DE1549880C - Arrangement for the optical scanning of characters - Google Patents
Arrangement for the optical scanning of charactersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur optischen Abtastung von Zeichen, bei der der Elektronenstrahl einer mit um 90° phasenverschobenen Wechselspannungen gesteuerten Elektronenstrahlröhre den Konturen des Zeichens entweder von außen (AuEenabtastung) oder von innen (Innenabtastung) in aufeinanderfolgenden, etwa halbkreisförmigen Bögen nachgeführt wird, bei der jede der beiden Wechselspannungen mittels eines Schalters einem Integriergliedzugeführt wird, dessen Ausgang an der X- bzw. an der Y-Ablenkeinrichtung angeschlossen ist und bei dem der Schalter zwischen zwei Wechselspannungsgeneratoren mit um L80° gegeneinander verschobener Phase umschaltet. The invention relates to an arrangement for the optical scanning of characters in which the electron beam of a cathode ray tube controlled by 90 ° phase-shifted alternating voltages follows the contours of the character either from the outside (outside scanning) or from inside (inside scanning) in successive, approximately semicircular arcs , in which each of the two alternating voltages is fed to an integrating element by means of a switch, the output of which is connected to the X or Y deflection device and in which the switch switches between two alternating voltage generators with a phase shifted by L80 °.
Das Konturverfolgungsverfahren, von dem die Erfindung Gebrauch macht, besteht darin, daß die Kontur des zu erkennenden Zeichens mittels eines Elektronenstrahles verfolgt wird und die jeweiligen Spannungswerte der X- und F-Ablenkung der Kathodenstrahlröhre ausgewertet werden. Dieses Verfahren ist besonders im IBM-Journal of Research and Development 7, Januar 1963, S. 14 bis 21, beschrieben. Um auf einer Papiervorlage die Kontur eines Zeichens zu verfolgen, wird der Lichtpunkt des Leuchtschirmes einer Elektronenstrahlröhre auf die Vorlage projiziert. Das remittierte Licht wird mittels eines Fotovervielfachers ausgewertet. Bewegt sich der Lichtpunkt in das Zeichen hinein, so wird durch die schwarze Kontur weniger Licht remittiert als durch die hellere Vorlage. Die Helligkeitsänderungen werden zur Steuerung der Weiterbewegung des Lichtpunktes ausgenutzt. Der Elektronenstrahl folgt der Kontur des Zeichens entweder in Kreisbögen oder in Halbkreisbögen, der Kreismittelpunkt wird dabei entlang der Kontur weiterbewegt. The contour tracing method used by the invention consists in tracing the contour of the character to be recognized by means of an electron beam and evaluating the respective voltage values of the X and F deflection of the cathode ray tube. This method is particularly described in the IBM Journal of Research and Development 7, January 1963, pp. 14-21. In order to follow the contour of a character on a paper template, the point of light from the fluorescent screen of a cathode ray tube is projected onto the template. The reflected light is evaluated by means of a photo multiplier. If the point of light moves into the character, less light is reflected by the black contour than by the lighter original. The changes in brightness are used to control the further movement of the light point. The electron beam follows the contour of the character either in circular arcs or in semicircular arcs, the center of the circle is moved along the contour.
Es sind Schaltungsanordnungen zur Steuerung der Ablenkspannungen der Elektronenröhre nach dem Konturverfolgungsverfahren bekannt. Solche Schaltungen sind z. B. in Frequenz, Bd. 20, 1966, Nr. 9, S. 291 bis 302, beschrieben. Sie erfordern aber einen erhebliehen technischen Aufwand, da sie getrennte elektrische Wege für die Erzeugung der Kreisspannung zur Steuerung des Elektronenstrahles sowie zur Addition der Spannungswerte für die erforderliche Nachsteueriing des Kreismittelpunktes entlang der Kontur benötigen. There are circuit arrangements for controlling the deflection voltages of the electron tube after Known contour tracking method. Such circuits are e.g. B. in Frequency, Vol. 20, 1966, No. 9, p. 291 to 302. But they require a considerable technical effort, since they have separate electrical Ways for generating the circuit voltage for Control of the electron beam as well as the addition of the voltage values for the necessary adjustment of the center of the circle along the contour.
In der deutschen Auslegeschrift 1 205 745 ist ebenfalls eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des Elektronenstrahles angegeben. Es sind dort Generatoren für Sinus- und Kosinusspannungen vorgesehen. Diese werden über je einen Schalter entweder direkt oder über je ein Dämpfungsglied mit je einem zugeordneten Integrator verbunden, an deren Ausgang die Ablenkspannungen für die Kathodenstrahlröhre abgenommen werden. Die Schalter werden von einer Kippstufe in Abhängigkeit von dem bei der Abtastung der Zeichen reflektierten Lichtes gesteuert. Der Elektronenstrahl beschreibt einen Kreisbogen mit einem bestimmten Radius, bis er auf die Kontur trifft; Dann werden die Dämpfungsglicder, die nur die Amplitude der Wechselspannungen um einen konstanten Faktor reduzieren, zwischen Generatoren und Integratoren geschaltet. Der Radius des nunmehr vom Elektronenstrahl ausgeführten Kreises ist kleiner. Nach einer halben Periode des Oszillators wird der Schalter umgestellt. Der Elektronenstrahl beschreibt also einen Kreisbogen mit größerem Radius und dann einen Halbkreisbogen mit kleinerem Radius.In the German Auslegeschrift 1 205 745 is also specified a circuit arrangement for controlling the electron beam. There are generators there intended for sine and cosine voltages. These are either directly via a switch or connected via an attenuator each with an associated integrator, at the output of which the Deflection voltages for the cathode ray tube removed will. The switches are of a flip-flop depending on the one when the scanning Character controlled by reflected light. The electron beam describes an arc of a circle with a certain Radius until it meets the contour; Then the damping elements, which only change the amplitude of the Reduce AC voltages by a constant factor, connected between generators and integrators. The radius of the circle now made by the electron beam is smaller. After a half the period of the oscillator, the switch is toggled. The electron beam describes an arc with a larger radius and then one Semi-circular arc with a smaller radius.
Ein Nachteil dieser Schaltungsanordnung liegt darin, daß der kleine Abtasthalbkreis, der vollkommen im schwarzen Bereich einer Zeichenlinie verlaufen muß, infolge der Liniendicke und von Unvollkommenheiten in der Druckgüte aus der Zeichenlinie heraus und wieder in sie hineintreten kann. Es besteht dann die Gefahr, daß der Elektronenstrahl die Zeichenlinie nicht mehr findet. Um dies zu verhindern, muß zusätzlich eine Korrekturschaltung vorgesehen werden.A disadvantage of this circuit arrangement is that the small scanning semicircle, which is completely in the black area of a drawing line must run, due to the line thickness and imperfections in the print quality can step out of the drawing line and back into it. There is then the risk that the electron beam can no longer find the drawing line. To prevent this, you must additionally a correction circuit can be provided.
In der deutschen Auslegeschrift I 205 745 ist eine weitere Schaltungsanordnung zur Steuerung des Elektronenstrahls beschrieben. Bei ihr sind Generatoren für eine positive und negative Sinusspannung sowie für eine positive und negative Kosinusspannung vorgesehen. Über Schalter werden entweder die positiven oder die negativen Sinus- und Kosinusspannungen über je einen zugeordneten Integrator an die X- und K-Ablenkeinrichtung der Kathodenstrahlröhre angelegt. Die Schalter bewirken die abwechselnde Verbindung der positiven und negativen Sinus- bzw. Kosinusgeneratoren an die jeweiligen Integratoren immer dann, wenn der Strahl die nachzuzeichnende Linie überquert. Der Strahl wird der Zeichenlinie in Halbkreisbögen nachgeführt. Dabei befinden sich die Mittelpunkte der Abtast kreise stets nahe dem Rande der Zeichenlinie. Die Nachzeichnung wird instabil, wenn die Mitte des Abtastkreises zu weit vom Linienrand entfernt ist, wie es z. B. bei der Einleitung des Nachzeichnungsvorganges der Fall sein kann. Das hat zur Folge, daß der Mittelpunkt des nächsten Kreises zu tief innerhalb des Zeichens liegt. Um dies zu verhindern, wird eine aufwendige Schaltung aufgeführt, die die Schalter immer dann rückstellt, wenn die Dauer des Schwarz-Signals etwa 60° des Abtastkreises überschreitet.In the German Auslegeschrift I 205 745 a further circuit arrangement for controlling the electron beam is described. Generators are provided for a positive and negative sine voltage as well as for a positive and negative cosine voltage. Either the positive or the negative sine and cosine voltages are applied via switches to the X and K deflection devices of the cathode ray tube via an associated integrator. The switches cause the alternating connection of the positive and negative sine or cosine generators to the respective integrators whenever the beam crosses the line to be traced. The beam follows the drawing line in semicircular arcs. The centers of the scanning circles are always close to the edge of the drawing line. The tracing becomes unstable when the center of the scanning circle is too far from the line edge, as it is, for. B. may be the case when initiating the tracing process. As a result, the center of the next circle is too deep within the character. In order to prevent this, a complex circuit is provided which always resets the switch when the duration of the black signal exceeds about 60 ° of the scanning circle.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine sehr einfache Schaltungsanordnung zur Steuerung der Ablenkeinrichtung der Elektronenstrahlröhre mit um 90° phasenverschobenen Wechselspannungen' anzugeben, bei der der Elektronenstrahl der Kontur des Zeichens von außen (Außenabtastung) oder innen (Innenabtastung) in ■ aufeinanderfolgenden Halbkreisbögen nachgeführt wird.The object of the invention is to provide a very simple circuit arrangement for controlling the deflection device of the cathode ray tube with alternating voltages phase-shifted by 90 ° ', in which the electron beam of the contour of the character from outside (outside scanning) or inside (inside scanning) is tracked in ■ successive semicircular arcs.
Dies wird dadurch erreicht, daß jede der beiden Wechselspannungen über je einen Übertrager, einen der Schalter, der zwischen den Enden der Sekundärwicklung des Übertragers hin- und herschaltet und je ein an den Schalter angeschlossenes, zur Stabilisierung dienendes, aus der Parallelschaltung eines Widerstandes und eines Kondensators bestehendes ÄC-Glied zu einem der Integrierglieder geführt wird, das zwischen dem ÄC-GIied und der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Übertragers angeordnet ist und daß die j Schalter nur dann umschalten, wenn der Elektronen- ■; strahl in die Kontur eines Zeichens hineinläuft (Außenabtastung) oder aus ihr herausläuft (Innenabtastung),This is achieved in that each of the two alternating voltages has one transformer, one the switch that switches back and forth between the ends of the secondary winding of the transformer and each one connected to the switch, used for stabilization, from the parallel connection of a resistor and a capacitor existing AC-element is led to one of the integrating elements, which between the AC-GIied and the center tap of the secondary winding of the transformer is arranged and that the j switch only toggle when the electron ■; ray runs into the contour of a character (outer scanning) or runs out of it (inner scanning),
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigtThe invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. It shows
F i g. 1 ein Blockschaltbild der Abtastanordnung, iF i g. 1 is a block diagram of the scanning arrangement, i
F i g. 2 eine Schaltungsanordnung nach der Er- \ findung, jF i g. 2 shows a circuit arrangement according to the acquisition \ invention, j
F i g. 3 den Verlauf des Elektronenstrahls entlang einer Kontur,F i g. 3 the course of the electron beam along a contour,
F i g. 4 den Verlauf der Spannungen am Umschaltpunkt, wenn der Elektronenstrahl in ^-Richtung läuft,F i g. 4 the course of the voltages at the switchover point, when the electron beam travels in the ^ -direction,
F i g. 5 den Verlauf der Spannungen am Ausgang der Integrierglieder bei den Spannungen am Umschaltpunkt nach F i g. 4.F i g. 5 shows the profile of the voltages at the output of the integrators for the voltages at the switchover point according to FIG. 4th
In F i g. I wird der Elektronenstrahl der Elektronen-In Fig. I is the electron beam of the electron
Claims (3)
Kontur des Zeichens von innen (Innenabtastung) oder Die Spannungen UXb bzw. UIb, die zu der X- bzw. von außen (Außenabtastung) durch den Elektronen- ^-Ablenkeinrichtung führen, sind in F i g. 5 skizziert, strahl verfolgt wird. Der Umschalter U ist mit der io Sie entstehen durch Integration der Spannungen UXa Kippschaltung K verbunden, die bei der Innenabta- und UIa. Man sieht, daß sich der Halbkreismittelstung die Schalter Sl, Sl immer dann gemeinsam um- punkt in Z-Richtung mit dem doppelten Scheitelwert, legt, wenn der Elektronenstrahl aus dem Innern des also gleich dem Kreisdurchmesser, weiterbewegt. Der Zeichens kommend die Kontur überschreitet, bei der Wechselspannung am Kondensator Cl überlagert sich Außenabtastung immer dann, wenn der Elektronen- 15 eine Gleichspannung von der doppelten Größe des strahl von außen kommend in das Zeichen hineinläuft. Wechselspannungsscheitelwertes. In der K-Riclitüng Die Schalter Sl bzw. Sl schalten zwischen den Wech- überlagert sich der Wechselspannung keine Gleichselspannungsgeneratoren Gl und Gl bzw. G 3 und G 4 spannung. Somit findet keine Verschiebung des Halbhin und her. Gl ist gegenüber Gl, G3 gegenüber G4 kreismittelpunktes in K-Richtung statt. Die Spannung um 180°, Gl gegenüber G3 und Gl gegenüber G4 20 UIb hat die doppelte Frequenz wie die Wechsehpanum 90° phasenverschoben. Die Generatoren Gl bis nung Ul. Um dies zu verdeutlichen, ist in F i g. 4 und 5Radiation tube £ through a lens system on which the characters are placed. The voltage behind switch 51, UXa shows the supporting base Z steered. The characters and significantly the half-wave form of a double pass pad diffusely reflected light reaches the Photoverviel- same direction with the DC mean value fan-P is converted into electrical signals 0.64 * f? L, wherein UEX the peak value of the AC and the evaluator B a threshold value element, tensile voltage UX is. The tension behind the leads. At the output of the evaluator Ölstein changeover switch C / switch S2, UIa has a frequency doubling attached. It can be used to set whether those with the DC mean value recognize zero.
Contour of the character from the inside (inside scanning) or the voltages UXb and UIb, which lead to the X and from outside (outside scanning) through the electron deflection device are shown in FIG. 5 outlined, beam is traced. The changeover switch U is connected to the io. They are created by integrating the voltages UXa flip-flop circuit K , which are used in the case of the internal scanning and UIa. It can be seen that the semicircular centering switches S1, S1 together at the point around point in the Z direction with twice the peak value when the electron beam moves on from the inside, i.e. equal to the diameter of the circle. The character coming exceeds the contour, with the alternating voltage at the capacitor C1, external scanning is always superimposed when the electron 15, a direct voltage of twice the size of the beam coming from the outside, runs into the character. AC voltage peak value. In the K-Riclitüng the switches S1 and S1 switch between the alternating voltage, no DC voltage generators Gl and Gl or G 3 and G 4 voltage are superimposed on the alternating voltage. Thus there is no shift of the half back and forth. Eq is compared to Eq, G3 compared to G4 at the center of the circle in the K direction. The voltage by 180 °, Gl compared to G3 and Gl compared to G4 20 UIb has twice the frequency as the phase shifted by 90 °. The generators Gl to nung Ul. In order to make this clear, FIG. 4 and 5
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