DE2054961C3

DE2054961C3 - Anordnung zur Abtastung von optisch feststellbaren Markierungen

Info

Publication number: DE2054961C3
Application number: DE19702054961
Authority: DE
Inventors: Winfried 6116 Eppertshausen Euler
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1970-11-09
Filing date: 1970-11-09
Publication date: 1982-08-12
Also published as: DE2054961B2; DE2054961A1

Description

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (10) aus einem npn- und einem pnp-Transistor (16,17) zusammengesetzt ist, deren Emitter-Kollektor-Strecken parallel geschaltet sind, daß die Kollektoren mit dem Kondensator (8) und die Emitter mit Bezugspotential (11) verbunden sind und daß die Basis des pnp-Transistors (17) mit positivem Austastsignal und die Basis des npn-Transistors (16) mit invertiertem Austastsignahbeauf schlagbar sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anschluß (15) des Kondensators (8) an den positiven Eingang eines ersten und den negativen Eingang eines zweiten Komparators (25, 27) angeschlossen ist, daß der negative Eingang des ersten und der positive Eingang des zweiten Komparators (25, 27) mit je SS einem Bezugspotential (29,30) verbunden sind und daß die Ausgänge der Komparatoren (25, 27) in ODER-Verknüpfung mit einer gemeinsamen Ausgangsleitung in Verbindung stehen.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Ausgängen der Komparatoren UND-NICHT-Glieder (32, 33) nachgeschaltet sind, deren zweite Eingänge über Schalter (35, 36) an »0«-SignaI anschließbar sind, und daß die Ausgänge der UND-NICHT-Glieder (32, 33) mit Eingängen eines weiteren UND-NICHT-Glieds (34) verbunden sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeicnet, daß der zweite Anschluß (15) des Kondensators (8) und die Bezugspotentialquelle (43) über Umschalter (44; 41, 42) wahlweise an die Eingänge eines Komparators (38) mit fester Spanr.ungsschwelle anschließbar ist

6. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Anschluß (15) des Kondensators (8) an einen Komparator (45) angeschlossen ist, dessen Spannungsschwelle positiv oder negativ einstellbar ist

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Abtastung von optisch feststellbaren Markierungen, deren Abtastung durch ein Austastsignal freigegeben wird, auf bewegten Aufzeichnungsträgern, deren Materialoberflächen unterschiedliche Reflexionseigenschaften haben können, mit einem an die photoelektrische Empfangseinrichtung angeschlossenen Verstärker, der nachgescbaltete Auswerteeinrichtungen über einen an Bezugspotential anklemmbaren Kondensator speist

Bei der Registerregelung werden auf einer Materialbahn angeordnete Druckmarken an einer Dhotoelektrischen Abtasteinrichtung vorbeibewegt Der von einer Lichtquelle ausgesandte Lichtstrahl wird von der abgetasteten Oberfläche reflektiert Mittels einer Photozelle werden die Schwankungen der Helligkeit des von der Materialbahn mit und ohne Druckmarken reflektierten Lichts festgestellt Die Photozelle formt die Helligkeitsschwankungen in Spannungsschwankungen um, die auf den Eingang eines Verstärkers gegeben werden. Die photoelektrische Abtasteinrichtung wird kurz vor dem Vorbeilaufen der Druckmarken für eine gewisse Zeit für die Abtastung mit Hilfe von Austastsignalen freigegeben, um sicherzustellen, daß nur die vorgesehenen Druckmarken und keine anderen Zeichen z. B. der Satzspiegel für die Registerregelung benutzt werden.

Um die durch langzeitliche Änderungen der Kenndaten der Photozelle und des Verstärkers möglichen Störungen auszuschalten, wendet man eine Wechselspannungskopplung zwischen dem Verstärker und den nachgeschalteten Einheiten an. Deshalb werden nur Spannungsschwankungen erfaßt die auf Helligkeitsänderungen beim Durchlauf der Druckmarken beruhen.

Bekannt ist es, für die Wechselspannungskopplung einen Kondensator zu benutzen, dessen nicht mit dem Verstärkerausgang galvanisch verbundener Anschluß über eine bei Abwesenheit einer Druckmarke in Durchlaßrichtung gepolte Diode an Bezugspotential angeschlossen ist. Sobald eine Druckmarke abgetastet wird, sperrt diese Diode. Diese Vorrichtung eignet sich zur Abtastung dunkler Druckmarken auf hellem Untergrund.

Weiterhin ist eine Begrenzerschaltung für Signale, bekannt, die bei der lichtelektrischen Abtastung von graphischen Angaben auf Aufzeichnungsträgern erzeugt werden. Diese Begrenzerschaltung enthält zwei galvanisch mit einem Sekundärelektronenvervielfacher verbundene Integrierkreise, die eine Mischstufe speisen, deren Ausgangsspannung als Begrenzersignal eine Verstärkerstufe steuert Ober diese Verstärkerstufe wird das vom Sekundärelektronenvervielfacher erzeugte Signal einer Erkennungsschaltung zugeführt Die Integrierkreise weisen Kondensatoren zur Ladungs-

speicherung auf, die jeweils an einem Anschluß mit einem konstanten Bezugspotential beaufschlagt sind φΕ- AS 1174 548).

Schließlich ist noch ein Gleichspannungsverstärker mit veränderlicher Ansprechschwelle für den Anschluß an einen Phototransistor bekannt, der iur lichtelektrischen Abtastung von Aufzeichnungen dient Die Eingangsverstärkerstufe enthält bei dieser Anordnung einen Kondensator, der mit einem Anschluß an Massepotential gelegt ist Der Kondensator speichert elektrische Ladungen und legt eine diesen Ladungen proportionale Spannung als Schwellenwert fest, ab dem ein Umschalten des Ausgangs des Verstärkers stattfindet (US-PS 34 61 303).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Gattung so weiterzuentwickeln, daß sowohl dunkle Druckmarken auf hellem Untergrund als auch helle Druckmarken auf dunklem Untergrund abgetastet werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

a) der erste Anschluß des Kondensators ist direkt mit dem an die photoelektrische Empfangseinrichtung angeschlossenen Verstärker verbunden, während der zweite Anschluß des Kondensators an einen vom Austastsignal steuerbaren Schalter sowie an eine Komparatorschaltung angeschlossen ist;

b) der zweite Anschluß des Kondensators erhält gesteuert von dem Austastsignal, über den steuerbaren Schalter während der Zeiten, in denen keiue Markierungen erwartet werden, ein gleichbleibendes Bezugspotential;

c) die Komparatorschaltung erfaßt die bei der Abtastung der Markierungen auftretenden Impulse, welche gegenüber dem Bezugspotential ein positiv oder negativ abweichendes Potential aufweisen können, und bildet daraus ein in seinem Spannungs- oder Stromwert gleichbleibendes, die jeweilige Markierung anzeigendes Steuersignal.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Schalter aus einem npn- und einem pnp-Transistor zusammengesetzt ist, deren Emitter-Kollektor-Strecken parallel geschaltet sind, daß die Kollektoren mit dem Kondensator und die Emitter mit Bezugspotential verbunden sind und daß die Basis des pnp-Transistors mit positivem Austastsignai und die Basis des npn-Transistors mit invertiertem Austastsignal beaufschlagbar sind.

Diese Ausführungsform erlaubt die Herstellung einer Verbindung zwischen dem Kondensatoranschluß und der Bezugspotentialquelle mittels eines kontaktlosen Schalters, wobei das vor Betätigung des Schalters am Kondensatoranschluß vorliegende Potential keinen Einfluß auf die Schalterbetätigung ausübt

Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß der zweite Anschluß des Kondensators an den positiven Eingang eines ersten und den negativen Eingang eines zweiten Komparator angeschlossen ist, daß der negative Eingang des ersten und der positive Eingang des zweiten !Comparators mit je einem Bezugspotential verbunden sind und daß die Ausgänge der Komparatoren in ODER-Verknüpfung mit einer gemeinsamen Ausgangsleitung in Verbindung stehen.

Die Ausführungsform gibt sowohl bei Überschreiten als auch bei Unterschreiten dsr durch die Bezugspotentiale der Komparatoren vorgegebenen festen Spannungsschwelle ein Steuersignal ab. Es sind demnach keinerlei Einstellmaßnahmen erforderlich, um eine Anpassung der Vorrichtung an helle Druckmarken auf dunklem Untergrund oder dunkle Druckmarken auf hellen? Untergrund zu erreichen. Fails erforderlich, kann zwischen die Ausgangsklemme des Kondensators und die Eingänge der Komparatoren ein Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsgrad geschaltet werden, um die Amplituden der bei der Abtastung von ίο Druckmarken entstehenden Spannungsschwankungen zu regem.

Eine günstige Ausführungsform ist derart ausgebildet, daß den Ausgängen der Komparatoren UND-NICHT-Glieder nachgeschaltet sind, deren zweite Eingänge über Schalter an O-Signal anschließbar sind, und daß die Ausgänge der UND-NICHT-Glieder mit Eingängen eines weiteren UND-NICHT-Glieds verbunden sind.

Durch Einschalten der Schalter werden die zugeordneten UND-NICHT-Glieder für die von den Komparatoren abgegebenen Steuersignale gesperrt Mittels der Schalter lassen sich die Steuersignale eines der beiden Komparatoren für die weitere Verarbeitung auswählen.

Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform ist der zweite Anschluß des Kondensators und die Bezugspotentialquelle über Umschalter wahlweise an die Eingänge eines Komparators mit fester Spannungsschwelle anschließbar.

Diese Ausführungsform benötigt nur einen Komparator. Durch entsprechende Betätigung des Umschalters ist die Anordnung den hellen Druckmarken auf dunklem Untergrund bzw. dunklen Druckmarken auf hellem Untergrund anzupassen.

Eine andere zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß der zweite Anschluß des Kondensators an einen Komparator angeschlossen ist, dessen Spannungsschwelle positiv oder negativ einstellbar ist

Diese Ausführungsform, die ebenfalls nur einen Komparator benötigt muß durch Änderung der Schwellenspannung auf das Reflexionsvermögen von Druckmarke und Untergrund abgestimmt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden an Hand einer Zeichnung näher erläutert

Es zeigt

F i g. 1 ein Prinzipschaltbild einer ersten Anordnung, F i g. 2 Einzelheiten der in F i g. 1 dargestellten Anordnung,

Fig.3 eine zweite Anordnung mit nur einem Komparator,

Fig.4 eine andere Anordnung mit nur einem Komparator.

Auf eine Materialbahn 1 sind Druckmarken 2 angebracht, die von einer Lichtquelle 3 über ein Linsensystem 4 beleuchtet werden. Von den Druckmarken 2 oder der unbedruckten Materialoberfläche ss reflektiertes Licht gelangt über das Linsensystem 5 zu einer Fotozelle 6.

Der Ausgangsstrom der Fotozelle 6 wird einem Verstärker 7 zugeführt, dessen Ausgang einen Kondensator 8 speist Der nicht mit. dem Verstärker 7 verbundene Anschluß des Kondensators 8 ist einerseits an einen Verstärker 9 mit variablem Verstärkungsgrad und andererseits an einen Schalter 10 angeschlossen. Der Verstärker kann bei geringeren Anforderungen an die Abtastgenauigkeit, z. B. Schnittregisterreglern, ent-6s fallen. Der Schalter 10 steht weiterhin mit einer Spannungsquelle 11 in Verbindung, die ein Bezugspotential liefert

Von einem mit dem nicht näher bezeichneten

Druckzylinder bzw. Schnittmesser starr gekuppelten Abtaster 12 werden mittels einer Abtastanordnung 13 Austastimpulse gewonnen, die den Schalter 10 öffnen.

Mit dem Verstärker 9 ist eine Komparatorschaluing 14 verbunden, die bei Ober- oder Unterschreiten eines Bezugspotentials um eine bestimmte Schwelle ein Ausgangssignal abgibt

In der Fig.2 sind Einzelheiten der in Fig. 1 schematisch dargestellten Anordnung gezeigt Obereinstimmende Teile sind in beiden Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der nicht mit dem Verstärker

7 galvanisch verbundene Ausgang 15 des Kondensators

8 steht mit den Kollektoren eines npn-Transistors 16 und eines pnp-Transistors 17 in Verbindung. Die Emitter der Transistoren iS und 17 sind auf den Ausgang IS der : Spannungsquelle U geführt Der zweite Ausgang 19 der Spannungsquelle 11 ist an den Ausgang des Verstärken 7 angeschlossen.

Die von der Abtastanordnung 13 kommenden Signale werden Ober eine Leitung 20 einer Schaltung 21 zugeführt, deren erster Ausgang (22) ein negatives Signal liefert, wenn auf der Leitung 20 Austastsignale anstehen. Der zweite Ausgang 23 der Schaltung 21 fahrt ein gegenüber dem Signal am Ausgang 22 antivalentes Signal. Der Ausgang 22 ist mit der Basis des Transistors 16 und der Ausgang 23 mit der Basis des Transistors 17 verbunden. Der Anschluß 15 steht ferner mit einem Eingang 24 eines Komparator* 25 und dem Eingang 26 eines Komparators 27 in Verbindung. Der zweite Eingang 28 des Komparators 25 ist an eine Spannungsquelle 29 und der zweite Eingang (30) des Komparators 27 an eine Spannungsquelle 31 angeschlossen. Der Ausgang des Komparators 25 speist ein UND-NICHT-Glied 32 und der Ausgang des Komparators 27 ein UND-NICHT-Güed 33. Die Ausgänge der UND-NICHT-GIieder 32 und 33 sind auf die Eingänge eines UND-NICHT-Glieds 34 geführt

Mit dem zweiten Eingang des UND-NICHT-Glieds 32 ist ein Umschalter 35 und mit dem zweiten Eingang des UND-NICHT-Glieds 33 ein Umschalter 36 verbunden. Die einen Eingänge der Schalter 35 und 36 liegen ebenso wie der Ausgang 19 an Massepotential, dem eine logische »0« zugeordnet ist Die anderen Eingänge der Schalter 35, 36 sind mit einer Spannungsquelle 37 verbunden, der ein logisches »L« zugeordnet ist

Die Spannungsquelle 11 führt am Ausgang 18 das Potential U₀. Das Ausgangspotential der Spannungsquelle 29 ist um den Wert Δ U größer als Lb, während das Ausgangspotential der Spannungsquelle'31 um den gleichen Wert Δ t/kleiner als Lh ist so

Wenn die Abtastanordnung kein Austastsignal führt gibt der Ausgang 22 ein gegenüber der Spannung LJ₀ geringfügig positiveres Signal ab; während der Ausgang 23 ein gegenüber der Spannung Lb geringfügig negatives Signal fuhrt Sofern am Ausgang 15 ein gegenüber der Spannung positiver Pegel herrscht, leitet der Transistor 16, so daß der Ausgang 15 das Potential Lk annimmt liegt demgegenüber am Ausgang 15 ein gegenüber der Spannung Lk negativer Pegel vor, dann leitet der Transistor 17 und der Ausgang 15 nimmt gleichfalls das Potential Lb an. Nach jedem Austastsignal wird dem Ausgang Lb demnach das Potential Lb zugeführt, unabhängig davon, welches Potential am Ausgang 15 während der Austastung auftritt

Sobald auf der Lehmig 20 ein Austastsignal erscheint, wird das Signal am Ausgang 22 negativer als Lb und das Signal am Ausgang 23 positiver als Lb- Beide Transistoren 16,17 sperren deshalb.

Bei Abtastung einer hellen Druckmarke 2 auf dunklem Untergrund durch die Fotozelle 6 steigt die Spannung am Ausgang 15 über das Potential Lb hinaus an. Sobald die Grenze Lk+U am Eingang 24 des Komparators 25 überschritten wird, gibt der Komparator 25 ein »L«-Signal am Ausgang ab. Ist der Schalter 35 mit »L«-Signal verbunden, dann sind die Eingangsvariablen des UND-NICHT-Glieds 32 beide »U. Der Ausgang des UND-NICHT-Glieds 32 führt demnach ein »Οβ-Signal. An den Eingängen des UND-NICHT-Glieds 33 stehen »0«- und »L«-Signale an. Der Ausgang dieses Glieds führt demnach ein logisches »Ix. Da die Eingänge des UND-NICHT-Glieds 34 mit »U- und »0«-Signalen beaufschlagt sind, entsteht am Ausgang ein »Lw-Signal,

Bei Abtastung einer dunklen Druckmarke 2 auf hellem Untergrund fällt die Spannung am Ausgang 15 unter die Spannung Lk. Sobald die Grenze Lk-U unterschritten ist, gibt der Komparator 27 ein »L«-Signal ab. Da der Schalter 36 dem zweiten Eingang des UND-NICHT-Glieds 33 ein »L«-Signal zuführt,gibt der Ausgang dieses Glieds ein »0«-Signal ab. Am Ausgang des Komparators 25 steht »0«-Signal an. Ober den Schalter 35 wird dem zweiten Eingang des UND-NICHT-Glieds 32 ein »L«-Signal vorgegeben. Der Ausgang dieses Glieds weist daher ein »L«-Signal auf. Die Eingänge des UND-NICHT-Glieds 34 führen »0«- und »L«-Signale, so daß am Ausgang des Glieds 34 ein »L«-Signal auftritt

Nach der Abtastung der Druckmarken 2 verschwindet das »L«-Signal am Ausgang des UND-NICHT-Glieds 34. Wenn die Schalter 35 und 36 auf Massepotential geschaltet sind, treten an den Ausgängen der UND-NICHT-Glieder 32 und 34 immer »L«-Signale auf. Dadurch steht am Ausgang des UND-NICHT-Glieds 34 immer ein »0«-Signal an. Mit den Schaltern 35 und 36 lassen sich die UND-NICHT-Glieder 32 und 33 für die von den Komparatoren 25 und 27 abgegebenen »L«-Signale wahlweise sperren. Die in Fig.2 dargestellte Anordnung der Schalter 35,36 hat den Vorteil, daß im Leitungszug der analogen Signale keine Kontakte angeordnet sein müssen. Dadurch werden nur nur die von dunklen Druckmarken 2 auf hellem Untergrund oder von hellen Druckmarken 2 auf dunklem Untergrund erzeugten Abtastimpulse verarbeitet

In Fi g. 3 ist eine Anordnung gezeigt, die nur einen Komparator 38 enthält Gleiche Teile sind in den F i g. 1, 2 und 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Eingänge 39, 40 des Komparators 38 sind mit den Schaltern 41, 42 eines Umschalten 44 verbunden. Der Schalter 41 ist an den Ausgang 15 angeschlossen, uer Schalter 42 steht mit einer SpannungsqueDe 43 in Verbindung, deren Ausgangspotential üb betragt Dem Komparator wird eine feste Spannungsschwelle U vorgegeben, so daß der Ansprechwert je nach Schalterstellung Lk+Δ U oder Lk-Δ U ist In der in Fig.3 eingezeichneten Schalterstellung kann die Vorrichtung zum Abtasten heller Druckmarken 2 auf dunklem Untergrund benutzt werden.

Werden die Schalter 41,42in die in Fig. 3 gestrichelt dargestellte Lage gebracht, so dient die Anordnung zum Abtasten dunkler Druckmarken 2 auf hellen Untergrund.

Die F i g. 4 zeigt eine Anordnung, die ebenfalls nur mit einem Komparator 45 versehen ist Gleiche Tefle in den Fig.1, 2, 3 und 4 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ein Eingang 46 des Komparators 45 «Stan den

Ausgang 15 angeschlossen. Der zweite Eingang 47 ist auf den Abgriff eines Potentiometers 48 geführt, das an eine Spannungsquelle 49 angeschlossen ist.

Durch die Einstellung des Abgriffs des Potentiometers 48 wird dem Eingang 47 die Spannung Lk+Δ U

oder Uo-Δ U zugeführt Im ersten Falle können helle Druckmarken 2 auf dunklem Untergrund und im zweiten Falle dunkle Druckmarken 2 auf hellem Untergrund abgetastet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Abtastung von optisch feststellbaren Markierungen, deren Abtastung durch ein Austastsignal freigegeben wird, auf bewegten Aufzeichnungsträgern, deren Materialoberflächen unterschiedliche Reflexionseigenschaften haben können, mit einem an die photoelektrische Empfangseinrichtung angeschlossenen Verstärker, der nachgeschaltete Auswerteeinrichtungen über einen an Bezugspotential anklemmbaren Kondensator speist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

15

a) der erste Anschluß des Kondensators (8) ist direkt mit dem an die photoelektrische Empfangseinrichtung (5, 6) angeschlossenen Verstärker (7) verbunden, während der zweite Anschluß (15) des Kondensators (8) an einen vom Austastsignal steuerbaren Schalter (10) sowie an eine Komparatorschaltung (14) angeschlossen ist;

b) der zweite Anschluß (15) des Kondensators (8) erhält, gesteuert von dem Austastsignal, über den steuerbaren Schalter (10) während der Zeiten, in denen keine Markierungen (2) erwartet werden, ein gleichbleibendes Bezugspotential (Uo);

c) die Komparatorschaltung (14) erfaßt die bei der Abtastung der Markierungen auftretenden Impulse, welche gegenüber dem Bezugspotential (Uo) ein positiv oder negativ abweichendes Potential aufweisen können, und bildet daraus ein in seinem Spannungs- oder Stromwert gleichbleibendes, die jeweilige Markierung anzeigendes Steuersignal.