DE1933125C3 - Vorrichtung zum Zählen von zu einem Stapel geschichteten gleichartigen Gegenständen - Google Patents

Description

lungsquelle mit Strahlung unter einem auf die Flächennormale bezogenen Bestrahlungswinkel beaufschlagt wird, der wesentlich größer als der Abtastwinkel ist. Bei Zählen von aus Wellpappe bestehenden Gegenständen ist es zweckmäßig, daß der Strahlungsempfänger die von der Stapelstirnfläche unter einem auf die Flächennormale der Stapelstirnfläche bezogenen Abtastwinkel zwischen 40 und 60° reflektierte Strahlung erfaßt, während die Stapelstirnfläche von der Strahlungsquelle mit Strahlung unter einem auf die Flächennormale bezogenen Bestrahlungswinkel beaufschlagt ist, der im Bereich von 20° des Abtastwinkels liegt.

Zur Ausschaltung von die Zählgenauigkeit nachteilig beeinflussender Störstrahlung kann im Strahlengang der von der Stapeistirniiäche zum Strahlungsempfänger reflektierten Strahlung ein Filter angeordnet werden, das nur Strahlung von der Strahlungsquelle durchläßt.

Die vom Strahlungsempfänger abgegebenen elektrischen Signale werden zweckmäßigerweise über einen Kopplungskondensator dem Eingang des Operationsverstärkers zugeführt, dessen Ausgang mit dem Eingang jeweils über entgegengesetzt gepolte Begrenzungsdioden in Verbindung steht Um auch beim Abtasten der Stirnfläche eines Stapels, in der Löcher oder sonstige kaum Strahlung reflektierende Bereiche vorhanden sind, eine hohe Zählgenauigkeit zu gewährleisten, werden die vom Strahlungsempfänger gelieferten elektrischen Signale auch einem Referenzverstärker zugeführt, an dem ein Referenzsignal anliegt und der einen Impulsformer zur Erzeugung eines Impulses ansteuert, wenn der Pegel des vom Strahlungsempfänger gelieferten Signals kleiner ist als der Pegel des Referenzsignals, wobei der Zählwert der Zählschaltung für jeden Korrekturimpuls um einen Zählschritt verringerbar ist.

Besonders eindeutige Signalübergänge werden erzielt, wenn man den Strahlungsempfänger aus zwei Strahlungssensoren aufbaut, die mit entgegengesetzter Polung parallel geschaltet sind.

Falls der Kontrast an der Grenzfläche zwischen benachbarten Gegenständen besonders gering ist, werden mindestens zwei Strahlungsempfänger mit jeweils zwei mit entgegengesetzter Polung parallelgeschalteten Strahlungssensoren vorgesehen und die von den einzelnen Strahlungsempfängern gelieferten elektrischen Signale zu einem Summenausgangssignal summiert.

Um auch bei Verwendung von mehreren Strahlungsempfängern ein richtiges Zählergebnis zu erzielen, beaufschlagt der Operationsverstärker, an dem das Summensignal anliegt, neben der Zählschaltung auch eine Rücksetzzählschaltung, durch die die Zählschaltung auf Null rücksetzbar ist, sobald die Rücksetzzählschaltung einen Zählwert erreicht hat, der um 1 kleiner ist als die Zahl der vorgesehenen Strahlungsempfänger.

Ein besonders eindeutiges Ausgangssignal läßt sich auch dadurch erzielen, daß der Strahlungsempfänger durch einen Schwingantrieb zu einer periodischen Oszillationsbewegung über die Stapelstirnfläche auslenkbar ist und die vom Strahlungsempfänger abgegebenen elektrischen Signale vor Eingabe in den Operationsverstärker in einem Demodulator synchron zur Oszillatorfrequenz demoduliert werden.

Die folgende Beschreibung und die Zeichnungen dienen zur weiteren Erläuterung dieser Erfindung.

Die Zeichnungen zeigen

F i g. 1 in einer schematischen Darstellung — teilweise perspektivisch und teilweise in Form eines Blockschaltbildes — eine einfache Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

F i g. 2 ein Impulsformendiagramm, in welchem Ausgangssignalformen aus dem Sensor von F i g. 1 und die entsprechenden, an verschiedenen Stellen in der Schaltung von F i g. 1 auftretenden Signalformen gezeigt sind,

F i g. 3 eine Signalform, welche das dem Reflexionsvermögen aneinander geschichteter Kunststoff karten entsprechende elektrische Ausgangssignal wiedergibt,

Fig.4 die schematische Darstellung einer Ausführungsform dieser Erfindung, wobei eine komplexere Sensoranordnung als in F i g. 1 benutzt wird und bevorzugte Winkelverhältnisse gezeigt werden,

F i g. 5 eine Signaiform, welche die Ausgangskennlinien der Sensoren von F i g. 4 zeigt,

F i g. 6 eine schematische perspektivische Darstellung der Vorrichtung bei Verwendung von mehr als zwei Sensoren,

F i g. 7 in einer graphischen Darstellung die Auswirkung auf die Zählgenauigkeit bei Fehlern in der Abstandsanpassung für verschiedene Sensoranordnungen,

F i g. 8 ein Blockschaltbild für eine Abwandlung der in F i g. 1 gezeigten Schaltung, mit der eine Zählkorrektur durchgeführt werden kann, wenn mehrere Sensorpaare benutzt werden,

Fig.9 ein schematisches, mechanisch-elektrisches Schaltbild — teilweise perspektivisch und teilweise als Blockschaltbild — der zur Zählkorrektur benutzten Schaltung, wenn Lücken in dem gestapelten Material auftreten und mitgezählt werden,

F i g. 10 eine in der Schaltung von F i g. 9 auftretende Signalform,

F i g. 11 in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung eine Einrichtung zum Einstellen der Bildhöhe eines Sensorpaares,

Fig. 12 anhand eines Diagrammes die Ausgangssignalformen eines Sensorpaares bei verschiedenen Zuständen der Bildhöhenanpassung,

Fig. 13 in perspektivischer Darstellung und anhand eines elektrischen Blockschaltbildes Einrichtungen zur automatischen Höhenanpassung von Sensoren,
Fig. 14 in schematischer, perspektivischer Darstellung eine alternative Einrichtung zum automatischen Einstellen der Sensorbildhöhe,

Fig. 15 das Aussehen gestapelten, gewellten Materials bei senkrechter Draufsicht auf den Rand,
Fig. 16 das sich verändernde Erscheinungsbild gewellten Materials bei schräger Draufsicht,

F i g. 17 einen Schnitt längs der Linie 17-17 durch den Sensorkopf von F i g. 18,

F i g. 18 die perspektivische Ansicht eines Sensorkopf es und

Fig. 19 in schematischer, perspektivischer Darstellung eine alternative Sensoreinrichtung und eine zugehörige elektrische Schaltung.

Es soll nun eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt in schematischer Form die grundsätzlichen Elemente der einfachsten Ausführungsform des dieser Erfindung entsprechenden Detektor- und Zählsystems. Gegenstände mit Kanten oder Rändern, wie sie etwa Blätter, Streifen oder Platten besitzen, sind aufeinander gestapelt und durch die Bezugszahl 20 gekennzeichnet Die Ränder sind annähernd miteinander ausgerichtet In einem derartigen Stapel besitzt die

Randzonenreflexion bestimmter Materialien eine mit dem Abstand sich ändernde und jeder Platte oder jedem Streifen zugeordnete Reflexionsgrad-Kennung. Dieses Reflexionsvermögen ist formal eine optische Eigenschaft und erscheint als eine Änderung Δβ in der augenscheinlichen Helligkeit. Eine solche Änderung ist auch bei anderen Sensoren und Bestrahlungsquellen, seien sie akustischer, elektrischer oder irgendwelcher anderer Art, feststellbar. Zu den Materialien mit einer derartigen Kennung, bei denen die der vorliegenden Erfindung entsprechende Vorrichtung angemessene Ausgangssignale liefert, zählen Streifen oder Platten aus zugeschnittenem Stahl. Dieses Material weist nur geringe Änderungen in der durchschnittlichen augenscheinlichen Helligkeit β benachbarter Streifen auf, es existiert aber ein kleiner und deutlicher Kontrastbereich für jeden Streifen. Es kann eine leichte Änderung in der durchschnittlichen Helligkeit des Stapels vorhanden sein, der Helligkeitsunterschied von Streifen zu Streifen ist dabei jedoch nicht groß genug, um die jedem Streifen eigene Unterschiedkennung zu verwischen.

Eine Lichtquelle 22 wird mit Hilfe der Kondensorlinie 26 auf den beleuchteten Bereich 28 an den Rändern der gestapelten Streifen 20 gebündelt. Aus F i g. 1 geht hervor, daß der Bereich 28 vorzugsweise genügend groß ist, um drei benachbarte, gestapelte Streifen zu beleuchten. Die Lichtquelle 22 wird vorzugsweise von einer Gleichstromquelle 24 gespeist, um sicherzugehen, daß keine Wechselstromkomponente in den Photo-Sensor 32 der Vorrichtung eingeschleppt wird. Die Verwendung einer derartigen Gleichstrom-Lichtquelle hat sich als vorteilhaft erwiesen, was in der folgenden Beschreibung noch näher erläutert werden soll.

Ein Bild des beleuchteten Bereiches 28 wird mit Hilfe der Objektivlinse 34 in oder im wesentlichen in der Ebene der Sensoranordnung 32 erzeugt. Genauer gesagt, das Bild wird in der Ebene der Masken 36' und 36" hergestellt. Diese Masken befinden sich zwischen der Linse 34 und der Sensoranordnung 32. Zur Überwindung von Schwierigkeiten, die durch eine Welligkeit der gestapelten Streifen oder durch Grate an ihren Rändern entstehen können, ist es notwendig, die Signalamplitude zu verstärken und eine ausgleichende Wirkung zu erzielen. Dies geschieht mit Hilfe des zwischen den Masken 36' und 36" gebildeten Schlitzes, der lang und schmal gemacht wird, wobei seine Hauptsache parallel zu den Grenzlinien benachbarter Streifen verläuft Um das Signal noch weiter zu verstärken und Zweideutigkeiten darin zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Schlitzbreite so einzustellen, daß das Bild 38 des wirksamen, durch den Schlitz nicht bedeckten Bereiches des Sensors auf dem gestapelten Material kleiner ist als die Breite eines einzelnen Streifens. Vorzugsweise soll das Bild 38 zwischen 20 und 100% der Streifenbreite betragen. Der Sensor 32 ist relativ zu den Masken 36' und 36" so angeordnet, daß nur Licht, welches durch den gebildeten Schlitz von der Linse 34 aus hindurchtritt, auf die empfindliche Oberfläche der Sensoranordnung fallen kann. Auf diese Weise bestimmt der Schlitz zwischen den Masken 36' und 36" die aktive Fläche der Sensoranordnung 32.

Bei den meisten Ausführungsformen dieser Erfindung werden für die Sensoranordnungen Silizium-Photoelemente (Silizium-Sperrschicht-Photozellen) verwendet Dieser spezielle Typ von Photoelementen ist zweckmä-Big, da er durch seine geringen Abmessungen und durch seine kleine Impedanz der transistorisierten Signalver arbeitungsschaltung, die in der Vorrichtung verwendet wird, dadurch gut angepaßt ist. Es können natürlich aucl andere Typen von Elementen verwendet werden, dii mit der gleichen oder anderen Arten elektromagnet! scher Strahlung oder anderen Strahlungsarten betrie ben werden können, und zwar in Abhängigkeit von dei Betriebsparametern. Obwohl beide Linsen 26 und 34 zi Darstellungszwecken als herkömmliche sphärisch! Linsen gezeigt worden sind, können auch zylindrisch! Linsen, vor allem für die Objektivlinse 34, benutz werden. Bei Verwendung von zylindrischen Linse: wurde festgestellt, daß eine verbesserte räumlich! Filterung des abgebildeten Bereiches erzielt wird. Diesi verbesserte räumliche Filterung ist in erster Linie au den ausgleichenden Effekt zurückzuführen, der durcl das relativ lange Segment jedes Gegenstandrande beim Vorbeilaufen an der Sensoranordnung bewirk wird. Die Sensoranordnung »sieht« nämlich nur einei relativ langen Abschnitt. Die räumliche Filterung kam außerdem durch eine Vergrößerung des Verhältnisse zwischen Länge und Breite der aktiven Fläche de Sensoranordnung verstärkt werden. Das bevorzugt! Verhältnis zwischen der effektiven Länge der Sensoren Ordnung und der Dicke des Gegenstandrande schwankt zwischen 3 :1 und 10:1.

Aus den obigen Erläuterungen geht hervor, daß e zweckmäßig ist, die Beleuchtungsquelle 22 und dii Sensoranordnung 32 mit ihren zugeordneten optischei Einrichtungen und Blenden in einem geeignete! Rahmen unterzubringen, um diese Elemente in de gleichen Ebene zu positionieren und eine geeignet! Scharfeinstellung der optischen Elemente aufrechtzuer halten. Natürlich sind auch andere Rahmenkonstruktio nen brauchbar. Sind die Elemente einmal in einen solchen Rahmen befestigt, dann wird durch ihn Relativbewegung zum gestapelten Material 20 ii Richtung des Pfeiles 40 ein Ausgangssignal erzeugt, da nach seiner Verstärkung im Vorverstärker 41 die ii F i g. 2A gezeigte Form besitzt. Bei allen in Fig.: gezeigten Diagrammen läuft die Zeitachse von link nach rechts. Die von der Sensoranordnung 3; festgestellte durchschnittliche Helligkeit ist in Fig.: durch die Größe β dargestellt Die Helligkeitsänderunj beim Abtasten einer Materialeinheit d durch da: Element ist gleich Δβ. Jeder Zyklus der höchsten, in de Signalform A vorhandenen Frequenz zeigt daher dei Durchlauf eines Streifens des gestapelten Materials vo der Sensoranordnung 32 an.

Die in Fig.2A dargestellte Signalform ist starl idealisiert, um eine vernünftige Darstellung zu ermögli chen. Normalerweise kann die Größe Δβ Vioo ode weniger der gesamten durchschnittlichen Helligkei betragen. Da ferner bei vielen Ausführungsformel dieser Erfindung die Bewegung der Sensoranordnunj relativ zum gestapelten Material manuell herbeigeführ wird, ergeben sich Schwankungen in der Periode (d) de Abtastfrequenz für die einzelnen Streifen. Da diesi Schwankung auf die normalerweise vorhandenen langsamen zyklischen Schwankungen der Größe / aufmoduliert wird, sind normale Hochpaßfilter odei abgestimmte Filtereinrichtungen zum Trennen dei unerwünschten niedrigen Frequenz von der erwünsch ten höchsten Frequenz, welche die Anzahl dei gestapelten Streifen angibt, nicht brauchbar.

Es ist eine vorteilhafte Eigenschaft der vorliegender Erfindung, daß die mit gewöhnlichen Filtereinrichtun gen nicht lösbaren Schwierigkeiten bei der Signaltrennung durch die Signaltrennschaltung 42 gelöst werden Die Schaltung 42 ist mit Hilfe der dieser Erfindung

entsprechenden Schaltungsparameter in der Lage, die in der komplexen Ausgangssignalform der Sensoranordnung 32 enthaltene höchstfrequente Komponente herauszuholen und ein rechteckförmiges Ausgangssignal zu erzeugen, das für herkömmliche digitale Zählverfahren brauchbar ist.

Aus F i g. 1 geht hervor, daß in den bevorzugten Ausführungsformen des Funktionsverstärkers 44 Metalloxid-Silizium-Feldeffekttransistoren (MOSFET) verwendet werden. Der Funktionsverstärker 44 ist ein Teil ι ο der Signaltrennschaltung 42. In der Signaltrennschaltung 42 sorgen der Eingangswiderstand 47 und der Rückkopplungswiderstand 45 für eine Spannungsverstärkung 6000. Die Siliziumdioden 46 und 48 erzeugen im voll leitenden Zustand eine Sättigungsspannung von 0,6 Volt, wobei der Eingang der Schaltung 42 über die Kapazität 50 angekoppelt ist. Bei einer Verstärkung von 6000 bewirkt am Schaltungspunkt 2Λ eine Änderung von 0,001 Volt im Eingangssignal ein Ausgangssignal von +0,6 Volt, wodurch das Ausgangssignal des Verstärkers 44 in die Klemmschaltung der Diode 46 getrieben wird. Jede weitere Steigerung in positiver Richtung im Eingangssignal bewirkt, daß die Diode 46 leitet und die Ladung auf dem Kondensator 50 zum ankommenden Signal exakt anpaßt

Ist die Diode 46 leitend, dann ist der Funktionsverstärker 44 praktisch über seinen Eingang und seinen Ausgang hinweg kurzgeschlossen, wobei die maximale Ausgangsspannung auf der erforderlichen Höhe gehalten wird, um das Dioden-Übergangszonenpotential zu überwinden. Dazu sind näherungsweise 0,6 Volt erforderlich. Sobald eine Umkehrung im ankommenden Signal 2A eintritt, wird die Diode 46 nichtleitend und, wenn das Signal sich in der anderen Richtung um 0,0002 Volt geändert hat, die Diode 48 beginnt zu leiten. So wie in Verbindung mit der Diode 46 beschrieben, bewirkt auch hier jeder weitere Anstieg des umgekehrten Signals, daß die Diode 48 den Funktionsverstärker 44 in die Klemmschaltung einbezieht und die Ladung auf dem Kondensator 50 dem ankommenden Signal genau angepaßt wird. Jedesmal, wenn in der ankommenden Signalform eine Umkehrung auftritt, und zwar insgesamt um 0,0002 Volt, wird daher das Ausgangssignal der Signaltrennschaltung 42 umgekehrt, so daß am Ausgang ein rechteckförmiges Signal von der in Fig.2B gezeigten Art erscheint. Jeder Rechteckimpuls dieses Signals zeigt den Durchlauf eines Materialstreifens am Sensor 32 an. Die für die Trennschaltung 42 genannten Werte stellen nur Beispiele dar. Wird eine Trennung bei einem höheren oder einem niedrigeren Signalpegel gewünscht, dann kann die Verstärkung des Verstärkers entsprechend geändert werden.

Das rechteckförmige Ausgangssignal am Ausgang der Trennschaltung 42 wird in einem herkömmlichen bistabilen Multivibrator 52 verarbeitet Das Ausgangssignal des Multivibrators ist in Fig.2C dargestellt Die Impulskette von Fig.2C wird zum Eingang des Verstärkers 54 Obertragen. Der Verstärker 54 führt eine Impulsformung durch. Die aus Impulsspitzen bestehende Ausgangsimpulskette des Verstärkers 54 ist in F i g. 2D gezeigt Fachleuten für elektronische Zähleinrichtungen ist es klar, daß die in Fig:2D gezeigte Impulskette sich in idealer Weise als Eingangssignal für einen herkömmlichen Dekadenzähler 56 eignet Zu diesem Zähler 56 wird die Impulskette übertragen. Aus den obigen Erläuterungen geht hervor, daß mit Hilfe dieser Vorrichtung die Anzahl der in einem Stapel enthaltenen einzelnen Streifen oder Platten gezählt werden kann, wobei der Sensor so lange darüber hinweggeführt wird, als augenscheinliche Helligkeitsänderungen bei jedem Streifen des gestapelten Materials auftreten.

Bei der obigen Beschreibung wurde in Verbindung mit F i g. 1 ein planparalleler Aufbau der Sensoranordnung und der Beleuchtungsquelle gezeigt und zugrunde gelegt. Für die meisten gestapelten Materialien wird ein derartiger Aufbau bevorzugt. Bei bestimmten Materialien, etwa gestapelten Blechkappen, geschärften Rasierklingen u.dgl., hat es sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, von diesem planparallelen Aufbau, wie er schematisch durch die Doppelpfeile 31 und 35 angedeutet ist, abzugehen. Die Doppelpfeile geben die Neigungen der optischen Achsen an. Sind die gestapelten Materialien oder Streifen ferner lose angeordnet, dann ist es oft zweckmäßig, eine Anpassung an den durchschnittlichen Mittenabstand der einzelnen gestapelten Gegenstände oder Streifen und nicht an die Dicke eines einzelnen Streifens vorzunehmen.

Es gibt bestimmte Bedingungen und Materialien, bei denen die Kennung schwieriger festzustellen ist als bei dem in F i g. 1 gezeigten Material. Bei festgestapelten Pappstreifen oder Kunststoffstreifen ist es beispielsweise nicht ungewöhnlich, auf benachbarten Streifen gänzlich verschiedene Reflexionsgrade anzutreffen, wobei kein Streifen Dunkelbereiche aufweist. Ein derartiges Reflexionsverhalten ist durch die Signalform in F i g. 3 wiedergegeben. F i g. 3 zeigt einen extremen Fall, wie er etwa bei gestapelten Kunststoff-Kreditkarten oder ähnlichen Objekten festzustellen ist. Da die in F i g. 3 gezeigte Signalform keine Helligkeitsumkehrungen während der ersten fünf Karten zeigt, treten Zweideutigkeiten auf, die bei Verwendung der in F i g. 1 gezeigten einfachen Vorrichtung zu Zählfehlern führen könnten. Handelt es sich, so wie in diesem Beispiel, um gestapelte Kreditkarten, dann ist nicht einmal ein einziger Fehler bei 1000 Zählungen annehmbar, auch wenn ein solcher einzelner Fehler beim Zählen von Wellpappe oder anderem geringwertigen Material durchaus akzeptiert werden könnte. Es ist daher bei solch hochwertigen Gegenständen wichtig, daß die Zweideutigkeiten in der Kennung beseitigt werden. Es ist ein Wesensmerkmal dieser Erfindung, daß diese Zweideutigkeiten mit Hilfe der Sensoranordnung von F i g. 4 gelöst werden können.

Die Sensoranordnung von Fig.4 besteht aus zwei Photosensoren 58 und 60, die zweckmäßigerweise in einem bestimmten räumlichen Verhältnis zu den gestapelten Kunststoffkarten 84 und zur Lichtquelle 62 angeordnet sind. Einzelne Kai ten sind durch die Buchstaben a, b, c usw. gekennzeichnet Die beiden Photosensoren sind nahe beieinander in einer Bildebene 64 angeordnet Die Bildebene 64 ist zur Vorderseite der gestapelten Karten annähernd parallel. Die Sensoren sind zweckmäßigerweise durch einen schmalen Zwischenraum in der Größenordnung von etwa 0,03 mm voneinander getrennt Die beiden Sensoren der Sensoranordnung sind entgegengesetzt parallel miteinander elektrisch verbunden. Ihr Ausgang ist mit dem Vorverstärker 41 und einer nachfolgenden Schaltung, die mit der Signalverarbeitungsschaltung von F i g. 1 identisch ist, gekoppelt Die Signalverarbeitungsschal tung von F i g. 1 verarbeitet bekanntlich das Signal aus einer Sensoranordnung, weiche nur einen einzelnen Sensor enthält Zwischen der Sensoranordnung 58—60 und den gestapelten Karten befinden sich zwei messerförmige Masken 66' und 66". Der Abstand

zwischen den beiden Masken ist so eingestellt, daß das Bild 70 des Photosensorpaares der Anordnung, so wie es durch die Objektivlinse 68 auf den Rand der gestapelten Karten projiziert wird, im wesentlichen genau so breit ist wie die Dicke »p« einer einzelnen Karte in dem zu zählenden Stapel.

Wird die Lichtquelle 62 durch die Kondensorlinse 74 zur Ausleuchtung des Bereiches 74 in der Gegenstandebene gebündelt und wird die gesamte Anordnung aus Lichtquelle und Sensoren mit den zugehörigen optischen Einrichtungen zum Abtasten der gestapelten Karten von »a« bis »f« (usw.) benutzt, dann erzeugt jeder der Photosensoren ein Ausgangssignal von der in F i g. 5A gezeigten Art. Sind zwei Sensoren entgegengesetzt parallel zusammengeschaltet, dann besitzt ihr zusammengesetztes Ausgangssignal die in Fig.5B gezeigte Form. Dieses Parallel-Differentialausgangssignal der Sensoren entspricht näherungsweise der ersten Ableitung der Helligkeit über die Elemente des Stapels. Da jeder der Sensoren nur auf einen Abschnitt einer Kartenkante »blickt«, stellt die Helligkeit dieses Abschnittes β einen Teil der gesamten Helligkeit des Randes dieser einen Karte dar. Die Helligkeitsdifferenz von einem Abschnitt zum anderen entspricht dann näherungsweise der ersten Ableitung:

Ί/%8 —

Das Ausgangssignal des Sensorpaares, so wie in F i g. 5B gezeigt, entspricht näherungsweise dem Ausgangssignal des einzelnen Sensors von Fig. 1. Das Ausgangssignal dieses einzelnen Sensors ist in Fig. 2A dargestellt. Die aus einem Differential-Elementpaar bestehende Sensoranordnung sorgt daher für eine gute Abschirmung der Umgebungshelligkeit und beseitigt die Zweideutigkeiten, die bei fehlenden Helligkeitsumkehrungen zwischen benachbarten Karten, so wie in den F i g. 3 und 5 gezeigt, vorhanden sind. Das Ausgangssignal einer in dieser Form aufgebauten Sensoranordnung ist ferner gut dazu geeignet, die Signalverarbeitungsschaltung von F i g. 1 zu betreiben.

Die Sensoranordnung 58-60 liegt in der Bildebene 64, so wie in F i g. 4 dargestellt. Aus F i g. 4 geht ferner hervor, daß die optischen Achsen 78 und 82 der Lichtquelle und der Sensoranordnung bezüglich der Normalen 80 geneigt sind. Die Linie 80 steht senkrecht auf den gestapelten Karten 84. Die beiden Achsen und die Normale liegen vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene. Die Winkel oc\ und «2 sind innerhalb eines sehr großen Bereiches variabel. Die speziellen Winkel für irgendeine Sensor-Lichtquelle-Kombination werden empirisch aufgrund der Reflexionseigenschaften der Ränder der gestapelten Streifen oder Platten bestimmt Im allgemeinen werden die Winkel so gewählt, daß der in jedem Streifen zuzuordnende unzweideutige Kontrast möglichst groß wird. Ein möglichst großer unzweideutiger Kontrast wird fast immer dann erreicht, wenn die Winkel so gewählt werden, daß die vom Sensor aus wahrgenommene Beleuchtung dem Lambertschen Gesetz gehorcht und nicht spiegelnd ist Dies ist gewöhnlich der Fall, wenn man den Gesamtwinkel, der aus dem Beleuchtur.gswinkel ot\ plus dem Abfühiwinkel «2 besteht, etwas kleiner als 90° macht und den Winkel oc₂ kleiner als 30° hält

Eine dem Lambertschen Gesetz gehorchende Beleuchtung wird einer spiegelnden Beleuchtung vorgezogen, da bei letzterer Tendenz besteht, falsche Signale infolge der Oberflächenrauhigkeit an den Rändern der Streifen aufzunehmen. Die durch die Oberflächengenauigkeit verursachten falschen Signale treten im allgemeinen am häufigsten auf, wenn die Winkel «ι und <%2 0° betragen oder praktisch gleich groß und von entgegengesetztem Vorzeichen sind.

Ein anderer Gesichtspunkt bei der Einstellung der Winkel äi und Λ2 ist die Schärfe. Die besten Signale werden gewonnen, wenn das Bild der Sensoranordnung auf den Streifenrändern scharf abgebildet ist. Es ist daher wünschenswert, für die Objektivlinse 68 eine maximale Tiefenschärfe zu erhalten. Dies ist der Fall, wenn der Winkel «2 die Größe von 0° hat. Dann kann der Winkel <x\ so weit vergrößert werden, daß das angestrebte Ziel einer dem Lambertschen Gesetz gehorchenden Beleuchtung erreicht wird, während gleichzeitig die Tiefenschärfe erhalten bleibt. Nähen sich dabei aber der Winkel ot\ dem Wert von 90°, dann geht der Beleuchtungspegel infolge des streifenden Einfalls des auf die Oberfläche der Streifenränder treffenden Lichtes zurück. Die Folge ist, daß hinsichtlich des Beleuchtungswinkels «i ein Kompromiß eingegangen werden muß, um das Ziel einer dem Lambertschen Gesetz gehorchenden Beleuchtung bei möglichst großem Signal zu erreichen. Bei nichtmetallischen Körpern, etwa Pappe und Kunststoffstreifen, wurde ein maximaler Kontrast erreicht wenn der Beleuchtungswinkel αϊ auf etwa 60° und der Abfühlwinkel 1x2 auf etwa 20°, so wie in F i g. 4 gezeigt, eingestellt wurde.

Bei sehr geringem Kontrast können die Kennsignale mit Hilfe von Mehrfach-Sensoranordnungen verstärkt werden. Eine derartige Einrichtung ist in F i g. 6 dargestellt.

In Fig.6 werden zwei Sensoranordnungen benutzt.

Jede Sensoranordnung besteht aus zwei Sensoren und wird auf einem gesonderten Streifen abgebildet Die beiden Sensoranordnungen von F i g. 6 werden auf benachbarten Streifen abgebildet. Die optische Einrichtung von F i g. 6 ist mit der von F i g. 4 nahezu identisch, lediglich die Masken 66' und 66" sind weggelassen worden und statt einer werden zwei Sensoranordnungen benutzt. Die vier Photo-Sensoren 86, 88, 90 und 92, aus denen die beiden Sensoranordnungen bestehen, werden auf den Rändern 96 und 98 des Stapels 94 abgebildet Aus den Bezugszahlen der Bilder 86', 88', 90' und 92' geht die Zuordnung zum entsprechenden Sensor hervor. Die beiden Sensoranordnungen sind so bemessen und angeordnet daß, unter Beachtung der durch die Linse 68 bewirkten Vergrößerung, jede Anordnung hinsichtlich ihrer Breite an die Dicke eines Streifens angepaßt ist Jeder Sensor einer Sensoranordnung ist entgegengesetzt parallel mit einem entsprechenden anderen Sensor elektrisch verbunden. Die beiden Sensoranordnungen sind ihrerseits parallel geschaltet, wobei das durch die Parallelschaltung erzeugte Summen-Ausgangssignal zum Vorverstärker 41 übertragen wird. Dies geschieht in der gleichen Weise wie bei Verwendung einer einzelnen Sensoranordnung. Die Benutzung von Mehrfach-Sensoranordnungen bedingt eine Abwandlung des Zählers, so wie unten beschrieben.

Die Vorteile bei der Verwendung von mehreren

Sensoranordnungen, wobei jede Sensoranordnung aus wenigstens einem Sensor besteht, lassen sich erkennen, wenn die Reflexionseigenschaften von Materialien mit geringem Kontrast betrachtet werden. Nimmt man bei der in F i g. 6 gezeigten Vorrichtung an, daß zwischen den Streifen 96 und 98 der Kontrast gleich Null ist während zwischen den Rändern der Streifen 98 und 99

ein genügend großer Kontrast vorhanden ist, um ein Ausgangssignal aus der Sensoren 86 und 88 zu bewirken, dann ist einzusehen, daß die beiden Elementpaare zum Vorverstärker 41 doch noch ein Ausgangssignal liefern. Für Materialien mit noch geringerem Kontrast kann eine ähnliche Signalverbesserung erreicht werden, indem man noch weitere Censoranordnungen hinzufügt, wobei jede Sensoranordnung auf dem Rand eines bestimmten Gegenstandes abgebildet wird. Die Verwendung von immer mehr ι ο Sensoranordnungen hat jedor'. praktische Grenzen, was aus F i g. 7 hervorgeht

Bei manchen Materialien liefert ein an einen Bruchteil der Dicke einer Einheit des gestapelten Materials wirksam angepaßter einzelner Sensor unzweideutige Kennsignale, die besser sind, als die von einem Sensorpaar gelieferten Signale. Eine Signalverbesserung kann erreicht werden, indem man den Mittenabstand von benachbarten einzelnen Sensoren in einer Mehrfach-Sensoranordnung mit einheitlichem Abstand an die Höhe der gestapelten Elemente anpaßt. Die praktische Grenze der Anzahl verwendbarer einzelnen Sensoren in der Anordnung ist gleich der Grenzanzahl benutzbarer Sensorpaare, so wie in F i g. 7 gezeigt.

Es ist einzusehen, daß bei der Verringerung der Gegenstandsdicke in einem Stapel es zunehmend schwieriger wird, eine gute Anpassung zwischen dem Bild einer Sensoranordnung und der Kantendicke eines Streifens zu erreichen. Bei sehr dünnen Elementen, deren Dicke etwa der von dünnem Papier entspricht (etwa 0,05 — 0,1 mm), und bei Verwendung mehrerer Sensoranordnungen wird das Anpassungsproblem sehr groß. Die Auswirkung von Anpassungsfehlern bei Sensoranordnungen mit verschiedener Anzahl von Sensorpaaren ist in F i g. 7 dargestellt. Aus F i g. 7 geht hervor, daß durch die Erhöhung der Anzahl von Sensoranordnungen, was für die Signalverbesserung durchaus wünschenswert ist, die Empfindlichkeit der Vorrichtung auf Anpassungsfehler zunimmt, was sich in einem größeren Prozentsatz von Zählfehlern äußert. Benutzt man nur eine Sensoranordnung mit entsprechend daraus folgender verminderter Bildverbesserung, dann nimmt auch die Empfindlichkeit gegenüber einer Fehlanpassung ab. Bei Verwendung einer Sensoranordnung können, in Abhängigkeit von den vorhandenen Kontraständerungen und der Gleichmäßigkeit der Dicke der gestapelten Elemente, brauchbare Signale bis zu einer Fehlanpassung von 95 — 98% geliefert werden. Der Grund dafür ist ersichtlich, wenn man eine gleichmäßige Zunahme oder Abnahme in der Bildgröße bei allen Elementen einer Mehrfach-Sensorpaaranordnung relativ zu einer gleichbleibenden Dicke der Streifen betrachtet.

Bei Verwendung von mehr als einer Sensoranordnung ist es notwendig, Korrekturen in der Zählschaltung durchzuführen, um eine Kompensation für die anderen Sensoranordnungen zu erzielen. Genauer gesagt, es ist notwendig für die zweite und alle weiteren benutzten Sensoranordnungen einen Zählschritt zu subtrahieren. Diese Subtraktion wird durch eine abgewandelte Form der in F i g. 1 gezeigten Schaltung durchgeführt. Die abgewandelte Schaltung ist in F i g. 8 dargestellt. Sie besteht aus einem Zähler 56, dem eine schnell arbeitende Kurzzeit-Hilfsrücksetzschaltung 100 parallel geschaltet ist. Durch diese Rücksetzschaltung wird die Subtraktion zu Beginn des Zählvorganges ausgeführt. Die Schaltung 100 speichert so viele Zählschritte wie Sensoranordnungen über eins vorhanden sind und setzt dann den Zähler 56 auf Null zurück, sobald dieser Zählzustand erreicht worden ist Werden beispielsweise zwei Sensoranordnungen benutzt, dann zählt die Rücksetzschaltung bis eins und setzt dann den Zähler 56 auf den Wert Null. Danach wird die Rücksetzschaltung bis zum Beginn des nächsten Zählzyklus deaktiviert Der Zähler 56 zählt solange er Daten zugeführt erhält. Die Rücksetzschaltung 100 bleibt deaktiviert, bis der Zähler 56 nach dem Abschluß des Zählprozesses manuell zurückgesetzt wird. Nach dem Zurücksetzen wird die Rücksetzschaltung 100 wieder aktiviert und ist bereit den Zähler 56 erneut zurückzusetzen.

Das obige Zählkorrekturverfahren ist nur brauchbar, solange das gestapelte Material dicht aneinander gepackt ist und die Ränder des Stapels keine Lücken aufweisen, wie sie etwa durch Verziehen oder Rückschläge in den Streifen bewirkt werden könnten. In einem derartigen Fall muß ein neuartiges Subtraktionsverfahren zur Kompensation bei mehreren Sensoranordnungen angewandt werden. Fig.9 zeigt eine Zählkorrekturschaltupg, welche zur Anwendung kommt, wenn in den abzutastenden und zu zählenden Rändern der gestapelten Gegenstände Lücken vorhanden sind. In Fig.9 sind diejenigen Schaltungskomponenten, die zu den in F i g. 1 gezeigten Komponenten identisch sind, mit einer um den Wert 100 erhöhten Bezugszahl gekennzeichnet.

Die Sensoren 202, 204, 206 und 208 sind in der dargestellten Weise miteinander verbunden, so daß eine aus zwei Sensorpaaren bestehende Anordnung gebildet wird, welche eine Bildverbesserung bewirkt und welche, wie unten erläutert, zur Korrektur auftretender Lücken und der Zählung die Helligkeit mißt. Die Ausgangssignale jedes Sensors werden zu einem entsprechenden Funktionsverstärker 210, 211, 212 und 215 mit geringer Drifttendenz übertragen. Jeder Funktionsverstärker besitzt einen entsprechenden Rückkopplungswiderstand 214, 213, 216 und 217. Diese Verstärker lassen die an ihren Eingängen ankommende Signalform unverändert, heben aber die Spannung an. Die Ausgänge der vier Funktionsverstärker sind über die Summierungswiderstände 218, 221, 219 und 220 mit einem Differentialverstärker 222 verbunden. Der Widerstand 224 bildet einen Rückkopplungsweg für den Verstärker 222. Der zweckmäßigerweise geerdete Widerstand 223 besitzt den gleichen Wert wie der Widerstand 224, so daß eine bestmögliche Gleichtaktunterdrückung vorgenommen wird. Der Verstärker 222 kombiniert die Eingangssignale und liefert ein Ausgangssignal, das dem einer Doppel-Sensoranordnung gleichwertig ist. Eine solche Doppel-Sensoranordnung ist beispielsweise in Fig.6 gezeigt Dieses Ausgangssignal wird in der Trennschaltung 142, im bistabilen Multivibrator 152, im Impulsformungsverstärker 154 und im Zähler 156 in einer Weise verarbeitet, die der in Verbindung mit F i g. 1 beschriebenen entspricht.

Nach der Verstärkung im Funktionsverstärker 212 wird das Ausgangssignal desjenigen Sensors, dessen Bild den Stapel 120 zuerst überquert, über den Widerstand 226 zu einer Helligkeitsanalysierschaltung übertragen. Diese Helligkeitsanalysierschaltung beinhaltet einen Helligkeitsbezugsverstärker 230. Der Verstärker 230 erhält an seinem zweiten Eingang über den Widerstand 228 vom Anschluß 240 aus eine Bezugsspannung zugeführt. Der Widerstand 232 sorgl für einen Rückkopplungsweg um den Verstärker 230 herum. Angesichts der Schaltung des Verstärkers 230 ist es einzusehen, daß das Sensorelement, dessen Bild als

erstes den Stapel überquert, zum Messen der Helligkeit des Stapels verwendet werden kann, weil die Spannung am Ausgang des Verstärkers 230 dem abgefühlten Helligkeitspegel entspricht Die Spannung am Ausgang des Verstärkers 230 schwankt um den Spannungspegel, der über den Anschluß 240 eingestellt worden ist Dieses Helligkeitsausgangssignal ist in Fig. ΊΟ durch die Bezugszahl 1OA gekennzeichnet Der am Anschluß 240 angelegte Spannungspegel ist durch die Bezugszahl 240' markiert ι ο

Tritt im Stapel eine Lücke auf, so wie bei 242 gezeigt, dann fällt der Arbeitspunkt des Helligkeitsbezugsverstärkers 230 unter einen Bezugspegel. Dieser Bezugspegel kann, so wie bei 244 in Fig. 10 angedeutet der Einfachheit halber und zweckmäßigerweise halb so groß wie der am Anschluß 240 angelegte Pegel sein. Durch das Absinken des Bezugspegels wird der monostabile Multivibrator 234 angestoßen, wobei er einen rechteckförmigen Ausgangsimpuls erzeugt Dieser Impuls wird im Impulsformungsverstärker 236 verarbeitet und zum Speicherregister 238 übertragen. Der im Register 238 gespeicherte Impuls stellt das Ausgangssignal der Helligkeitsanalysierschaltung dar und kann entweder sofort zum Ausblenden des nächsten Zählimpulses, der in der Signalform von F i g. 2D erscheint oder später zum Subtrahieren eines Zählschrittes vom Zählerstand des Zählers 156 benutzt werden. Die erste Möglichkeit wird bevorzugt, da sie einfacher zu realisieren ist.

Bei der obigen Beschreibung einer Zählkorrekturschaltung, welche erforderlich ist, wenn Lücken in den gestapelten Gegenständen auftreten, wurden vier Sensoren, die zu zwei Paaren zusammengeschaltet sind, zugrunde gelegt. Es ist einzusehen, daß diese Schaltung auch die erforderliche Zählkorrektur durchführt, welche durch das zweite Sensorpaar bedingt ist. Die gleiche Schaltung kann auch verwendet werden, wenn mehr als zwei Sensorpaare zur Anwendung kommen. Voraussetzung ist allerdings, daß der Verstärker 236 eine geeignete Anzahl zusätzlicher Impulse erzeugt. Die gleiche Schaltung kann ferner verwendet werden, wenn ein einzelner Sensor oder eine Mehrfach-Sensoranordnung benutzt wird, um ein Ausblenden von Zähldaten vorzunehmen, falls der Sensor den Stapel übergeht und von irgendwelchen anderen Flächen Signale erhält. Das Ausblenden wird immer dann durchgeführt, wenn das Sensorausgangssignal einen Helligkeitspegel anzeigt, der unterhalb eines bestimmten Bezugspegels, so wie in Fig. 10 gezeigt, liegt.

Aus den obigen Erläuterungen geht hervor, daß es wünschenswert und notwendig ist, eine möglichst gute Anpassung zwischen den Bildgrößen einer Sensoranordnung und der Dicke eines Gegenstandes herbeizuführen. Es ist ein Wesensmerkmal der vorliegenden Erfindung, daß diese Anpassung mit Hilfe dieser Vorrichtung exakt ausgeführt werden kann. In F i g. 11 ist ein von Hand zu praktizierendes, optisch-mechanisches Verfahren zum Bestimmen und Durchführen der Größen- oder Höhenanpassung schematisch dargestellt.

In der Vorrichtung von F i g. 11 ist eine Mitnehmertrommel 246 in festem Abstand 248 von derjenigen Ebene angebracht in der die miteinander ausgerichteten Ränder der den Stapel 250 bildenden Objekte liegen. Die Trommel 246 besitzt zwei Führungsrillen 252 und 254. Der Sensorträger 256 ist oberhalb der Rille 252 befestigt und wird in Richtung des Doppelpfeiles 258 zwangsweise bewegt, da er mit dem Führungselement 260 und den Führungsschienen 262 und 264 verbunden ist Der Linsenträger 266 muß in ähnlicher Weise der Rille 254 folgen, da er mit einer Führung (nicht dargestellt) und den Schienen 262 und 264 verbunden ist Der Linsenträger 266 trägt eine Objektivlinse 268, während der Sensorträger 256 eine Mehrfach-Element-Sensoranordnung 270 und ein Gitter 272 enthält Die Sensoranordnung 270 und das Gitter 272 sind jeweils hinter öffnungen im Träger angebracht Die Mitnehmertrommel 246 kann durch einen Knopf 276 gedreht werden. Der Knopf 276 ist über die Welle 274 mit der Trommel verbunden.

Die Rillen 252 und 254 in der Trommel 246 sind so geformt daß bei einer Drehung der Trommel die Halterungen 256 und 266 relativ zueinander und zum Stapel 250 bewegt werden, so daß das Verhältnis zwischen Objektgröße und Bildgröße über einen weiten Bereich hinweg verändert werden kann, obwohl der Abstand 248 unverändert bleibt Gleichzeitig bleibt in der Bildebene eine gute Scharfeinstellung erhalten. In einer Ausfühningsform dieser Erfindung, bei der die Linseneinrichtung 268 aus einem /2,8-Dreilinsensystem (72,8 triplet) mit etwa 13 mm Brennweite besteht ist das Verhältnis zwischen Objektgröße und Bildgröße im Bereich von 10:1 veränderbar. In dieser Ausführungsform könnte daher bei einer Breite der Sensoranordnung von etwa 0,5 mm eine Anpassung an Objektdicken zwischen etwa 0,2 und 2 mm durchgeführt werden.

Bei der näherungsweisen Anpassung der Bildgröße der Sensoranordnung an die Objektdicke können Teilungen 282 auf dem Knopf 276 auf die Indexmarke 280 eingestellt werden. Zur Erzielung besserer Ergebnisse sollte die Bildhöhe jedoch genauer angepaßt werden, als dies mit der Indexmarke möglich ist. Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die gewünschte genauere Anpassung mit Hilfe eines optischen Moire-Interferenzmusters durchgeführt werden kann. Solche Interferenzmuster werden erzeugt, wenn zwei optische Gitter ähnlicher Teilung nahe beieinander angeordnet und betrachtet werden. In der Ausführungsform von F i g. 11 ist ein optisches Gitter 272 mit fast der gleichen Breite wie die Sensoranordnung in derselben Bildebene wie die Sensoranordnung angebracht. Dreht ein Beobachter 278 den Knopf 276, um die Anpassung der Bildgröße der Sensoranordnung an die Objektdicke herbeizuführen, dann ist die richtige Einstellung erreicht, wenn durch die Kombination des Gitters 272 und des Bildes des Stapels 250 ein geeignetes Moire-Bild erzeugt wird. Die Bestimmung eines geeigneten Moira-Bildes wird erleichtert, indem man das Gitter 272 bezüglich der waagerecht verlaufenden Objekttrennlinien des Stapels 250 leicht neigt. Dadurch erscheinen senkrechte Balken, die um so zahlreicher sind, je schlechter die Anpassung ist. Je weniger Balken im Bild erscheinen, desto besser ist die Anpassung.

Das oben beschriebene Verfahren zum Anpassen der Bildhöhe einer Sensoranordnung an die Dicke eines Materialstreifens im Stapel wird manuell durchgeführt. Es erfordert einen Beobachter, der die Moire-Streifen betrachtet und ihre Anzahl so weit als möglich verringert. Es ist ein weiteres Merkmal dieser Erfindung, daß die Ausgangssignale eines Sensorpaares, welches eine Sensoranordnung bildet, selbst zum automatischen Herbeiführen der gewünschten Höhenanpassung benutzt werden können. Die Ausgangssignale eines Sensorpaares 284—286 von Fig. 13 sind in F i g. 12 sowohl für den Anpassungsfall als auch für den Fall der Unteranpassung und den Fall der Überanpas-

sung gezeigt Fig. 12A zeigt die um 180° phasenverschobenen Ausgangssignale von zwei Sensoren. Eine Phasenverschiebung von 180° zwischen diesen beiden Ausgangssignalen tritt dann ein, wenn die Bildhöhenanpassung des Sensorpaares zur Dicke der Gegenstände exakt ist Ist die abgebildete Höhe der beiden Sensoren größer als die Dicke der Gegenstände 288 (Überanpassung), dann liefern die beiden Sensoren Ausgangssignale von der in Fi g. 12B gezeigten Art Die Oberanpassung ist in Fig. 12B aus Darstellungsgründen übertrieben worden. Fig. 12C gleicht der Fig. 12B, zeigt aber den Fall der Unteranpassung, wobei das Bild des Sensorpaares kleiner ist als die Dicke eines Materialstreifens 288. Die Phase des Ausgangssignals des Sensors 286 schwankt bezüglich der Phase des Ausgangssignals des Sensors 284 um den Wert von 180°, und zwar proportional zur vorhandenen Fehlanpassung. Die Phasendifferenz, welche die Abweichungen von Anpassungszustand angibt, kann also als Fehlersignal in einer Höhenanpassung-Servoeinrichtung von der in Fig. 13 gezeigten Art benutzt werden.

Die Ausführungsform von Fig. 13 gleicht denen von Fig.9 und 11, wobei für identische Komponenten die gleichen Bezugszahlen verwendet worden sind. So wie in der Ausführungsform von F i g. 11, wird auch hier das Verhältnis zwischen Gegenstandsgröße und Bildgröße durch die Trommel 246 und die Träger 256 und 266 geregelt Die Träger 256 und 266 enthalten entsprechend die Sensoranordnung und die Objektivlinse. Die Ausgänge der Sensoren 284 und 286 sind mit Funktionsverstärkern 290 und 292, die eine geringe Drifttendenz zeigen, verbunden. Jeder dieser Funktionsverstärker besitzt einen entsprechenden Rückkopplungswiderstand 294 und 296. Die Ausgänge der beiden Funktionsverstärker sind mit dem Differentialverstärker 222 gekoppelt Das kombinierte Ausgangssignal des Verstärkers 222 fließt über den Kondensator 150 zur nachfolgenden, in Fig.9 gezeigten Schaltung. Diese Schaltung ist in Fig. 13 weggelassen worden, um die Zeichnung zu vereinfachen.

Der Demodulator 310 liefert eine Ausgangsgleichspannung des Wertes Null, wenn die Phase des Sensors 286 bezüglich der Phase des Sensors 284 um 180° verschoben ist. Verschiebt sich die Phase des Sensors 286 um mehr als 180°, dann wird die Ausgangsspannung des Demodulators 310 positiv. Die Größe dieser Spannung ist zur Phasenverschiebung proportional. Ist die Phasendifferenz kleiner als 180°, dann liefert der Demodulator eine negative Ausgangsspannung. Der Ausgang des Demodulators 310 ist über den Widerstand 314 mit dem Gleichstrom-Servoverstärker 312 verbunden. Der Rückkopplungswiderstand 318 und die Servoschleifen-Stabilisierungsschaltung 316 sind in herkömmlicher Weise zwischen den Eingang und den Ausgang des Verstärkers 312 geschaltet. Der Ausgang des Verstärkers 312 ist mit dem Gleichstrom-Servomotor 320, der die Welle 322 und damit die Trommel 246 dreht, verbunden. Durch di<; Drehung der Trommel 246 wird die Sensor-Phasendifferenz auf den Wert von 180° korrigiert. Aus Gründen der Bequemlichkeit ist ein Drehknopf (nicht dargestellt) vorzugsweise auf der Welle 322 befestigt, um von Hand in erster Näherung eine Höhenanpassung durchzuführen.

Fig. 14 zeigt eine andere Möglichkeit zur automatischen Durchführung der Höhenanpassung, wobei die Phasenfehler-Bestimmungsschaltung von Fig. 13 verwendet wird. Anstelle der Trommel 246 und der Trägereinrichtungen %'on Fig. 13 sind messerföririige Blenden 330 und 332 vorgesehen, welche vor den Sensoren 284 und 286 eine wahlweise einstellbare Maske bilden. In diesem Zusammenhang sei auch auf die Erläuterungen in Verbindung mit F i g. 4 verwiesen. Die beiden messerförmigen Blenden sind differential miteinander verbunden, so daß mit Hilfe der Zahnstangen 326 und 328 und des Antriebszahnrades 324 eine Justierbewegung durchgeführt werden kann. Das Antriebszahnrad 324 ist mit der Welle des Gleichstrom-Servomotors 320 verbunden. Um eine einfache Darstellung zu geben, sind die mechanischen Führungen für die Blenden 330 und 332 und ein von Hand zu bedienender Einstellknopf nicht dargestellt Mit Hilfe dieser Zahnstangen-Zahnrad-Differentialeinrichtungen können die messerförmigen Blenden bei einer Höhenüberanpassung (Phasendifferenz größer als 180°) oder einer Höhenunteranpassung (Phasendifferenz kleiner als 180°) entsprechend aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden.

Wenn eine aus mehreren Sensorpaaren bestehende Anordnung zur Signalverbesserung benutzt wird, dann ist es oft wünschenswert die Ausgangssignale von alternativen Sensorelementen als Eingangssignale für die Wechselstromverstärker 298 und 300 zu benutzen. In diesem Fall sind der Demodulator 310 und die Polarität der gesamten Bildgrößenregelung-Servoschleife so dusgelegt, daß sich ein stabiler Nullzustand ergibt, wenn die Phasendifferenz der zu den Wechselstromverstärkern 298 und 300 geschickten Eingangssignale den Wert von 0 statt 180° besitzt, wie es bei Eingangssignalen von zwei Elementen eines einzelnen Sensorpaares der Fall ist.

Eines der am schwierigsten mit Hilfe elektro-optischer Verfahren zu zählenden Materialien ist Wellpappe, so wie in den Fig. 15 und 16 dargestellt Die Schwierigkeiten ergeben sich aus den relativ großen Kontraständerungen, die aus Fig. 15 ersichtlich sind. In Fig. 15 wird das gewellte Material senkrecht zu seiner Oberfläche beleuchtet und auch senkrecht dazu betrachtet. Der äußere Bereich der Rippen 336 und der die Rippen umgebende Bereich erscheint dunkel, die Ränder der Lagen 338 und auch die Ränder der Rippen erscheinen dagegen hell. Aus diesem Grund und auch wegen der Anordnung der Rippen führt das Zählen von Kontrasträndern zu keinem genauen Zählergebnis. Es ist ein besonderes Wesensmerkmal der vorliegenden Erfindung, daß die aus dem ungenauen Zählen gewellten Materials sich ergebenden Zweideutigkeiten vermieden werden können, indem das gewellte Material auf die in Fig. 16 gezeigte Weise und mit Hilfe der dieser Erfindung entsprechenden Vorrichtung von Fig. 17 abgetastet wird.

Es wurde festgestellt, daß das schräge Betrachten und Beleuchten des Randes von gewelltem Material die Zweideutigkeiten, die zu ungenauen Zählergebnissen führen, beseitigt, wenn dieser Winkel so wie in Fig. 16 gezeigt, richtig gewählt wird. Es wurde ferner festgestellt, daß bei einem Abfühlwinkel Φ zwischen 40 und 60° und einem Beleuchtungswinkel Θ, der im Bereich von 20° des Abfühlwinkels liegt, der Betrachter (oder Sensor) 340 den gleichen Stapel gewellten Materials von F i g. 15 unter gänzlich anderen Kontrastbedingungen sieht. Die Beleuchtungsquelle 410 wird unter dem Winkel θ auf die Ränder des gewellten Materials gebündelt und der Betrachter 340 ist in der dargestellten Weise bezüglich der Lichtquelle und des gewellten Materials positioniert. Bei in dieser Weise gewähltem Beleuchtungs- und Abfühlwinke! erscheinen

die äußeren Bereiche der Rippen 336 nun hell, die Ränder der Rippen 336 und die Ränder der Lagen 338 erscheinen dunkler. Befindet sich eine Lücke im Stapel, dann erscheint sie dunkel, weil nirgendwo Licht reflektiert wird. Wie obenerwähnt, ist das Verhältnis der effektiven Länge des Sensorpaares zur Dicke des Gegenstandes von Bedeutung und soll im Idealfall zwischen 3 :1 und 10:1 betragen. In F i g. 16 erscheinen alle Rändet im Vergleich zu den äußeren Bereichen der Rippen dunkel. Um zu verhindern, daß durch diese dunklen Linien falsche Zähldaten eingeschleppt werden, sollte die Sensorlänge über mehrere Rippenwindungen gehen. Das Zählen der hellen Bereiche liefert daher die exakte Anzahl der im Stapel enthaltenen Gegenstände. Die der Erfindung entsprechende Sensor-Lichtquelle-Einrichtung, welche Sensor und Lichtquelle aufnimmt, isi in F i g. 17 im Schnitt gezeigt Der längs der Linie 17-17 von Fig. 18 geführte Schnitt ist vereinfacht Fig. 18 zeigt eine perspektivische Darsteiiung des Abfühlkopfes.

Aus Fig. 17 geht hervor, daß der Abfühlkopf 342 vorteilhafterweise auf den Rändern des gewellten Materials 344, das gezählt werden soll, ruht Aus Gründen eines ruckfreien und einfachen Betriebes berührt ein gekrümmter Schuh 346 das gestapelte, gewellte Material 344, wenn der Abfühlkopf in R ichtung des Pfeiles 348 (Fig. 18) den Stapel überquert. Das Gehäuse 350 ist mit dem Schuh 346 verbunden und nimmt die mechanischen und optischen Teile des Abfühlkopfes auf. Die Photosensoren 352 und 354 sind auf einer gemeinsamen Unterlage 356 befestigt Die Unterlage 356 ist ihrerseits mit dem Rahmen 350 verbunden. Die Sensoren 352 und 354 sind mit der Schaltung, so wie in F i g. 4 gezeigt, verbunden. Die Sensoren 352 und 354 befinden sich in einer Bildebene, die im rückwärtigen Brennpunkt der Objektivlinse 358, plus oder minus 10% liegt Die Objektivlinse 358 ist in einer dargestellten Ausführungsform zweckmäßigerweise eine /"2,8-Linseneinrichtung mit einer Brennweite von 12,5 mm.

Zwischen der Linse 358 und den Photosensoren 352 und 354 befinden sich zwei messerförmige Masken 360 und 362. Die beiden Masken sitzen verschiebbar in Vertiefungen (nicht dargestellt) des Gehäuses 350, so daß sie zur Herbeiführung einer Höhenanpassung entsprechend eingestellt werden können. Diese relative Einstellung geschieht mit Hilfe eines drehbaren Einstellknopfes 364, der mit einem Zahnrad 366 verbunden ist. Das Zahnrad 366 wirkt auf zwei Hebel 368 und 370, welche mit den beiden messerförmigen Masken verbunden sind. Beobachtet man durch das Fenster 372 die Teilung (nicht dargestellt) auf der Stirnseite des Einstellknopfes 364, dann kann man die gewünschte Höhenanpassung wählen. In diesem Zusammenhang kann es denjenigen, die mit gewelltem Material nicht vertraut sind, nützen, wenn für diese Materialien, die nur in bestimmten festen Größen hergestellt werden, Angaben auf dem Einstellknopf 364 vorhanden sind, welche diese Größen angeben. Beim Zählen gewellten Materials und unter Verwendung einer einzelnen Sensoranordnung wurde festgestellt, daß eine auf diese Weise vorgenommene Höhenanpassung durchaus zufriedenstellend ist. Die optische Achse 374 bildet das Zentrum des von der Linse 358 erzeugten Strahlenbündels und der Sensoranordnung. Das Strahlenbündel wird von dem an der Vorderseite fest angebrachten Spiegel 376 reflektiert und gelangt durch die Feldlinse 378 und die Öffnung 380 zum gestapelten, gewellten Material 344, das gezählt werden solL In der bevorzugten Ausführungsform ist die Feldlinse 378 eine farbfehlerfreie Doppellinse mit einer Brennweite von 75 mm. Ist eine solche Linse in der vorderen Brennebene der Objektivlinse 358, plus oder minus 10%, angeordnet, dann läßt sie das Bild der Sensoranordnung entsprechend zusammenfallen. Damit sind auch große Ungleichmäßigkeiten im gestapelten Material tragbar.

Um eine angemessene Beleuchtung sicherzustellen

ίο und falsche Ausgangssignale aus dem Photosensorpaar zu vermeiden, ist eine Lichtquelle 382 und eine Filtereinrichtung 386 vorgesehen. Die Lichtquelle besitzt zweckmäßigerweise eine auf der Lampe befindliche Linse. Der Lichtstrahl 388 wird durch die Spiegel 384 und 376 abgelenkt bevor er durch die Feldlinse 378 hindurchtritt und das zu zählende gewellte Material beleuchtet Wählt man den Winkel des Spiegels 384 richtig, dann verläuft das Lichtstrahlenbündel 388 nahezu koaxial zum Strahlenbündel 374, das zur Sensoranordnung gelangt Aufgrund dieses vorteilhaften Aufbaues ist es möglich, den Winkel θ in den obenerwähnten optimalen Grenzen zu halten.

Um zu verhindern, daß Streulicht zu fehlerhaften Zählungen führt vor allem dann, wenn der Abfühlkopf mit dem zu zählenden Material nicht in Berührung ist ist ein Filter 386 im Strahlengang zum Photosensor vorgesehen. Fehlerhafte Zählungen können vermieden werden, wenn man das Filter 386 an die Spektraleigenschaften der Umgebung anpaßt. In einer Ausführungsform dieser Erfindung wurde ein »Wratten-87C«-Infrarot-Bandpaßfilter mit Erfolg benutzt Dieses Filter hält sowohl sichtbares Tageslicht als auch Licht von Leuchtstofflampen ab, während es einen hohen Prozentsatz der Infrarotstrahlung aus der Lichtquelle 382, die vom gewellten Material reflektiert wird, hindurchläßt

Bei jeder der obenerwähnten Ausführungsform dieser Erfindung, bei denen eine aus einem oder mehreren Sensorpaaren bestehende Sensoranordnung benutzt wurde, war die Größe des Bildes jedes einzelnen Sensorpaares in jedem Fall an die Dicke eines Objektes aus dem zu zählenden Stapel angepaßt Es ist ein Wesensmerkmal dieser Erfindung, daß ein einzelner oszillierender Sensor verwendet werden kann, welcher ein Ausgangssignal liefert, das einem oder mehreren Sensorpaaren gleichwertig ist. Die in Fig. 19 gezeigte Ausführungsform liefert ein solches Ausgangssignal. Die gestapelten und zu zählenden Gegenstände 390 sind unter dem Photosensor 392 angebracht Der Photosensor 392 sitzt in einem Schwingarm 394. Der Arm 394 schwingt um die Drehachse 396 zwischen zwei festen Positionen, die durch gestrichelte Linien bei 394' und 394" angedeutet sind, hin und her. Die Schwingungsbewegung wird durch eine herkömmliche Spule 398 in einer elektromechanischen Antriebseinrichtung bewirkt. Die Spule 398 wird durch ein Wechseistrom-Bezugssignal erregt, das der Schaltung über den Anschluß 400 zugeführt wird. Das Zusammenwirken von Schwingbewegung und der Größe des Sensors 392 kann zu einer Abtastamplitude führen, die gleich der Dicke eines oder mehrerer Gegenstände 390 ist je nach der gewünschten Anzahl der zu ersetzenden Sensoranordnungen.
Ein Bild der Gegenstandsränder wird durch die Objektivlinse 402 in oder im wesentlichen in der Bewegungsebene des Schwingarmes 394 hergestellt. Das Bild befindet sich speziell in der Ebene des Photosensors 392. Zweckmäßigerweise ist der Sensor

392 lang und schmal aufgebaut, wobei seine Hauptachse parallel zu der des Armes 394 verläuft. Dieser Aufbau und die Ausrichtung sorgen für eine ausgleichende Wirkung, die zur Verhinderung falscher Daten beiträgt. Falsche Daten können durch Veränderungen im Reflexionsvermögen einzelner Gegenstände auftreten.

In der Praxis ist die Schwingfrequenz des Armes 394 um ein Mehrfaches größer als irgendeine Frequenz, die beim Überqueren der Gegenstände 390 durch das Sensorbild erzeugt wird. Dadurch wird sichergestellt, to daß das die Kontrastverändr. ungen wiedergebende Ausgangssignal von der Schwingungssignalkomponente getrennt werden kann. Das Ausgangssignal des Sensors 394 wird in einem Funktionsverstärker 404 verstärkt. Der Verstärker 404 weist eine geringe Drifttendenz auf und besitzt einen Rückkopplungswiderstand 406, der die Signalspannung anhebt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 404 fließt zu einer Demodulator- und Filterschaltung 408, wo es synchron durch die gleiche Schwingungsfrequenz demoduliert wird, die auch dem Arm 394 über den Anschluß 400 zugeführt wird. Nach der Demodulation und der Filterung ist das Signal am Ausgang der Schaltung 408 einem Signal gleichwertig, das durch irgendeine Sensoranordnung erzeugt worden ist. Es kann in der gleichen Signalverarbeitungsschaltung, die in F i g. 1 gezeigt ist, verarbeitet werden.

Die obige Beschreibung dieser Erfindung bezog sict auf elektro-optischV Sensoren. Es kann jedoch jede Ar von Meßwandler benutzt werden, die sich hinsichtlicl ihrer Größe anpassen läßt und Kontrasteigenschafter von einzelnen gestapelten Gegenständen feststeller kann. Die Kontrasteigenschaften können akustischer magnetischer, fluidtechnischer oder kapazitiver Natu usw. sein. Wo es notwendig ist, kann eine auf die abzufühlende Fläche der gestapelten Gegenstand geeignet einwirkende Energiequelle vorgesehen wer den. Aus Gründen der Einfachheit in der Darstellung wurden in den Zeichnungen elektro-optische Abfühlver fahren gezeigt. Die F i g. 9,11,13.14 und ί 9 zeigen kein Lichtquelle, so wie die Fig. 1, 4 und 6. Obgleich be bestimmten Anwendungsfällen auf eine Lichtquell verzichtet werden kann, wird fast immer dann, wem elektro-optische Sensoren benutzt werden, vorzugswei se auch eine Lichtquelle verwendet. Der Grund dafü liegt darin, daß bei Verwendung einer Lichtquelle Filte benutzt werden können, welche Streueffekte in de oben beschriebenen Weise und so wie in Verbindung mit F i g. 17 erläutert verhindern. Ferner kann dabei da Sensorausgangssignal im Spektralbereich der größter Sensorempfindlichkeit vergrößert werden.

Hierzu 7 Blatt Zeichnuneen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zählen von zu einem Stapel geschichteten gleichartigen Gegenständen, bestehend aus einer relativ zum Stapel beweglichen optischen Abtasteinrichtung, die eine Strahlungsquelle zum Beaufschlagen des Stapels mit Strahlung und einen photoelektrischen Strahlungsempfänger zum Erfassen von vom Stapel reflektierter Strahlung ι ο aufweist und bei der die reflektierte Strahlung vor dem Auftreffen auf den photoelektrischen Strahlungsempfänger durch einen Spalt begrenzt wird, und aus einer Zählschaltung, an der die Ausgangssignale des photoelektrischen Strahlungsempfängers anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des gegenüber der Gegenstandsdicke (p) langen Spaltes der Gegenstandsdicke in einer Weise angepaßt ist, derzufolge auf den Strahlungsempfänger 32; 58, 60; 202,204; 206,208; 270; 284,286 bzw. 356) höchstens die Strahlungsmenge auftrifft, die von der Stirnfläche des Gegenstandes reflektiert wird, und daß die von dem photoelektrischen Strahlungsempfänger abgegebenen elektrischen Signale einem als Hochpaß wirkenden Operationsverstärker (42 bzw. 142) zugeführt werden, der die Zählschaltung (52 - 56 bzw. 152-156) beaufschlagt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Spaltes 3- bis lOmal so groß ist wie die Gegenstandsdicke (p).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Spaltes auf 20 bis 100% der Gegenstandsdicke (p) einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite an die Gegenstandsdikke (p) mittels eines optischen Abbildungssystems (268) anpaßbar ist, das die Stirnfläche der Gegenstände in die Spaltebene abbildet und dessen Abbildungsmaßstab einstellbar ist (F i g. Il und 12).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abbildungsebene des optischen Systems (268) ein optisches Gitter (272) mit einer der Spaltbreite entsprechenden Teilung angeordnet ist (Fig. 11).

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt von zwei einander gegenüberliegenden Masken (330,332; 360,362) begrenzt ist, die zur Einstellung der Spaltbreite relativ zueinander verstellbar sind (F i g. 14 und 17).

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur selbsttätigen Einstellung des Abbildungsmaßstabes des optischen Systems (268) bzw. der Masken (330, 332; 360, 362) ein Servoantrieb (320) vorgesehen ist, der durch das Ausgangssignal eines Demodulators (310) ansteuerbar ist, an dem die Ausgangssignale zweier getrennter Strahlungssensoren (284, 286) anliegen, die zusammen den Strahlungsempfänger bilden, und der ein Ansteuersignal liefert, falls der Phasenunterschied der beiden Ausgangssignale von 180° abweicht (F ig. 13 und 14).

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsempfänger (58, 60) die von der Stapelstirnfläche unter einem auf die Flächennormale (80) der Stapelstirnfläche bezögenen Abtastwinkel Λ2 zwischen 0 und 20° reflektierte Strahlung erfaßt, während die Stapelstirnfläche von der Strahlungsquelle (62) mit Strahlung unter einem auf die Flächennormale (80) bezogenen Bestrahlungswinkel tx.\ beaufschlagt ist, der wesentlich größer als der Abtastwinkel 1x2 ist (F i g. 4).

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsempfänger (352,354) die von der Stapelstirnfläche unter einem auf die Flächennormale der Stapelstirnfläche bezogenen Abtastwinkel Φ zwischen 40 und 60° reflektierte Strahlung erfaßt, während die Stapelstirnfläche von der Strahlungsquelle (382) mit Strahlung unter einem auf die Flächennormale bezogenen Bestrahlungswinkel θ beaufschlagt ist, der im Bereich von 20° des Abtastwinkels Φ liegt (F i g. 17).

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang der von der Stapelstirnfläche zum Strahlungsempfänger (352, 354) reflektierten Strahlung ein Filter (386) angeordnet ist, das nur Strahlung von der Strahlungsquelle (382) durchläßt (F i g. 17).

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Strahlungsempfänger (32; 202-208) abgegebenen elektrischen Signale über einen Kopplungskondensator (50; 150) dem Eingang des Operationsverstärkers (42 bzw. 142) zugeführt werden, dessen Ausgang mit dem Eingang jeweils über entgegengesetzt gepolte Begrenzungsdioden (46,48; 146,148) in Verbindung steht (F i g. 1 und 9).

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Strahlungsempfänger (202—208) gelieferten elektrischen Signale auch einem Referenzverstärker (230) zugeführt werden, an dem ein Referenzsignal anliegt und der einen Impulsformer (234) zur Erzeugung eines Impulses ansteuert, wenn der Pegel des vom Strahlungsempfänger gelieferten Signals kleiner ist als der Pegel des Referenzsignals, und der Zählwert der Zählschaltung (156) für jeden Korrekturimpuls um einen Zählschritt verringerbar ist (F i g. 9).

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsempfänger zwei Strahlungssensoren (58, 60) umfaßt, die mit entgegengesetzter Polung parallel geschaltet sind (F ig. 4).

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Strahlungsempfänger mit jeweils zwei mit entgegengesetzter Polung parallelgeschalteten Strahlungssensoren (86, 88; 90, 92 bzw. 202, 204; 206, 208) vorgesehen sind und die von den einzelnen Strahlungsempfängern gelieferten elektrischen Signale zu einem Summenausgangssignal summiert werden (F i g. 6 und 9).

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Operationsverstärker (42), an dem das Summenausgangssignal anliegt, neben der Zählschaltung (56) auch eine Rücksetzzählschaltung (100) beaufschlagt, durch die die Zählschaltung auf Null rücksetzbar ist, sobald die Rücksetzzählschaltung einen Zählwert erreicht hat, der um 1 kleiner ist als die Zahl der vorgesehenen Strahlungsempfänger (F ig. 8).

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsempfänger (392) durch einen Schwingantrieb (394, 398) zu einer periodischen Oszillationsbewegung über die Stapelstirnfläche auslenkbar ist und die vom Strahlungsempfänger abgegebenen elektrischen Signale vor Eingabe in den Operationsverstärker (42) in einem

Demodulator (408) synchron zur Oszillationsfrequenz demoduliert werden (F i g. 19).

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zählen von zu einem Stapel geschichteten gleichartigen Gegenständen, bestehend aus einer relativ zum Stapel bewegbaren optischen Abtasteinrichtung, die eine Strahlungsquelle zum Beaufschlagen des Stapels mit Strahlung und einen photoelektrischen Strahlungsempfänger zum Erfassen von vom Stapel reflektierter Strahlung aufweist und bei der die reflektierte Strahlung vor dem Auftreffen auf den photoelektrischen Strahlungsempfänger durch einen Spalt begrenzt wird, und aus einer Zählschaltung, an der die Ausgangssignale des photoelektrischen Strahlungsempfängers anliegen.

Eine Zählvorrichtung der vorgenannten Ar*, ist bereits aus »Proceedings of TAG A«, 1964, Seiten 238-247, bekannt Die bekannte Zählvorrichtung eignet sich nur zum Zählen von Papierkartonblättern, deren Stirnflächen jeweils zwei Bereiche mit unterschiedlichem Kontrast aufweisen, beispielsweise einen grauen Bereich und einen von einer Überzugsschicht stammenden weißen Bereich bzw. einen von einer Farbschicht stammenden andersfarbigen Bereich. Bei der bekannten Zählvorrichtung werden jeweils der Überzugsdicke entsprechende Bereiche abgetastet, so daß der photoelektrische Strahlungsempfänger ein Ausgangssignal mit im Abstand voneinander angeordneten Amplituderispitzen liefert, die sich bei Abtasten des von einer Überzugsschicht stammenden weißen Bereichen der Stirnfläche eines Papierkartonblattes ergeben. Das Ausgangssignal wird nach Amplitudenbegrenzung an einen Impulsformer angelegt, der den Amplitudenspitzen entsprechende Zählimpulse an die Zählschaltung liefert. Der bei der bekannten Zähleinrichtung vor dem photoelektrischen Strahlungsempfänger vorgesehene Spalt dient als Objektivblende zur Steigerung der Tiefenschärfe. Aufeinandergeschichtete Gegenstände, die einen im wesentlichen gleichmäßigen Kontrast aufweisen, lassen sich mit der bekannten Vorrichtung nicht einwandfrei erfassen.

Aus der US-PS 26 17 593 ist eine Vorrichtung zum Zählen von Zeitungen bekannt, die schuppenförmig aufeinanderliegend von einem Förderer angefördert werden. Die schuppenförmig aufeinanderliegender) Zeitungen werden schräg entgegen der Förderrichtung mit einem Lichtstrahlenbündel derart beaufschlagt, daß die rückwärtige Kante jedes Zeitungsexemplars jeweils einen tiefen Schatten auf das nächstfolgende Zeitungsexemplar wirft Es wird somit zwischen benachbarten Zeitungsexemplaren jeweils ein künstlicher Kontrast erzeugt, so daß der zur Erfassung der reflektierten Strahlung vorgesehene photoelektrische Strahlungsempfänger jeweils einen eindeutigen Zählimpuls pro Zeitungsexemplar liefert Bei Verwendung dieser bekannten Vorrichtung zum Zählen von zu einem Stapel geschichteten Gegenständen müßten die aufeinandergestapelten Gegenstände erst aufgeschuppt werden, damit eindeutige Zählergebnisse erzielt werden.

Aus der CH-PS 3 26 605 ist eine mechanische Vorrichtung zum Zählen von zu einem Stapel geschichteten Blättern bekannt, bei der eine geschlitzte Scheibe schraubenförmig zwischen die zu einem Stapel geschichteten Blätter hindurchgeführt wird, wobei die einzelnen Blätter zweckmäßigerweise durch Anwendung von Vakuum aufgefächert werden. Bei Verwendung einer mit den aufeinanderliegender! Blättern eines Stapels schraubenförmig in Eingriff bringbaren Zählscheibe besteht nun die Gefahr, daß einzelne Blätter beschädigt werdea

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der auch Gegenstände ohne kotrastrerche Stirnflächen einwandfrei gezählt werden können.

ίο Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Breite des gegenüber der Gegenstandsdicke langen Spaltes der Gegenstandsdicke in einer Weise angepaßt ist, derzufolge auf den Strahlungsempfänger höchstens die Strahlungsmenge auftrifft, die von der Stirnfläche des Gegenstandes reflektiert wird, und daß die von dem photoelektrischen Strahlungsempfänger abgegebenen elektrischen Signale einem als Hochpaß wirkenden Operationsverstärker zugeführt werden, der die Zählschaltung beaufschlagt

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung erzielt man aufgrund der Anpassung des Abtastfleckes einen eindeutigen Hell-Dunkel-Wechsel beim Übergang über eine Kante der zu zählenden Gegenstände. Das Ausgangssignal des photoelektrischen Strahlungsempfängers weist also einen wellenförmigen Verlauf auf. Die Wellenkomponente des Ausgangssignals des photoelektrischen Strahlungsempfängers wird in einem als Hochpaß wirkenden Operationsverstärker hervorgehoben, der daher eine der Anzahl der gestapelten Gegenstände entsprechende Anzahl von Zählimpulsen liefert
Zweckmäßigerweise ist die Länge des Spaltes 3- bis 1 Omal so groß wie die Gegenstandsdicke. Die Breite des Spaltes ist auf 20 bis 100% der Gegenstandsdicke einstellbar.

Zur Anpassung der Spaltbreite an die Gegenstandsdicke ist vorzugsweise ein optisches Abbildungssystem vorgesehen, das die Stirnfläche der Gegenstände in die Spaltebene abbildet und dessen Abbildungsmaßstab einstellbar ist Zur exakten Einstellung eignet sich ein in der Abbildungsebene des optischen Systems angeordnetes optisches Gitter mit einer der Spaltbreite entsprechenden Teilung. Bei der Betrachtung der Stapelstirnfläche durch das optische Gitter hindurch treten Interferenzstreifen auf, die eine genaue Anpassung der Spaltbreite an die Gegenstandsdicke ermöglichen.

Der Spalt wird zweckmäßigerweise von zwei einander gegenüberliegenden Masken begrenzt, die zur Einstellung der Spaltbreite relativ zueinander verstellbar sind. Zur automatischen Einstellung der Spaltbreite kann ein Servoantrieb zur Einstellung des Abbildungsmaßstabes des optischen Systems bzw. der Masken vorgesehen werden, der durch das Ausgangssignal eines Demodulators ansteuerbar ist an dem die Ausgangssignale zweier getrennter Strahlungssensoren anliegen, die zusammen den Strahlungsempfänger bilden, und der ein Ansteuersignal liefert, falls der Phasenunterschied der beiden Ausgangssignale von 180° abweicht.

Bei aus Pappe oder Kunststoff bestehenden Gegenständen erzielt man einen für die Zählgenauigkeit besonders vorteilhaften Kontrast, wenn der Strahlungsempfänger die von der Stapelstirnfläche unter einem auf die Flächennormale der Stapelstirnfläche bezogenen Abtastwinkel zwischen 0 und 20° reflektierte Strahlung erfaßt, während die Stapelstirnfläche von der Strah-