. 5 bis 10 .weiter erläutert werden. Die Bei der Aufnahme eines Engramms treffen die aus- 50 F i g. 5, 6 und 7 illustrieren den einfachen Fall, in gewählten Teillichtstrahlen der Beleuchtungsplatte 18 welchem ein einziges Engramm jedem Zeichen des nur auf einen kleinen Bereich um die Punkte nullter Zeichensatzes zugeordnet ist. In diesem Fall kann Ordnung, dagegen wird die ganze fotografische Platte jedem Zeichen eine Gruppe von Strahlen der Codier-32 durch die Lichtstrahlen der Codierplatte 36 be- platte zur Bildung eines Codeworts zugeordnet werleuchtet. Der dadurch entstehende, störende Unter- 55 den. Bei der Codierplatte in F i g. 5 soll beispielsweise grund wird vermieden durch die in F i g. 1 mit 29 der eingerahmte Bereich dem Buchstaben »h« entbezeichnete Maske. Diese Maske besitzt öffnungen, sprechen. Diesem soll in F i g. 6, die die Hologrammderen Anordnung dem Muster der Rasterlinsen der ebene darstellt, der schraffierte Engrammbereich ent-Beleuchtungsplatte entspricht. Ihr Durchmesser ist sprechen. Wenn beim Auslesen der Buchstabe »h« etwa von der durchschnittlichen Größe des Beu- 60 im Fenster der Maske 27 erscheint, tritt in der Begungsmusters eines Zeichens und beträgt einige Milli- obachtungsebene eine Reihe von sechs leuchtenden meter. Wird diese Maske in Übereinstimmung mit Punkten und drei Leerstellen auf (F i g. 7). Zusätzlich der jeweils wirksamen Maske 19 der Beleuchtungs- erscheint das Zwillingscodewprt punktsymmetrisch platte bei jeder Aufnahme von Engrammen gewech- hierzu. Um Störungen durch das Zwillingscodewort seit, so ist es möglich, den Untergrund auf ein Mini- 65 zu vermeiden, kann die Maske in Fig. 5 leicht unmum zu reduzieren. ^ symmetrisch angeordnet sein, so daß das Zwillings-Für das Auslesen eines durch die Bildpunkte dar- codewort durch einen Untergrundreduzierer (Maske gestellten Codewortes gibt es viele Möglichkeiten, 29 in F i g. 1) abgedunkelt werden kann, der nur an

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den Stellen, an denen Codepunkte erscheinen können, geraden Linie von der Lichtquelle 72. Die Codieröffnungen aufweist. platte 60 und die Masken sind entfernt und das Zei-

Die Fig. 8 bis 10 zeigen eine andere Codierung, chen ist durch den auszulesenden Film 74 ersetzt, die auch für kompliziertere Zeichensätze anwendbar Das zusätzlich eingefügte Linsensystem 76 erzeugt ist. F i g. 8 zeigt die Codierplatte, in der die dem 5 in der Beobachtungsebene ein Bild der codierten Zeichen »h« zugeordneten Lichtquellen durch vier Lichtpunkte. Die Beobachtungsebene wird durch die schwarze Punkte und einen verstärkt eingerahmten Maske 78 abgedeckt, die kleine, mit der Lage der weißen Punkt ausgezeichnet sind. Jeder dieser Punkte Lichtpunkte korrespondierende Öffnungen besitzt, entspricht einem Engramm auf dem Hologramm, wie auf deren Größe später noch eingegangen wird. Jede schematisch in F i g. 9 dargestellt. Die durch die vier io Öffnung ist mit einem Fotosensor 80 ausgerüstet,
schraffierten Bereiche angedeuteten Engramme geben Es ist üblich, die Diskriminatoren in der Aufein dem »h« entsprechendes Signal, das fünfte En- nahmeeinrichtung ziemlich groß zu machen, um gramm, das dick eingerahmt ist, ergibt ein Leer- sicherzustellen, daß sie in jedem Detail richtig wiezeichen. Dementsprechend erscheinen, wie in Fig. 10 dergegeben werden. Bei der Wiedergabeeinrichtung dargestellt, in der Beobachtungsebene vier leuchtende 15 können durch Verwendung kleiner Zeichengrößen, Punkte und eine Leerstelle an Stellen, die den fünf wie z. B. auf Mikrofilm aufgenommener Zeichen, die Lichtpunkten der Codierplatte entsprechen. Diese Kosten verringert werden. Normale Schreibmaschiwerden durch die Fotosensoren 41 bis 45 abgetastet nenschrift kann z. B. 30mal verkleinert werden auf und mittels der logischen Schaltung 46 ausgewertet. hochauflösenden Mikrofilm, in welchem Falle die

Die Fig. 11 und 14 zeigen Anordnungen zur Auf- 20 Brennweite der Linse 82 in Fig. 14 in der Lesenahme und Wiedergabe von Hologrammen mit anordnung 30mal kleiner sein kann als in der Aufdurchscheinendem Licht, die gegenüber den bisher nahmeeinrichtung, wenn hierfür normale Schreibbeschriebenen den Vorteil größerer Einfachheit und maschinenschrift verwendet wurde. Die Wellenlänge, größerer Lichtausnutzung besitzen. In Fig. 11, in der die bei der Wiedergabeeinrichtung benutzt wird, die Aufnahmeanordnung dargestellt ist, ist das Licht 25 braucht nicht dieselbe zu sein, wie bei der Aufnahmedes Lasers auf den Punkt L fokussiert. Der halb- einrichtung. Beispielsweise kann für die Aufnahme reflektierende Spiegel 48 bildet das Spiegelbild L',- ein Helium-Neon-Laser mit;6328 A und für die Wiewährend der hindurchtretende Teil auf den SR^äri-"™ dergabe die grüne Quecksilberlinie mit 5461 A verschen Spiegel 50 fällt, der das reelle Bild L" in der wendet werden. In diesem Falle wird die Brennweite Mitte einer Öffnung in der Beleuchtungsplatte 52 er- 30 nicht 30mal, sondern 30 · 5461/6328 = 25,7mal verzeugt. L' dient zur Ausleuchtung der lieleuchtungs- kleinert, da die kürzere Wellenlänge mit kleinerem platte 52, L" für die Codierstrahlen. Das Licht von Winkel gebeugt wird.

V geht durch die Feldlinse 54, die Beleuchtungsplatte Weiterhin kann das Auslesen mit höherer Ge-52 und die Kollimatorlinse 56 zum Fenster 58, das schwindigkeit erfolgen, als das Zeichen hinter dem das Zeichen enthält. Das Zeichen ist vorzugsweise in 35 Fenster bewegt werden kann, z. B. mit einer Geeiner fotografischen Platte enthalten und wird im schwindigkeit von 20 Zeilen pro Sekunde. In diesem einzelnen später beschrieben. Der übrige Beleuch- Falle wird eine ganze Zeile des Films in der Lesetungsstrahlengang ist derselbe wie im vorhergehen- einrichtung beleuchtet und auf eine sich bewegende den Beispiel. Das Licht von L" in der Mittelöffnung Öffnung abgebildet, die das Bild der Zeile in der Beleuchtungsplatte fällt durch die Linse 56 auf 40 50 Millisekunden abtastet. Dabei nimmt die Ebene die Codierplatte 60, die in diesem Beispiel nur die der sich bewegenden öffnung den Platz des Filmes untere Hälfte der Ebene, in der das Zeichen ange- 74 in Fig. 14 ein. Die übrige Leseeinrichtung braucht boten wird, einnimmt. Eine Blende in der durchsich- nicht geändert zu werden, da die Linse 82 das Bild tigen Platte 62 verhindert, daß Licht von L" auf das des Zeichens ins Unendliche" verlegt, die Beleuch-Fenster 58 gelangt. Der übrige Teil des Codierstrah- 45 tüngspfatte ebenfalls optisch auf Unendlich eingestellt lenganges ist derselbe wie im vorhergehenden Ber- ist' und daher die Beugungsfigur auf demselben Enspiel. Die Untergrundreduziermaske,64, die Beleuch- gramm erscheint, unabhängig von der Lage der sich tungsmaske 70 und die Nullordnungsmaske 66 haben bewegenden Öffnung. Da die Zeilen in geraden Liebenfalls die entsprechenden Funktionen bezüglich nien abgetastet werden.müssen, sind die öffnungen der Hologrammplatte 68. 50 vorzugsweise nicht auf einer Scheibe, sondern auf

Die Fig. 12A, 12B, 12C, 12D zeigen verschie- dem Umfang einer Trommel angeordnet. Die kleine

dene Variationen der Beleuchtungsplatte. In der Aus- Abweichung der Apertur von der Ebene infolge der

führungsform gemäß Fig. 12A könnten die Licht- Krümmung der Trommel ist von geringem Einfluß

punkte in sechseckigen Mustern zur besseren Aus- und kann darüber hinaus dadurch verringert werden,

nutzung der Hologrammfläche angeordnet sein. 55 daß die Trommel der Kurvatur des Feldes der Linse

Fig. 12B zeigt dasselbe Muster im Profil mit klei- angepaßt wird, welche die auf dem Film der Trommel

nen konvexen Rasterlinsen. Fig. 12C zeigt eine enthaltene Linie abbildet.

Platte mit konkaven Rasterlinsen. Die in Fig. 12D Fig. 28 stellt eine Anordnung zum Lesen von

dargestellte Platte besitzt eine verbesserte Lichtaus- normalem Druck oder Schreibmaschinenschrift mit

nutzung. Die Rasterlinsen sind breiter und nehmen ⁶° hoher Geschwindigkeit dar. Die Abtastgeschwindig-

fast den ganzen Bereich der sechseckigen Anordnung keit der optischen und elektronischen Komponenten

von Fig. 12 A ein, so daß nur kleine Teile der Ober- beträgt mindestens 2000 Zeichen pro Sekunde, was

fläche abgedunkelt werden müssen. ungefähr 20 Zeilen oder mehr pro Sekunde bedeutet.

Zur Vereinfachung ist die Wiedergabeeinrichtung Bei der in Fig. 28 dargestellten Anordnung wird (F i g. 14) mit denselben optischen Mitteln wie die 65 das Papier auf einem durchsichtigen, rotierenden Zy-Aufnahmeeinrichtung dargestellt. Optische Äquiva- linder 120 Zeile für Zeile spiralförmig abgetastet, lente können ebenso verwendet werden. Die Be- Der Zylinder rotiert kontinuierlich mit einer Gestrahlung der Beleuchtungsplatte 52 erfolgt in einer schwindigkeit von 20 oder mehr Umdrehungen pro

Sekunde. Eine Seite wird dabei in 2 Sekunden oder weniger abgetastet. Der Zylinder 120 bewegt sich während einer Abtastperiode vorwärts in axialer Richtung und dann zurück. Sodann wird das abgetastete Blatt ausgeworfen und ein neues eingeführt. Die Hin- und Herbewegung erfolgt mittels eines Linksgewindes 121 und eines Rechtsgewindes 123, mit denen abwechselnd die Kupplungsmuttern 122 und 124 in Eingriff kommen.

Die Blätter werden in einem solchen Winkel zugeführt, daß die Zeilen Spiralen auf dem Zylinder bilden mit einer Steigung, die dem Zeilenabstand entspricht, so daß sich eine Zeile an die nächste anschließt. Dies wird erreicht mit Hilfe eines leicht geneigten Anschlages 126 und der Druckrolle 128, die zu den Zeilen ebenfalls um den Steigungswinkel geneigt angeordnet ist. Am besten wird plastisches, durchsichtiges Material verwendet, aber es kann auch gewöhnliches Papier verwendet werden, wenn es mit einer Flüssigkeit, z. B. einem Öl, angefeuchtet wird, deren Brechungsindex nahe an demjenigen der Zellulose liegt. Am Lesepunkt R wird ein Bereich, der etwas größer ist als ein Buchstabe, durch eine optische Anordnung beleuchtet, die im wesentlichen der in Fig. 14 gezeigten entspricht. In diesem Bereich wird das Papier durch die transparente, rotierende Scheibe 130 gegen den Zylinder 120 gepreßt. Diese ist in der Nähe des Wirkungsbereichs yon--f? verdickt, so daß sie an keinen anderen Stellen Kontakt herstellt. Die Achse 131 der Scheibe 130 liegt oberhalb der Zeile, die durch R hindurchläuft, so daß der Radius von der Achse zu R den Steigungswinkel bildet. Dadurch wird sichergestellt, daß die Bewegung der Scheibe im Punkt R tangential zu der Spirale ist, so daß das Papier zwischen zwei transparente Elemente gepreßt ist, die es bewegen. Oberhalb und unterhalb von R sind die Druckrollen 132 und 134 angedeutet. Der auf dem Zylinder 120 lastende Druck wird durch die Ringlage 136 aufgenommen, die sich axial mit dem Zylinder bewegen. Überschüssiges öl wird aus dem Papier herausgepreßt und durch die rotierende Scheibe nahezu senkrecht nach unten hinausgeschleudert.

Nach dem Hindurchtreten durch die Fläche R durchdringt der beleuchtete Lichtstrahl die Linse 138, die die Auslesefläche auf die Ebene der Maske 140, vorzugsweise verkleinert abbildet. Die Maske 140 enthält das Fenster 142. Zur automatischen Ausrichtung der gedruckten Zeilen in diesem Fenster wird die Maske 140 durch die in der Mitte der Beobachtungsebene 148 angeordneten, mit einem Servomechanismus verbundenen Fotosensoren 144 und 146 bewegt. Derjenige Fotosensor, der mehr Licht erhält, stößt die Linie weg. Um sicherzustellen, daß die erste Zeile eines Blattes richtig ausgerichtet ist, ist es zweckmäßig, ein zweites (nicht dargestelltes) Fenster in der Maske anzuordnen, das eine Zeile davor liegt, d. h. im vorliegenden Fall auf der rechten Seite des Hauptfensters, und das Servosystem vom Licht, das durch dieses Fenster hindurchtritt, zu steuern. Die mit dem Servosystem verbundenen Fotosensoren 144 und 146 können auch dazu verwendet werden, ein Signal für Leerstellen zu erzeugen. Um auf dem Material, auf das die codierten Aufzeichnungen schließlich aufgezeichnet werden, beispielsweise einem Magnetband, Platz zu sparen, können Einrichtungen vorgesehen werden, die diesen Aufzeichnungsträger nach einer Anzahl von das Zeilenende oder leere Zeilen anzeigenden Leerstellen anhalten. Der übrige Teil des optischen Systems entspricht dem vorher beschriebenen.

Zum besseren Verständnis werden im folgenden die Wirkungsweise der Anordnung sowie die zu ihrer Verbesserung getroffenen Maßnahmen im Hinblick auf die Theorie zu den in dieser Anordnung auftretenden optischen Erscheinungen beschrieben. Das grundlegende Ergebnis der Theorie ist, daß das Engramm eines Zeichens ungefähr wie eine Schablonenlehre wirkt, d. h. wie ein Diapositiv des vorgegebenen Zeichens, das dem im Fenster angebotenen, unbekannten Zeichen überlagert wird, jedoch mit gewissen wichtigen Unterschieden, die hernach erklärt werden.

Bei Koinzidenz dieser virtuellen Schablone mit dem unbekannten Zeichen ergibt sich bei der Rekonstruktion des Hologramms eine Addition von Lichtamplituden und, da die Lichtamplituden in Phase sind, eine Lichtintensität, die dem Quadrat der Lichtamplituden proportional ist.

Fig. 15A zeigt sechs Stufen eines »A«, das seine eigene virtuelle Schablone überquert. Die koinzidierenden Bereiche sind schwarz gezeichnet. Die in Fig. 15A gemeinsamen Bereiche sind in Fig. 15B (vom Scheitelwert nach rechts) als Funktion der Verschiebung aufgetragen. Der Intensitätsanstieg des resultierenden Lichtblitzes ist noch steiler, da die

- Intensität bei phasengerecht sich addierenden Amplituden dem Quadrat der Summen der Amplituden entspricht.

Fig. 16 zeigt sechs Stufen der Schablone von »A«, die mit dem Buchstaben B verglichen wird. Aus Fig. 16B ist zu ersehen, daß der maximal koinzidierende Bereich ungefähr dreimal kleiner ist als im Falle A-A, und daher die maximale Intensität neunmal niedriger ist.

Die Fig. 17A bis 17F erläutern mehr ins Einzelne gehend, die wichtigen Unterschiede zwischen einer reellen Schablone, wie sie bei der Zeichenerkennung schon oft vorgeschlagen wurde, und der virtuellen Schablone, wie sie einem Programm entspricht. In Fig. 17A ist der Buchstabe F in voller Übereinstimmung mit seiner eigenen Schablone. Fig. 17B . zeigt die in der Beobachtungsebene innerhalb der für

45· einen codierten Lichtpunkt vorgegebenen Apertur auftretende Erscheinung. In diesem Falle erscheint ein Lichtfleck in der ursprünglichen, zentralen Lage, der ungefähr die Hälfte der gesamten Lichtenergie des gebeugten, codierten-Xichtstrahls enthält. Die übrige Hälfte erscheint in einem Lichthof, der jedoch über einen Bereich verteilt ist, der bis zu viermal so groß ist wie das Bild in dem Fenster und dessen Energie innerhalb der kleinen Beobachtungsapertur so klein ist, daß sie außer Betracht bleiben kann. Der maximale Durchmesser des Lichtflecks entspricht der Summe der Liniendicken der Schablone und des Zeichens, die Lichtverteilung innerhalb des Lichtflecks zeigt jedoch wegen der Summierung der Lichtamplituden ein ausgeprägtes Maximum.

In F i g. 17 C ist der Buchstabe F um den Betrag d gegenüber seiner virtuellen Schablone nach rechts verschoben. Die übereinstimmenden Bereiche sind schraffiert gezeichnet. Entsprechend der Theorie erzeugen diese einen Lichtfleck in der ursprünglichen zentralen Lage, aber mit einer Amplitudensumme von der Hälfte des Maximums, da der koinzidierende Bereich jetzt auch nur der Hälfte des Maximums entspricht. Der wesentliche Unterschied zwischen einer

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reellen und einer virtuellen Schablone zeigt sich nun ist es für eine sichere Unterscheidung von allen Zeiim Auftreten eines zweiten Lichtflecks. Zur Erläute- chensätzen, von einigen Ausnahmen abgesehen, nicht rung sind in F i g. 17 C die Linien gleicher Phase ausreichend, mit dem Zeichen selbst ein einziges Endes codierten Lichtstrahls in schrägen Linien darge- gramm herzustellen, sondern es ist notwendig, mit stellt. Diese sind die Schnittlinien der Wellenfronten 5 geeigneten Diskriminatoren mehrere Engramme anzudes codierten Lichtstrahls mit der Ebene des Fen- fertigen. Dies soll an einem Beispiel erklärt werden, sters. Wellenfronten gleicher Phase sind um eine bei dem die Buchstaben E und F voneinander und Wellenlänge voneinander entfernt. Beträgt z. B. der gegenüber den Buchstaben H, I, L und T, die alle Winkel der Wellenfront mit der Fensterebene 0,1 Ra- aus horizontalen und vertikalen Linien zusammengediant, dann beträgt der Abstand der Linien gleicher io setzt sind, zu unterscheiden sind. Als Diskriminator Phase 10 Wellenlängen. In diesem Falle würden un- für E wird das in Fig. 18A dargestellte Muster gegefähr dreißig von ihnen über der normalen Linien- wählt, bestehend aus zwei Linien dieses Zeichens, breite eines maschinegeschriebenen Zeichens lie- wie durch die Schraffur angedeutet, obgleich diese gen, und ungefähr eine, wenn das Zeichen 30mal ver- Linien in Wirklichkeit transparent auf dunklem kleinert wird. Die Theorie zeigt, daß Punkte der 15 Grund sind, wie in Fig. 18B dargestellt. Dieser DisSchablone und des Zeichens, die auf einer Linie kriminator erkennt das E, verwirft aber F, I, H, L gleicher Phase liegen, einen Lichtfleck derselben und T, die höchstens etwas mehr als die Hälfte die-Phase wie das Original erzeugen, aber mit dem Un- ser Fläche bedecken können. Wie im vorigen Abterschied, daß der neue Lichtfleck nunmehr gegen- schnitt erklärt wurde, ergibt dieser Diskriminator über dem zentralen um den Abstand d' verschoben 20 auch die volle Lichtintensität für ein E, das in senkist, um den die Punkte, gemessen entlang der Linie rechter Richtung verschoben ist, unter der Vorausgleicher Phase, versetzt sind (s. Fig. 17D). Alle nicht setzung, daß die Linien gleicher Phase nicht zu nahe koinzidierenden, aber phasengleichen Punktepaare der Horizontalen liegen.

haben denselben Abstand d', und die ganze Ampli- Die Fig. 18C und 18E zeigen zwei Diskrimina-

tude der nichtkoinzidierenden Bereiche ist in einem 25 toren, die zur Unterscheidung des F notwendig sind.

Lichtfleck konzentriert. Im dargestellten Falle enthält In Fig. 18C besitzt der Diskriminator zwei waage-

dieser etwa eine Hälfte der maximalen Amplituden- - rechte Balken, doch haben;, diese entgegengesetzes

summe. Aber die beiden Lichtflecke, obgleich k^hä- ■*"*" Vorzeichen, wie durch Schraffieren des einen ange-

rent und phasengleich, sind räumlich getrennt, und deutet. Physikalisch bedeutet dies, daß einer der bei-

daher werden ihre Intensitäten addiert und nicht ihre 30 den Balken mit einer Halbwellenplatte ausgerüstet ist.

Amplituden. Die Lichtintensität ist somit in diesem Entsprechend der Darstellung in Fig. 18D verwirft

Falle auf eine Hälfte des Maximums gefallen. dieser Diskriminator das E, dessen beide Balken

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß, wenn einander genau kompensieren, aber er erkennt das F.

ein Zeichen gegenüber seiner eigenen virtuellen Er spricht aber auch auf L und T an. Um eine

Schablone verschoben wird, das Licht in der Beob- 35 Unterscheidung gegen diese beiden Zeichen zu erhal-

achtungsapertur nicht abrupt verschwindet, sondern ten, muß noch der in Fig. 18E dargestellte Diskri-

allmählich reduziert wird, in dem Maße, wie seine minator zugefügt werden. Dieser spricht auf den zen-

Komponenten aus der Kohärenz ausfallen. Dies kann tralen Balken des F an, aber nicht auf L oder T.

zur Verbesserung der Unterscheidung benutzt wer- Er spricht auch auf E und H an, da diese Zeichen

den, da der Abfall sehr schnell erfolgt, wenn die 40 aber bereits durch den Diskriminator der Fig. 18C

Wellenfronten genau oder nahezu parallel zu der je- verworfen wurden, ist die Unterscheidung nunmehr

weiligen Linie des Zeichens verlaufen. Andererseits vollständig.

hat man die Wellenfronten in einem nicht zu kleinen Aus diesen und noch mehr aus den folgenden BeiWinkel zu den Linien anzuordnen, wenn eine ge- spielen ist zu ersehen, daß -die Bereiche in -diesen wisse Toleranz in der Lage oder in der Gestalt des 45 Diskriminatoren sehr verschieden sein können, was Zeichens verlangt wird. Dies sind die Grundregeln-füf bedeutet, daß sie ohne weitere Maßnahmen »Ja«-Sidie Zuordnung der Diskriminatoren-zu den Zeichen. gnale von sehr verschiedener Stärke abgeben würden.

Ein Beispiel für die Anwendung dieser Regeln ist Diese können ausgeglichen werden, entweder durch

in den Fig. 17 E und 17 F dargestellt. Der Buch- verschiedene Belichtungszeiten-der "Engramme, kür-

stabe F ist vertikal gegenüber seiner eigenen Scha- 50 zere für große Bereiche, längere für kleinere Be-

blone verschoben, aber etwas mehr als um eine reiche, oder durch Anbringung einer fotografischen

Linienbreite. Die Linien gleicher Phase sind um 45° Platte in den Beobachtungsaperturen. Wird diese,

gegen die Horizontale geneigt dargestellt. Da die bei- mit den »Ja«-Signalen exponierte Platte mit einem

den Lichtpunkte sich teilweise überlappen, fällt die Gammawcrt von 1 entwickelt, so werden die auf die

Intensität in diesem Falle nicht auf die Hälfte, son- 55 Platte übertragenen Signale ausgeglichen. Diese bei-

dern auf etwa 0,6. Noch bessere Ergebnisse, unge- den Methoden können auch kombiniert angewendet

fähr 0,7, für eine Verschiebung um die ganze Linien- werden.

breite erhält man mit senkrechten Linien gleicher Die Fig. 19A und 19B erläutern die Herstellung

Phase. Dieses ist ausreichend um leicht verschobene solcher Diskriminatoren am Beispiel des Diskrimi-

Zeichen zu erkennen. Das Kriterium hierfür wird 60 nators von Fig. 18C. Zunächst wird eine Fotogra-

später noch angegeben. fie des Diskriminators von Fi g. 18 A entwickelt. Als

Um einen Kompromiß zwischen scharfer Identifi- zweites wird eine Phasenfotografie des unteren BaI-

zierung und Erkennung von leicht verschobenen oder kens allein aufgenommen, indem eine feinkörnige

verdruckten Zeichen zu erreichen, ist es vorteilhaft, Emulsion mit einer bestimmten Lichtsumme expo-

den Beobachtungsaperturen eine Breite und eine 65 niert und danach gebleicht wird. Die Phasenplatte

Höhe von ungefähr der dreifachen Liniendicke zu kann auch durch sorgfältig gesteuertes Ätzen einer

geben, etwa wie in F i g. 17 dargestellt. mit Fotolack überzogenen Glasplatte hergestellt wer-

Wie in einem früheren Abschnitt erwähnt wurde, den. Schließlich werden diese beiden Platten ver-

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einigt. Es mag darauf hingewiesen werden, daß die wird zugefügt, derart, daß in der Stellung maximaler Oberfläche des in Fig. 19A dargestellten Negativs Koinzidenz, wie in Fig. 23C gezeigt, die 1 ein posikeineswegs exakt eben ist, da die in gewöhnlicher tives Signal erzeugt, während das I in der gleichen Weise verarbeiteten Emulsionen Dickenunterschiede Stellung und auch rechts und links davon, wie in entsprechend der Belichtung zeigen. Da aber der 5 F i g. 23 D dargestellt, ein sehr kleines oder ein Nullobere und der untere Balken gleiche Behandlung er- signal ergibt.

fahren haben, beträgt der Unterschied der optischen Ein anderer schwieriger Fall ist in Fig. 24 dar-

Weglänge trotzdem eine halbe Wellenlänge. gestellt, bei dem »O« und »Q« unterschieden werden.

Da diese Diskriminatoren ziemlich feine Details Fig. 24A zeigt einen Diskriminator, der auf »Q« aufweisen, ist es zweckmäßig, sie mit ziemlich gro- 10 anspricht, aber nicht auf »O«, da für »O« die obere ßem Maßstab herzustellen. Diese hat jedoch den und die untere Hälfte sich ausgleichen.
Nachteil, daß die Beugungswinkel sehr klein werden, Fig. 24B ist ein Diskriminator, der auf »O«, aber

so daß die Brennweiten der optischen Systeme sehr nicht auf »Q« anspricht, da sich bei dem »Q« die groß gemacht werden müssen. Dieser Nachteil kann dem Querstrich benachbarten Teile ausgleichen, wähdadurch vermieden werden, wenn, wie in Fig. 20 15 rend sich für »O« eine Ungleichheit ergibt. Die Unterdargestellt, vor dem Diskriminator 90 ein reduzieren- scheidung kann noch schärfer gemacht werden, indem des optisches System, z. B. ein Mikroskopobjektiv an- die Seitenflanken der Buchstaben in beiden Mustern geordnet wird, durch das der Abstand A-B auf den ausgelassen werden.

kleineren Wert A'-B' reduziert und die Winkel umge- Ein anderer Diskriminator zwischen »O« und »Q«

kehrt proportional vergrößert werden. 20 kann hergestellt werden, wenn von der Tatsache

F i g. 21 zeigt Beispiele für logische Schaltungen, Gebrauch gemacht wird, daß »O« zentral symmedie zur Verarbeitung der durch die Diskriminatoren trisch ist, während dies bei »Q« nicht zutrifft. Nach gelieferten Information dienen können. Die Blöcke der mathematischen Theorie ergibt sich, daß für zenauf der linken Seite symbolisieren die Diskrimina- tral symmetrische Zeichen der codierte Lichtstrahl toren und ihre individuellen Fotosensoren. Der ein- 25 und der Zwillingsstrahl exakt symmetrisch sind. Wenn fachste Fall in Fig. 21 ist der, daß ein Signal von daher identische Detektoren in die Beobachtungs-X-Sensor92 ein »ja« auf ein Zeichen X und-^ein. position des codierten lichtstrahls und seines Zwil- »nein« für alle anderen Zeichen bedeuteten diesem lingsstrahls gebracht werden, so ergeben diese für Falle beträgt der Sensor eine Triggerschaltung, die ein unsymmetrisches Zeichen, wie ein »Q«, eine durch den Schalter 94 symbolisiert ist. Die obere Stel- 30 von Null verschiedene Differenz,
lung bedeutet »nein«, die untere »ja«. Eine weitere Möglichkeit, Zeichen zu unterschei-

Der nächste Fall ist der, daß die Diskriminator- den, die nur kleine Differenzen aufweisen, ist in mittel 96 bei »X oder Y« ansprechen. In diesem Fig. 25 dargestellt. Eine »2« und ein »Z« unter-FaIIe ist der weitere Diskriminator 98 erforderlich, scheiden sich nur wenig, besonders bei bestimmten der so gebaut ist, daß sein Ansprechen bedeutet »X, 35 Schriftarten. Trotzdem stellt die einzige schräge nicht Y«. Ein Diskriminator Y, X würde das Problem Linie in Fig. 25C mit den Linien gleicher Phase »X oder 7« ebenso entscheiden. parallel zu ihr einen wirkungsvollen Diskriminator

Der nächste Fall ist ein dreifaches Problem, bei dar, da er einen kräftigen Lichtblitz nur für »Z«, dem das Ansprechen der Sensormittel 100 »X oder aber nicht für die »2« liefert. Auch in diesem Falle Y oder Z« bedeutet. Dies wird sodann durch drei 40 liefert der Vergleich mit dem Zwillingsstrahl ein zubinäre Diskriminatoren 102, 104 und 106 für X, Y, sätzliches Unterscheidungsmerkmal, da »Z« zentral- X, Z bzw. Z, X entschieden. symmetrisch ist, während die »2« dies nicht ist.

Die Auflösung des dreifachen unbestimmten Si- F i g. 26 zeigt bevorzugte Standardwerte für die

gnals XvYvZ durch den Sensor 108 kann auch\ Standardbuchstaben einen Lfchtblitz ergeben, dessen durch den Diskriminator 110 für X, ΊΓΖ erfolgen und 45 Intensität mindestens viermal größer ist als bei einem durch den binären Diskriminator 112 für Y,' Z. Lo- »nein«-Signal. Das bedeutet, daß der maximal übergische Schaltungen für kompliziertere Fälle können . einstimmende Bereich, der sich durch Subtraktion in bekannter Weise hergestellt werden. positiver und negativer Bereiche in dem Diskrimina-

In den F i g. 22 bis 25 sind weitere Beispiele von tor ergibt, für das richfip Zeichen mindestens zvvei-Diskriminatoren dargestellt. In dem in den Fig. 22A 50 mal so groß sein muß wie für das verworfene Zeibis 22C dargestellten Fall ist ein »O« von einer »0« chen, da die kohärenten Amplituden quadriert die (Null), die dieselbe Höhe besitzt, aber etwas enger Lichtintensitäten ergeben. Das kritische Niveau, in ist, zu unterscheiden. Die Lösung ist in Fig. 22C welchem die »ja-nein«-Schaltung umgeschaltet wird, dargestellt. Ein »O«, das über die schraffiert gezeich- liegt dann etwa bei der Hälfte des Standard-»ja«- nete und mit »p« (=positiv) bezeichnete Schablone 55 Wertes, d. h. zweimal dem Standardwert »nein«. Dies gezogen wird, ergibt einen hellen Lichtblitz. Anderer- ergibt eine Breite von zwei zu eins außer Standard seits wird bei der Null, obgleich sie mit einem großen oder verdruckte Zeichen. Durch die Benutzung von Teil des »p«-Bereichs übereinstimmt, entweder der weiteren Diskriminatoren kann noch eine höhere eine oder der andere der beiden negativen, mit »n« Sicherheit erreicht werden.

bezeichneten, senkrechten Balken abgezogen, und 60 Fig. 27 zeigt eine Tabelle von Diskriminatoren, daher ein viel kleineres Ausgangssignal erzeugt. die benutzt werden können, um die zehn Ziffern

F i g. 23 erläutert die besonders schwierige Unter- »0 bis 9« zu unterscheiden, und die die oben erscheidung zwischen »1« und »I«, die sich nur in wähnte Bedingung erfüllen. Jede Zeile enthält dieeinem Querstrich unterscheiden. Zunächst werden jenigen Diskriminatoren, welche die links stehende alle übereinstimmenden Teile, wie durch die gestri- 65 Ziffer erkennen, aber die in den Spalten stehenden chelte Umrißlinie angedeutet, ausgeschnitten. An- Ziffern zurückweisen. Umgekehrt stehen in den Spaldererseits wird dem unterscheidenden Querstrich ten die zurückweisenden Diskriminatoren. Die Diader 1 ein positiver Wert gegeben und eine Marke gonale enthält die Ziffern selbst. Es ist nicht not-

wendig, auch sie als Diskriminatoren zu verwenden, da die anderen derselben Zeile die Sortierung vervollständigen, mit der Ausnahme der »7«, die selbst ein ausreichender Diskriminator gegen alle übrigen Ziffern bildet.

Einige der Diskriminatoren erscheinen nur einmal in einer Zeile, z. B. 5-6 und 6-5, andere, z. B. 0-5 und 0-6 oder 0-8 und 0-9 sind identisch. Für solche, die zweimal in einer Zeile vorkommen, braucht nur ein Engramm erstellt zu werden. Werden diese nur einmal gezählt, so erhält man für den Satz von zehn Ziffern folgende Anzahl von Diskriminatoren:

Ziffer
Diskriminatoren

0123456789
2112133134

Diese Diskriminatoren sind noch logisch redundant, da durch eine etwas komplizierte Logik erreicht werden könnte, daß alle diejenigen Diskriminatoren wegfallen, die unterhalb der Hauptdiago

nalen liegen und die rechts davon nicht auftreten. Der Grund hierfür ist, daß, wenn nur die Diskriminatoren in und über der Diagonalen benutzt werden, diese bereits mit »nein« auf die Frage geantwortet haben, ob eine Ziffer nicht mit einem kleineren Wert verwechselt werden könnte. Daher kann man die Frage auf die Ziffern beschränken, die größer sind als eine gegebene Ziffer, und diese stehen auf der rechten Seite der Diagonalen. Auf diese Weise können sieben der Diskriminatoren ausgeschieden werden, so daß man eine Mindestzahl von 14 erhält.

Ähnlich beträchtliche Einsparungen können auch bei der Unterscheidung der Buchstaben erreicht werden. Besteht das Problem beispielsweise darin, die großen Buchstaben zu erkennen, so kann man zunächst die Gruppe, die nur horizontale und vertikale Linien enthält, also E, F, I, H, L und T abtrennen, ebenso wie die Gruppe, die nur schräge gerade Linien enthält, A, K, M, N, V, W, X und Z, so daß nur elf Zeichen für die Gruppe übrig bleiben, die gekrümmte Linien enthält.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

209 529/350

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur optischen Zeichenerkennung, bei welchem ein zu identifizierendes Zeichen mit gespeicherten, für alle vorkommenden Zeichen charakteristischen Mustern verglichen wird und bei Übereinstimmung eine dem jeweiligen Zeichen entsprechende, maschinenlesbare Anzeige erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein charaktenstische Merkmale eines Zeichens enthaltendes Muster (Diskriminator) mit einem ersten Strahlenbündel monochromatischen Lichts bestrahlt wird, daß durch Interferenz des an dem Mustergestreuten Lichts (Objektstrahl) und einem mit dem ersten Strahlenbündel kohärenten, zweiten Strahlenbündel (Bezugsstrahl), das mit Hilfe eines steuerbar absteckbaren Rasters in punktförmige, entsprechend einem dem Zeichen zugeordneten Code angeordnete Lichtquellen aufgespalten wird, ein Hologramm (Engramm) gebildet wird, daß die Engramme aller Diskriminatoren der vorkommenden Zeichen durch Auswahl von Teilstrahlen des ersten Strahlenbündels in bestimmten Bereichen eines fotografischen Hologrammträgers gespeichert werden, daß sodann der sämtliche Engramme enthaltende Hologrammträger mit an dem an die Stelle des Diskriminators eingebrachten, zu identifizierendem Zeichen gestreuten monochromatischen Licht bestrahlt wird und daß das bei Übereinstimmung des Zeichens mit einem vorkommenden Zeichen bei der Hologrammrekonstruktion entstehende Bild des codierten Punktmusters des Bezugsstrahls in eine Beobachtungsebene fokussiert und durch eine Abtasteinrichtung ausgewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für ein bestimmtes Zeichen ein oder mehrere Engramme aus jeweils voneinander verschiedenen Diskriminatoren und jeweils in demselben Codemuster angeordneten Bezugsstrahlen in verschiedenen Teilbereichen des fotografischen Hologrammträgers gebildet werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Engramme voneinander verschiedener Zeichen, die mit jeweils 45 ■ nach voneinander verschiedenen Codemustern angeordneten Bezugsstrahlen gebildet werden, nebeneinander oder überlagernd in dem fotografischen Hologrammträger aufgezeichnet werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der Engramme in bestimmten, wählbaren Teilbereichen des fotografischen Hologrammträgers durch die Auswahl einer oder mehrerer, jeweils die Objektebene ausleuchtenden, kohärenten Lichtquellen gesteuert wird, die durch die selektiv abdeckbaren Linsen einer im Strahlengang des ersten Strahlenbündels angeordneten Rasterlinsenplatte gebildet werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bildung der Diskriminatoren der einzelnen Zeichen nicht zur Unterscheidung beitragende Teile von Zeichen durch Abdecken oder durch mittels Halbwellenplatten phasenverschobene Abbildung für die Bildung der jeweiligen Engramme unwirksam gemacht werden.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Bildung der Engramme dienenden Diskriminatoren nach der Dunkelfeldmethode beleuchtet werden.

7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine monochromatische Lichtquelle (11 bzw. 72), optische Mittel (12 bzw. 48) zur Teilung des Lichts in zwei Strahlenbündel, eine im Strahlengang des ersten Strahlenbündels angeordnete, erste Rasterlinsenplatte (18 bzw. 52), optische Mittel zur Ausleuchtung eines Fensters (27 bzw. 58) der Objektebene mit von jeder Linse der Rasterlinsenplatte (18 bzw. 52) ausgehender Strahlung, eine im Strahlengang des zweiten Strahlenbündels angeordnete, zweite Rasterlinsenplatte (36 bzw. 60), optische Mittel zur Vereinigung des vom Objekt reflektierten Teils des ersten Strahlenbündels mit dem zweiten Strahlenbündel und Fokussierung der Strahlenbündel auf bestimmte Bereiche einer als Hologrammträger dienenden, fotografischen Platte (32 bzw. 68), wobei zur Bildung der Engramme mittels der in der Objektebene angeordneten Diskriminatoren die Rasterlinsenplatten durch Masken (19 bzw. 70, 37) steuerbar abdeckbar sind, und zur Erkennung eines in der Objektebene angeordneten, zu identifizierenden Zeichens mit Hilfe der aufgenommenen Engramme die Maske (19 bzw. 70) für die erste Rasterlinsenplatte (18 bzw. 52) ganz entfernt ist, die zweite Rasterlinsenplatte (36 bzw. 60) vollständig abgedeckt und in der Beobachtungsebene, auf welche das bei Übereinstimmung eines Zeichens mit einem vorkommenden Zeichen entstehende, ein Punktmuster enthaltende Lichtbündel fokussiert wird, eine Auswerteeinrichtung angeordnet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen der im Strahlengang des zweiten Strahlenbündels angeordneten Rasterlinsenplatte (36 bzw. 60) zeilenweise entsprechend der Ziffernstellen eines Codes angeordnet sind und durch eine mit der Rasterlinsenplatte zusammenwirkende Maske -(37) jeweils zeilenweise freigebbar sind.

9. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung der am Objekt gestreuten Strahlen nullter Ordnung und Dunkelfeldbeleuchtung der das Objekt bildenden Zeichen oder Diskriminatoren vor der als Hologrammträger dienenden, photographischen Platte (32 bzw. 68) eine die Mittelpunktsbereiche der Engramme abdeckende Maske (31 bzw.66) angeordnet ist, die vorzugsweise durch eine in der Brennebene der abbildenden Optik mit sämtlichen punktförmigen Lichtquellen des zur Beleuchtung der Objektebene vorgesehenen Linsenrasters unter Ersetzen des Diskriminators durch einen Spiegel belichtete fotografische Platte gebildet ist.

10. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung von Streulicht während der Aufnahme der Engramme unmittelbar vor der als Hologrammträger dienenden, fotografischen Platte (32 bzw. 68) eine Maske (29 bzw. 64) angeordnet ist, die in dem durch das Linsenraster (18 bzw. 52) im ersten Strahlenbündel jeweils ausgewählten Be-

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reich im Muster der codierten Lichtpunkte des hohe Arbeitsgeschwindigkeit ermöglicht, das sich

zweiten Linsenrasters (36 bzw. 60) angeordnete, durch eine hohe Selektivität auszeichnet und das bei

kleine öffnungen aufweist. stark reduziertem Aufwand eine maschinell auswert-

11. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 10, bare Anzeige liefert.

dadurch gekennzeichnet, daß vor der Beobach- 5 Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch

tungsebene eine Maske (78) mit einem dem Co- gelöst, daß ein charakteristische Merkmale eines

dierungsmuster entsprechenden Raster aus klei- Zeichens enthaltendes Muster (Diskriminator) mit

nen, vorzugsweise der dreifachen Linienstärke einem ersten Strahlenbündel monochromatischen

eines Zeichens entsprechenden öffnungen ange- Lichts bestrahlt wird, daß durch Interferenz des an

ordnet ist. io dem Muster gestreuten Lichts (Objektstrahl) und

12. Einrichtung nach den Ansprüchen? bis 11, einem mit dem ersten Strahlenbündel kohärenten, dadurch gekennzeichnet, daß in der Beobach- zweiten Strahlenbündel (Bezugsstrahl), das mit Hilfe tungsebene ein mit elektronischen Mitteln abtast- eines steuerbar abdeckbaren Rasters in punktförmige, barer Schirm zur Sichtbarmachung der codierten entsprechend einem dem Zeichen zugeordneten Code Maskierungspunkte angeordnet ist. 15 angeordnete Lichtquellen aufgespalten wird, ein HoIo-

13. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 12, gramm (Engramm) gebildet wird, daß die Engramme dadurch gekennzeichnet, daß für die einzelnen aller Diskriminatoren der vorkommenden Zeichen codierten Lichtpunkte in der Beobachtungsebene durch Auswahl von Teilstrahlen des ersten Strahlen-Fotosensoren (80) vorgesehen sind. bündeis in bestimmten Bereichen eines fotografischen

14. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 13, 20 Hologrammträgers gespeichert werden, daß sodann dadurch gekennzeichnet, daß die von dem auf- der sämtliche Engramme enthaltende Hologrammträleuchtenden Punktmuster in der Beobachtungs- ger mit an dem an die Stelle des Diskriminators einebene erzeugten Abtastsignale über logische Er- gebrachten, zu identifizierenden Zeichen gestreuten, kennungsschaltungen einer datenverarbeitenden monochromatischen Licht bestrahlt wird und daß das Maschine zuführbar sind. 25 bei Übereinstimmung des Zeichens mit einem vorkommenden Zeichen bei der Hologrammrekonstruk-

. tion entstehende Bild des codierten Punktmusters des ·*—Bezugsstrahls in eine Beobachtungsebene fokussiert

und durch eine Abtasteinrichtung ausgewertet wird.

30 Die Erzeugung von Hologrammen ist an sich bekannt. Unter einem Hologramm versteht man eine Interferenzfigur, die auf einem fotografischen Auf-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen zeichnungsträger gewöhnlich in der Weise erzeugt

Zeichenerkennung, bei welchem ein zu identifizieren- wird, daß ein von einer kohärenten Lichtquelle aus-

des Zeichen mit gespeicherten, für alle vorkommen- 35 gehender Lichtstrahl in zwei Teile aufgespalten wird,

den Zeichen charakteristischen Mustern verglichen von denen der eine direkt auf das fotografische Ma-

wird und bei Übereinstimmung eine dem jeweiligen terial gerichtet ist, während der andere einen Gegen-

Zeichen entsprechende, maschinenlesbare Anzeige er- stand beleuchtet. Das von dem Gegenstand reflek-

zeugt wird, sowie eine Einrichtung zur Durchführung tierte Licht, das im allgemeinen eine komplizierte

des Verfahrens. 40 Wellenform besitzt, wird auf den fotografischen Auf-

Die bekannten Verfahren der genannten Art, bei zeichnungsträger gelenkt und dort mit dem direkten

denen der Vergleich zwischen dem jeweils zu identi- Strahl vereinigt, so daß eine Interferenzfigur gebil-

fizierenden Zeichen und dem vorgegebenen Zeichen- det wird, aus der nach dem Entwickeln bei geeig-

muster optisch erfolgt, haben verschiedene Nachteile, neter Beleuchtung mit .kohärentem Lieht das Bild des

so daß man bei der Entwicklung der maschinellen 45 bei der Bildung des Hologramms beleuchteten Gegen-

Zeichenerkennung trotz des immer größer werden- - Standes rekonstruiert werden kann. Das erfindungs-

den Aufwandes mehr und mehr dazu übergegangen gemäße Verfahren verwendet eine besondere Art von

ist, die Auswertung der abgetasteten' Zeichen in elek- Hologrammen, bei denen sowohl der vom Objekt re-

trischen Schaltungen vorzunehmen. Ein wesentlicher flektierte Strahlenanteil als-, auch der Bezugsstrahl

Nachteil der optischen Vergleichsverfahren besteht 50 durch sein codiertes Punktemuster Information ent-

darin, daß sie langsam arbeiten, da das zu identifi- hält. Ein derartiges Hologramm wird als Engramm

zierende Zeichen nacheinander allen Vergleichszei- bezeichnet. Dieses Hologramm stellt somit auch ein

chen oder Unterscheidungsmustern gegenübergestellt Mittel dar, um in der ersten Form gespeicherte In-

werden muß. Eine andere wesentliche Schwierigkeit formation in eine zweite Form zu übersetzen,
ergibt sich durch die geringe Empfindlichkeit des 55 In vorteilhafter Weise werden bei dem erfindungs-

Verfahrens bezüglich kleinerer Abweichungen von gemäßen Verfahren für ein bestimmtes Zeichen ein

der vorgegebenen Form, die zur Folge hat, daß es oder mehrere Engramme aus jeweils voneinander

schwierig ist, ähnliche Zeichen zu unterscheiden. In verschiedenen Diskriminatoren und jeweils in dem-

dieser Hinsicht bereitet auch das Problem der Lage- selben Codemuster angeordneten Bezugsstrahlen in

invarianz gewisse Schwierigkeiten. Schließlich er- 60 verschiedenen Teilbereichen des fotografischen HoIo-

fordert die Umwandlung der optischen Vergleichser- grammträgers gebildet und die Engramme vonein-

gebnisse in eine maschinell auswertbare Anzeige einen ander verschiedener Zeichen, die mit jeweils nach

zusätzlichen Aufwand, da entweder eine Synchroni- voneinander verschiedenen Codemustern angeord-

sierung mit den angebotenen Zeichen hergestellt wer- neten Bezugsstrahlen gebildet werden, kommen ne-

den muß oder andere Kriterien geprüft werden 65 beneinander oder überlagernd in dem fotografischen

müssen. Hologrammträger zur Aufzeichnung. Die Bildung der

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der Engramme in diesen bestimmten, wählbaren Teilbe-

eingangs genannten Art anzugeben, das eine sehr reichen des fotografischen Hologrammträgers wird