DE2010232B2 - Vorrichtung zum maschinellen Lesen von Zeichen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum maschinellen Lesen von Zeichen eines Schriftsatzes auf einem Aufzeichnungsträger, mit einem relativ zu den Zeichen beweglichen optischen Lesekopf mit einer Stirnfläche, die gegenüber dem die zu lesenden Zeichen tragenden Aufzeichnungsträger angeordnet ist, mit einer Beleuchtungsquelle zur Beleuchtung des Aufzeichnungsträgers und der Zeichen, bei der der Lesekopf mit Abstand angeordnete Zeichendetektoreinrichtungen aufweist, die so angeordnet sind, daß sie von dem Aufzeichnungsträger reflektiertes Licht über Lichteintrittsöffnungen in der Stirnfläche des Lesekopfes empfangen und bei der Befestigungseinrichtungen für den Lesekopf für eine Relativbewegung gegenüber dem Aufzeichnungsträger vorgesehen sind, so daß die einzelnen Detektoranordnungen Zeichen auf dem Aufzeichnungsträger abtasten und Signale liefern, die das Vorhandensein und Fehlen vorgegebener Teile des abgetasteten Zeichens anzeigen.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (US-Patentschrift 26 16 983) wird das von der Beleuchtungsquelle kommende Licht über eine Linse auf den Aufzeichnungsträger fokussiert, und das von dem Aufzeichnungsträger in diesem Bereich reflektierte Licht wird von einer Lichtdetektoreinrichtung erfaßt, die ein elektrisches Signal liefert, das Auswerteeinrichtungen zugeführt wird. Eine derartige Vorrichtung wird zum Lesen von Zeichen verwendet, die auf einen Aufzeichnungsträger mit Hilfe einrr Druckfarbe aufgezeichnet sind, deren Reflexionseigenschaften sich von den Reflexionseigenschaften der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers unterscheiden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Aufzeichnungsträger im wesentlichen transparent auszubilden, wobei die zum Drucken der Zeichen verwendete Druckfarbe lichtundurchlässig ist und die Beleuchtungsquelle sowie die Lichtdetektoreinrichtung auf entgegengesetzten Seiten des Aufzeichnungsträgers angeordnet sind. Da zur Erkennung der einzelnen Zeichen eine Vielzahl von einzelnen Lichtdetektoren erforderlich ist, ist der Raumbedarf des Lesekopfes dieser Vorrichtung relativ groß, so daß nur relativ große Zeichen abgetastet werden können.

Zur Verringerung des Raumbedarfes des Lesekopfes und damit zur Verringerung der Größe der Schriftzeichen ist es weiterhin bekannt, (britische Patentschrift 1111 468) lichtleitende Stäbe zu verwenden, die mit ihrem einen Ende sehr nahe beieinander in einer dem Aufzeichnungsträger benachbarten Ebene angeordnet sind während die anderen Enden dieser lichtleitenden Stäbe einen größeren Abstand voneinander aufweisen und einer Lichtquelle bzw. Lichtdetektoren zugeordnet sind. Da das Licht beim Durchlaufen dieser lichtleitenden Stäbe an den Wänden dieser lichtleitenden Stäbe zickzackförmig reflektiert wird, treffen die von den der Beleuchtungsquelle zugeordneten !{einleitenden Stäben ausgehenden Lichtstrahlen unter einem Winkel auf den Aufzeichnungsträger auf, und diese austretenden Lichtstrahlen werden in Abhängigkeit von den Refle-

xionseigenschaften des Bereichs des Aufzeichnungsträgers, auf den sie auftreffen, reflektiert oder nicht, so daß die gegenüber dem Aufzeichnungsträger unterschiedliche Reflexionseigenschaften aufweisenden Zeichen mit Hilfe der Detektoreinrichtungen festgestellt werden können. Auch hier hängt damit die Feststellung eines Zeichens oder Zeichenelementes von den unterschiedlichen Reflexionseigensch-dften des Zeichens oder Zeichenelementes verglichen mit dem Aufzeichnungsträger ab. Diese Reflexionseigenschaften können sich jedoch infolge von Abnutzung oder Verschmutzung ändern, und diese Schwierigkeit tritt insbesondere bei Kreditkarten auf, die häufig benutzt werden, so daß die Druckfarbe der Zeichen abgenutzt wird. Dieses Problem ergibt sich insbesondere dann, wenn die Kreditkarten oder andere Aufzeichnungsträger geprägte Zeichen aufweisen, da die Druckfarbe auf der Oberfläche der geprägten Teile dann besonderen Beanspruchungen ausgesetzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem und zuverlässigem / ufbau die Erkennung von geprägten Zeichen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung kann der Lesekopf nur die Lichtstrahlen empfangen, die von Bereicher, des Aufzeichnungsträgers reflektiert werden, die sich in einem bestimmten Abstand von der Stirnfläche dieses Lesekopfes befinden. Lichtstrahlen, die von einem Teil des Aufzeichnungsträgers reflektiert werden, der sich näher an der Ebene des Lesekopfes oder weiter von dieser entfernt befindet, erreichen die Lichteintrittsöffnungen des Lesekopfes nicht und rufen entsprechend kein Signal an den Lichtdetektoreinrichtungen hervor. Auf diese Weise wird die Erkennung geprägter Zeichen unabhängig von der Reflexionseigenschaflen der zum Drucken der Zeichen verwendeten Druckfarbe, so daß eine Abnutzung dieser Druckfarbe keine Beeinträchtigung des Lesevorganges ergibt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig.2 einen Längsschnitt der Vorrichtung entlang der Linie 2-2 nach F i g. I,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Vorrichtung entlang der Linie 3-3 nach F i g. 2,

Fig.4 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Lesekopfes sowie seiner Halterung,

Fig.5 eine perspektivische Ansicht einer Halterung für den Aufzeichnungsträger,

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Lesekopfes, wobei die Lage der Enden der lichtleitenden Stäbe dargestellt ist,

Fig. 7 einen Teilschnitt des Lesekopfes nach Fig.6 entlang der Linie 7-7,

Fig.8 einen der Fig. 7 ähnlichen Schnitt, wobei jedoch eine andere Relativstellung zwischen dem Lesekopf und den eingeprägten Zeichen dargestellt ist,

Fig.9 einen den Fig. 7 und 8 ähnlichen Schnitt, wobei jedoch eine ande ϊ Relativstellung zwischen dem Lesekopf und den geprägten Zeichen gezeigt ist.

In F i g. I ist eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete Ausführungsform der Vorrichtung zum maschinellen Lesen von Zeichen eines Schriftsatzes gezeigt Die Vorrichtung weist eine Grundplatte 12 auf, auf der eine Transportvorrichtung 14 befestigt ist, die eine Lesekopfhalterung 16 in einer linearen gradlinigen Bewegung an einer Kartenhalterung 18 vorbei hin- und herbewegt, weiche einen Aufzeichnungsträger, z. B. eine Kreditkarte 20 in der Lesestellung haltert.

Die Transportvorrichtung 14 bewirkt eine Relativbewegung zwischen dem von der Lesekopfhalterung 16 getragenen Lesekopf 22 und der von der Kartenhalterung 18 gehalterten Kreditkarte 20. Eine derartige Relativbewegung wird hier durch eine Translationsbewegung der Lesekopfhalterung 16 gegenüber der Kartenhalterung 18 erzeugt, die stationär ist Es ist jedoch verständlich, daß eine derartige Relativbewegung auch auf andere Weise erzeugt werden kann, beispielsweise durch eine Translationsbewegung der Kartenhalterung gegenüber einem stationären Lesekopf oder durch gleichzeitige Ver^iiiebung von sowohl der Lesekopfhalterung 16 als auch der Kartenhalterung 18; die Relativbewegung kann auch von Hand hervorgerufen werden.

Die Relativbewegung dient dazu, jedes der geprägten Zeichen 24 in eine vorgeschriebene Ausrichtung mit einem bestimmten Teil des Lesekopfes 22 zu bringen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung werden die geprägten Zeichen aufeinanderfolgend in Ausrichtung und in eine Stellung gegenüber dem Lesekopf gebracht. Auf diese Weise wird jedes Zeichen 24 — eines nach dem anderen — in der Reihenfolge gelesen, wie sie auf der Karte 20 erscheinen.

Die Transportvorrichtung 14 weist einen Motor 26, ein Getriebe 28, ein Kettenrad 30, eine Kette 32, ein Kettenrad 34 und eine Lagerung 36 für das Kettenrad 34 auf. Die Kette 32 ist endlos und wird durch den Motor 26 über das Getriebe 28 angetrieben. An einem der Glieder der Kette 32 ist ein Stift 38 befestigt, der sich seitfich von der Kette aus nach außen erstreckt. Der Stift 38 steht gleitend mit einem Schlitz im Block 42 in Eingriff, der an der Lesekopfhalterung 16 befestigt ist. Die Länge des Schlitzes 40 ist gleich dem Abstand zwischen zwei Bahnen der Kette 32. Auf diese Weise treibt die Kette

•n 32 den Stift 38 an, der seinerseits den Block 42 verschiebt und so eine Hin- und Herverschiebung der Lesekopfhalterung 16 bewirkt. Durch Anordnung des Stiftes 38 in einem Schlitz 40 kann sich der Stift 38 von der oberen Bahn zur unteren Bahn und umgekehrt

ίο bewegen, wenn er um die Kettenräder 30 und 34 herumläuft. Infolgedessen bewegt sich die Lesekopfhalterung 16 auf einer geraden Linie hin und her.

Gemäß einer bevorzugten Betriebsweise der Vorrichtung führt die Lesekopfhalterung nur zwei Abtastungen der Karte 20 durch und hält dann an. Zum Anhalten der Lesekopfhalterung 16 nach der Translationsbewegung von links nach rechts und dann zurück in die Ausgangsstellung (vgl. Fig. 2) sind geeignete elektrische und elektrrnische Steuervorrichtungen für den

Ι.Ί Motor 26 vorgesehen. Die Steuerung kann durch irgendein übliches Steuersystem erfolgen, das einen Startschalter für den Motor 26 und einen Grenzschalter aufweist, um die Rückkehr der Lesekopfhalterung 16 in die Anfangsstellung festzustellen und den Moror

. ■ anzuhalten.

Die oben beschriebene Transportvorrichtung 14 ist als Beispiel für andere Transportvorrichtungen zu betrachten, die zur Erzielung der gleichen Translations-

bewegung verwende! werden können. Beispielsweise kann ein elektrischer Linearmotor mit geeigneten Steuerschaltungen anstelle der dargestellten Transportvorrichtung 14 Verwendung finden.

Zwischen den Halterungen 44 und 46 wird die Lesekopfhalterung 16 für eine Hin- und Herbewegung durch zwei Führungsschienen 48 und 50 geführt, welche sich zwischen den Halterungen 44 und 46 erstrecken und an diesen befestigt sind. Die Schienen 48 und 50 erstrecken sich durch öffnungen 52 und 54, die in den Rahmen 56 gebohrt oder in anderer Weise darin ausgebildet sind.

Der Durchmesser der öffnungen 52 und 54 ist derart gewählt, der Rahmen 56 frei auf Schienen 48 und 50 gleiten kann. i^r>

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schienen 48 und 50 zylindrische sich durch Öffnungen 52 und 54 erstreckende Stangen: es können jedoch auch andere Führungsmittel und auch andere Verbindungen /wischen diesen Führungsmitteln und dem Rahmen 56 benutzt werden.

Der Lesekopf 22 ist auf dem Rahmen 56 durch zwei Stifte 58 und 60 schwenkbar gelagert, die von den oberen und unteren Wänden der Öffnung 62 im Rahmen 56 ausgehen und in Sackbohrungen 64 und 66 verlaufen, die in den Lesekopf 22 eingebohrt sind. Die Tiefe der Sackbohrungen 64 und 66 ist größer als das Stück der Stifte 58 und 60, welches sich in diese hinein erstreckt. Demgemäß kann sich der Lesekopf 22 in einem begrenzten Ausmaß entlang der Längsachse der Stifte 58 und 60 bewegen. Der Lesekopf 22 kann sich auch frei um die Längsachse der Stifte 58 und 60 verdrehen. Der Lesekopf 22 wird durch Federn 68 und 70 gezwungen, sich normalerweise selbst zwischen den oberen und unteren Wänden der Öffnung 62 anzuordnen; die J3 Federn 68 und 70 erstrecken sich um die Stifte 58 und 60 herum und erzeugen entgegengesetzte Vorspannkräfte an den oberen und unteren Kantenflächen des Lesekopfes 22. Die Länge des Lesekopfes ist kleiner als die Länge der Längsöffnung 62. und zwar um einen -in Betrag, der ausreicht, daß der Lesekopf nicht mit den Seitenwänden der öffnung 62 zusammenstößt.

Der auf diese Weise innerhalb des Rahmens 56 gelagerte Lesekopf besitzt eine ausreichende Bewegungsfreiheit, um sich selbsttätig mit den geprägten j~> Zeichen 24 auf der Karte 20 auszurichten, wenn er im ersten Augenblick nicht genau ausgerichtet sein sollte. Der Lesekopf 22 besteht vorzugsweise aus einem festen verschleißfesten Material, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, welches an den Führungsbahnen hochglanzpoliert ">o werden kann, die auf der Obe-fläche der Kreditkarte gleiten. Der Lesekopf 22 weis· ferner einen Lesekopfeinsatz 150.

Der Lesekopfeinsatz 150 besteht vorzugsweise aus einem sogenannten »selbstschmierenden« Kunststoffwerkstoff, wie beispielsweise aus Nylon, Teflon oder KeI-F. Der Einsatz kann auch aus anderen Werkstoffen wie beispielsweise Metall bestehen. Der Lesekopfeinsatz 150 hat vorzugsweise eine nicht reflektierende Farbe, er ist beispielsweise schwarz cder derart w¹ überzogen, daß er nicht reflektiert

Der Lesekopfeinsatz 150 wird in seiner Lage im Lesekopf 22 mittels einer Blattfeder 152 gehalten, die am Lesekopfeinsatz 150 durch Befestigungsvorrichtun gen 153 und am Lesekof 22 durch Befestigungsvorrich- η > tungen 154 befestigt ist Die Feder 152 drückt die Kontaktoberfläche 155 des Lesekopfeinsatzes 150 gegen die erhabenen Teiie der geprägten Zeichen.

Wenn sich jedoch kein geprägtes Zeichen in dieser Stellung befindet, so wird die Kontaktoberfläche des Lesekopfeinsatzes 150 von der ungeprägten ebenen Kartenoberfläche 79 um eine Strecke entfernt gehalten, die etwas kleiner ist als das niedrigste zu lesende geprägte Zeichen, und zwar erfolgt dies mittels der abgeschrägten Oberfläche 157 des Lesekopfeinsatzes 150, der an der abgeschrägten Oberfläche 156 des Lesekopfes 22 aufliegt. Die Oberfläche 155 ist in dem die Öffnungen 74 enthaltenden Gebiet eben, an ihren Enden jedoch derart gekrümmt ausgebildet, daß sie bei der Bewegung über die Stirnseite der Kreditkarte 20 leicht auf die geprägten Zeichen 24 aufgleitet.

Der Lesekopfeinsatz 150 halten eine Anzahl lichtleitender Stäbe oder Fasern dicht benachbart zu den Zeichen 24 auf der Kreditkarte 20. Diese lichtleitenden Stäbe leiten das von einer Lichtquelle kommende einfallende Licht zur Oberfläche der Karte 20, und sie leiten das von dieser Oberfläche reflektierte Licht zu einer Detektoreinrichtung.

Der Lesekopfeinsatz 150 trägt die im ganzen mit 72 bezeichneten lichtleitenden Stäbe in Öffnungen 74, deren Durchmessser annähernd gleich dem Außendurchmesser der lichtleitenden Stäbe 72 ist. Die Öffnungen 74 sind schräg verlaufend durch den Mittelteil des Lesekopfeinsatzes 150 gebohrt, wie er durch die Ausnehmung 78 begrenzt ist. Die lichtleitenden Stäbe 72 sind einzeln in die Öffnungen 74 eingesetzt und ihr« binden werden mit der Kontaktoberfläche 155 des Lesekopfeinsatzes 150 eben poliert. Bei dieser Anordnung übertragen und empfangen die lichtleitenden Stäbe 72 das Licht mit ihren hnd-Oberflächen, und zwar zur bzw. von der Oberfläche der Karte 20.

Eine Führungsausnehmung 78 muß etwas tiefer ausgebildet sein als die maximale Höhe irgendeiner der Zeichen 24, die auf der Oberfläche der Karte 20 eingeprägt sind. Der Grund dafür wird weiter unten erläutert. Die Ausnehmung 78 hat in ihrem Mittelteil eine Breite, die gleich der Höhe des breitesten Teils der Zeichen 24 auf der Karte 20 ist. Die Enden der Ausnehmung 78 erweitern sich auf eine größere Breite, so daß sich der Lesekopf von selbst ausrichtet, wenn er mit dem ersten Zeichen 24 auf der Karte 20 in Eingriff kommt. Diese Selbstausrichtung ermöglicht eine hinreichende Flexibilität, so daß die Karten nicht genau ausgerichtet sein müssen.

Wie bereits oben erwähnt, wird die Karte 20 in ihrer Lage innerhalb der Vorrichtung 10 durch eine Kartenhalterung 18 gehalten. Die Kartenhalterung 18 weist einen Rahmen 80 auf, in dem zur Aufnahme der Karte 20 eine dreiseitige Ausnehmung 82 ausgebildet ist. Die Ausnehmung 82 führt die Karte 20 in eine Stellung, in der sie mit dem Lesekopf 22 während des Lesevorgangs zusammenwirkt Die Karte 20 kann durch einen Schlitz in ein (nicht gezeigtes) die Vorrichtung umgebendes Gehäuse eingeschoben werden und wird durch die Ausnehmung 82 im Rahmen 80 in ihrer Lage geführt Die Karte 20 wird in ihrer Lage innerhalb der Ausnehmung 82 durch zwei Blattfedern 84 und 86 gehalten, welche die Karte senkrecht gegen die Stützwand 104 der Ausnehmung 82 drücken.

Wenn die Karte 20 vollständig in den Rahmen 80 eingesetzt ist, so liegt sie an einem Auflager 88 an, welches das Ende einer Auswerfvorrichtung bildet Das Auflager 88 ist an einer Stange 90 befestigt, die durch den Bodenschenkel des Rahmens 80 verläuft und mit einem Hebel 92 schwenkbar verbunden ist Der Hebel 92 ist um einen vom Träger 46 gehalterten Lagerstift 94

herum schwenkbar. Wenn man einen am Ende des Hebels 92 befestigten Handgriff 96 nach unten drückt, so wird die Stange 90 nach oben in die durch Rahmen 80 und Ausnehmung 82 begrenzte Zone verschoben und drückt daher das Auflager 88 gegen die Bodenfläche der Karle 20. Infolgedessen wird die Karte 20 um ein solches Stück herausgeschoben, welches zum vollständigen H^. ausziehen der Karte ausreicht.

Beim Betrieb der optischen Lesevorrichtung 10 wird natürlich der Hebel 92 nur dann durch Niederdrücken des Handgriffs 96 betätigt, wenn die Vorrichtung nicht ordnungsgemäß arbeitet, oder wenn die Karte nicht geprüft werden kann. Normalerweise wird die Karte durch Erregung einer Magnetspule 98 automatisch ausgestoßen, die die Betätigungsstange 100 einzieht und dadurch den Hebel 92 um den Lagerstift 94 verschwenkt. Die Erregung der Magnetspule 98 kann dadurch bewirkt werden, daß der Rahmen 56 bei seinem aiii uic rtuiääiüng luigcilucn rvüCKiäüi gegen einen üui dem Träger 44 angeordneten Schalter 102 stößt. Der Schalter 102 kann auch über eine geeignete Schaltung zur Abschaltung des Motors 26 verwendet werden.

Die Stützwand 104 ist mit zwei öffnungen ausgestattet, in die lichtleitende Stäbe 106 und 108 eingesetzt sind. Die Stäbe 106 und 108 werden durch die Wand 104 in ihrer Stellung benachbart zur Bodenwand der Ausnehmung 82 gehalten. Die lichtleitenden Stäbe 106 und 108 sind ferner mit Lichtfühlern 151 und 152 verbunden, die ihrerseits mit einer Schalteinrichtung zum Einschalten des Motors 26 in Verbindung stehen.

We.in in der Ausnehmung 82 keine Karte 20 eingesetzt ist, so leiten die Stäbe 106 und 108 das Licht zu den Lichtfühlern, welche eine Signalspannung erzeugen, die dazu verwendet wird, um den Schaltkreis für den Motor 26 im Aus-Zustand zu halten. Wenn die Karte 20 vollständig in die Ausnehmung eingesetzt ist und ordnungsgemäß ausgerichtet ist, so daß sich die Zeichen 24 parallel zur Stützwand erstrecken, überdeckt die Karte die Endoberflächen der beiden Stäbe 106 und 108, so daß kein Licht in die lichtleitenden Stäbe «o eintreten kann. Auf diese Weise wird eine hinreichende Änderung der Ausgangsgröße der Lichtfühler bewirkt, um den Motor 26 einzuschalten. Der Motor 26 treibt daraufhin den Rahmen 56 und somit den Lesekopf 22 an, der einen Abtastvorgang über den Zeichen 24 auf der Karte 20 vornimmt. Der Schaltkreis ist derart ausgebildet, daß der Abtastvorgang durch den Lesekopf 22 nur dann erfolgt, wenn beide lichtleitenden Stäbe 106 und 108 durch die Karte 20 abgedeckt sind. An den Endstirnflächen der lichtleitenden Stäbe 106 und 108 sind entsprechende Beleuchtungsmittel, wie beispielsweise Neonlampen, befestigt.

Im Vorangegangenen wurde die Vorrichtung beschrieben, welche die Abtastung der Zeichen 24 durch den Lesekopf 22 bewirkt. In den F i g. 6,7,8 und 9 ist im einzelnen dargestellt, auf weiche Weise die Zeichen auf der Karte 20 durch den Abtastvorgang gelesen werden.

In F i g. 6 ist ein vergrößerter Teil der Stirnfläche des Lesekopfes 22 und insbesondere der Ausnehmung 78 gezeigt in der die Stirnflächen der lichtleitenden Stäbe 72 erkennbar sind. Obwohl man in einer Ansicht gemäß Fig.6 normalerweise die dargestellte Zahl »8« nicht sehen würde, ist diese doch gestrichelt in einer Lesestellung gegenüber den lichtleitenden Stäben 72 dargestellt Es wurde die Zahl »8« gewählt, da diese Zahl sämtliche Elemente enthält die zur Konstruktion sämtlicher Zahlen 1,2,3,4,5,6 7,8,9,0 erforderlich sind Die Zahl »8« kann somit in einzelne Elemente zerlegt werden, mit welchen jeweils eine der Zahlen zwischen »1« und »0« dargestellt werden kann. Damit ist es möglich, das Vorhandensein einer speziellen Zahl oder eines Zeichens dadurch zu ermitteln, daß in irgendeinem bestimmten Zeitpunkt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein spezieller Elemente des Zeichens oder der Zahl festgestellt wird.

Jede der Zahlen von 1 bis 0 kann von jeder anderen Zahl dadurch unterschieden werden, daß das gleichzeitige Vorhandensein oder NichtVorhandensein bestimmter zur Bildung der Zeichen verwendeter Elemente festgestellt wird. Die Art der Feststellung des Vorhandenseins oder NichtVorhandenseins eines der horizontalen Elemente ist am besten unter Bezugnahme auf Fig. 7, 8 und 9 erkennbar. Wie dies aus Fig. 7 zu erkennen ist, tastet der Lesekopfeinsatz 150 die Karte 20 ab, auf der ein Zeichen 24 eingeprägt ist. Ein Teil des Zeichens 24 ist durch einen erhabenen Abschnitt uarguMciii, uei Seiienwänue 124 und 126 sowie eine obere Wand 128 aufweist. Die Wände 124, 126 und 128 stellen somit den erhabenen oder ausgeprägten Teil des Zeichens 24 dar. Der erhabene Teil kann irgendeine der horizontalen oder vertikalen Elemente eines Zeichens darstellen. Das Zeichen 24 ist im Schnitt rechteckig dargestellt; es sind jedoch auch Zeichen verwendbar, die im Querschnitt kreisförmig, elliptisch, parabolisch oder in anderer Weise gekrümmt sind.

Jeder lichtleitende Stab 72 ist in eine der öffnungen 74 eingesetzt, welche unter einem vorbestimmten Winkel gegenüber der Oberfläche des Lesekopfes 20 verlaufen. In dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die lichtleitenden Stäbe 72-3Z. und 72-3/? dargestellt. Jeder der übrigen lichtleitenden Stäbe ist unter ähnlichen Winkeln angeordnet. Die für jeden Stab eines jeden Paares gewählten Winkel sind vorzugsweise gleich, weil der Einfallswinkel des Lichtes gleich dem Reflexionswinkel ist. Dem Brechungswinkel wird ebenfalls Rechnung getragen. Jedoch ist eine derartige Anordnung nicht unbedingt erforderlich, da das Prinzip von der Blockierung der Lichtreflexion durch den erhabenen Teil des Zeichens 24 abhängt. Auf diese Weise kann man bessere Ergebnisse für eingeprägte Zahlen mit unterschiedlichen Querschnittsformen dadurch erhalten, daß man die nichtleitenden Stäbe eines jeden Paares mit unterschiedlichen Winkeln anordnet. Bei einem Ausführungsbeispiel zur Feststellung von eingeprägten Zeichen ergaben sich gute Ergebnisse durch Anordnung der Stäbe in jedem Paar (Stäbe 72-3Z. und 72-3R) unter einem Winkel von annähernd 30° gegenüber einer senkrecht zur Stirnfläche des Lesekopfes 22 verlaufenden Linie. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel zum Lesen schwarzer Farbe auf hellem Material ergaben sich gute Ergebnisse durch Anordnung des Lichtquellenstabes 72R unter einem Winkel von annähernd 45° gegenüber der Leseoberfläche, und durch Anordnung des zur Lichtdetektoreinrichtung leitenden Stabes 72-L senkrecht zur Leseoberfläche.

Wie bereits oben erwähnt ist jeder der mit dem Buchstaben »R« gekennzeichneten lichtleitenden Stäbe der Lichtquelle zugeordnet die an dem in der Zeichnung nicht gezeigten Ende angeordnet ist Das von dieser Lichtquelle kommende Licht wird durch die Stäbe geleitet und tritt aus diesen aus, bis es durch die Oberfläche der Karte 20 reflektiert wird. Wenn an der Oberfläche der Karte 20 kein Vorsprung vorhanden ist so wird das Licht von der Karte reflektiert und tritt in die Oberfläche eines der mit dem buchstaben »I« gekennzeichneten Stäbe ein. In Fig.7 ist dies der

lichtleitende Stab 72-3L Der Stab 72-3/, und alle anderen mit dem Buchstaben »I« endenden Stäbe sind im Durchmesser etwas größer als der Stab 72-3/? und die anderen mit dem Buchstaben »R« endenden Stäbe. Dies tut man deshalb, um eine größere Fläche für das Auffangen des Lichts zu haben und um so die Dämpfung des Lichtes zu kompensieren. Die Stäbe 72-L und 72-/? können auc!' den gleichen Durchmesser besitzen. Das von der Oberfläche der Karte 20 reflektierte Licht tritt — vgl. dazu F i g. 7 — in den Stab 72-3L ein und wird zu einer Lichtdetektoreinrichtung geleitet. Die Lichtdetektoreinrichtung wandelt das Licht in ein elektrisches Signal um, welches seinerseits durch eine logische Schaltung in die Maschinensprache umzuwandeln ist, die dann das Vorhandensein oder NichtVorhandensein eines Elementes eines Zeichens angibt. Durch Kombination mit einer anderen logischen Schaltung und der dadurch erzeugten Information kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandenein eines speziellen Zeichens festgestellt werden.

Solange das aus dem Stab 72-3/? austretende Licht auf die Oberfläche der Karte 20 auftrifft, wird es in die lichtleitenden Stäbe 72-3L reflektiert und durch die zugehörige Lichtdetektoreinrichtung festgestellt. Der Lesekopf 22 bewegt sich jedoch — wie F i g. 7, 8 und 9 dargestellt — von rechts nach links relativ zur Karte 20. Wenn der Lesekopf 22 die in Fig.8 dargestellte Stellung erreicht, so sind die lichtleitenden Stäbe 72-3/? und 73-3Z. nahezu direkt oberhalb des durch die Wände 124, 126, 128 begrenzten herausragenden Teils des Zeichens 24 angeordnet. In dieser Stellung — und auch vor Erreichen dieser Stellung — sperren die hervorstehenden Wände die Lichtreflexion in den Stab 72-3L Demgemäß wird die Lichtmenge, welche die mit dem lichtleitenden Stab 72-3L zugeordnete Lichtdetektoreinrichtung erreicht, erreicht verringert oder sogar völlig Null. Dieser Zustand bleibt für einen durch die Abtastgeschwindigkeit bestimmten Zeitraum erhalten.

Wie man in Fig.9 erkennt, wird das aus dem Stab 72-3 R austretende Licht von der oberen Wand 128 reflektiert; da jedoch die Abstrahlfläche des lichtleitenden Stabes 72-3/? dichter an der oberen Wand 128 als an der Oberfläche der Karte 20 liegt, ist für das reflektierende Licht kein ausreichender Abstand zur Trennung vom einfallenden Licht vorhanden, was zur Folge hat, daß es nur auf einen freien Teil des Lesekopfes 22 auftrifft und nicht auf die Oberfläche des lichtleitenden Stabes 72-3L. Natürlich kann etwas Licht in den Stab 72-3L eindringen, wird jedoch in nennenswertem Umfang vermindert.

Aus der bisherigen Beschreibung ergibt sich also, daß jedes gegebene Paar von lichtleitenden Stäben das Vorhandensein oder NichtVorhandensein eines erhabenen Teils des Zeichens bei Zuordnung zu einer entsprechenden Lichtquelle und einer Lichtdetektoreinrichtung feststellen kann.

Es sei darauf hingewiesen, daß einzelne lichtleitende Stäbe im Lesekopf 22 verwendet werden können. Es ist nicht erforderlich, daß die Stäbe in Bündeln verwendet werden. Dies hat eine wesentliche Größenverminderung des Lesekopfes zur Folge und ergibt auch gute und wirksame An/eigen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines erhabenen Teils eines Zeichens. Die durch den Endbuchstaben »L« bezeichneten Stäbe können beispielsweise einen Durchmesser in der Größenordnung von 0,508 mm haben, während die durch den Endbuchstaben »R« bezeichneten Stäbe einen Durchmesser von ungefähr 0,254 mm aufweisen können.

Jedes Stabpaar ist — wie gezeigt — derart angeordnet, daß das Licht mit einer Ausnahme von der Innenseite der Zahl zur Außenseite reflektiert wird. Dies erfolgt deshalb, damit die den Lichtdetektoreinrichtungen zugeordneten Stäbe tatsächlich nur das Licht

is aufnehmen, welches aus ihren zugehörigen lichtleitenden Stäben austritt. Im Falle der lichtleitenden Stäbe 72-4/. und 72-4/? wird das Licht von der Oberseite zum Boden sämtlich innerhalb der Mitte der Zahl Null oder Acht reflektiert. Zudem ist dieses Paar lichtleitender Stäbe etwas gegenüber dem Paar 72-6 versetzt. Dies ist erfolgt, um die Fesstellung von aus dem Stab 72-4/? austretenden Streulicht durch die dem lichtleitenden Stab 72-6Z. zugeordnete Lichtdetektoreinrichtung zu vermeiden.

Jedes der Paare von lichtleitenden Stäben arbeitet natürlich in der gleichen Weise bei der Feststellung des Vorhandenseins eines Teils einer Zahl, wie dies unter Bezugnahme auf die lichtleitenden Stäbe 72-3Z- und 72-3/? beschrieben wurde. Aus diesem Grunde ist eine nähere Darstellung und Beschreibung nicht erforderlich. Die Betriebseigenschaften der beschriebenen Vorrichtung hängen nicht von den Reflexionseigenschaften der Karte 20 oder der zum Drucken der Zeichen verwendeten Druckfarbe ab. Beispielsweise kann die Farbe oder das Farbmaterial auf einer Kreditkarte abgenutzt oder zumindest für einen Teil eines Buchstabens nicht vorhanden sein. Systeme, die von den Unterschieden zwischen hellen und dunklen Teilen der Oberfläche derartiger Karten abhängen, wurden in diesem Fall ein Zeichen nicht erkennen könnnen. Die beschriebene Vorrichtung verwendet geprägte Zeichen, die sich in ihrem Aufbau nicht verändern, es sei denn, daß die Karte in unzulässiger Weise behandelt wird.

Bei der Vorrichtung 10 tastet der Lesekopf 22 die Karte 20 ab und stellt der Reihe nach die in die Karte 20 eingeprägten Zeichen fest. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden als Zeichen die arabischen Zahlen von 0 bis 9 verwendet. Die Vorrichtung ist jedoch in gleicher Weise auch bei anderen Zeichen wie beispielsweise bei Buchstaben verwendbar. Jedes Zeichen wird dadurch ermittelt, daß das Vorhandensein oder NichtVorhandensein eines erhabenen Teils in Verbindung mit anderen erhabenen Teilen festgestellt wird. Die Vorrichtung wurde anhand von geprägten erhabenen Zeichen beschrieben, ist jedoch in gleicher Weise auch bei geprägten Zeichen anwendbar, da in beiden Fällen eine Beeinflussung des von der Oberfläche der Karte oder eines anderen Aufzeichnungsträgers reflektierten Lichtes eintritt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum maschinellen Lesen von Zeichen eines Schriftsatzes auf einem Aufzeichnungsträger, mit einem relativ zu den Zeichen beweglichen optischen Lesekopf mit einer Stirnfläche, die gegenüber dem die zu lesenden Zeichen tragenden Aufzeichnungsträger angeordnet ist, mit einer Beleuchtungsquelle zur Beleuchtung des Aufzeichnungsträgers und der Zeichen, bei der der Lesekopf mit Abstand angeordnete Zeichendetektoreinrichtungen aufweist, die so angeordnet sind, daß sie von dem Aufzeichnungsträger reflektiertes Licht über Lichteintrittsöffnungen in der Stirnfläche des Lesekopfes empfangen und bei der Befestigungseinrichtungen für den Lesekopf für eine Relativbewegung gegenüber dem Aufzeichnungsträger vorgesehen sind, so daß die einseinen Detektorsrordnungen Zeichen auf dem Aufzeich- μ nungsträger abtasten und .Signale liefern, die das Vorhandensein und Fehlen vorgegebener Teile des abgetasteten Zeichens anzeigen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Lesen geprägter Zeichen die Beleuchtungsquelle Lichtstrahlen unter einem vorgegebenen Winkel auf den Aufzeichnungsträger (20) bzw. die geprägten Zeichen lenkt, daß die Lichteintrittsöffnungen von dem Aufzeichnungsträger (20) unter dem gleichen vorgegebenen Winkel refektiertes Licht empfangen und daß der Abstand zw'schen jedem aus der Stirnfläche des Lesekopfes (ISO, 22) austretenden Strahl und der zugehörigen Lichteiiurittsöfdiung in Abhängigkeit von dem vorgegebenem Winkel und dem Abstand zwischen dieser Stirnfläche und Jem Aufzeichnungsträger (20) so gewählt ist, daß von ungeprägten Bereichen des Aufzeichnungsträgers (20) reflektiertes Licht in die Lichieintrittsöffnungen eintritt, während von geprägten Bereichen reflektiertes Licht auf die Stirnfläche außerhalb der Lichteintrittsöffnungen auftrifft oder umgekehrt.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahlen von der Beleuchtungsquelle zu dem Aufzeichnungsträger (20) über lichtleitende Stäbe (72-R) geleitet werden, die unter dem vorgegebenen schrägen Winkel verlaufen, daß in den Lichteintrittsöffnungen weitere lichtleitende Stäbe (72-L) angeordnet sind, die ebenfalls unter dem vorgegebenen schrägen Winkel verlaufen und daß die lichtleitenden Stäbe auf der auf den M Aufzeichnungsträger (20) gerichteten Oberfläche des Lesekopfes (150, 22) mit dieser Oberfläche abschließen.

3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lesekopf (150,22) mit dem geprägten Zeichen auf dem Aufzeichnungsträger (20) in Eingriff kommende Führungseinrichtungen einschließt, die den Lesekopf (150, 22) in geeigneter Ausrichtung mit einem zu lesenden Zeichen halten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- mi zeichnet, daß die Führungseinrichtungen durch eine langgestreckte Ausnehmung (78) auf der auf den Aufzeichnungsträger (20) gerichteten Oberfläche des Lesekopfes (150, 22) gebildet sind, und daß sich die Längsachse der Ausnehmung (78) in Richtung <■'· der Relativbewegung zwischen den Zeichen und dem Lesekopf (150,22) erstreckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch

gekennzeichnet, daß der Lesekopf (150, 22) durch Halterungseinrichtungen (58, 60, 64, 66, 68, 70) gehaltert ist, die eine Verschiebung des Lesekopfes parallel zur Ebene des Aufzeichnungsträgers (20) und in Richtung auf und von dem Aufzeichungsträger fort ermöglichen.