DE1774974C3 - 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 vorbcilaufenden Zeile von Linienzügen feststellt und :in Steuersignal für den Antriebsmechanismus zur Einstellung der Neigung des Schwenkspiegels in Abhängigkeit von der festgestellten Lage bildet.

Eine Zeichenerkennungsanordnung mit einem Schwenkspiegel der zuvor angegebenen Art ist in der Zeitschrift »Electronics«, 5. Januar 1962, S. 77 bis 81, angegeben. Für die Erzeugung des Steuersignals zur Einstellung der Neigung des Schwenkspiegels wird die Sägezahnspannung eines Lichlpunktabtasters 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 Bezußshöhe. Diese An-

Ordnung arbeitet also mit dem Vergleich einer Ab- die jeweils das größte der ihren Eingängen zugeführtastspannung mit einer in der Schaltung erzeugten ten Signale zu ihrem Ausgang übertrag!, daß der Bezugsspannung (nämlich der Sägezahnspannung); Ausgang der Auswahlschaltung mit dem Eingang das Vergleichsergebnis hangt daher einerseits von eines Analogspeichers verbunden ist, der fortlaufend der Qualität der Auflehnung und dem Kontrast 5 den Wert des jeweils größten ihm bis dahin zugeführzwischen Zeichen und Hintergrund und andererseits ten Ein«angssienals speichert, daß der Analogspeivon der Stabilität und Genauigkeit der Bezugsspan- eher periodisch" in Zeitabständen, die klein gegen die nung ab. Im übrigen ist die Anwendung dieser be- Zeit des Vorbeigancs eines Linienzugs der"Zeile an kannten Anordnung nur dann sinnvoll, wenn die dem Ausrichtfenster sind, ohne Löschung seines InAbtastung durch Lichtpunktabtaster erfolgt, da man io halts abgelesen wird, solange der in ihm gespeicherte sonst allein zum Zweck der vertikalen Ausrichtung Wert «jrößer als das von ihm von der Auswählschalder Zeilen einen eigenen Lichtpunktabtaster vorsehen tun:! züaeführte Signal ist, daß jeder Laueerkennungsmüßte, was einen beträchtlichen zusätzlichen Auf- funktionswandlerschaltung einer Vergleichsschaltung wand erfordern würde. zugeordnet ist, welche ihr Ausgangssignal mit jedem In der gleichen Veröffentlichung sind andere Ver- 15 durch das Ablesen des Analogspeichers erhaltenen Sifahren zur Erzielung der vertikalen Ausrichtung der gnal vergleicht und ein Ausgangssignal liefert, wenn Schriftzeichen beschrieben, bei denen kein Schwenk- die beiden verglichenen Signale" naliezu gleich sind, spiegel verwendet wird, sondern die Elemente jedes und daß die Ausgänge der Vergleichsschahungen mit abgetasteten Schriftzeichens in einer Matrix aufge- Schaltungen verbunden sind, dfe in Abhängigkeit von zeichnet werden. Im einen Fall wird aus der ersten 20 den ein Ausgangssignal liefernden Vergleichsschal-Aufzeichnung ein Fehlersignal abgeleitet, das dem Hingen das Steuersignal für den Antriebsmechaniszur Abtastung verwendeten Lichtpunktabtaster züge- mus des Schwenkspiegels erzeugen,
führt wird, so daß bei einer zweiten Abtastung des Die erfindungsgemäße Anordnung beruht auf der gleichen Zeichens die richtige Lage erhalten wird. Verwendung der »Lageerkennungsfunktionswandler- und im anderen Fall ist die Matrix als Verschiebe- 25 schaltungen«, die jeweils ein Signal erzeugen, das matrix ausgebildet, in der dann das gespeicherte Mu- sich in Abhängigkeit von der vertikalen Lage des im ster in vertikaler Richtung verschoben wird, bis es Ausrichtfenster befindlichen Zeichens fortlaufend mit vorbestimmten Zeichenonfigurationen verglichen ändert und jeweils bei einer bestimmten Lage durch werden kann. Beide Maßnahmen erfordern einen be- ein Maximum geht, wobei diese bestimmte Lage für trächllichen Schallungsaufwand für die Speicherung 30 jede Lageerkennungsfunktionswandlerschaltung ander Zeichenelemente, und sie hängen wiederum von ders ist. Die Feststellung der vertikalen Lage des Zeider Stabilität und Genauigkeit von Bczugsspannun- chens und dementsprechend auch die Bildung des gen ab. Steuersignals für den Schwenkspiegel beruht ausschließlich ist in der DT-AS 11 60 676 ein Ver- schließlich auf dem Vergleich der Ausgangssignale fahren zum Ausgleich von Scitenversetzungen abzu- 35 dieser Funktionswandlerschaltungen mit dem im tastender Zeichen während des Abtastens beschrie- Analogspeicher stehenden Wert, der jeweils der bis ben, bei welchem für jede Zeichenreihe mehrere Ab- dahin erhaltene Maximalwert ist. Dadurch werden tasteinrichtungen vorgesehen sind und durch eine alle Fehlerquellen, wie mangelhafte Aufzeichnung, Vorabtastung des Zeichens diejenige Abtastcinrich- schlechter Kontrast, Spannungsschwankungen usw., tung ausgewählt wird, die mit dem abzutastenden 40 automatisch kompensiert. Die Ausbildung der Lage-Zeichen fluchtet. Auch in diesem Fall ist der Schal- erkcnnungsfunktionswandlerschaltungen ist sehr cintungsaufwand sehr groß, vor allem, wenn mit Ab- fach, denn da nicht das Zeichen selbst erkannt wertastermosaiken gearbeitet werden soll, weil dann für den muß, sondern nur seine vertikale Lage festgestellt jede Zeichenreihe eine entsprechende Anzahl von wird, genügt zu seiner Abtastung eine einzige Reihe Abtastermosaiken vorgesehen sein muß. 45 von photoelektrischen Wandlern, welche die oberen Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe und unteren Grenzen des Zeichens feststellen, zugrunde, eine Anordnung der eingangs angegebenen und jede Lagecrkcnnungsfunktionswandlerschaltung Art zu schaffen, bei der das Steuersignal für die Ein- braucht somit nur die Ausgangssignale einiger wenistellung der Neigung des Schwenkspiegels durch eine gcr photoelektrischer Wandler zu verarbeiten,
einfache Schaltung erhalten wird, d:e weitgehend un- 5° Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beiabhängig von der Qualität der Aufzeichnung und von spiclshalber beschrieben. Darin zeigt
äußeren Störungen ist. A b b. 1 eine schematische Gesamtansicht einer Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht. Anordnung zur automatischen Erkennung von Lidaß die Lagedetektorvorrichtung eine Reihe von nienzügcn nach der Erfindung,
photoelektrischen Wandlern aufweist, auf die das 55 A h b. 2 das lilockschcma des in der Anordnung Bild der im Ausrichlfcnster erscheinenden Zeile pro- von A b b. 1 enthaltenen Servomechanismus,
jiziert wird, daß die Ausgänge der photoelektrischen A b b. 3 eine Darstellung der unterschiedlichen Wandler in verschiedenen Kombinationen mit den Abstände zwischen einer Zeile von zu idcntifizicrcn-Eingängen mehrerer Schaltungsanordnungen (»Lage- den Linienziigen und einer Bezugskante des die Lierkcnnungsfimktionswandlerschallungcn«) verbunden 60 nicnzüge tragenden Schriftstücks,
sind, die so ausgebildet sind, daß jede vein ihnen ein Λ b b. 4 eine schcmaiische Darstellung zur Er-Ausgangssignal abgibt, das einen für alle Lageerkcn- läuterung der Definition der Lage eines Linienzugs, nungsfunktionswandlerschaltungen gleichen Maximal- nämlich eines Buchstabens, in bezug auf eine Reihe wert annimmt, wenn die Verteilung der Amplituden von photoelektrischen Abtastern, die in der Anordder Ausgangssignale der photoclektrischen Wandler 65 nung von Abb. 1 enthalten sind,
einer ihr zugeordneten Funktion entspricht, daß die A b b. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Funktions-Ausgänge der Lagccrkennungsfunktionswandlerschal- wandlerschaltung, die bei dieser Anordnung verwentungen mit einer Auswählschaltung verbunden sind, det wird,

Abb. 6 ein Ausführungsbeispicl der Vorcinstellstcucrschallung in der Anordnung von Abb. 1.

Abb. 7 ein Ausführungsbeispicl eines Analogspeicher, 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 Hie sich das Diagramm von A b b. 8 bezieht,

Abb. 10 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der möglichen Auswirkungen bestimmter restlicher Mängel beim Erscheinen der ersten Linienzüge einer vorcingcstellten Zeile.

Abb. Π den Verlauf der Signale, die dem Servomechanismus von A b b. 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 Abb. 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 photoclcktrischcn 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 von einem Hochfrequenzgenerator 9 dauernd in Schwingungen versetzt wird, damit er dem Lichtbündcl eine senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Linienzüge in dem Beobachtungsfenster 4 gerichtete Schwingung erteilt, die sehr schnell im Vergleich zu der Vorschubgcschwindigkeil der Linienzüge ist. Die durch die Verwendung eines solchen an sich bekannten Schwingspiegel 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 lichtundurchTässigen 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 Beobachtungsfenster 4 erreicht, so daß dieses Fenster, das als Lichtquelle für die Projektion de-, Bildes auf das Mosaik 5 dient, als gleichförmig beleuchtet angesehen werden kann, wenn kein Schriftstück bzw. kein Linienzug auf diesem Schriftsiück 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 5 ist eine Kollimatoilinsc aufgesetzt, die das einfallende Licht in paralleles Licht umwandelt, und dieses parallele Licht wird wieder von Gcsichlsfcldlinsen aufgefangqn, von denen jede ein Kästchen des Mosaiks bedeckt, damit die Photodioden erregt werden.

Durch den Schaltungsblock 100 ist die Gesamtheit der Schaltungen angedeutet, welche zur Erkennung der Linienzüge dienen und hier nicht näher erörtert zu werden brauchen.

Der Schwenkspiegel 7 ist drehfesl mit der Welle eines Motors 12 verbunden, der von einem Scrvonicchanismus 13 so gesteuert wird, daß er in Abhängigkeit von den dem Servomechanismus zugeführten Signalen verdreht wird. Der Servomechanismus enthält zu diesem Zweck zwei Gcgenkopplungsschleifen, 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 Λ b b. 2 genauer dargestellt: Die Steuersignale für den Motor 12 kommen von einem Leistungsverstärker 16, und die Signale der Gcgenkopplungsschleifen werden dem Eingang eines Verstärkers 17 zugeführt, dessen Ausgang mit einem Eingang einer AddierschaUung 18 verbunden ist, die an ihren Eingängen 19 und 20 zwei lnformationssignalc 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) unleren 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 abzutasten ist, und er befinde! 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 _} /cigt. die jeweils eine Zeile von Linienzügen tru.. n. die hier die unterste Zeile des Schriftstücks isi. In vielen Fällen, insbesondere bei Briefumschlägen, kann die Höhe dieser Zeile über dem unteren Rand des Schriftstücks beträchtlich schwanken. Als Beispiel ist angegeben, daß in der Ansicht a) von Abb. 3 diese Zeile auf einer Höhe W₁ liegt, die beträchtlich unter der Höhe /i„ 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 de; Schriftstücks selbst oder dessen Antriebsvorrichtung auszugleichen, was bei dem hier beschriebenen Bei spiel in vertikaler Richtung erfolgen müßte, bei hori zontaler Lage der geförderten Schriftstücke dagegei in horizontaler Richtung. Es ist daher vorgesehen diesen Ausgleich auf optischem Wege durch ein entsprechende Voreinstellung der Winkelstellung de Schwenkspiegel 7 durchzuführen, bevor das Schrift stück hinter dem Beobachtungsfenster 4 erscheint, d dort ein Ausgleich nur nach einem Stillsetzen de Schriftstücks möglich wäre, was sich ungünstig ar. die Arbeitsgeschwindigkeit auswirken wÜTde. Nalüi lieh muß die Höhe des Fensters 4 ausreichend b< messen werden, damit auch nach der optischen Vo

ο/

einstellung stets das ganze Bild der Linienzüge auf der Ausgangssignale von zwei Pholodioden dar, die

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

Wenn beispielsweise die Höhe /Y₁ als der kleinste Glieds liegen und daher einem Zeilenabsland ent-

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

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

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

[H_M — /Y₁) 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- i = j

anordnung 28 zusammengeführt, deren Ausgang 19 Yp ~ 2(x_p + x_p<1 +X_n,,) — s,^x<

mit dem entsprechend bezeichneten Eingang des "⁼¹

Servomechanismus 13 (Abb. 2) für die Regelung der 20 +*,,..5 + -V^₆ ·.. +x„ · (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 Abb. 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 C₁, be- 25 werke enthält. Das erste Summiernetzwerk addiert die zeichnet sind. Man kann als Beispiel annehmen, daß Spannungen v_n<5 bis V_n, und seine Widerstände harich die Höhe eines Schriftzeichens oder sonstigen ben den gleichen Wert 2 R. Das zweite Summiernetz-Linienzugs über die Höhe von drei aufeinanderfol- werk addiert die Spannungen v_pi2, v_p+, und v„, und genden Photodioden erstreckt, beispielsweise die seine Widerstände haben den gleichen Wert R. Das Photodioden C₁,, C₁, _iV C„_iO, und daß der Abstand 3° dritte Summiernelzwerk 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, „ an- ersten Summiernetzwerke und das Ausgangssignal eetroffen werden kann, .oder auch drei Photodioden 35 des Umkehrverstärkers 31 werden in einem Summierüber der Photodiode C_n, ₃, denn offensichtlich ist das verstärker 32 addiert.

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

dioden ausgerichtet, wie in A b b. 4 für zwei als Bei- Hingen 30 werden (A b b. 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 Photodiodenreihe 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 Funktionsw andlerschaltungen 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- 50 regt, wenn in einer Vergleichsschaltung festgestellt diodenreihe anzeigt und die daher Lageerkcnnungs- wird, daß die Ausgangsspannung der Funktionswandfunktionswandlerschaltungen genannt werden. lerschaltung im wesentlichen gleich der Ausgangs-

Dic 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 wandlersehaltungen 30 ist. Um eine eventuell mögrücksichtigt werden: liehe Doppelerkennung zu vermeiden, d. h. praktisch

zwei gleichzeitig erregte Kanäle unterscheiden zu

γ — (x -\- x + χ ) — (_Λ- j- _x ) können, werden die Ausgangssignale der Kurzzeil·

" _", _£'*[_ "²I. v"³ "' Impulsspeicher 36 einer logischen Schaltungsanord-

U₁ , x₂ ...+X_n^₁). (l) _{6o nun}g 27 _ZUgeführt, welche eine später noch genauei

zu erläuternde logische Auswahl trifft und in Abhän

Darin sind mit x,- (/=1,2, ... /7) die Signale be- gigkeit von dieser Auswahl eine von mehreren Tor

zeichnet, 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 35

der Signale von drei nebcncinanderliegenden 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 eir

Funktionswandlcrschaltung zu Funktionswandler- digitales Coderegister 41 eingibt, dem ein Binär

schaltung ändert. Das zweite Glied stellt die Summe Analog-Umsetzcr 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 def 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 Veizögerungsglied 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 hindurchgehenden Taktgeberimpulse σ, werden zum Ablesen einer Vergleichsschaltung 50 verwendet, die einerseits die Ausgangsspannung des Analogspeichers 34 und andererseits die Ausgangsspannung der Oder-Schaltung 33 empfängt. Diese Vergleichsschaltung vergleicht also dauernd im Takt der Taktgeberimpulse den Wert der Eingangsspannung V₁. mit dem Wert der Ausgangsspannung V_s des Analogspeichers 34.

Die Einstellung des Schwenkspiegels 7 muß entsprechend der Lage des Textes in der Höhe des Fensters 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 Verbindungsleitungen 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 ίο 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 Y(t) 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 Funktionswandlerschaltungcn 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 o., abgelesen worden ist, die von einem Taktgeber 51 abgegeben werden und durch eine Torschaltung 52 gehen. Jeder so übertragene Impuls bewirkt das Ablesen des Anaiogspeichers 34 über eine Torschaltung 63 und den Vergleich der Ausgangsspannung des Analogspeichers mit allen Ausgangsspannungen der Fuiiktionswandlerschaltungcn 30. damit eine der Vergleichsschaltungcn 35 den zugehörigen Kurzzeit-Impulsspeicher 36 erregen kann, welche die Bildung einer Korrekturcodegruppe in dem digitalen Coderegister 41 und damit das Auftreten einer entsprechenden Steuerspannung für den Servomechanismus am Ausgang des Binär-Analog-Umsetzers 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 σ, 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_c des 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 Coderegisters 41 verhindert wird. Jeder Impuls o. würde dieses Coderegister löschen und dann die Torschaltungen 40 für eine Änderung des Inhalts de; Coderegisters 41 öffnen. Die Rückstellung der Kipp schaltung 53 bewirkt die Rückstellung der~Kippschal tung 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

stören Tl und T2, Endstufen für diesen Differenzverstärker mit Transistoren T3 und TA und einen Speicherkondensator 54, der einerseits über einen Widerstand 55 mit Masse verbunden ist und andererseits an den Schaltungspunkt 56 zwischen zwei Gruppen von Trennstufen in Emittodyn-Schalumg angeschlossen ist. Die vordere Gruppe von Trennstufen besteht aus den Transistoren T5 und 7"6 und die hintere Gruppe aus den Transistoren T7, TS, T9. Eine Rückkopplungsverbindung, die ein Gleichrichterlcment 57 enthält, ist zwischen dem Ausgang K₁, und der Basis des Transistors 7" 2 angeordnet. Die Steuerung der vorderen Trennschaltung erfolgt vom Schaltungspunkt 61, der an den Emitter des vom Transistor T\ gesteuerten Transistors 7"4 angcschlossen ist. Der Kondensator empfängt den Strom über eine Diode. Dioden, die in den Trennstufengruppen entgegengesetzt gepolt sind, bewirker die Übertragung von einer Stufe zur nächsten in der Schaltung.

Die Emitter der Transistoren Γ1 und T2 des Eingangs-Differenzverstärkers sind miteinander über ein Potentiometer 58 verbunden, dessen Abgriff an den Kollektor eines Transistors TW angeschlossen ist, dessen Emitter an der positiven Spannungsklcmmc liegt. Der Schaltungspunkt 56 ist mit Masse über eine Serienschaltung verbunden, die einen Kondensator 60 und einen Widerstand 59 enthält, damit die Schaltung stabilisiert wird (Neutrodyn-Schaltung).

Die Wirkungsweise dieser Schaltung läßt sich kurz wie folgt erläutern: Es sei zunächst angenommen, daß der Analogspeicher leer ist, so daß sich keine Ladung auf dem Kondensator 54 befindet. Somit sperrt jede der Basis des Transistors T1 zugeführte positive Spannungsstufe V₁, diesen Transistor und damit auch den Transistor T2. Der Verbindungstransistor TΛ ist gcsperrt, und der Schaltung^punktöl wird auf den Wert der positiven Gleichspannung gebracht. Der Kondensator 54 lädt sich über die vorderen Trennstufentransistoren Γ5, 76 von dieser positiven Gleichspannung aus auf. Über die Riickkopplungsverbindung wird der Transistor TZ allmählich cn'sperrt und somit auch der Transistor 7Ί. so daß der Transistor 7~4 in die Sättigung geht und die Verbindung zwischen dem Kondensator 54 und der positiven Gleichspannung unterbricht. Der Speicherkondensator hat somit eine Ladung angenommen, welche der Differenz zwischen V₁. und \\ (die im ersten Zustand Null war) proportional ist. Wenn dann in der Eingangsspannung V₁. eine positive Spannungsänderung erscheint, wiederholt sich der soeben beschriebene Vorgang, und der Kondensator 54 nimmt eine zusätzliche Ladung auf, welche diesem Anstieg der Spannung V_t, proportional ist. Wenn sich dagegen die Spannung V₁. verringert, ändert sich die Ladung des Kondensators nicht, weil die zur Basis des Transistors Tl zurückgeführte Spannung jede Zustandsänderung in dem Eingangs-Differenz\ erstärker verbietet. Der Ansprechbereich wird durch Einstellung des Potentiometers 58 bestimmt, welches über den Transistor T11 den Emittern der Transistoren 7~1 und 7"2 Potentiale zuführt, welche die Vorspannungen dieser Elektroden und damit die Ansprechpunkte dieser Transistoren abgleichen.

Die Löschung des Analogspeichers kann durch die Entladung des Kondensators 54 nach Masse über den Transistor T10 erfolgen, dessen Kollektor mit dem Schaltungspunkt 56 verbunden ist und dessen Emitter an Masse liegt. Die Entladung erfolgt jedesmal, wenn der Transistor dadurch stromführend gemacht wird, daß ein geeignetes Signal über den Widerstand 6?. seiner Basis zugeführt wird.

In dem Schaltbild von A b b. 9 ist eine mögliche Ausführungsform der Vergleichsschaltung 50 dargestellt. Eine durch Einfügung eines Gleichrichterelements 64 stromrichtend gemachte Verbindung ist zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Speichers 34 ausgebildet. Sie enthält zwei in Serie geschaltete Transformatorwicklungen. Dem einen Transformator 65 werden die vom Taktgeber 49 stammenden Impulse o, über die Torschaltung 48 (A b b. 6) zugeführt. Von der Sekundärwicklung des anderen Transformators 66 weiden die Impulse abgeleitet, die zur Rückstellung der Kippschaltung 53 dienen. Damit aber diese Rückstellung stattfindet, muß der Wert der Spannung V₁. kleiner als der Wert V_y — c^ werden, da andernfalls der Stromkreis nicht geschlossen ist, weil das Gleichrichtcrelement 61 gesperrt bleibt.

Die Torschaltung 63 kann eine ähnliche Form haben. Obgleich sie in A b b. 9 getrennt dargestellt ist, zerfällt sie nämlich in Wirklichkeit in ebcnsoviele Elemente, wie Vcrgleichsschaltungen 35 vorhanden sind, in welche diese Elemente dann eingebaut sind. Zwischen einem Ausgang V_n einer Funktionswandlcrschahung 30 und dem Ausgang V_s des Analogspeichers 34 ist eine Scrienschaltung eingefügt, die zwei Transformatorwicklungen von Transformatoren 67 und 68 und ein Glcichrichterclcmcnt 69 enthält. Die durch die Torschaltung 52 hindurchgegangenen Impulse a., werden der Primärwicklung des Transformators 67 zugeführt, und die an den Klemmen der Sekundärwicklung des Transformators 68 abgenommenen Impulse werden zu dem Kurzzeit-Impulsspeicher 36/? übertragen. Dieser Kurzzeit-Impulsspeichcr kann also nur dann erregt «erden, wenn die Spannung V₁. größer als V_s — a., wird.

Für die Beschreibung wurde angenommen, daß die Transformatoren in A b b. 9 das Übersetzungsverhältnis 1 : 1 haben.

Wie in A b b. 8 dargestellt ist. werden die Impulse "., gegen die Impulse o, versetzt abgenommen, damit die Umschalt- und Übertragungszeiten berücksichtigt sind. Ebenso werden die Impulse n., dem Coderegister 41 und den Torschaltungen 40 nur mit solchen Verzögerungen zugeführt, daß das digitale Coderegister 41 nur zur Aufnahme eines neuen Inhalts gelöscht wird, um zu vermeiden, daß die Steuerspannung am Ausgang der Addierschaltung 18 für eine solche Zeit unterbrochen wird, daß der Servomechanismus 13 einen unzulässigen Rücklauf des Motors 12. also eine Rückstellung des Schwenkspiegels 7 in eine Nullstellung, auslösen kann. Nach dem Sperren der Torschaltung 52 behält das Coderegister 41 den erreichten Inhalt bei, bis die Anordnung erneut ausgelöst wird.

Unter erneuter Bezugnahme auf A b b. 6 ist nun noch die Aufgabe der beiden logischen Schaltungsanoidnungen 37 η und 37 b zu erläutern, denen die direkten bzw. die komplementären Ausgangssignak der Kurzzeit-Impulsspeichcr 36 zugeführt werden Wie bereits erwähnt und in A b b. 4 dareestelli wurde, kann es vorkommen, daß die in einem Tex; erscheinenden Linienzüge nicht auf die Photodioder zentriert sind. Ein solcher Zustand wurde an Hanc des rechten Schriftzeichens von A b b. 4 erläutert das gegen die Photodioden derart verschoben ist, daC

13 14

es praktisch vier Photodioden C_n, C₁, ,, C_n ., und also eine Anzahl von Und-Schaltungen, welche die

C_n,., überdeckt. In einem solchen Fall könnten zwei direkten Ausgai.gssignale der kurzzeit-Impuisspei-

Erkennungskanäle, also zwei nebeneinanderliegende eher 36 jeweils in aufeinanderfolgenden Paaren ver-

Kurzzeit-Impulsspeicher 36, in der Anordnunc erregt arbeiten, und die Ausgange dieser Und-Schaliungen werden, da zwei benachbarte Funktionswandlerschal- 5 führen zu einer Oder-Schaltung, welche gegebenen-

tungen 30 sehr ähnliche Ausgangssisnale liefern, falls eine Binärziffer »1« mit kleinerem Stellenwert

Um diesem Mangel abzuhelfen, wird von der Vor- in das Coderegister 41 eingibt. Wenn nur ein einziger aussetzung ausgegangen, daß nur der Kanal als gültig Erkennungskanal erregt worden ist, hat diese Binärerregt angesehenVerden kann, dessen Erregung von ziffer des kleineren Stellenwerts offensichtlich den den am tiefsten liegenden Dioden C_n bis C_n.., erfolgt. io Wert »0«.

Zu diesem Zweck ist die logische Schaltungsanord- Mit der soeben beschriebenen Anordnung wird der nung 37 6 vorgesehen, welche "die Funktion (m~T·'Mi) Schwenkspiegel 7 so voreingestellt, daß die hinter mit / = 2, 3 ... η (/ι '-= Zahl der Erkennuneskanäle) dem Beobachtungsfenster 4 vorbeigehenden Linienzwischen den Ausgansjssignalen der Kurzzeit-Impuls- züge wirksam abgetastet werden können. Als Weilerspeicher dieser Kanäle 2 bis /i bildet, und ferner gibt 15 bildung kann jedoch gegebenenfalls eine Verdoppein Schaltkreis dieser logischen Schaltungsanordnung lung der Vorcinstelleinrichtung vorgesehen werden. einfach das Signal w,- für 1 = I ab (weil dann offen- indem ein Ztvischenfensler 70 vorgesehen wird, das sichtlich m,·., "Null und somit m~^ gleich Eins ist). mit Hilfe eines Objektivs 71, des Schwenkspiegels 7 Mit m wird hier jedes Ausgancssienal eines Kurzzeit- und eines festen Umlenkspiegels 72 das Bild des \or-Impulsspeichcrs 36 bezeichnet. Der Aufbau dieser 20 beigehenden Textes auf eine zweite Photodiodenlogischen Schaltungsanordnung ist dann offensicht- reihe 73 richtet, die in gleicher Weise wie die Photolich; sie enthält /1 "logische Schaltkreise, von denen diodenreihc 27 mit einem Kollimator und einer Optik der erste die Operation »Und« zwischen dem Aus- ausgestattet ist. Die Ausgangssignale dieser Photogangssignal m^TT des Kurzzeit-Impulsspeichers mit dioden 73 werden einer Schaltungsanordnung 74 _7U-der Nummer η - 1 und dem Auseaniissignal m„ des 25 geführt, die der soeben an Hand von A b b. 6 be-Kurzzeit-Impulsspeichers mit der "Nummer /1 durch- schriebenen Schaltung in jeder Hinsicht gleich ist führt, der zweite die gleiche Operation zwischen dem und die daher in A b b. 6 nur durch ein gestricheltes Ausgangssigna! w„_2 des Kurzzeit-Impulsspeichers Rechteck angedeutet ist, in dem nur der Biniirmit der Nummer n — 2 und dem Ausgangssignal in,, , Analog-Umsetzer 42', dessen Ausgang mit dem Linder Kurzzeit-Impulsspeichers mit der Nummer /1 -1 3° gang 20 der Addierschaltung 18 im Scrvomcchanisusw., bis schließlich die letzte dieser Und-Schaltun- mus~ 13 verbunden ist, und die Steuerkippschaltung gen die logische Operation m[ · m₂ ausführt und eine 45', die der Kippschaltung 45 entspricht, dargestellt einfache zusätzliche Verbindung vom Ausgang des sind. Die in der Schaltungsanordnung 28 enthaltene Kurzzeit-Impulsspeichers mit der Nummer "l vorge- Kippschaltung 45 kann zur Löschung des Analogsehen ist, um die Funktion HT₀ · rm darzustellen. Zwi- 35 Speichers der Schaltungsanordnung 74 dienen, wobei sehen den direkten Ausgängen der Kurzzeit-Impuls- es dann zwingend ist, daß durch die Erregung der speicher 36 und den entsprechenden Eingängen des Kippschaltung 45' der Schaltungsanordnung 74 die Codeumsetzers 39 ist eine entsprechende Anzahl von Kippschaltuni· 46 der Schaltungsanordnung 74 in den Torschaltungen 38 vorgesehen, welche von den Aus- Ruhezustand zurückgestellt wird, damit die Schalgängen der Schaltkreise der logischen Schaltungs- 4" tnungsanordiuing 28, deren Endergebnis j_m Codeanordnung 37 b entsprechend ihrer Nummer gesteuert register 41 festgehalten ist, außer Tätigkeit gesetzt werden: Die das Signal m„ empfangende Torschal- wird, während die Schaltungsanordnung 74 den Austung 38 wird von dem Ausgang der Und-Schaltung gleich der eventuellen Schwankungen und des mcchagesteuert, welche das logische Produkt m„_i · m, bil- nischen Spiels bewirkt, die das Ergebnis der ersten det, usw. 45 Prüfung und damit der ersten Voreinstellung des

Diese logische Schaltungsanordnung verhindert Schwenkspiegels 74 nachträglich verfälscht haben

also die Auswahl von zwei nebeneinanderliegenden könnten.

Erkennungskanälen zugunsten des Kanals mit der Es ist zu bemerken, daß die Ausgänge der Binärkleineren Nummer in dem betreffenden Paar. In die- Analog-Umsetzer in Schaltungsanordnungcn 28 und scm Fall definiert aber die in das Coderegister 41 5" 74 (falls beide gleichzeitig vorhanden sind) ihre eingeführte Codegruppe die erkannte Lage des Tex- Steuerspannungen gleichzeitig zu dem Servomcchates nur bis adf die halbe Höhe einer Photodiode nisnuis liefern, was normal ist, da die Schaltungsangenau. Man kann die Genauigkeit dadurch vergrö- Ordnung 74 nur zu dem Zweck vorgesehen ist. das Bern, daß man eine zusätzliche BinärzuTcr mit kleine- von der Schaltungsanordnung 28 erhaltene Ergebnis rem Stellenwert jedesmal dann in das Coderegister 55 zu korrigieren, nicht dagegen eine eigene Voreinstelcinbringt, wenn zwei aufeinanderfolgende Erkcn- lung vorzunehmen. Ferner ist zu bemerken, daß die nungskanäle erregt worden sind, also jedesmal dann. Coderegister der beiden Schallungsanordnungen 2fi wenn zwei Kurzzcit-Impulsspcichcr 36 mit aufeinan- und 74 am Ende einer Operation bis zum Beginn dei dcrfolgendcn Nummern in den Arbcitszustand cc- folgenden Operation in ihrem Zustand gelassen werbracht worden sind. Zu diesem Zweck ist der logi- ^6o den können, weil die Steuerung des Motors 12 durch sehen Schaltungsanordnung 37 ft eine weitere logische die nachstehend beschriebene weitere Anordnung die Schaltungsanordnung 37« hinzugefügt, deren Aus- erzielte Voreinstellung nicht stören kann, weil dei gang zu einer zusätzlichen Torschaltung 40 gerichtet ilm<;rh:ili(»r 22 (A b b. 2) in die obere Stellung gc· ist, damit unter Umgehung des Codeumsetzers 39 in bracht ist und daher den Verstärker 16 für die Steuedem Codcregislcr 41 eine Binärzilfcr mit kleinem ⁶5 rung des Motors 12 von der Addierschaltung 18 ab-Stellenwert gespeichert wird. Diese logische Schal- trennt.

tungsanordnung 37« bewirkt die Bildung der Funk- Auf Grund der zuvor beschriebenen Voreinstellen l{m, ,)-m, (mit / 2. 3 .../()· Sie enthält lung der Zcilenhöhc erreicht das Bild der am Fen

ie die ster 4 vorbeilaufenden Zeilen von Linienzügen mit sspei- Sicherheit die Oberfläche des Photodioden-Mosaiks 5, ι ver- was ohne diese Voreinstellung nicht möglich wäre, ingen weil einerseits, wie zuvor geschildert wurde, die Zei- :nen- len der zu erkennenden Linienzüge auf den verschiewert denen Schriftstücken unterschiedliche Abstände vom ziger unteren Rand haben und andererseits diese Unterinärschiede noch durch eine wenig exakte Führung der den unteren Kanten der Schriftstücke vergrößert werden.

Es kann jedoch auch nach erfolgter Voreinstellung

1 der ein Mangel beim Erscheinen der Linienzüge in dem inter Beobachtungsfenster bestehen, weil das Schriftstück lien- zwischen dem Fenster 24 und dem Beobachtungsiter- fenster 4 verrutschen oder geringfügig verdreht wer-)pp. den kann, oder sogar zwischen dem Zwischenfenster Jen, 70 und dem Beobachtungsfenster 4. obgleich der das letzte Fall weniger häufig ist.

[s 7 Dieser Mangel ist in den Diagrammen a) bis d)

or- von Abb. 10 dargestellt. In dieser Abbildung ist bei a)

en- die Vorderseine des Mosaiks 5 gezeigt, von dem als

ito- Beispiel angenommen ist, daß seine Breite k sechs

nik Kästchen 1 bis 6 beträgt, während seine Höhe /

to- acht Kästchen 1 bis 8 beträgt. Die Ansicht b) zeigt

/u- ein Schriftzeirhen, das bei seiner Bewegung (die

•)e- wohlverstanden kontinuierlich und ohne irgend-

ist welche Absät/.e erfolgt) richtig auf das Mosaik aus-

cs gerichtet oder zentriert ist; die Darstellung entspricht

i_r. dem Augenblick, in dem das Schriftzeichen bei sei-

n- ner kontinuierlichen Bewegung seitlich auf das Mo-

s- saik ausgerichtet ist. In an sich bekannter Weise ist

ig der senkrecht zu der idealen Vorschubrichtung des

It Schriftstücks schwingende Schwingspiegel 8 (Abb. 1)

ie zwischen dem Objektiv 6 und dem Mosaik 5 ange-

r. ordnet, und zwar beispielsweise auf dem Lichtweg

;i hinter dem Schwenkspiegel 7. Der Schwingspiegel 8

_r wird mit konstanter Schwingungsamplitude hochfre-

₂ qucnt angetrieben.

1 In den Ansichten b), c) und d) von Abb. 10 sind

mit unterbrochenen Linien die Endstellungen des Bildes eines Schriftzugs auf dem Mosaik für die konstante Schwingungsamplitude des Schwingspiegels angegeben. Es ist dann festzustellen, daß bei einem bestimmten Wert der Höhenverschiebung in der einen oder anderen Richtung das Bild des Schriftzeichens oder Linienzugs trotz der Wirkung des Schwingspiegels abgeschnitten ist, so daß entweder, wie bei c) gezeigt ist, ein unterer Teil des Mosaiks kein Bild 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 Mosaiks niemals einen Teil des Bildes empfängt, wenn die Verschiebung des Linienzugs nach unten zu groß ist.

Es ist daher vorgesehen, den Servomechanismus 13 für die Steuerung der Neigung des Schwenkspiegels 7 so zu verwenden, daß ein Ausgleich einer zu großen Höhenverschiebung erfolgt, welche den Schwingspiegel unwirksam machen würde, und zwar nicht, wie bei der Voreinstellung, durch eine Regelung auf die Regelabweichung Null, sondern durch eine Zweipunktkorrektur der Neigung des Schwenkspiegels, ausgehend von seiner Voreinstellungslage. Wenn mit r der Abstand zwischen einem Rand des Mosaiks und dem fiktiven »Rand« des verschobenen Bildes bei einer Fxtrcmstellung des Schwingspiegels bezeichnet wird, ist diese Korrektur so aufzufassen, daß sie das Bild der Linienzüge um einen Wert in der Größenordnung dieses Abstandes r »senkt« oder t«, wobei der Servomechanismus natürlich durch Signale entgegengesetzter Polaritäten für das »Senktn« 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 <st, bei denen der Linienzug von einem Band getragen wird, das auf der Höhe des Beobachtungsfensters mechanisch geführt wird, und bei denen 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 Schaltungsanordnung 75 von A b b. 1 gebildet, die an das Photodioden-Mosaik 5 angeschlossen ist und von der ein Ausführungsbeispiel in A b b. 12 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 f₇, 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 t_H von entgegcngcetzter 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 t_K, 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 f₇ und r₈ liegen jeweils in einem Zeitabstand t. 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, wenn 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 Schaltungsanordnung 75 für jede Zeile /,, J₂. .. J_n _,, J_n des Mosaiks 5 eine Oder-Schaltung 77, der jeweils die Ausgangssignale der Photodioden der betreffenden Zeile des Mosaiks zugeführt werden. Jedes Ausgangssigna! einer solchen Oder-Schaltung 77 wird einer Vergleichsschaltung 78 zugeführt, die andererseits eint Schwellenspannung s empfängt, und diese Vergleichsschaltung überträgt das Ausgangssignal der betreffenden Oderschaltung nur dann, wenn es diesen Schwel lenwert überschreitet. Dadurch werden Rauschsignal« und Störungen beseitigt, die gegebenenfalls auf Grunc von örtlichen Unregelmäßigkeiten der Färbung de: Aufzeichnungsträgers stammen können. Das Aus

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 Eingang eine Spannung — v, und jede Und-Schaltung 80 empfängt an einem weiteren Eingang eine Spannung + v von gleicher Größe, aber entgegengesetztem Vorzeichen. Die Ausgänge der Und-Schaltungen 79 und 80 jeder Detektorschaltung sind mit den Eingängen einer Oder-Schaltung 81 verbunden. In der oberen Hälfte wird beispielsweise das Ausgangssignal einer 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-Schaltung80 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, während 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 Schalter 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 der Schalter 86 gesteuert wird, werden später erläutert.

Die an den Klemmen des Kondensators 84 entwickelte Spannung V₁₁ 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. Je 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 Wiederherstellung der Ausrichtung, ausführen. Die Spannung V_y wird zu diesem Zweck den Eingängen von zwei Vergleichsschaltungen 86 und 87 zugeführt, die an ihrem anderen Eingang eine Diskriminatorspannung -v' bzw +V empfangen. Wenn V kleiner als -v' ist, ist die Verschiebung positiv gerichtet, und die Vergleichsschaltung 87 gibt an ihrem Ausgang eine bestimmte Spannung ab, die beispielsweise einfach den Wert - V haben kann. Wenn dagegen V.. größer als + v' ist liefert die Vergleichsschaltung 88 an ihrem Ausgang einen bestimmten Spannungswert, der die Spannung +V sein könnte. Dadurch ist ein »Fenster« definiert, in welchem jeder Wert von V₁. keine weitere Wirkung hat, weil die Verschiebung weder in der einen noch in der anderen Richtung einen Bezugswert überschreitet, der in der Ansicht b) von Abb 10 der Wert r ist. Der Einfachheit wegen ist angenommen, daß die Vergleichsschaltung 88 die gleiche Spannung -V wie die Vergleichsschaltung 87 liefert, was durch eine Polaritätsumkehrstufe in der Vergleichsschaltung 88 erreicht wird.

Die Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen 86 und 87 werden über eine Torschaltung 89 bzw. 90, deren Steuerung später beschrieben wird, einer monostabilen Kippschaltung 91 bzw. 92 zugeführt. Diese monostabilen Kippschaltungen steuern ihrerseits mit 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 Signaleingang 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 beider Oder-Schaltungen 95 und 96 einer Oder-Schaltung 101 zugeführt, deren Ausgang eine monostabile Kippschaltung 102 steuert. Der eine Ausgang 102 dieser monostabilen Kippschaltung ist mit den Steuereingängen der Torschaltungen 89 und 90 verbunden Mit ihrem zweiten Ausgang steuert die monostabil Kippschaltung 102 eine zweite monostabile Kipp schaltung 104, deren Ausgangssignal zur Steuerunj des Schalters 86 dient, um diesen zu öffnen, also der Kondensator 84 zu entladen. Wenn die Spannung V₁ an den Klemmen des Kondensators 84 aus dem vor den Spannungen —V und 4-v' bestimmten »Fenster; austritt, also eine Korrektur erforderlich ist, müssei natürlich die Torschaltungen 89 und 90 nach der Er regung einer der monostabilen Kippschaltungen 9! und 92 gesperrt werden, was durch die Erregung de monostabilen Kippschaltung 102 erfolgt, und de Kondensator 84 muß entladen werden, was durch dii Erregung der monostabilen Kippschaltung 104 er folgt. Die Wirkungsweise dieser Schaltung läßt siel wie folgt erläutern: Solange die Kippschaltung 1Oi 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 obe-e Stellung gebracht, wodurch die Voreinstellschaltungen abgetrennt werden. Am Ende der Ablesung eines Schrift-Stücks 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 V₃₁ innerhalb des von den Spannungen -V und +V bestimmten »Fensters« bleibt, wird kein Ausgangssignal auf Grnd 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 Zweipunkleinstellung auszugleichen, ohne daß aber eine automatische Nachregelung 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 I₁ abgibt und außerdem durch Erregung der in Kaskade geschalteten monostabilen Kippschaltung 93 bewirkt, daß diese nach einem Zeitintervall / einen Impuls f., abgibt. Diesen Impulsen entsprechen, wie bei ä) in A b b. i 1 gezeigt ist, die beiden Impulse f₇ und f„, von denen zuvor die Rede war. Der Impuls f, hat die monostabile Kippschaltung 1Ö2 ausgelöst, die über ihren Ausgang 103 dann den Torschaltungen 89, 90 ein Sperrsignal _f, (Abb. lic) zuführt, das wenigstens die Dauer / 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_ti (A b b. 11 c) die Entladung des Kondensators 84 bewirkt. Diese »Löschung« des Speichers ist notwendig, damit der Schwenkspiegel 7 nicht dauernd betätigt wird, nachdem er in die korrigierte Stellung gebracht worden ist, in welcher ein richtiges Abtasten erfolgt. Die umgekehrte Arbeitsweise 4 findet statt, wenn der Kondensator 84 eine Spannung K₁, speichert, die in der entgegengesetzten Richtung aus dem »Fenster« austritt. Die Reihenfolge des Auftretens der Impulse f_H und ?₇ ist dann umgekehrt, wie bei b) in A b b. 11 dargestellt ist, wobei der Impuls f_:! von der monostabilen Kippschaltung 92 und der Impuls f₄ von der monostabilen kippschaltung 94 stammt. Die Impulse 1. und *■„ 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 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 Ausrtchtfenster 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 photoelektriiichen Wandler (27) in verschiedenen Kombinationen mil den Eingängen mehrerer Schaltungsanordnungen (30) (»Lageerkennungsfunktionswandlerschaltungen«) verbunden sind, die so ausgebildet sind, daß jede von ihnpn 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 Lageerkennungsfunkticnswandlerschaltungen (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 Lageerkennungsfunktionswandlerschaliung (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 Signale 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 Vcrgleichsschaltungen (35) das Steuersignal für den Antriebsmechanismus (12, 13) des Schwenkspiegel (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 Anspruch 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 (37 ft) verbunden sind, die bei gleichzeitiger Erregung mehrerer Zwischenspeicher (36) selektiv jeweils nur eine der Tovschaltungen (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 (37a) verbunden sind, die bei gleichzeitiger Erregung von zwei aufeinanderfolgenden Zwischenspeichern (36) eine Einheit des kleinsten Stellenwertes in das digitale Register (41) eingibt.