DE1774974B2 - Anordnung zur automatischen Erkennung von Linienzügen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur automatischen Erkennung von Linienzügen, die in Zeilen auf Aufzeichnungsträgern vorhanden sind, die kontinuierlich hinter einem Beobachtungsfenster vorbeilaufen, von dem die Bilder der Linienzüge während des Vorbeilaufens auf ein photoelektrisches Abtastermosaik projiziert werden, mit einem im Lichtweg zwischen dem Beobachtungsfenster und dem Abtastermosaik angeordneten Schwenkspiegel, dessen Neigung zur Ausrichtung des Bildes der im Beobachtungsfenster erscheinenden Zeile auf das Abtastermosaik einstellbar ist, einem Antriebsmechanismus für den Schwenkspiegel, einem auf dem Vorschubweg der Aufzeichnungsträger vor dem Beobachtungsfenster angeordneten Ausrichtfenster und mit einer Lagedetektorvorrichtung, welche die Lage einer hinter dem Ausrichtfenster vorbeilaufenden Zeile von Linienzügen feststellt und ein Steuersignal für den Antriebsmechanismus zur Einstellung der Neigung des Schwenkspiegel in Abhängigkeit von der festgestellten Lage bildet.

Eine Zeichenerkennungsanordnung mit einem Schwenkspiegel der zuvor angegebenen Art ist in der Zeitschrift »Electronics«, S.Januar 1962, S. 77 bis 81, angegeben. Für die Erzeugung des Steuersignals zur Einstellung der Neigung des Schwenkspiegels wird die Sägezahnspannung eines Lichtpunktabtasters ausgenutzt, mit dem die zu erkennenden Linienzüge (Schriftzeichen) abgetastet werden. Zu diesem Zweck wird ein Kondensator auf eine Spannung aufgeladen, die dem Augenblickswert der Sägezahnspannung für die Vertikalablenkung des Lichtpunktes im Zeitpunkt des Auftretens des ersten Abtastvideosignals entspricht. Die Kondensatorspannung ist dann ein Maß für den Abstand des betreffenden (beispielsweise unteren) Randes des Schriftzeichens von der durch den Abtastbeginn definierten Bezugshöhe. Diese An -

jrdnung arbeitet also mit dem Vergleich einer Abtastspannung mit einer in der Schaltung erzeugten Bezugsspannung (nämlich der Sägezahnspannung); das Vergleichsergebnis hängt daher einerseits von der Qualität der Aufzeichnung und dem Kontrast zwischen Zeichen und Hintergrund und andererseits von der Stabilität und Genauigkeit der Bezugsspannung ab. Im übrigen ist die Anwendung dieser bekannten Anordnung nur dann sinnvoll, wenn die Abtastung durch Lichtpunktabtaster erfolgt, da man sonst allein zum Zweck der vertikalen Ausrichtung der Zeilen einen eigenen Lichtpunktabtaster vorsehen müßte, was einen beträchtlichen zusätzlichen Aufwand erfordern würde.

In der gleichen Veröffentlichung sind andere Verfahren zur Erzielung der vertikalen Ausrichtung der Schriftzeichen beschrieben, bei denen kein Schwenkspiegel verwendet wird, sondern die Elemente jedes abgetasteten Schriftzeichens in einer Matrix aufgezeichnet werden. Im einen Fall wird aus der ersten Aufzeichnung ein Fehlersignal abgeleitet, das dem zur Abtastung verwendeten Lichtpunktabtaster zugeführt wird, so daß bei einer zweiten Abtastung des gleichen Zeichens die richtige Lage erhalten wird, und im anderen Fall ist die Matrix als Verschiebematrix ausgebildet, in der dann das gespeicherte Muster in vertikaler Richtung verschoben wird, bis es mit vorbestimmten Zeichenonfigurationen verglichen werden kann. Beide Maßnahmen erfordern einen beträchtlichen Schaltungsaufwand für die Speicherung der Zeichenelemente, und sie hängen wiederum von der Stabilität und Genauigkeit von Bezugsspannungen ab.

Schließlich ist in der DT-AS 11 60 676 ein Verfahren zum Ausgleich von Seitenversetzungen abzutastender Zeichen während des Abtastens beschrieben, bei welchem für jede Zeichenreihe mehrere Abtasteinrichtungen vorgesehen sind und durch eine Vorabtastung des Zeichens diejenige Abtasteinrichtung ausgewählt wird, die mit dem abzutastenden Zeichen fluchtet. Auch in diesem Fall ist der Schaltungsaufwand sehr groß, vor allem, wenn mit Abtastermosaiken gearbeitet werden soll, weil dann für jede Zeichenreihe eine entsprechende Anzahl von Abtastermosaiken vorgesehen sein muß.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei der das Steuersignal für die Einstellung der Neigung des Schwenkspiegels durch eine einfache Schaltung erhalten wird, die weitgehend unabhängig von der Qualität der Aufzeichnung und von äußeren Störungen ist.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Lagedetektorvorrichtung eine Reihe von photoelektrischen Wandlern aufweist, auf die das Bild der im Ausrichtfenster erscheinenden Zeile projiziert wird, daß die Ausgänge der photoelektrischen Wandler in verschiedenen Kombinationen mit den Eingängen mehrerer Schaltungsanordnungen (»Lageerkennungsfunktionswandlerschaltungen«) verbunden sind, die so ausgebildet sind, daß jede von ihnen ein Ausgangssignal abgibt, das einen für alle Lageerkennungsfunktionswandlerschaltungen gleichen Maximalwert annimmt, wenn die Verteilung der Amplituden der Ausgangssignale der photoelektrischen Wandler einer ihr zugeordneten Funktion entspricht, daß die Ausgänge der Lageerkennungsfunktionswandlerschaltungen mit einer Auswählschaltung verbunden sind, die jeweils das größte der ihren Eingängen zugeführten Signale zu ihrem Ausgang überträgt, daß der Ausgang der Auswählschaltung mit dem Eingang eines Analogspeichers verbunden ist, der fortlaufend S den Wert des jeweils größten ihm bis dahin zugeführten Eingangssignals speichert, daß der Analogspeicher periodisch in Zeitabständen, die klein gegen die Zeit des Vorbeigangs eines Linienzugs der Zeile an dem Ausrichtfenster sind, ohne Löschung semes Inhalts abgelesen wird, solange der in ihm gespeicherte Wert größer als das von ihm von der Auswählschaltung zugeführte Signal ist, daß jeder Lageerkennungsfunktionswandlerschaltung einer Vergleichsschaltung zugeordnet ist, welche ihr Ausgangssignal mit jedem durch das Ablesen des Analogspeichers erhaltenen Signal vergleicht und ein Ausgangssignal liefert, wenn die beiden verglichenen Signale nahezu gleich sind, und daß die Ausgänge der Vergleichsschaltungen mn. Schaltungen verbunden sind, die in Abhängigkeit von den ein Ausgangssignal liefernden Vergleichsschaltungen das Steuersignal für den Antriebsmechanismus des Schwenkspiegels erzeugen.

Die erfindungsgemäße Anordnung beruht auf der Verwendung der »Lageerkennungsfunktionswandler-Schaltungen«, die jeweils ein Signal erzeugen, das sich in Abhängigkeit von der vertikalen Lage des im Ausrichtfenster befindlichen Zeichens fortlaufend ändert und jeweils bei einer bestimmten Lage durch ein Maximum geht, wobei diese bestimmte Lage für jede Lageerkennungsfunktionswandlerschaltung anders ist. Die Feststellung der vertikalen Lage des Zeichens und dementsprechend auch die Bildung des Steuersignals für den Schwenkspiegel beruht ausschließlich auf dem Vergleich der Ausgangssignale dieser Funktionswandlerschaltungen mit dem im Analogspeicher stehenden Wert, der jeweils der bis dahin erhaltene Maximalwert ist Dadurch werden alle Fehlerquellen, wie mangelhafte Aufzeichnung, schlechter Kontrast, Spannungsschwankungen usw., automatisch kompensiert. Die Ausbildung der Lageerkennungsfunktionswandlerschaltungen ist sehr einfach, denn da nicht das Zeichen selbst erkannt werden muß, sondern nur seine vertikale Lage festgestellt wird, genügt zu seiner Abtastung eine eiaiige Reihe

von photoelektrischen Wandlern, welche die oberen und unteren Grenzen des Zeichens feststellen, und jede Lageerkennungsfunktionswandlerschaltung braucht somit nur die Ausgangssignale einiger weniger photoelektrischer Wandler zu verarbeiten.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Darin zeigt

A b b. 1 eine schematische Gesamtansicht einer Anordnung zur automatischen Erkennung von Linienzügen nach der Erfindung,

A b b. 2 das Blockschema des in der Anordnung von A b b. 1 enthaltenen Servomechanismus,

A b b. 3 eine Darstellung der unterschiedlichen Abstände zwischen einer Zeile von zu identifizierenden Linienzügen und einer Bezugskante des die Linienzüge tragenden Schriftstücks,

A b b. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Definition der Lage eines Linienzugs, nämlich eines Buchstabens, in bezug auf eine Reihe von photoelektrischen Abtastern, die in der Anordnung von A b b. 1 enthalten sind,

A b b. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Funktionswandlerschaltung, die bei dieser Anordnung verwendet wird,

A b b. 6 ein Ausführungsbeispiel der Voreinstellsteuerschaltung in der Anordnung von Abb. 1,

A b b. 7 ein Ausführungsbeispiel eines Analogspeichers, der bei der Schaltung von A b b. 6 verwendbar ist,

A b b. 8 ein Diagramm zur Erläuterung des Ablesens des Analogspeichers von A b b. 7,

A b b. 9 ein Ausführungsbeispiel einer Leseanordnung, auf die sich das Diagramm von A b b. 8 bezieht,

Abb. 10 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der möglichen Auswirkungen bestimmter restlicher Mangel beim Erscheinen der ersten Linienzüge einer voreingestellten Zeile,

Abb. 11 den Verlauf der Signale, die dem Servomechanismus von Abb. 2 für eine schmale Korrektur der in Abb. 10 dargestellten Mangel zugeführt werden, und

Abb. 12 ein Ausführungsbeispiel einer Korrekturschaltung, welche Signale der in A b b. 11 gezeigten Art abgeben kann.

Die Anordnung von A b b. 1 enthält zwei Förderbänder 1 und 2 für den Vorschub beliebiger Schriftstücke, beispielsweise eines Briefumschlags 3, der zwischen die Förderbänder an der in der Zeichnung vorn liegenden Seite eingeführt wird und aus diesen an der hinteren Seite austritt. Man kann annehmen, daß die untere Kante des so kontinuierlich, nicht absatzweise vorgeschobenen Schriftstücks geführt wird, aber ohne besondere Genauigkeit. Der untere Teil des Schriftstücks trägt eine Zeile von Linienzügen, die während ihres Vorbeiganges hinter einem Beobachtungsfenster 4 zu erkennen sind. Dieses Fenster wird von einem Objektiv 6 auf ein Mosaik 5 von photoelektrischen Empfängern, beispielsweise Photodioden, abgebildet, das als optoelektronischer Wandler dient Der Lichtweg geht über einen Schwenkspiegel 7, dessen Einstellung später genauer beschrieben wird, und über einen mit hoher Frequenz schwingenden Schwingspiegel 8, der v>n einem Hochfrequenzgenerator 9 dauernd in Schwingungen versetzt wird, damit er dem Lichtbündel eine senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Linienzüge in dem Beobachtungsfenster 4 gerichtete Schwingung erteilt, die sehr schnell im Vergleich zu der Vorschubgeschwindigkeit der Linienzüge ist. Die durch die Verwendung eines solchen an sich bekannten Schwingspiegels erhaltenen Wirkungen werden später beschrieben.

Das für die Abtastung verwendete Licht stammt von einer Beleuchtungseinrichtung 10, die beispielsweise zwei kleine geradlinige Röhren enthalten kann, welche in der lichtundurchlässigen Wand 11 befestigt sind, in welcher das Beobachtungsfenster 4 angebracht ist Durch nicht dargestellte Reflektoren wird eine gleichförmige Beleuchtung des Schriftstücks über die ganze Höhe des Beobachtungsfensters 4 erreicht, so daß dieses Fenster, das als Lichtquelle für die Projektion des Bildes auf das Mosaik 5 dient, als gleichförmig beleuchtet angesehen werden kann, wenn kein Schriftstück bzw. kein Linienzug auf diesem Schriftstück auf der Höhe des Beobachtungsfensters vorhanden ist.

Das Mosaik 5 besteht aus aneinandergefügten Photodioden, beispielsweise Photowiderstandsdioden, das die in Abb. 10 bei a) dargestellten Kästchen definiert. Auf die Vorderseite des Mosaiks S ist eine KoHimatorlinse aufgesetzt, die das einfallende Licht in paralleles Licht umwandelt, und dieses parallele Licht wird wieder von Gesichtsfeldlinsen aufgefangen, von denen jede ein Kästchen des Mosaiks bedeckt, damit die Photodioden erregt werden.

Durch den Schaltungsblock IM ist die Gesamtheit der Schaltungen angedeutet, welche zur Erkennung der Linienzüge dienen und hier nicht näher erörtert zu werden brauchen.

Der Schwenkspiegel 7 ist drehfest mit der Welle eines Motors 12 verbunden, der von einem Servomechanismus 13 so gesteuert wird, daß er in Abhängigkeit von den dem Servomechanismus zugeführten Signalen verdreht wird. Der Servomechanismus enthält zu diesem Zweck zwei Gegenkopplungsschleifen, von denen die eine von einem Tachometerdynamo 14 und die andere von einem Potentiometer 15 ausgeht. Die Aufgabe und Wirkungsweise dieser beiden Gegenkopplungsschleifen werden später erläutert.

Der Servomechanismus ist in A b b. 2 genauer dargestellt: Die Steuersignale für den Motor 12 kommen

7.0 von einem Leistungsverstärker 16, und die Signale der Gegenkopplungsschleifen werden dem Eingang eines Verstärkers 17 zugeführt, dessen Ausgang mit einem Eingang einer Addierschaltung 18 verbunden ist, die an ihren Eingängen 19 und 2· zwei Informationssignale empfangen kann. Der Ausgang der Addierschaltung 18 ist über einen Verstärker 21 und einen Umschalter 22 mit dem Eingang des Leistungsverstärkers 16 verbunden, wenn sich der Umschalter 22 in seiner (in der Zeichnung) unteren Stellung befindet. Wenn der Umschalter 22 die obere Stellung einnimmt, werden dem Leistungsverstärker 16 alle Signale zugeführt, die an einem Eingang 23 des Servomechanismus empangen werden. Wie später noch genauer ausgeführt wird, befindet sich der Umschalter 22 dann in der unteren Stellung, wenn kein Schriftstück in dem Beobachtungsfenster 4 atautasten ist, und er befindet sich in der oberen Stellung, wenn die Abtastung eines Schriftstücks in diesem Fenster erfolgt. Natürlich ist in der Praxis der Umschalter 22 elektronisch ausgeführt.

In A b b. 3 sind bei a) und b) zwei Abschnitte von Schriftstücken gezeigt, die jeweils eine Zeile von Linienzügen tragen, die hier die unterste Zeile des Schriftstücks ist. In vielen Fällen, insbesondere bei Briefumschlägen, kann die Höhe dieser Zeile ütaer dem unteren Rand des Schriftstücks beträchtlich schwanken. Als Beispiel ist angegeben, daß in der Ansicht a) von A b b. 3 diese Zeile auf einer Höhe H₁ liegt, die beträchtlich unter der Höhe H, der Zeile auf dem in der Ansicht b) dargestellten Schriftstück liegt; es wird angenommen, daß die Zeile maximal die Höhe H_M erreichen kann.

Es wäre praktisch unmöglich, solche Abweichungen durch eine Steuerung der Verschiebung des

Schriftstücks selbst oder dessen Antriebsvorrichtung auszugleichen, was bei dem hier beschriebenen Beispiel in vertikaler Richtung erfolgen müßte, bei horizontaler Lage der geförderten Schriftstücke dagegen in horizontaler Richtung. Es ist daher vorgesehen, diesen Ausgleich auf optischem Wege durch eine entsprechende Voreinstellung der Winkelstellung des Schwenkspiegels 7 durchzuführen, bevor das Schriftstück hinter dem Beobachtungsfenster 4 erscheint, da dort ein Ausgleich nur nach einem Stillsetzen des Schriftstücks möglich wäre, was sich angünstig auf die Arbeitsgeschwindigkeit auswirken würde. Natürlich muß die Höhe des Fensters 4 ausreichend bemessen werden, damit auch nach der optischen Vor-

IO

Anstellung stets das ganze Bild der Linienzüge auf der Ausgangssignale von zwei Photodioden dar, die

las Mosaik 5 projiziert werden kann. unmittelbar oberhalb der drei Photodioden des ersten

Wenn beispielsweise die Höhe W₁ als der kleinste Glieds liegen und daher einem Zeilenabstand ent-

^bstand zwischen der Kante eines Schriftstücks und sprechen. Das dritte Glied stellt die Summe der Aus-

jer abzutastenden Schriftzeichenzeile angesehen wird, 5 gangssignale aller Photodioden dar, die in der Reihe

hat das Fenster 4 eine Höhe, die größer als unterhalb der drei nebeneinanderliegenden Photo-

(W_M — W₁) ist. dioden liegen, deren Signale im ersten Glied auftre-

Für diese Voreinstellung ist in der undurchsichti- ten. Diese Gleichung ermöglicht offensichtlich die

gen Wand 11 vor dem Fenster 4 wenigstens ein Fen- Erkennung der Textzeile, die der unteren Kante des

ster 24 angebracht, dem eine Beleuchtungseinrichtung io Schriftstücks^am nächsten liegt, denn in diesem Fall

von gleicher Art wie bei dem Fenster 4 zugeordnet sind das zweite und das dritte Glied Null, so daß der

ist, damit über ein Objektiv 25 und gegebenenfalls Wert Y_n ein Maximum ist.

über feststehende Umlenkspiegel 26 das von diesem Für die Auswertung dieser Erkennungsfunktion ist

Fenster kommende Licht auf eine Photodiodenreihe zu bemerken, daß sie auch folgendermaßen geschrie-

27 projiziert werden kann, die das gleiche optische 15 ben werden kann: System wie das Mosaik 5 enthält. Die Ausgänge der

Photodioden dieser Reihe sind an einer Schaltungs- * = j

anordnung 28 zusammengeführt, deren Ausgang 19 Y_n ⁼ 2(x„ + X_ntl + X_n. ^) — 2^X<

mit dem entsprechend bezeichneten Eingang des '⁼ *

Servomechanismus 13 (Abb. 2) für die Regelung der 20 + ^xn.s + ^χη*β· · ■ +*n · (2)

Stellung des Schwenkspiegels 7 zugeführt wird, damit

die Zeile der zu erkennenden Schriftzeichen richtig In dieser letzten Form ist die Funktion durch den

ausgerichtet am Fenster 4 erscheint. in A b b. 5 dargestellten Aufbau einer Funktions-

Die Photodiodenreihe 27 enthält η Photodioden, wandlerschaltung realisiert, die drei Summiernetzdie von unten nach oben (A b b. 4) mit C₁ bis C_n be- 25 werke enthält. Das erste Summiernetzwerk addiert die zeichnet sind. Man kann als Beispiel annehmen, daß Spannungen v„,₅ bis v„, und seine Widerstände hasich die Höhe eines Schriftzeichens oder sonstigen ben den gleichen Wert 2 Λ. Das zweite Summiernetz-Linienzugs über die Höhe von drei aufeinanderfol- werk addiert die Spannungen v_{p + ?}, v_{p + 1} und V_n, und genden Photodioden erstreckt, beispielsweise die seine Widerstände haben den gleichen Wert R. Das Photodioden C_n, C_n,_v C_n,,, und daß der Abstand 30 dritte Summiernetzwerk addiert die Spannungen v, zwischen zwei Zeilen von Schriftzeichen oder Linien- bis v„ mit den Widerständen des Wertes 2 R, wobei zügen auf dem Schriftstück wenigstens gleich der die Summenspannung durch einen Umkehrverstärker Höhe von zwei Photodioden ist, daß also ein Text 31 umgekehrt wird. Die Ausgangssignale der beiden erst drei Photodioden über der Photodiode C_{n t} , an- ersten Summiernetzwerke und das Ausgangssignal getroffen werden kann, oder auch drei Photodiöden 35 des Umkehrverstärkers 31 werden in einem Summierüber der Photodiode C_{p 1 3}, denn offensichtlich ist das verstärker 32 addiert.

Schriftzeichen nicht zwangsläufig auf die Photo- Die Ausgangssignale der Funktionswandlerschal-

dioden ausgerichtet, wie in Abb. 4 für zwei als Bei- tungen 30 werden (Abb. 6) den Eingängen einer

spiel gewählte Lagen des Buchstabens A angedeutet Oder-Schaltung 33 zugeführt, die so ausgeführt ist,

ist. 40 daß sie einem die zeitliche Entwicklung festhalten-

Die Schaltungsanordnung 28 muß so beschaffen den Analogspeicher 34 den größten Wert der Aussein, daß sie die Lage des Bildes eines Linienzugs in gangsspannungen der Funktionswandlerschaltungen der Photediodenreihe 27 erkennt. Da dieses Problem zuführt, welcher in dem Analogspeicher festgehalten teilweise dem Problem der Erkennung eines Linien- wird. Wenn dieser Speicher abgelesen wird, wird zugs analog ist, enthält die Schaltungsanordnung 28 45 sein Inhalt gleichzeitig in Vergleichsschaltungen 35 gemäß Abb. 6 hinter einer Verteilerschaltung 29 für mit jedem der Ausgangsspannungswerte der Funkdie Ausgangsspannungen der Photodioden der Reihe tionswandlerschaltungen verglichen, und einer von 27 eine Anzahl von Funktionswandlerschaltungen mehreren Kurzzeit-Impulsspeichern 36 in Form einer 30, von denen jede eine Funktion für die Erkennung monostabilen Kippschaltung wird vorübergehend erder Lage des Bildes eines Linienzugs auf der Photo- 5<> regt, wenn in einer Vergleichsschaltung festgestellt diodenreihe anzeigt und die daher Lageerkennungs- wird, daß die Ausgangsspannung der Funktionswandfunktionswandlerschaltungen genannt werden. lerschaltung im wesentlichen gleich der Ausgangs-

Die allgemeine Erkennungsfunktion kann wie spannung des Analogspeichers 34, also gleich dem folgt ausgedrückt werden, wenn die zuvor erläuterten Spitzenwert der Ausgangsspannungen der Funktionsund als Beispiel angenommenen Besonderheiten be- 55 wandlerschaltungen 30 ist. Um eine eventuell mögrücksichtigt werden: liehe Doppelerkennung zu vermeiden, d. h. praktisch

zwei gleichzeitig erregte Kanäle unterscheiden zu

y _ / 1 1 \ — ( +jtl können, werden die Ausgangssignale der Kurzzeit-

't,- (Xp + Xp,i + Xp.₂> V-Kp^₃ ⁺ "*⁴' Impulsspeicher 36 einer logischen Schaltungsanord-

— (X₁ + X₂ + ... + x_n ,). (1) 60 nung 37 zugeführt, welche eine später noch genauei

zu erläuternde logische Auswahl trifft und in Abhän-

Darin sind mit X₁ (i = 1,2, ... n) die Signale be- gigkeit von dieser Auswahl eine von mehreren Torzeichnet, die von den Photodioden C₁ (/ = 1, 2, . n) schaltungen 38 öffnet, die dann das von dem gewähl· abgegeben werden. Das erste Glied stellt die Summe ten Kanal stammende Signal einem Codeumsetzer 3? der Signale von drei nebeneinanderliegenden Photo- 65 zuführt, d. h. einer Umsetzertabelle, welche über Tor dioden dar, wobei sich der Index ρ natürlich von schaltungen 40 den von ihr gebildeten Code in eil Funktionswandlerschaltung zu Funktionswandler- digitales Coderegister 41 eingibt, dem ein Binäi schaltung ändert. Das zweite Glied stellt die Summe Analog-Umsetzer 42 üblicher Art zugeordnet ist, de

ein Signal zu der Addierschaltung 18 liefert, die einen Teil des Servomechanismus 13 (A b b. 2) bildet.

In diesem Servomechanismus befindet sich dei Umschalter 22 dann in seiner unteren Stellung, da kein vorbeilaufender Linienzug in dem Fenster 4 vorhanden ist, weil sonst eine Voreinstellung nicht stattfinden kann. Das Signal wird im Verstärker 21 verstärkt und dem Leistungsverstärker 16 zugeführt, der die Drehung des Motors 12 steuert. Die Regelung arbeitet als Stellungsregelung, und der Motor 12 wird stillgesetzt, sobald der Abgleich erreicht ist, also die Winkelstellung des Schwenkspiegels 7 so eingeregelt ist, daß später beim Vorbeigang des Schriftstücks hinter dem Beobachtungsfenster 4 das Bild der Zeile von Linienzügen im wesentlichen ausgerichtet auf das Mosaik 5 geworfen wird. Die Stellung des Motors wird nicht mehr geändert, solange der Inhalt des. digitalen Coderegisters 41 nicht geändert wird (außer wenn die Voreinstellungskorrektureinrichtung eingreift, falls sie vorhanden ist, wie später beschrieben wird).

Der Betrieb der Schaltungsanordnung 28 darf erst dann beginnen, wenn eine Textzeile in dem Fenster 24 erscheint, also erst dann, wenn die Oder-Schaltung 33 von A b b. 6 ein Signal abgibt, welches das Erscheinen dieses Textes anzeigt. Zu diesem Zweck wird das Ausgangssignal der Oder-Schaltung 33, das den Analogspeicher erst mit einer geringfügigen Verzögerung erreicht, einer Torschaltung 43 "zugeführt, die am Eingang 44 eine Schwellenspannung V_s empfängt. Wenn die Ausgangsspannung der Oder-Schaltung 33 diese Schwellenspannung übersteigt, wird die Torschaltung 43 geöffnet, wodurch zwei bistabile Kippschaltungen 45 und 46 erregt werden. Die Kippschaltung 45 empfängt am Eingang 47 eine Spannung, deren Wert anzeigt, ob eine Abtastung von Linienzügen oder Schriftzeichen im Beobachtungsfenster 4 abläuft oder nicht; diese Spannung kommt von der Kippschaltung 105 von Abb. 12. Wenn diese Spannung anzeigt, daß keine Abtastung stattfindet, kann die Kippschaltung 45 bei der Erregung des Ausgangs der Torschaltung 43 in den Arbeitszustand gebracht werden, während sie andernfalls im Ruhezustand bleibt. Die Kippschaltung 46 geht in den Arbeitszustand, sobald die Torschaltung 43 geöffnet ist. Dann und nur dann, wenn sich die beiden Kippschaltungen 45 und 46 im Arbeitszustand befinden, wird eine Torschaltung 48 geöffnet, die von einem Taktgeber 49 Impulse σ, empfängt. Ferner löscht die Kippschaltung 45, sobald sie in den Arbeitszustand geht, den Analogspeicher 34.

Zwischen dem Eingang des Analogspeichers 34 und dem Ausgang der Oder-Schaltung 33 ist ein Verzögerungsglied angedeutet, das die Einstellzeit des Analogspeichers darstellen soll (A b b. 7) und nicht als wirklich vorhandenes Schaltungselement anzusehen ist.

Die durch die Torschaltung 48 hindurchgehender. Taktgebenmpulse o, werden zum Ablesen einer Ver gleichsschaltung 5Θ verwendet, die einerseits die Ausgangsspannung des Analogspeichers 34 und andererseits die Ausgangsspannung der Oder-Schaltung 33 empfangt. Diese Vergleichsschaltung vergleicht also dauernd im Takt der Taktgeberhnpulse den Wert der Eingangsspannung V_e mit dem Wert der Ausgangsspannung V₅ des Analogspeichers 34.

Die Einstellung des Schwenkspiegels 7 muß entsprechend der Lage des Textes m der Höhe des Fen sters 24 und damit auf der Photodiodenreihe 27 festgelegt werden. Nun bewirkt aber das Vorbeilaufen jedes Linienzugs hinter dem Fenster 24, daß sich die Ausgangssignale der Funktionswandlerschaltungen 30 zeitlich ändern, so daß sie auf einer der Verbindungsieitungen zu den Vergleichsschaltungen 35 durch ein Maximum gehen. Diese Entwicklung findet sich am Ausgang der Oder-Schaltung 33 wieder, also im Wert der im Analogspeicher 34 gespeicherten Spannung, solange die Amplitude der Ausgangsspannung der Oder-Schaltung 33 wächst. Andererseits kann sich die maximale Amplitude der in den Analogspeicher 34 eingebrachten Spannung je nach dem Linienzug zeitlich entwickeln. Aus Abb. 8 ist beispielsweise erkennbar, daß der erste hinter dem Fenster 24 vorbeigehende Linienzug die Speicherspannung }'(/) sich so entwickeln lassen kann, daß diese auf eine erste Stufe gebracht wird, worauf sich die gestrichelt dargestellte Eingangsspannung verringert, aber dann beispielsweise bei einem zweiten Linienzug weiter ansteigen und den Wert dieser Stufe überschreiten kann, was ein Signal von größerer Amplitude auf einem der Ausgangskanäle der Funktionswandlersehaltungen 30 zur Folge hätte, worauf sie wieder abfällt, usw. Sobald aber einmal das erste Schriftzeichen oder der erste Linienzug in das Fenster 24 eingetreten ist, ist es zwecklos, die bereits durch die Erkennung des Vorbeigangs des ersten Linienzugs und somit der Höhe dieses Textes insgesamt in bezug auf das Fenster 24 bewirkte Einstellung des Schwenkspiegels 7 zu verändern.

Diese Erkennung ist dadurch erfolgt, daß der Inhalt des Analogspeichers 34 auf Grund von Impulsen n₂ abgelesen worden ist, die von einem Taktgeber

51 abgegeben werden und durch eine Torschaltung

52 gehen. Jeder so übertragene Impuls bewirkt das Ablesen des Analogspeichers 34 über eine Torschaltung 63 und den Vergleich der Ausgangsspannung des Analogspeichers mit allen Ausgangsspannungen der Funktionswandlerschaltungen 30, damit eine der Vergleichsschaltungen 35 den zugehörigen Kurzzeit-Impulsspeicher 36 erregen kann, welche die Bildung einer Korrekturcodegruppc in dem digitalen Coderegister 41 und damit das Auftreten einer entsprechenden Steuerspannung für den Servomechanismus am Ausgang des Binär-Analog-Umsetzer? 42 auslöst.

Die Steuerung der Torschaltung 52 erfolgt vom Ausgang der Vergleichsschaltung 50 über eine Kippschaltung 53. Diese Kippschaltung wird durch den ersten durch die Torschaltung 48 hindurchgegangenen Impuls α, in den Arbeitszustand gebracht. Sie öffnet dann die Torschaltung 52. Wenn die Vergleichsschaltung 50 einen Impuls abgibt, weil sie feststellt, daß der Wert der Eingangsspannung V_t de? Analogspeichers 34 kleiner als der zuvor gespeicherte Wert V_s geworden ist, stellt sie die Kippschaltung 53 in den Ruhestand zurück, wodurch die Torschaltung 52 gesperrt wird, so daß eine Änderung des Inhalts des Coderegisters41 verhindert wird. Jeder Impuls o_t würde dieses Coderegister löschen und dann die Torschaltungen 40 für eine Änderung des Inhalts des Coderegisters 41 öffnen. Die Rückstellung der Kippschaltung 53 bewirkt die Rückstellung der Kippschaltung 46, wodurch die Torschaltung 48 gesperrt unc der Betrieb der Schaltung angehalten wird.

Als Beispiel ist in A b b. 7 eine mögliche Ausfüh rungsform des Analogspeichers 34 dargestellt. Er ent hält einen Eingangs-Differenzverstärker mit Transi

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11 12

stören Π und T2, Endstufen für diesen Differenz- mal, wenn der Transistor dadurch stromführend geverstärker mit Transistoren 7 3 und 74 und einen macht wird, daß ein geeignetes Signal über den Wi-Speicherkondcnsator 54, der einerseits über einen Wi- derstand 62 seiner Basis zugeführt wird,
derstand 55 mit Masse verbunden ist und anderer- In dem Schaltbild von A b b. 9 ist eine mögliche seits an den Schaltungspunkt 56 zwischen zwei Grup- 5 Ausführungsform der Vergleichsschaltung 50 dargepen von Trennstufen in Emittodyn-Schaltung ange- stellt. Eine durch Einfügung eines Gleichrichtereleschlossen ist. Die vordere Gruppe von Trennstufen ments 64 stromrichtend gemachte Verbindung ist besteht aus den Transistoren 75 und 76 und die zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Speihintere Gruppe aus den Transistoren 77, 78, 79. chers 34 ausgebildet. Sie enthält zwei in Serie ge-Eine Rückkopplungsverbindung, die ein Gleichrich- io schaltete Transformatorwicklungen. Dem einen terlement 57 enthält, ist zwischen dem Ausgang V_s Transformator 65 werden die vom Taktgeber 49 und der Basis des Transistors 7 2 angeordnet. Die stammenden Impulse o, über die Torschaltung 48 Steuerung der vorderen Trennschaltung erfolgt vom (A b b. 6) zugeführt. Von der Sekundärwicklung des Schaltungspunkt 61, der an den Emitter des vom anderen Transformators 66 werden die Impulse abTransistor Tl gesteuerten Transistors? 4 angeschlos- 15 geleitet, die zur Rückstellung der Kippschaltung 53 sen ist. Der Kondensator empfängt den Strom über dienen. Damit aber diese Rückstellung stattfindet, eine Diode. Dioden, die in den Trennstufengruppen muß der Wert der Spannung V_c kleiner als der Wert entgegengesetzt gepolt sind, bewirken die Übertra- ^₁-^₁ werden, da andernfalls der Stromkreis nicht gung von einer Stufe zur nächsten in der Schaltung. geschlossen ist, weil das Gleichrichterelement 64 ge-

Die Emitter der Transistoren T\ und Tl des Ein- 20 sperrt bleibt.

gangs-Differenzverstärkers sind miteinander über ein Die Torschaltung 63 kann eine ähnliche Form ha-

Potentiometer 58 verbunden, dessen Abgriff an den ben. Obgleich sie in A b b. 9 getrennt dargestellt ist,

Kollektor eines Transistors 711 angeschlossen ist, zerfällt sie nämlich in Wirklichkeit in ebensoviel

dessen Emitter an der positiven Spannungsklemme Elemente, wie Vergleichsschaltungen 35 vorhanden

liegt. Der Schaltungspunkt 56 ist mit Masse über eine 25 sind, in welche diese Elemente dann eingebaut sind.

Serienschaltung verbunden, die einen Kondensator 60 Zwischen einem Ausgang V_p einer Funktionswand-

und einen Widerstand 59 enthält, damit die Schal- lerschaltung 30 und dem Ausgang V_s des Analog-

tung stabilisiert wird (Neutrodyn-Schaltung). Speichers 34 ist eine Scrienschaltung eingefügt, die

Die Wirkungsweise dieser Schaltung läßt sich kurz zwei Transformatorwicklungen von Transformatoren

wie folgt erläutern: Es sei zunächst angenommen, daß 30 67 und 68 und ein Gleichrichterelement 69 enthält,

der Analogspeicher leer ist, so daß sich keine Ladung Die durch die Torschaltung 52 hindurchgegangenen

auf dem Kondensator 54 befindet. Somit sperrt jede Impulse α., werden der Primärwicklung des Transfor-

der Basis des Transistors 71 zugeführte positive Span- mators 67" zugeführt, und die an den Klemmen der

nungsstufe V_e diesen Transistor und damit auch den Sekundärwicklung des Transformators 68 abgenom-

Transistor 72. Der Verbindungstransisior 74 ist ge- 35 menen Impulse werden zu dem Kurzzeit-Impulsspei-

sperrt, und der Schaltungspunkt 61 wird auf den Wert eher 36p übertragen. Dieser Kurzzeit-Impulsspeicher

der positiven Gleichspannung gebracht. Der Konden- kann also nur dann erregt werden, wenn die Span-

sator 54 lädt sich über die vorderen Trennstufen- nung V_c größer als V_s — o., wird,

transistoren 75, 76 von dieser positiven Gleichspan- Für die Beschreibung wurde angenommen, daß die

nung aus auf. Über die Rückkopplungsverbindung 4° Transformatoren in A b b. 9 das Übersetzungsver-

wird der Transistor 7 2 allmählich entsperrt und so- hältnis 1 : 1 haben.

mit auch der Transistor 71, so daß der Transistor Wir- in Abb. 8 dargestellt ist, werden die Impulse 74 in die Sättigung geht und die Verbindung zwi- a_i gegen die Impulse σ, versetzt abgenommen, damit sehen dem Kondensator 54 und der positiven Gleich- die Umschalt- und Übertragungszeiten berücksichtigt spannung unterbricht. Der Speicherkondensator hat 45 sind. Ebenso werden die Impulse o₂ dem Coderegisomit eine Ladung angenommen, welche der Diffe- ster 41 und den Torschaltungen 40 nur mit solchen renz zwischen V₁. und V_s (die im ersten Zustand Null Verzögerungen zugeführt, daß das digitale Codewar) proportional ist. Wenn dann in der Eingangs- register 41 nur zur Aufnahme eines neuen Inhalts spannung V₁, eine positive Spannungsänderung er- gelöscht wird, um zu vermeiden, daß die Steuerspanscheint, wiederholt sich der soeben beschriebene 5° nung am Ausgang der Addierschaltung 18 für eine Vorgang, und der Kondensator 54 nimmt eine zu- solche Zeit unterbrochen wird, daß der Servomechasätzliche Ladung auf, welche diesem Anstieg der nismus 13 einen unzulässigen Rücklauf des Motors Spannung V_e proportional ist. Wenn sich dagegen die 12, also eine Rückstellung des Schwenkspiegels 7 in Spannung V_e verringert, ändert sich die Ladung des eine Nullstellung, auslösen kann. Nach dem Sperren Kondensators nicht, weil die zur Basis des Tran- 55 der Torschaltung 52 behält das Coderegister 41 den sistors 72 zurückgeführte Spannung jede Zustands- erreichten Inhalt bei, bis die Anordnung erneut ausänderung in dem Eingangs-Drfferenzverstärker vergelöst wird.

bietet. Der Ansprechbereich wird durch Einstellung Unter erneuter Bezugnahme auf A b b. 6 ist nun des Potentiometers 58 bestimmt, welches über den noch die Aufgabe der beiden logischen Schaltungs-Transistor 7" 11 den Emittern der Transistoren 71 60 anordnungen 37 a und 376 zu erläntem, denen di< und 72 Potentiale zuführt, welche die Vorspannun- direkten bzw. die komplementären Ausgangssignal« gen dieser Elektroden und damit die Ansprechpunkte der Kurzzeit-Impulsspeicher 36 zugeführt werden dieser Transistoren abgleichen. Wie bereits erwähnt und in A b b. 4 dargestcll

Die Löschung des Analogspeichers kann durch die wurde, kann es vorkommen, daß die in einem Tex Entladung des Kondensators 54 nach Masse über 65 erscheinenden Linienzüge nicht auf die Photodiodei

den Transistor T10 erfolgen, dessen Kollektor mit zentriert sind. Ein solcher Zustand wurde an Han<

dem Schaltungspunkt 56 verbunden ist und dessen des rechten Schriftzeichens von Abb.4 erläutert

Emitter an Masse liegt. Die Entladung erfolgt jedes- das gegen die Photodioden derart verschoben ist, dal

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es praktisch vier Photodioden C_1n C_ptl, C_{p + 2} und C_P(3 überdeckt. Ir einem solchen Fall könnten zwei Erkennungskanäle, also zwei nebeneinanderliegende Kurzzeit-Impulsspeicher 36, in der Anordnung erregt werden, da zwei benachbarte Funktionswandlerschaltungen 30 sehr ähnliche Ausgangssignale liefern.

Um diesem Mangel abzuhelfen, wird von der Voraussetzung ausgegangen, daß nur der Kanal als gültig erregt angesehen werden kann, dessen Erregung von den am tiefsten liegenden Dioden C₁, bis C₁, ^₂ erfolgt. Zu diesem Zweck ist die logische Schaltungsanordnung 37 b vorgesehen, welche die Funktion (m,_i ■ /wj) mit i = 2, 3 ... η (π = Zahl der Erkennung^ekanäle) zwischen den Ausgangssignalen der Kurzzeit-Impulsspeicher dieser Kanäle 2 bis η bildet, und ferner gibt ein Schaltkreis dieser logischen Schaltungsanordnung einfach das Signal m_s für 1 = 1 ab (weil dann offensichtlich m,., Null und somit m,_i gleich Eins ist). Mit m wird hier jedes Ausgangssignal eines Kurzzeit-Impulsspeichers 36 bezeichnet. Der Aufbau dieser logischen Schaltungsanordnung ist dann offensichtlich; sie enthält η logische Schaltkreise, von denen der erste die Operation »Und« zwischen dem Ausgangssignal M„_i des Kurzzeit-Impulsspeichers mit der Nummer η -1 und dem Ausgangssignal m„ des Kurzzeit-Impulsspeichers mit der Nummer η durchführt, der zweite die gleiche Operation zwischen dem Ausgangssignal m_B_2 des Kurzzeif-Impulsspeichers mit der Nummer η — 2 und dem Ausgangssignal m„ , der Kurzzeit-Impulsspeichers mit der Nummer η — 1 usw., bis schließlich die letzte dieser Und-Schaltungen die logische Operation m[ ■ m_t ausführt und eine einfache zusätzliche Verbindung vom Ausgang des Kurzzeit-Impulsspeichers minder Nummer 1 vorgesehen ist, um die Funktion m₀ · nn darzustellen. Zwisehen den direkten Ausgängen der Kurzzeit-Impulsspeicher 36 und den entsprechenden Eingängen des Codeumsetzers 39 ist eine entsprechende Anzahl von Torschaltungen 38 vorgesehen, welche von den Ausgängen der Schaltkreise der logischen Schaltungsanordnung 37 6 entsprechend ihrer Nummer gesteuert werden: Die das Signal m„ empfangende Torschaltung 38 wird von dem Ausgang der Und-Schaltung gesteuert, welche das logische Produkt/n_n-i · mn bildet, usw.

Diese logische Schaltungsanordnung verhindert also die Auswahl von zwei nebeneinanderlicgenden Erkennungskanälen zugunsten des Kanals mit der kleineren Nummer in dem betreffenden Paar. In diesem Fall definiert aber die in das Coderegister 41 eingeführte Codegruppe die erkannte Lage des Textes nur bis auf die halbe Höhe einer Photodiode genau. Man kann die Genauigkeit dadurch vergrößern, daß man eine zusätzliche Binärziffer mit kleinerem Stellenwert jedesmal dann in das Coderegister einbringt, wenn zwei aufeinanderfolgende Erkennungskanäle erregt worden sind, also jedesmal dann, wenn zwei Kurzzeil-Impulsspeicher 36 mit aufeinanderfolgenden Nummern in den Arbeitszustand gebracht worden sind. Zu diesem Zweck ist der logisehen Schaltungsanordnung 37 b eine weitere logische Schaltungsanordnung 37« hinzugefügt, deren Ausgang zu einer zusätzlichen Torschaltung 40 gerichtet ist, damit unter Umgehung des Codeumsetzers 39 in dem Coderegister 41 eine Binärziffer mit kleinem Stellenwert gespeichert wird. Diese logische Schaltungsanordnung 37α bewirkt die Bildung der Funktion 2'(w,.,)·/«, (mit ' = 2, 3...«). Sie enthält also eine Anzahl von Und-Schaltungen, welche die direkten Ausgangssignale der Kurzzeit-Impulsspeicher 36 jeweils in aufeinanderfolgenden Paaren verarbeiten, und die Ausgänge dieser Und-Schaltungen führen zu einer Oder-Schaltung, welche gegebenenfalls eine Binärziffer »1« mit kleinerem Stellenwert in das Coderegister 4i eingibt. Wenn nur ein einziger Erkennungskanal erregt worden ist, hat diese Binärziffer des kleineren Stellenwerts offensichtlich den Wert »0«.

Mit der soeben beschriebenen Anordnung wird dei Schwenkspiegel 7 so voreingestellt, daß die hinter dem Beobachtungsfenster 4 vorbeigehenden Linienzüge wirksam abgetastet werden können. Als Weiterbildung kann jedoch gegebenenfalls eine Verdopplung der Voreinstelleinrichtung vorgesehen werden, indem ein Zwischenfenster 70 vorgesehen wird, das mit Hilfe eines Objektivs 71, des Schwenkspiegels 7 und eines festen Umlenkspiegels 72 das Bild des vorbeigehenden Textes auf eine zweite Photodiodenreihe 73 richtet, die in gleicher Weise wie die Photodiodenreihe 27 mit einem Kollimator und einer Optik ausgestattet ist. Die Ausgangssignale dieser Photodioden 73 werden einer Schaltungsanordnung 74 zugeführt, die der soeben an Hand von A b b. 6 beschriebenen Schaltung in jeder Hinsicht gleich ist und die daher in A b b. 6 nur durch ein gestrichelte i Rechteck angedeutet ist, in dem nur der Binär-Analog-Umsetzer 42', dessen Ausgang mit dem Eingang 20 der Addierschaltung 18 im Servomechanismus 13 verbunden ist, und die Steuerkippschaltung 45', die der Kippschaltung 45 entspricht, dargestellt sind. Die in der Schaltungsanordnung 28 enthaltene Kippschaltung 45 kann zur Löschung des Analogspeichers der Schaltungsanordnung 74 dienen, wobei es dann zwingend ist, daß durch die Erregung dei Kippschaltung 45' der Schaltungsanordnung 74 die Kippschaltung 46 der Schaltungsanordnung 74 in den Ruhezustand zurückgestellt wird, damit die Schaltungsanordnung 28, deren Endergebnis im Coderegister 41 festgehalten ist, außer Tätigkeit gesetzt wird, während die Schaltungsanordnung 74 den Ausgleich der eventuellen Schwankungen und des mechanischen Spiels bewirkt, die das Ergebnis der ersten Prüfung und damit der ersten Voreinstellung des Schwenkspiegels 74 nachträglich verfälscht haben könnten.

Es ist zu bemerken, daß die Ausgänge der Binär-Analog-Umsetzer in Schaltungsanordnungen 28 und 74 (falls beide gleichzeitig vorhanden sind) ihre Steuerspannungen gleichzeitig zu dem Servomechanismus liefern, was normal ist, da die Schaltungsanordnung 74 nur zu dem Zweck vorgesehen ist, das von der Schaltungsanordnung 28 erhaltene Ergebnis zu korrigieren, nicht dagegen eine eigene Voreinstellung vorzunehmen. Ferner ist zu bemerken, daß die Coderegister der beiden Schaltungsanordnungen 28 und 74 am Ende einer Operation bis zum Beginn dei folgenden Operation in ihrem Zustand gelassen werden können, weil die Steuerung des Motors 12 durch die nachstehend beschriebene weitere Anordnung die erzielte Voreinstellung nicht stören kann, weil dei Umschalter 22 (A b b. 2) in die obere Stellung gebracht ist und daher den Verstärker 16 für die Steuerung des Motors 12 von der Addierschaltung 18 abtrennt.

Auf Grund der zuvor beschriebenen Voreinstellung der Zeilenhöhe erreicht das Bild der am Fen-

ster 4 vorbeilaufenden Zeilen von Linienzügen mit Sicherheit die Oberfläche des Photodioden-Mosaiks S, was ohne diese Voreinstellung nicht möglich wäre, weil einerseits, wie zuvor geschildert wurde, die Zeilen der zu erkennenden Linie .izüge auf den verschiedenen Schriftstücken unterschiedliche Abstände vom unteren Rand haben und andererseits diese Unterschiede noch durch eine wenig exakte Führung der unteren Kanten der Schriftstücke vergrößert werden. Es kann jedoch auch nach erfolgter Voreinstellung ein Mangel beim Erscheinen der Linienzüge in dem Beobachtungsfenster bestehen, weil das Schriftstück zwischen dem Fenster 24 und dem Beobachtungsfenster 4 verrutschen oder geringfügig verdreht werden kann, oder sogar zwischen dem Zwischenfenster »5 70 und dem Beobachtungsfenster 4. obgleich der letzte Fall weniger häufig ist.

Dieser Mangel ist in den Diagrammen a) bis d) von Abb. 10 dargestellt. In dieser Abbildung ist bei a( die Vorderseite des Mosaiks 5 gezeigt, von dem als *° Beispiel angenommen ist. daß seine Breite A sechs Kästchen 1 bis 6 beträgt, während seine Höhe j acht Kästchen 1 bis 8 beträgt. Die Ansicht b) zeigt ein Schriftzeichen, das bei seiner Bewegung (die wohlverstanden kontinuierlich und ohne irgend- »5 welche Absätze erfolgt) richtig auf das Mosaik ausgerichtet oder zentriert ist: die Darstellung entspricht dem Augenblick, in dem das Schriftzeichen bei seiner kontinuierlichen Bewegung seitlich auf das Mosaik ausgerichtet ist. In an sich bekannter Weise ist der senkrecht 711 der idealen Vorschubrichtung des Schriftstücks schwingende Schwingspiegel 8 (Abb. 1) zwischen dem Objektiv 6 und dem Mosaik 5 angeordnet, und zwar beispielsweise auf dem Lichtweg hinter dem Schwenkspiegel 7. Der Schwingspiegel 8 wird mit konstanter Schwingungsamplitude hochfrequent angetrieben.

In den Ansichten b). c) und d) von Λ b b. 10 sind mit unterbrochenen Linien die Endstcllungen des Bildes eines Schrifizugs auf dem Mosaik für die kon- 4<> stante Schwingungsamplitude des Schwingspiegels angegeben. Fs ist dann festzustellen, daß bei einem bestimmten Wert der Höhenverschiebung in der einen oder anderen Richtung das Bild des Schriftzeichens oder l.inicnzucs trot/ der Wirkung des Schwingspiegels abgeschnitten ist. so daß entweder, wie bei c) gezeigt ist. ein unterer Teil des Mosaiks kein Bi'd vom unteren Teil des Linienzugs empfängt, wenn die vertikale Verschiebung nach oben zu groß ist. oder, wie bei d) gezeigt ist. der obere Teil des 5«' Mosaiks niemals einen Teil des Bildes empfängt, wenn die Verschiebung des l.inienzues nach unten zu groß ist.

Fs ist daher vorgesehen, den Servomechanismus 13 für die Steuerung der Neigung des Schwenkspicgels 7 so zu \crwenclcn. daß ein Ausgleich einer zu großen Höhenverschiebung erfolgt, welche den Schwingspiegel unwirksam machen würde, ut'd zwar nicht, wie bei der Voreinstellung, durch eine Regelung auf die Regelabweichung Null, sondern durch ⁶ⁱ> eine Zweipunktkorrektur der Neigung dos Schwenkspiegel, ausgehend von seiner Voreinstellungslagc. Wenn mit r der Abstand /wischen einem Rand des Mosaiks und dem fiktiven ,-Rand« des verschobenen Bildes bei einer Fxtremstcllung des Schwingspicgcls bezeichnet wird, ist diese Korrektur so auf/iifasscn. daß sie das Bild der Linicn/iige um einen Wert in der (irößcnonlnunü dieses Abstandes r senkt- oder »hebt«, wobei der Servomechanismus natürlich durch Signali entgegengesetzter Polaritäten für das »Senken« und das »Heben« gesteuert wird. Es ist hervorzuheben, daß es sich bei dieser Korrektur des Lageausgleichs nicht um einen Mechanismus handelt, der das Bild eines Linienzugs auf das Mosaik einstellt, wie es bei bestimmten bekannten Anordnungen der Fall ist, bei denen der Linienzug von einem Band gelragen wird, das auf der Höhe des Beobac '-mgsfensters mechanisch geführt wird, und bei d· λ der Linienzug (zwischen zwei schrittweisen Vorschüben) vorübergehend stillgesetzt wird und eine genaue Einstellung des Bildes des Linienzugs auf das Mosaik vorgenommen wird.

Die Ausgleichssignale haben die bei a) und b) in Abb. 11 dargestellte Form und werden von der Schaltungsanordnung75 von Abb. 1 gebildet, die an das Photodioden-Mosaik S angeschlossen ist und von der ein Ausführungsbeispiel in Abb. J2 dargestellt ist. Der Ausgang 76 der Schaltungsanordnung 75 ist mit dem Eingang 23 des Servomechanismus 13 verbunden, und wenn der Umschalter 22 in der oberen Stellung steht, empfängt der Motor 12 die folgenden Signale:

a) Wenn die Verschiebung den kritischen Wert r in der negativen Richtung überschreitet, einen ersten Impuls >., der den Motor in einer solchen Richtung in Drehung versetzt, daß die Verschiebung durch eine begrenzte Schwenkbewegung des Schwenkspiegels 7 korrigiert wird, und anschließend einen zweiten Impuls f_H von entgegengesetzter Polarität, der den Motor 12 nach dem vorbestimmten Drehwinkel anhält;

b) wenn die Verschiebung den kritischen Wert r in der positiven Richtung überschreitet, empfängt der Motor 12 zuerst den negativen Impuls /„, der seine begrenzte Drehbewegung für die Korrektur der Winkelstellung des Schwenkspiegels 7 verursacht, und dann den Impuls f₇ von entgegengesetzter Polarität, der ihn wieder abbremst.

Die beiden Impulse ι- und /„ liegen jeweils in einem Zeitabstand /. Bei der Ausbildung der Schaltungsanordnung 75 für die Erzeugung dieser Signale wird davon ausgegangen, daß der Linienzug dann in vertikaler Richtung auf dem Mosaik richtig ausgerichtet ist, wenn jede Zeile des Mosaiks in wenigstens einem Kästchen einen Wert »schwarz« des Schriftzeichenbildes empfängt, oder zumindest dann, wcnr die Anzahl der Zeilen des Mosaiks, für welche diese Bedingung erfüllt ist. zu beiden Seiten der horizontalen Mittellinie des Mosaiks gleich groß ist.

Wie in A b b. 12 gezeigt ist, enthält die Schaltungs anordnung 75 für jede Zeile /,, /._, . . . /„ ,, /„ des Mo saiks 5 eine Oder-Schaltung 77. der jeweils die Aus gangssignale der Photodioden der betreffenden Zcili des Mosaiks zugeführt werden Jedes Ausgangssigna einer solchen Oder-Schaltung 77 wird einer Vcr plcichsschaltung 78 zugeführt, die andererseits ein Schwellenspannung ν empfangt, und diese Vergleichs schaltung überträgt das Ausgangssignal der betreffen den Oderschaltung nur dann, wenn es diesen Schwel lenwert überschreitet. Dadurch werden Rauschsignal und Störungen beseitigt, die gegebenenfalls auf Grün von örtlichen l'nregelmäßigkeitcn der Färbung de Aufzeichnungsträgers stammen können. Das Au;

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gangssignal jeder Vergleichsschaltung 78 wird einem Eingang einer Detektorschaltung zugeführt, die das Vorhandensein oder NichtVorhandensein von wenigstens einem »schwarzen« Kästchen in der betreffenden Zeile feststellt. Jede Detektorschaltung enthält beispielsweise zwei Und-Schaltungen 79 und 80. Jede Und-Schaltung 79 empfängt an einem weiteren Ein gang eine Spannung — v, und jede Und-Schaltung 80 empfängt an einem weiteren Eingang eine Spannung +- ν von gleicher Größe, aber entgegengesetztem Vorzeichen. Die Ausgänge der Und-Schaltungen 79 und 86 jeder Detektorschaltung sind mit den Eingängen einer Oder-Schaltung 81 verbunden. In der oberen Hälfte wird beispielsweise das Ausgangssignal •iner Vergleichsschaltung 78 der zugehörigen Und-Schaltung 79 als Öffnungssignal und der Und-Schaltung 80 als Sperrsignal zugeführt, während in der unteren Hälfte das Ausgangssignal jeder Vergleichsschaltung 78 als Sperrsignal an die entsprechende Und-Schaltung 79 und als Öffnungssignal an die entsprechende Und-Schaltung 80 angelegt wird. Dadurch wird erreicht, daß die Ausgangssignale der Oder-Verknüpfungen der Zeilen in der oberen Hälfte des Mosaiks den Ausgangssignalen der Oder-Verknüpfungen der Zeilen in der unteren Hälfte des Mosaiks entgegenwirken. Die Ausgänge aller Oder-Schaltungen 81 sind über Summierwiderstände 83 mit dem Eingang eines Summierverstärkers 82 verbunden. Am Ausgang des Summierverstärkers 82 entsteht somit ein Signal, das ein Maß für die vertikale Verschiebung des Linienzuges ist, dessen Bild auf dem Mosaik erscheint. Wenn die Anzahl der Zeilen des Mosaiks ungerade ist, wird die mittlere Zeile nicht berücksichtigt. In der oberen Hälfte wird nämlich beim Vorhandensein eines schwarzen Kästchens in einer Zeile die Spannung - ν und beim Fehlen eines schwarzen Kästchens in einer Zeile die Spannung ->■- ν dem Eingang des Summierverstärkers 82 zugeführt, wahrend in der unteren Hälfte der Schaltungen beim Vorhandensein von wenigstens einem schwarzen Kästchen in einer Zeile die Spannung +van den Summierverstärker 82 angelegt wird.

Da natürlich jeder Linienzug über das Mosaik hinwegläuft und die Linienzüge durch kleine, aber nicht vernachlässigbare Intervalle voneinander getrennt sind, ist es zweckmäßig, das Ergebnis dieser Summierung am Ausgang des Summierverstärkers 82 vorübergehend in einen Analogspeicher85 einzubringen. Dieser Analogspeicher besteht im wesentlichen aus einem Kondensator 84 zwischen dem Ausgang des Summierverstärkers 82 und (beispielsweise) Masse. Der Kondensator 84 kann sich jedoch nur dann aufladen, wenn ein Schalter 86 offen ist. Dieser Schaller 86 liegt zwischen Masse und dem Abgriff eines Längswiderstands, der zwischen dem Ausgang des Summierverstärkers 82 und der einen Elektrode des Kondensators 84 angeschlossen ist. Jedes Schließen des Schalters 86 bewirkt offensichtlich die Entladung des Kondensators 84. Die Bedingungen, unter denen tier Schalter 86 gesteuert wird, werden später erläutert.

Die an den Klemmen des Kondensators 84 entwickelte Spannung V_y kann, je nach der Richtung der von den beschriebenen Schaltungen festgestellten Verschiebung, entweder positiv oder negativ sein. Bei richtiger Ausrichtung hat sie den Wert Null. Jc nach der Polarität der Klemmenspannung des Kondensators 84, falls sie von Null verschieden ist, muß der Motor 12 eine Drehung um einen festgelegten Winke für die Korrektur, genauer für die Wiederherstellunj der Ausrichtung, ausführen. Die Spannung V_y win zu diesem Zweck den Eingängen von zwei Ver gleichsschaltungen 86 und 87 zugeführt, die an ihren anderen Eingang eine Diskriminatorspannung -v bzw. -T-v' empfangen. Wenn V_y kleiner als -v' ist ist die Verschiebung positiv gerichtet, und die Ver gleichsschaltung 87 gibt an ihrem Ausgang eine be stimmte Spannung ab, die beispielsweise einfach dei Wert V haben kann. Wenn dagegen V_y größer al: -f-v' ist, liefert die Vergleichsschaltung 88 an ihren Ausgang einen bestimmten Spannungswert, der di< Spannung ♦ v' sein könnte. Dadurch ist ein »Fen ster« definiert, in welchem jeder Wert von V_y keim weitere Wirkung hat. weil die Verschiebung weder ir der einen noch in der anderen Richtung einen Be zugswert überschreitet, der in der Ansicht b) vor Abb. IO der Wert r ist. Der Einfachheit wegen is angenommen, daß die Vergleichsschaltun» 88 die gleiche Spannung - V wie die Vergleichsschaltung 81 liefert, was durch eine Polarilätsumkehrstufe in dei Vergleichsschaltung 88 erreicht wird.

Die Ausgangssignaie der Vergleichsschaltungen 8i und 87 werden über eine Torschaltung 89 bzw. 90, deren Steuerung später beschrieben wird, einer monostabilen Kippschaltung 91 bzw. 92 zugeführt. Diese mon.istabüen Kippschaltungen steuern ihrerseits mil einer vorbestimmten geringfügigen zusätzlichen Verzögerung t zwei weitere monostabile Kippschaltungen 93 bzw. 94. Die Ausgänge der monostabilen Kippschaltungen 91 und 92 sind mit einer Oder-Schaltung 95 verbunden, und die Ausgänge der monostabilen Kippschaltungen 93 und 94 sind mit einer Oder-Schaltung 96 verbunden. Der Ausgang der Oder-Schaltung 95 steuert eine Torschaltung 97, an deren Signaleingang eine Steuerspannung * V für den Servomechanismus gelegt ist. Der Ausgang der Oder-Schaltung 96 steuert eine Torschaltung 98, an deren Signalcingang eine Steuerspannung -■ V für den Servomechanismus gelegt ist. Die Ausgänge der Torschaltungen 97 und 98 sind mit einer Oder-Schaltung 99 verbunden, an deren Ausgang die zum Servomechanismus führende Verbindungsleitung 76 (Abb. 1) angeschlossen ist.

Ferner werden die Ausgangssignale der beiden Oder-Schaltungen 95 und 96 einer Oder-Schaltung 101 zugeführt, deren Ausgang eine monostabile Kippschaltung 102 steuert. Der eine Ausgang 103 dieser monostabilen Kippschaltung ist mit den Steuercingängen der Torschaltungen 8') und 90 verbunden. Mit ihrem zweiten Ausgang steuert die monostabile Kippschaltung 102 eine zweite monostabile Kippschaltung 104, deren Ausgangssignal zur Steuerung des Schalters 86 dient, um diesen zu öffnen, also den Kondensator 84 zu entladen. Wenn die Spannung V\. an den Klemmen des Kondensators 84 aus dem von den Spannungen v' und * V bestimmten »Fenster« austritt, also eine Korrektur erforderlich ist, müssen natürlich die Torschaltungen 89 und 90 nach der Erregung einer der monostabilen Kippschaltungen 91 und 92 gesperrt werden, was durch die Erregung der monostabilen Kippschaltung 102 erfolgt, und der Kondensator 84 muß entladen werden, was durch die Erregung der monostabilen Kippschaltung 104 erfolgt. Die Wirkungsweise dieser Schaltung läßt sich wie folg! erläutern: Sclange die Kippschaltung 105 im Ruhezustand ist, blockiert sie die Anordnung da-

durch, daß sie den Schalter 86 geschlossen (stromdurchlässig) hält. Wenn im Beobachtungsfenster 4 ein Schriftzeichen erscheint, bringt ein vom Mosaik. 5 abgeleitetes Signal die Kippschaltung 105 in den Arbeitszustand, wodurch die Masseverbindung über den Schalter 86 unterbrochen wird, so daß sich der Kondensator 84 aufladen kann. Über eine Abzweigung 106 wird der Umschalter 22 in seine obere Stellung gebracht, wodurch die Voreinstellschaltungen abgetrennt weiden. Am Ende der Ablesung eines Schriftstücks wird die Kippschaltung 105 in den Ruhezustand zurückgestellt, und der Umschalter 22 geht wieder in die untere Stellung für die Voreinstellung des nächsten Schriftstücks. Im Abtastzustand kann sich also der Kondensator 84 aufladen, aber solange seine Spannung V₃. innerhalb des von den Spannungen - V und + v' bestimmten »Fensters« bleibt, wird kein Ausgangssignal auf Grund der Kondensatorladung erzeugt. Dies bedeutet, daß die Verschiebung so klein ist, daß eine Korrektur der Stellung des Schwenkspiegels 7 nicht erforderlich ist, daß also der Schwingspiegel 8 die Erkennung der Linienzüge ermöglicht. Sobald aber die Spannung K₁. aus dem »Fenster« austritt, tritt die Anordnung in Tätigkeit, um die zu große Verschiebung durch eine Zweipunkteinstellung auszugleichen, ohne daß aber eine automatische Nachrcgelung erfolgt, die hier unnötig wäre. Es sei zunächst angenommen, daß die Spannung V _y den Wert — v' überschreitet. Dann liefert die Vergleichsschaltung 87 über die Torschaltung 89 einen Auslöseimpuls zu der monostabilen Kippschaltung 91, welche einen Impuls t_x abgibt und außerdem durch Erregung der in Kaskade geschalteten monostabilen Kippschaltung 93 bewirkt, daß diese nach einem Zeitinteivall t einen Impuls ε, abgibt. Diesen Impulsen entsprechen, wie bei ä) in Abb. 11 gezeigt ist, die beiden Impulse ε₇ und ε₈, von denen zuvor die Rede war. Der Impuls ε, hat die monostabile Kippschaltung 102 ausgelöst, die über

ίο ihren Ausgang 103 dann den Torschaltungen 89, 90 ein Sperrsignal t. (Abb. lic) zuführt, das wenigstens die Dauer t hat, damit eine unbeabsichtigte doppelte Steuerung des Motors verhindert wird. Wenn die monostabile Kippschaltung 102 in den Ruhezustand zurückkehrt, erregt sie die monostabile Kippschaltung 104, welche während der Dauer eines Impulses t_B (A b b. 11 c) die Entladung des Kondensators 84 bewirkt. Diese »Löschung« des Speichers ist notwendig, damit der Schwenkspiegel 7 nicht dau-

crnd betätigt wird, nachdem er in die korrigierte Stellung gebracht worden ist, in welcher ein richtige; Abtasten erfolgt. Die umgekehrte Arbeitsweise 4 findet statt, wenn der Kondensator 84 eine Spannung V₁ speichert, die in der entgegengesetzten Richtung au; dem »Fenster« austritt. Die Reihenfolge des Auftre tens der Impulse e_a und ε₇ ist dann umgekehrt, wi< b?i b) in A b b. 11 dargestellt ist, wobei der Impuls f von der monostabilen Kippschaltung 92 und der Im puls ε, von der monostabilen Kippschaltung 9' stammt. Die Impulse ε. und ε_Β bleiben unverändert.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur automatischen Erkennung von Linienzügen, die in Zeilen auf Aufzeichnungsträgern vorhanden sind, die kontinuierlich hinter einem Beobachtungsfenster vorbeilaufen, von dem die Bilder der Linienzüge während des Vorbeilaufens auf ein photoelektrisches Abtastermosaik projiziert werden, mit einem im Lichtwsg xo zwischen dem Beobachtungsfenster und dem Abtastermosaik angeordneten Schwenkspiegel, dessen Neigung zur Ausrichtung des Bildes der im Beobachtungsfenster erscheinenden Zeile auf das Abtastermosaik einstellbar ist, einem Antriebsmechanismus für den Schwenkspiegel, einem auf dem Vorschubweg der Aufzeichnungsträger vor dem Beobachtungsfenster angeo^rdneten Ausrichtfenster und mit einer Lagedetektorvorrichtung, welche die Lage einer hinter dem Ausrichtfenster vorbeilaufenden Zeile von Linienzügen feststellt und ein Steuersignal für den Antriebsmechanismus zur Einstellung der Neigung des Schwenkspiegels in Abhängigkeit von der festgestellten Lage bildet, da durch gekennzeichnet, daß die Lagedetektorvorrichtung eine Reihe von photoelektrischen Wandlern (27) aufweist, auf die das Bild der im Ausrichtfenster (24) erscheinenden Zeile projiziert wird, daß die Ausgänge der photoelektrischen Wandler (27) in verschiedenen Kombinationen mit den Eingängen mehrerer Schaltungsanordnungen (30) (»Lageerkennungsfunktionswandlerschaltungen*) verbunden sind, die so ausgebildet sind, daß jede von ihnen ein Ausgangssignal abgibt, das einen für alle Lageerkennungsfunktionswandlerschaltungen gleichen Maximalwert annimmt, wenn die Verteilung der Amplituden der Ausgangssignale der photoelcktrischen Wandler einer ihr zugeordneten Funktion entspricht, daß die Ausgänge der Lageerkennungsfunktionswandlerschaltungen (30) mit einer Auswahlschaltung (33) verbunden sind, die jeweils das größte der ihren Eingängen zugeführten Signale zu ihrem Ausgang überträgt, daß der Ausgang der Auswahlschaltung (33) mit dem Eingang eines Analogspeichers (34) verbunden ist, der fortlaufend den Wert des jeweils größten ihm bis dahin zugeführten Eingangssignals speichert, daß der Analogspeicher (34) periodisch in Zeitabständen, die klein gegen die Zeit des Vorbeigangs eines Linienzugs der Zeile an dem Ausrichtfenster (24) sind, ohne Löschung seines Inhalts abgelesen wird, solange der in ihm gespeicherte Wert größer als das ihm von der Auswählschaltung (33) zugeführte Signal ist, daß jeder Lageerkennungsfunktionswandlerschaltung (30) eine Vergleichsschaltung (35) zugeordnet ist, welche ihr Ausgangssignal mit jedem durch das Ablesen des Analogspeichers (34) erhaltenen Signal vergleicht und ein Ausgangssignal liefert, wenn die beiden verglichenen Signaie nahezu gleich sind, und daß die Ausgänge der Vergleichsschaltungen (35) mit Schaltungen (39, 40, 41, 42) verbunden sind, die in Abhängigkeit von den ein Ausgangssignal liefernden Vergleichsschaltungen (35) das Steuersignal für den Antriebsmechanismus (12, 13) des Schwenkspiegels (7) erzeugen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalerzeugerschaltungen einen Codeumsetzer (39) enthalten, dem ein Digital-Analog-Umsetzer (42) nachgeschaltet ist

3. Anordnung nach Anspiuch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang jeder Vergleichsschaltung (35) ein Zwischenspeicher (36) für das Vergleichsergebnis angeschlossen ist, daß der Ausgang jedes Zwischenspeichers (36) mit einem Eingang des Codeumsetzers (39) über eine Torschaltung (38) verbunden ist und daß die Ausgänge aller Zwischenspeicher mit einer logischen Schaltungsanordnung (376) verbunden sind, die bei gleichzeitiger Erregung mehrerer Zwischenspeicher (36) selektiv jeweils nur eine der Torschaltungen (38) öffnet.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Codeumsetzer (39) und den Digital-Analog-Umsetzer (42) ein digitales Register (41) eingefügt ist und daß die Ausgänge der Zwischenspeicher (36) mit einer logischen Schaltungsanordnung (37 a) verbunden sind, die bei gleichzeitiger Erregung von zwei aufeinanderfolgenden Zwischenspeichern (36) eine Einheit des kleinsten Stellenwertes in das digitale Register (41) eingibt.