DE1549904C - Einrichtung zum optischen Abtasten von Aufzeichnungsträgern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum opti- tern um so größer und damit ungünstiger wird, je

sehen Abtasten von bewegten Aufzeichnungsträgern mehr Lichtwandler verwendet werden, insbesondere

mit mindestens zwei maschinell lesbaren Druckzei- also in den Fällen, in denen die in anderer Hinsicht

len, bei der je Druckzeile eine Abtaststation, be- oft so zweckmäßige Anordnung einer Lichtwandlerstehend aus Beleuchtungseinrichtung, optischen Ein- 5 matrix benutzt werden soll.

richtungen zur Abbildung der Zeicheninformation Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

und Lichtwandler vorgesehen ist, bei der ferner jede eine Vorrichtung zum Abtasten von bewegten Auf-

Abtaststation einzeln an eine gemeinsame Leseelek- Zeichnungsträgern zu schaffen, der die aufgezeigten

tronik anschaltbar ist, wobei der Abstand der Ab- Nachteile nicht anhaften und die insbesondere die

taststationen in Richtung des Belegtransports größer io Umschaltung zwischen den beiden Abtaststationen

als die Beleglänge ist. vermeidet.

Maschinen zum Abziehen, Fördern, Lesen und Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß für Sortieren von Belegen sind bekannt. Gegenüber den alle Abtaststationen eine gemeinsame Lichtwandler-Textlesern, bei denen eine vollständige Seite Zeile anordnung vorgesehen ist und daß mindestens in den für Zeile abgetastet und gelesen wird, ist es bei den 15 Bereichen der Abtaststellen auf der den Abtastmit-Beleglesern üblich, nur solche Belege zu verarbeiten, teln abgewandten Seite des Belegs je Abtaststelle eine die mit einer Zeile, höchstens jedoch mit zwei Zei- optische Senke vorgesehen ist, die bewirkt, daß bei len bedruckt sind. Darüber hinaus können die Belege NichtVorhandensein eines Belegs das Licht von diemit anderen Informationen bedruckt sein, sofern ser Abtaststelle unscharf und geschwächt bzw. gar diese Informationen nur vom Menschen und nicht 20 nicht zur Lichtwandleranordnung gelangt,
von der Maschine gelesen werden sollen. Die Ein- Die Erfindung ermöglicht es also, daß beide Beschränkung auf eine Zeile oder zwei Zeilen wird bei leuchtungseinrichtungen dauernd in Betrieb bleiben der Beleglesung in Kauf genommen, weil viele An- können, ohne daß die jeweils nicht benutzte Bewendungen, wie z. B. der Zahlungsverkehr, damit leuchtungseinrichtung auf den .Lichtwandlern die auskommen und man andererseits aber hohe Ge- 25 Zeichenerkennung beeinträchtigende, störende Lichtschwindigkeiten in der Belegverarbeitung erhält, was signale hervorruft,
sehr wesentlich ist. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind

Während heute weitaus die meisten Belegleser mit den Unteransprüchen zu entnehmen,
einer Einzeilen-Abtastung arbeiten, ist auch schon Die Erfindung wird nun an Hand der Figuren beieine Maschine bekanntgeworden, die eine Zweizeilen- 30 spielsweise näher erläutert. Es zeigt
Abtastung erlaubt (IBM, Einführungsschrift 1418, Fig. 1 schematisch das Prinzip der Zweizeilen-Klarschriftleser, März 1961). Es sei besonders be- Abtastung mit einer optischen Senke gemäß der Ertont, daß hier von Zeichenlesern, die gedruckte Zei- findung,

chen wie Ziffern oder Buchstaben lesen, die Rede F i g. 2 eine Rillentrommel zur Belegführung,

ist, denn bei ähnlichen Maschinen zum Lesen von 35 F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel mit zwei inein-

Lochkarten oder Strichmarkierungen kennt man andergreifenden Scheibentrommeln,

schon lange eine parallele Mehrzeilen-Abtastung. F i g. 4 die beiden Scheibentrommeln in Richtung

Wegen der aus wirtschaftlichen Gründen zweck- des Pfeiles A in Fig. 3,

mäßigen hohen Fördergeschwindigkeit hält man bei F i g. 5 die Zweizeilen-Abtastung mit einer Beleg-

der bekannten Maschine den Beleg nicht an, um eine 40 führung mittels zweier Bleche,

Zeile nach der anderen abzutasten und zu lesen, son- F i g. 6 die Zweizeilen-Abtastung mit schwenk-

dern sieht zwei Abtaststationen vor, die, je nach baren Hebeln zur Einstellung der Abtaststation auf

Transportrichtung mindestens um die Länge einer die Höhenlage der Druckzeile,

Druckzeile oder um die Länge eines Beleges vonein- F i g.,7 eine Weiterbildung der Anordnung nach

ander entfernt und in der Höhenlage auf die beiden 45 Fig. 6.

Druckzeilen einstellbar sind und damit gestatten, bei In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfinkontinuierlicher schneller Bewegung des Beleges eine dung schematisch dargestellt, bei dem alle diejenigen Druckzeile nach der anderen abzutasten. Da für Teile v/eggelassen sind, die nicht zum Verständnis beide Abtaststationen eine gemeinsame Auswerte- der Erfindung erforderlich sind. So enthält die Fig. I einrichtung vorgesehen ist, werden die Bildinforma- 50 also in erster Linie die Darstellung der Strahlentionen beider Abtaststationen an geeigneter Stelle in gänge. Man erkennt, daß die beiden Beleuchtungseiner gemeinsamen Ebene abgebildet und die beiden einrichtungen 1 und 2 jeweils über einen Konden-Druckzeilen nacheinander der Auswerteeinrichtung sor 3, 4 den Beleg 5 bzw. bei dessen Abwesenheit den angeboten. Hintergrund 6 (Führungsblech) ausleuchten und daß

Die Zusammenführung der Bildinformation wird 55 das von dort diffus remittierte Licht jeweils über ein dabei derart erreicht, daß Beleuchtungseinrichtung, Objektiv 7, S und einen Spiegel 9, 10 auf die gemein-Strahlengang mit optischen Systemen sowie die Licht- same Lichtwandleranordnung 11 projiziert wird, die wandler zweimal vorhanden sind, während die Lese- hier beispielhaft als Matrix dargestellt ist. Die Ausclektronik nur einmal vorgesehen ist und abwechselnd gangsschal tu ngen der Lichtwandlermatrix sind nicht von dem einen Lichtwandler, der für die eine Druck- 60 dargestellt, da hierfür bekannte Vorbilder vorhanzeile vorgesehen ist, auf den anderen Lichtwandler den sind.

umgeschaltet wird, der der anderen Druckzeile zu- Die Bilder der an den beiden Abtaststellen begeordnet ist. Dieses Verfahren mag noch brauchbar findlichen Informationen (Zeichen, weißes Papier sein, solange nur ein Lichtwandler je Druckzeile ver- oder Hintergrund) überlagern sich also in der Lichtwendet, die Zeicheninformation vom Beleg also rein 55 wandlerebene. Würden sich an beiden Abtaststellen seriell abgetastet wird. an sich lesbare Zeichen befinden, so könnte die Lese-

Es leuchtet ein, daß der Aufwand für die zwel· vorrichtung keines von beiden richtig erkennen,

fache Anordnung von Lichtwandlern und Umschal- Würde sich an der einen Abtaststelle ein Zeichen, an

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der anderen weißes Papier befinden, so entstünde in legen ein Raum vorhanden ist, der als optische Senke

der Lichtwandlerebene zwar ein richtiges Bild, das dient.

dann aber stark aufgehellt ist, so daß die Erkennung Fig. 4 zeigt die beiden Scheibentrommeln 14 und

zumindest erschwert würde. 15 in Draufsicht.

Um dies zu vermeiden, ist, wie Fig. 1 zeigt, eine 5 Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der optische Senke 12a, \2b bei jeder Abtaststation vor- Erfindung. Hierbei sind wieder gleiche Teile mit dengesehen, die nur schematisch dargestellt ist. In der selben Bezugszeichen versehen. Der Beleg 5 wird eingezeichneten Situation wird also wegen der opti- zwischen den Blechen 26 und 27 bzw. 28 und 29 gesehen Senke 12 a von dort kein Licht remittiert, so führt, die mit den jeweiligen Abtasteinrichtungen fest . daß in der Lichtwandlerebene ein klares Bild der to verbunden sind. An den Abtaststelien sind in beiden anderen Abtaststation entsteht. Wenn in F i g. 1 der Blechen Fenster 30, 31 bzw. 32, 33 ausgeschnitten. Beleg 5 ein kleines Stück nach links gewandert ist, Durch die Fenster 31 bzw. 33 in den unteren Blechen werden die Zeichen der oberen Zeile des Beleges ab- 27 bzw. 29 fällt bei Abwesenheit eines Beleges das getastet, und die Beleuchtungseinrichtung 1 stört nicht, Licht von der Beleuchtungseinrichtung hindurch und weil an_ der zweiten Abtaststelle ebenfalls eine opti- 15 wird vom dunklen Hintergrund, der ein sowieso vorsehe Senke 12 b vorgesehen ist. handener Hohlraum in der Maschine oder ein ge-

F i g. 2 zeigt ein Beispiel für die technische Aus- schwärztes Blech sein kann, absorbiert,
führung einer derartigen optischen Senke. Bei dieser Da der Abstand der Druckzeilen bei unterschied-Rillentrommel 13 sind die Druckzeilen nicht in jeder liehen Belegen verschieden ist, ist es bei allen Aus-Position, sondern nur an den Stellen der Rillen zu- 20 führungsbeispielen erforderlich, daß mindestens eine gelassen. Bei einer Weiterbildung der Rillentrommel der Abtaststationen quer zur Belegtransportrichtung sind die Rillen bis zur Achse vertieft, so daß man verschiebbar ist. Wegen dieser Verstellbarkeit müsdann die Scheibentrommel hat. sen bestimmte optische Maßnahmen ergriffen wer-. In vielen Fällen ist es unzweckmäßig, den Beleg den, um die einwandfreie Bildübertragung von den mittels einer Trommel an der Abtaststation vorbei- 25 Abtaststellen zur. Lichtwandleranordnung bei allen zuführen, da durch die Krümmung der Trommel Un- Einstellungen zu gewährleisten.
genauigkeiten bei der Abbildung der Zeichen ent- Diese Maßnahmen sind einmal deshalb erforderstehen können. Man könnte zwar den Durchmesser lieh, weil die heute gebräuchlichsten und in anderer der Trommel vergrößern, doch ist man wegen der Hinsicht sehr gut geeigneten Siliziumdioden, die als sonstigen Einrichtungen der gesamten Anlage hier 30 Lichtwandler verwendet werden, nur bei kleinen Einan gewisse Grenzen gebunden. fallswinkeln gleichmäßig und ausreichend empfind-

F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfin- lieh sind, und zum anderen deshalb, weil sich bei dung, bei der die Belege mittels zweier Scheiben- einer Verschiebung der Abtaststelle in gerader Linie trommeln an den beiden Abtaststationen vorbei- senkrecht zur Abtastrichtung eine Änderung der geführt werden. In diesem Beispiel sind die optischen 35 Länge des Lichtweges und damit der Bildschärfe so-Mittel nur schematisch dargestellt, da hier nicht die wie eine Verkantung des Bildes auf der Lichtwandler-Strahlengänge erläutert werden sollen. Wie Fig. 4 anordnung ergibt.

zeigt,bestehen die beiden Trommeln aus äquidistan- Fig. 6 zeigt schematisch eine konstruktive Mögten Scheiben, die so angeordnet sind, daß die Schei- lichkeit zur Berücksichtigung der bei der Höhenverben reibungslos ineinandergreifen. Die beiden Trom- 40 Schiebung auftretenden optischen Forderungen. Es mein 14 und 15 sind in Transportrichtung hinterein- sind einfache Hebel 32 bzw. 33 vorgesehen, die um ander angeordnet. Die Belege 5 gelangen auf einer eine Achse 34 so weit schwenkbar sind, daß jede der Flachförderstrecke, die durch die Transportkontroi- an den äußeren Enden befestigten Beleuchtungseinlen 16 und 17 angedeutet ist, in den -Bereich der richtungen 1, 3 bzw. 2, 4 über die ganze Höhe des Transportrolen 18 und 19, wo sie von dem Endlos- 45 Belegs 5 verschoben werden kann. Die Bilder werband 20 erfaßt und der oberen Scheibentrommei 14 den dabei über die Spiegel 36, 37, 38 bzw. 39, 4Θ, 41 zugeführt werden. Die Trommel 14 dreht sich mit auf die Lichtwandleranordnung 11 projiziert. Diese hoher Geschwindigkeit kontinuierlich in Richtung des einfache Anordnung genügt bereits, wenn die Dreh-Pfeiles 21, so daß die Belege also zwischen dem winkel der-Hebel klein sind (z.B. etwa 1°), wenn Band 20 und der Trommeloberfläche geführt werden. 50 also das Verhältnis Beleghöhe zur Hebellänge klein Von der Trommel 14 gelangen die Belege zu der ist. Aus Symmetriegründen wird man die Achse der Blende22, die so ausgebildet ist, daß die Belege .Hebel in die Mitte der Beleghöhe legen, weil dann ohne Flattern durch die Abtaststation geführt wer- die Drehwinkel nach beiden Seiten gleich groß sind, den. Sodann werden die Belege von der Scheiben- Der Drehwinkel ist für die Bildübertragung wichtig, trommel 15 erfaßt und zwischen Trommeloberfläche 55 weil die Verdrehung bzw. Verkantung des abgetaste- und Endlosband 23 zu der Wegf ühr-Förderstrecke ten Zeichens in der Lichtwandlerebene gerade so groß geführt, die im vorliegenden Beispiel durch die RoI- ist wie der Drehwinkel. Diese einfache Anordnung lenpaare 24 und 25 schematisch dargestellt ist. ist — wie erwähnt — nur unter der Voraussetzung

Wie man aus Fig-3 erkennt, sind die Drehachsen »kleiner Drehwinkel* brauchbar. Diese Einschränder beiden Trommeln 14 und 15 näher aneinander 60 kung ist jedoch in vielen Anwendungsfällen durchals ihren Durchmessern entspricht, so daß sich beide aus tragbar, z. B. dann, wenn die beiden Druckzeilen Trommeln durchdringen. Diese Durchdringung wird auf dem Beleg direkt übereinanderstehen, wie es beidadurch ermöglicht, daß die Trommeln aus einzelnen spielsweise im bargeldlosen Zahlungsverkehr anScheiben bestehen, die in einem derartigen Abstand gestrebt wird.

voneinander angeordnet sind, daß sie reibungslos 65 Es gibt aber auch Anwendungen, bei denen man

aneinander vorbeigleiten können. Man erkennt ferner, in der Anordnung der Druckzeilen auf dem Beleg

daß die Belege 5 vollkommen gerade durch die Ab- völlig frei bleiben will oder muß. Die Drehwinkel der

taststation geführt werden und daß hinter den Be- Hebel und damit die Verkantung der Zeichen können

hierbei größer werden als etwa 1°. In diesen Fällen ist eine Maßnahme zur Kompensation des Drehwinkels erforderlich, weil sonst infolge der zu großen Verkantung die Erkennung der Zeichen gefährdet werden könnte.

Zur Kompensation der Zeichenverkantung kann eine Anordnung gemäß Fig. 7 verwendet werden. Hierbei sind an Stelle der Spiegel 37 bzw. 41 Dachkanlprisinen 42 bzw. 43 vorgesehen, die in der Achse 34 befestigt sind und mit den Hebeln 32 bzw. 33 ge- ίο schwenkt werden. Diese Prismen heben die Verkanumg der Zeichen auch bei großen Drehwinkeln auf. sofern die sonstigen optischen Bedingungen beachtet werden, nämlich, daß die Achsen der Prismen sowie die austretenden Lichtstrahlen in der Achse der Hebel liegen und daß die Abtastlichtstrahlen vom Beleg zu den Spiegeln 36 bzw. 39 parallel zu der Achse 34 liegen.

Zur Verbesserung des Strahlenganges kann man schließlich noch Feldlinsen 44 bzw. 45 etwa an den Stellen der Zwischenbilder vorsehen; sie gestatten bei vorgegebenem Blickfeld, das ist das Zeichenfeld zuzüglich der Positionstoleranzen, auf dem Beleg eine günstige Lichtausbeutc bei gedrängtem Aufbau des Strahlenganges. Die schematisch dargestellten Linsen 46 und 47 bzw. 48 und 49 sind für die Abbildung der Zeichenfelder auf der Lichtwandleranordnung 11 erforderlich.

In den Fig. 6 und 7 wird durch den symmetrischen Aufbau und die zwei Umlenkspiegel 38 und 40 ein für beide Abtaststationen gleicher und kleiner Winkel von wenigen Grad des Strahlenganges gegen die Normale zur Lichtwandlerebene erreicht, ein Vorteil der Anordnung, der bis zu einem gewissen Teil zum Zwecke einer genügend scharfen Abbildung des Zeichens in der .Lichtwandlerebene gefordert wird. Wichtiger ist aber noch, daß man bei Verwendung von Silizium-Fotodioden mit verhältnismäßig kleinen Einfallswinkeln, die jedoch aus anderen Gründen günstig sind, eine lineare Abhängigkeit für alle Einfallswinkel zwischen einfallendem Licht und abgegebener Spannung gewährleistet ist.

Claims (8)

Patentansprüche: 45

1. Einrichtung zum optischen Abtasten von bewegten Aufzeichnungsträgern mit mindestens zwei maschinell lesbaren Druckzeilen, bei der je Druckzeile eine Abtaststation, bestehend aus Beleuchtungseinrichtung, optischen Einrichtungen zur Abbildung der Zeicheninformation und Lichtwandler, vorgesehen ist. bei der ferner jede Abtaststation einzeln an eine gemeinsame Leseelektronik anschaltbar ist. wobei der Abstand der Abtaststationen in Richtung des Belegtransports. größer als die Beleglänge ist. dadurch gekennzeichnet, daß für alle Abtaststationen eine gemeinsame Lichtwandleranordung (11) vorgesehen ist und daß mindestens in den Bereichen der Abtaststcllen auf der den Abtastmitteln abgewandten Seite des Belegs je Abtaststelle eine optische Senke (12 a, 12 b) vorgesehen ist, die bewirkt, daß bei NichtVorhandensein eines Belegs das Licht von dieser Abtaststelle unscharf und geschwächt bzw. gar nicht zur Lichtwandleranordnung gelangt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der optischen Senken (12) eine Rillentrommel (13) mit dunklen oder geschwärzten Rillen vorgesehen ist. mittels der der Beleg (5) an den am Umfang der Trommel versetzt angeordneten Abtaststationen vorbeigeführt wird (Fig. 2).

3. Einrichtung nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der optischen Senken eine aus einzelnen Scheiben bestehende Trommel vorgesehen ist. mittels der der Beleg (5) an den am Umfang der Trommel versetzt angeordneten Abtaststalionen vorbeigeführt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der optischen Senken zwei in gleicher Richtung umlaufende Scheibentrommeln (14, 15) vorgesehen sind, die jede für sich aus äquidistant angeordneten Scheiben besteht und deren Achsabstand kleiner als der Trommeldurchmesser ist, und daß die Scheiben der beiden Trommeln so aufgereiht sind, daß sie reibungslos ineinandergleiten (F i g. 4).

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung "der optischen Senken die Belege an der Abtaststelle mit Hilfe von parallelen Riemen geführt werden, zwischen denen in einem dunklen Hintergrund das Licht absorbiert wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung der Belege je zwei Bleche (26, 27; 28, 29) vorgesehen sind, die beide an der Abtaststellc mit einem Fenster (30, 31) versehen sind (Fi g. 5).

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Erzielung eines mögliehst gleichbleibend achsparallelen Lichteinfalls auf die Lichtwandler bei auf beliebige Zeilen des Beleges einstellbaren Abtaststationen, dadurch gekennzeichnet, daß Beleuchtungseinrichtung (1, 3; 2.4), Äbtastobjektiv (7; 8) und Umlenkspiegel (36, 37, 38, 39, 41, 40)-jeder Abtaststatidn an einem Hebel (32; 33) angeordnet sind, der um sein eines Ende schwenkbar ist, und daß die Schwenkachse (34) für alle Abtaststationen gemeinsam ist und daß die.letzten Umlenkspiegel (38; 40) ebenfalls auf dieser Achse angeordnet sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dachkantprisma (42; 43) im Strahlengang vorgesehen ist, um die durch ein Schwenken des Hebels (32; 33) verursachte Vordrehung des Zeichenbildes auf der Lichtwandleranordnung (11) zu kompensieren, und daß weiterhin eine Feldlinse (44; 45) vorgesehen ist, um bei gedrängtem optischen Aufbau den gewünschten Ausschnitt aus dem Zeichenfeld zu erhalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen