DE2065764A1 - Vorrichtung zum erfassen von parametern von in einem bildfeld vorhandenen objekten - Google Patents
Vorrichtung zum erfassen von parametern von in einem bildfeld vorhandenen objektenInfo
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Description
Vorrichtung zum Erfassen von Parametern von in einem
Bildfeld vorhandenen Objekten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen von Parametern
von in einem Bildfeld vorhandenen Objekten, bei der das Bildfeld zeilenweise durch eine Abtasteinrichtung abgetastet wird, die jeweils
dann ein Abtastsignal liefert, wenn die Abtastspur ein Objekt überstreicht.
Aus der US-PS 2 803 406 ist bereits eine Vorrichtung zum Erfassen von in einem Bildfeld vorhandenen Objekten bekannt, bei der das
Bildfeld durch eine Abtasteinrichtung zeilenweise abgetastet wird, die jeweils dann einen Abtastimpuls liefert, wenn die Abtastspur ein
Objekt überstreicht. Für die von der Abtasteinrichtung gelieferten
609831/0008 _2_
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Telegramm: Lipatli München
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Abtastimpulse ist eine Auswerteinrichtung vorgesehen, in der die von
einem Objekt herrührenden Abtastimpulse derart kombiniert werden, dass pro Objekt jeweils nur ein Impuls an einen Zähler geliefert wird.
Zum Erfassen von Parametern von in einem Bildfeld vorhandenen Objekten,
beispielsweise im Bildfeld eines Mikroskops vorhandenen Objekten, wurden bisher manuelle Messverfahren angewendet, bei denen
bestimmte Parameter eines Objektes, beispielsweise die Länge eines Objektes, manuell ausgemessen worden sind. Derartige manuelle
Messverfahren sind ausserordentlich zeitraubend und ermüdend.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der Parameter von in einem Bildfeld vorhandenen Objekten
rasch und zuverlässig erfasst werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Sichtgerät vorgesehen ist, das von der Abtasteinrichtung zur sichtbaren Darstellung von abgetasteten
Objekten angesteuert wird, zur Auswahl eines am Bildschirm des Sichtgerätes dargestellten Objektes eine Ortungseinrichtung vorhanden
ist, die ein Identifizierungssignal liefert, wenn die über den Bildschirm laufende Abtastspur einen vorgegebenen Bereich des Bildschirms
überstreicht, die von der Abtasteinrichtung gelieferten Abtastsignale sowie das von der Ortungseinrichtung gelieferte Identifizierungssignal einem Selektionsschaltkreis zugeführt werden, in dem die vom
ausgewählten Objekt stammenden Abtastsignale abgetrennt werden, und die vom Selektionsschaltkreis abgetrennten Abtastsignale einer Auswerteinrichtung
zur Bestimmung eines Parameters des ausgewählten Objekts zugeführt werden.
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Mit Hilfe der Vorrichtung nach der Erfindung lassen sich Parameter
von in einem Bildfeld vorhandenen Objekten in einfacher Weise direkt aus den von der Abtasteinrichtung gelieferten Abtastsignalen erfassen.
Das Teilchen, dessen Parameter erfasst werden soll, braucht auf dem Sichtgerät lediglich geortet zu werden, worauf dann die dem ausgewählten
Teilchen zugeordneten Abtastsignale abgetrennt und einer Auswerteinrichtung zugeführt werden, die dann einen dem gewünschten
Parameter des ausgewählten Teilchens entsprechenden Messwert liefert.
Die zum Auswählen eines bestimmten Teilchens auf dem Bildschirm des Sichtgerätes dienende Einrichtung umfasst zweckmässigerweise
einen Detektor, der von Hand auf die Umgebung des ausgewählten Objekts gerichtet werden kann und ein Identifizierungssignal liefert, wenn
die über den Bildschirm laufende Abtastspur in den Ansprechbereich des Detektors gelangt. Dabei ist es vorteilhaft, dass die Stelle des
Bildschirmes, auf die der Detektor gerichtet worden ist, durch eine
sichtbare Markierung gekennzeichnet wird. Ausserdem ist es vorteilhaft, das ausgewählte Objekt auf dem Bildschirm mit geänderter Intensität
darzustellen.
Die Auswerteinrichtung, die mit den vom ausgewählten Objekt stammenden
Abtastsignalen beaufschlagt wird, enthält Schaltmittel zum Erzeugen eines der längsten Abmessung, der Fläche und/oder der Höhe des
ausgewählten Objekts entsprechenden Messwertsignals. Zur Erzielung
von Messwerten in den üblichen physikalischen Maßeinheiten ist es vor-.
teilhaft, das Messwertsignal einem Kompensationsschaltkreis zuzuführen,
in dem das Messwertsignal in ein Messergebnissignal umgesetzt
wird, das den gemessenen physikalischen Einheiten des ausgewählten Objekts proportional ist. Das Messergebrissignal wird zweckmässigerweise
auf dem Bildschirm des Sichtgerätes in alphanumerischer Form
Zur Klassifizierung der Messergebnissignale sind zweckmassigerweise
eine Reihe von Grössenbereichszählern vorgesehen, die jeweils innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegende Messergebnissignale aufnehmen
und nach Ausmessung einer Reihe von im Bildfeld vorhandenen Objekten die zur Erstellung einer Verteilungskurve erforderlichen Angaben
enthalten.
Die Erfindung wird nun näher anhand von Zeichnungen erläutert, in denen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine vergrösserte Ansicht eines Bildfeldes mit einer Anzahl
von Objekten,
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 ein Blockschaltbild der in Fig. 3 enthaltenen Schwellwertschaltung,
Fig. 5 beim Betrieb der Schwellwertschaltung nach Fig. 4 auftretende
Signale,
Fig. 6 eine vergrösserte Ansicht eines Objekts,
Fig. 7A und 7B ein Schaltbild der als Block in Fig. 3 dargestellten
Selektionsschaltung,
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Fig. 8 eine vergrösserte Ansicht eines zur Markierung eines ausgewählten
Objekts auf dem Bildschirm dargestellten Markierungszeichens,
Fig. 9 ein Diagramm zur Erläuterung des Zusammenhangs zwischen
Eingangssignal und Ausgangssignal eines monostabilen Multivibrators,
Fig. 10 eine vergrösserte Ansicht eines zeilenweise abgetasteten
Objektes zur Erläuterung der Arbeitsweise des monostabilen Multivibrators nach Fig. 9,
Fig. 11 eine vergrösserte Ansicht eines Objektes zur Erläuterung
der verschiedenen Abmessungen des Objektes,
Fig. 12 ein Blockschaltbild der in Fig. 3 enthaltenen Schaltung zum
Erfassen der längsten Abmessung eines ausgewählten Objektes,
Fig. 13 und 14 jeweils eine vergrösserte Ansicht eines Teilchens
zur Erläuterung der Erfassung der längsten Abmessung eines Objektes,
Fig. 15 die Wirkungsweise der bei der Erfassung der längsten Abmessung
eines ausgewählten Teilchens eingesetzten Taktimpulse,
Fig. 16 ein Schaltbild der in Fig. 3 enthaltenen Parameter sei ektorschaltung,
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Fig. 17 ein Schaltbild der in Fig. 3 enthaltenen Kompensationsschaltung,
Fig. 18 ein Schaltbild der in Fig. 3 enthaltenen Grössenverteilungsschaltung,
Fig. 19 ein Schaltbild des in Fig. 3 enthaltenen Teilchenselektors
mit Auslöseschaltung,
Fig. 20 eine Ansicht des auf dem Bildschirm des Sichtgerätes erzeugten
Rahmens und Anzeigeraumes für die Messergebnisse,
Fig. 21 die einzelnen Bestandteile eines zur sichtbaren Darstellung
auf dem Bildschirnn des Sichtgerätes vorgesehenen Zeichens,
Fig. 22 ein Schaltbild einer Schaltung zum Erzeugen eines Rahmens auf dem Bildschirm des Sichtgerätes,
Fig. 23 ein Schaltbild eines Zeichengenerators,
Fig. 24 eine vergrösserte Darstellung des Anzeigefeldes auf dem Bildschirnn des Sichtgerätes,
Fig. 25 ein Schaltbild einer Codierschaltung,
Fig. 26 ein Schaltbild des in Fig. 3 vorgesehenen Grössenausgabezählers,
Fig. 27 ein Schaltbild eines Verstärkers für den als Sichtgerät eingesetzten
Fernsehempfänger,
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Fig. 28 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 29 ein Schaltbild der in Fig. 3 vorgesehenen Messtaktschaltung.
In den Zeichnungen werden für die gleichen Elemente die gleichen Bezugszahlen benutzt. Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung den
typischen Aufbau einer Vorrichtung nach der Erfindung. Diese Vorrichtung
besteht aus einer Fernsehkamera 10, die mit dem Mikroskop 12
in bekannter Weise optisch gekoppelt ist. Anstelle eines Mikroskops
kann natürlich auch irgendeine andere Bildvorlage verwendet werden. Die Fernsehkamera 10 ist ihrerseits über ein geeignetes Kabel 13 mit
der Steuereinheit 16 verbunden. Ein Fernsehempfänger 14 ist über eine
Kabelverbindung 15 ebenfalls mit der Steuereinheit 16 gekoppelt. Nach
dem Einschalten der Vorrichtung wird ein Bild des im;Mikroskop 12 erfassten
Bereiches sofort auf dem Empfänger 14 wiedergegeben.
Jeder beliebige abgegrenzte Bereich kann, wie unten erläutert wird,
durch die Fernsehkamera 10 abgetastet werden und auf dem Bildschirnn des Fernsehempfängers 14 dargestellt werden.
Ein Beispiel für einen ausgewählten Teilbereich 51, der innerhalb eines
bestimmten abgegrenzten Bereiches 21 liegt, ist in Fig. 2 dargestellt. Ein mikroskopischer Objektträger 20 oder irgendeine andere geeignete
Vorlage ist so angeordnet, dass er durch die Fernsehkamera 10 abgetastet werden kann. Es werden Messungen an den Teilchen 22 bis 30
durchgeführt, welche alle vollständig innerhalb des ausgewählten Teilbereiches 51 liegen.
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In Abhängigkeit von der Grosse des abgegrenzten Bereiches 21 wird
dieses Verfahren wiederholt,. Das bedeutet, dass der gewählte Teilbereich weitergeschoben oder geändert wird, bis alle im Gesamtbereich
liegenden Teilchen ausgemessen worden sind.
Bei den folgenden Erläuterungen wird immer von Teilchen gesprochen,
die als die interessierenden Objekte vermessen werden. Es sei darauf
hingewiesen, dass die Vorrichtung nach der Erfindung solange gleich-
^ massig gut funktioniert, solange die Objekte durch die verwendeten
Bilderzeugungseinrichtungen erkennbar und unterscheidbar sind.
Die interessierenden Objekte selbst können jede beliebige Gesialt haben
und nehmen meistens irgendeine beliebige Ausrichtung an. Sie können
von einer Vielzahl von Quellen stammen, etwa aus einer Staubteilchenprobe, einem Sprühbild von Fluidtropfen, aus der Kornstruktur einer
vergrösserten Photographic, aus dem Querschnitt einer Nervenfaser, aus einem holographischen Bild, aus einem Blutabstrich oder aus der
Gefügestruktur einer geschliffenen Legierungsprobe. Die bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung ist für die Ausmessung der zwei-
_ dimensionalen Abbildungen solch typischer Objekte gedacht. Obgleich
im Grunde die Bilder und nicht die Objekte selbst ausgemessen werden,
sind aufgrund der ausreichend grossen Übereinstimmung zwischen Objekt und Bild die Ergebnisse von gleicher Qualität wie bei einer
direkten und genauen Ausmessung der Teilchen selbst. Daraus folgt,
dass die Vorrichtung nach der Erfindung speziell für die Prüfung und Auswertung mikroskopischer Präparate geeignet ist, obgleich der Anwendungsbereich
nicht darauf beschränkt ist.
Ein Blockschaltbild der Vorrichtung nach der Erfindung ist in Fig. 3
dargestellt. Aus Fig. 3 geht hervor, dass die Fernsehkamera 10 mit
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dem Mikroskop 12 in bekannter Weise optisch gekoppelt ist. Die Steuereinheit
16 enthält mit Ausnahme der Fernsehkamera 10, dem Mikroskop
12 und dem Fernsehempfänger 14 die Schwellwertschaltung 53, den
Teilchenseiektor 79, die Auslöseschaltung 76 zur Teilchenmessung
und die Messtaktschaltung 78. Wie oben erwähnt, wird ein Teilbereich
51 aus dem Bereich 21 zur Messung der darin befindlichen Teilchen ausgewählt und durch die Fernsehkamera 10 abgetastet. Das von der
Fernsehkamera 10 erzeugte Videosignal wird über ein geeignetes Kabel
13 zur Schwellwertschaltung 53 geliefert. Dann fliesst das Videosignal
über den Verstärker 17 und ein Kabel 15 zum Fernsehempfänger 14.
Dieser geschlossene Kreis liefert eine getreue Wiedergabe des ausgewählten Abschnitts 51, der abgetastet werden soll, auf dem Bildschirm
des Fernsehempfängers 14. Der Verstärker 17, der in Fig. 3 als
eigenes, gesondertes Element dargestellt worden ist, ist dies auch von der Funktion her. In der Praxis hat es sich jedoch als sehr brauchbar
erwiesen, den Verstärker 1 7 in eine der Schaltungsplatten (nicht dargestellt), aus denen die Schwellwertschaltung 53 aufgebaut ist, einzu
beziehen.
Die in der Vorrichtung bevorzugte Vidikon-Fernsehkamera 10 ist verhältnismässig
klein und leicht. Natürlich könnten auch andere Abtasteinrichtungen,
etwa ein Lichtpunktabtaster, anstelle der Kamera verwendet werden, ohne die Eigenschaften der Vorrichtung dabei zu beeinflussen.
Die Fernsehkamera 10 tastet mit der herkömmlichen Rate von 525 horizontalen Zeilen pro Bild ab, wobei jedes Bild aus zwei
Feldern besteht, in denen jeweils um eine halbe Zeile gegenüber dem anderen Feld verschoben abgetastet wird. Auf diese Weise greifen
die geradzahligen und ungeradzahligen horizontalen Abtasteeilen des
Bildes ineinander. Vorzugsweise wird ein festes Zeilensprungverhältnis
von 2 : 1 benutzt, um eine Anstrengjrg oder Ermüdung des betrach-
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tenden Auges zu vermindern oder völlig auszuschliessen. Man benutzt
auch deswegen vorzugsweise 525 horizontale Abtastzeilen pro Bild, um die üblichen Fernsehelemente benutzen zu können und die Kosten
für die Vorrichtung niedrig zu halten. Natürlich könnte jede beliebige Anzahl horizontaler Abtastzeilen pro Bild verwendet werden. Tatsächlich
wäre auch bei einer grösseren Anzahl von Zeilen das Auflösungsvermögen der Vorrichtung entsprechend grosser. Die Erfahrung
hat jedoch gezeigt, dass die mit der Verwendung von 525 horizontalen Abtastzeilen verbundenen Vorteile die Nachteile bei weitem
überwiegen. Das feste Zeilensprungverhältnis von 2 : 1 hat sich ebenfalls als sehr günstig erwiesen, obwohl ein anderes Verhältnis ebenfalls
zufriedenstellende Werte bringen kann.
Mit Hilfe der Selektionsschaltung 54 können eine ganze Anzahl von Teilchenparametern, etwa die Fläche eines Teilchens mit Löchern,
die Fläche eines Teilchens ohne Löcher, die längste Abmessung, der Feret-Durchmesser, die projizierte Länge oder die Höhe irgendwelcher
Teilchenkonkavitäten gemessen werden. Zum Verständnis der Aussage und der relativen Bedeutung der Messungen, die an den
abzutastenden Teilchen vorgenommen werden, geht aus der namentlichen Bezeichnung alleine schon der Zweck hervor. Dies trifft auf
einige der aufgezählten möglichen Messungen zu. Andere der angegebenen Messungen sind jedoch einem Nichtfachmann in der Teilchenmessung
und Analyse nicht vertraut. Zum besseren Verständnis und zum Aufzeigen der relativen Bedeutung der durchgeführten Messungen
scheint es angebracht, an dieser Stelle darüber eine kurze Erläuterung zu geben.
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20S.576*
Ein Teilchen 27, das im Teilbereich 51 in Fig. 2 gezeigt worden ist,
ist vergrössert, herausgegriffen und einzeln in Fig. B wiedergegeben
worden. Die Bedeutung von Flächenmessungen an Teilchen, egal ob darin enthaltene Löcher oder Lücken bei solchen Messungen berücksichtigt werden oder nicht, ist augenscheinlich. Messungen dieser
Art werden häufig dazu benutzt, Angaben über die Konzentration oder ähnliche Informationen bezüglich Teilchen, die innerhalb eines bestimmten
abzutastenden Bereiches liegen, zu gewinnen. Um die Erläuterungen so einfach wie möglich zu halten, besitzt das Teilchen 27 Jj
keine Löcher.
Der Feret-Durchmesser ist der Abstand zwischen zwei parallelen
Tangenten an gegenüberliegenden Seiten des Teilchenumrisses. Die Richtung dieser Tangenten ist willkürlich und ungeachtet der Ausrichtung
jedes Teilchens, das ausgemessen wird, gewählt. In Fig. 6 wurde die willkürlich festgelegte Richtung der Einfachheit halber
senkrecht zur Abtastrichtung gewählt. Die Abtastrichtung ist durch den Pfeil 124 angedeutet. Der Feret-Durchmesser für das Teilchen
27 ist durch den Abstand 136 zwischen den Punkten 125 und 127 gegeben.
Die Punkte 125 und 127 sind die Tangentenberührungspunkte an μ
den gegenüberliegenden Seiten des Teilchens für die gewählte Richtung. Es sei darauf hingewiesen, dass diese einmal gewählte Richtung für
alle in einem bestimmten Bereich gemessenen Teilchen konstant bleibt. Der Feret-Durchmesser ist eine in der Teilchenmessung sehr brauchbare
Grosse, da er in einer festen oder sonst leicht errechenbaren
Beziehung zu bestimmten anderen Teiichenparametern, etwa der projizierten
Länge oder dem Formfaktor, steht.
Die projizierte Länge für irgendein bestimmtes Teilchen wird unabhängig
von dessen Ausrichtung bestimmt, indem man zum Feret-
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Durchmesser für das ganze Bild die Feret-Durchmesser für irgendwelche
Einbuchtungen am Teilchenrand oder Löcher, falls vorhanden, addiert. Die projizierte Länge für das Teilchen 27 in Fig. 6 ergibt
sich daher aus der Summe des Feret-Durchmessers für das ganze Teilchen (Abstand 136) plus dem Feret-Durchmesser für alle Einbuchtungen
(Abstand 137 und Abstand 138). Der Abstand 137 entspricht dem Abstand zwischen den Tangenten durch die Punkte 132
und 133. Der Abstand 138 entspricht dem Abstand zwischen den Tan-
^ genten durch die Punkte 128 und 129. Man beachte, dass die Einbuchtung
nur durch die tangentielle Erfassung des tiefsten Punktes,
etwa dem Punkt 128 oder 133, und die Erfassung des Endpunktes am kleineren der beiden Vorsprünge, die zur Einbuchtung führen, etwa
dem Punkt 129 oder 132, zur Wirkung kommt. Die Tangenten werden, so wie definiert, in der Abtastrichtung an den Teilchenumfang gelegt.
Die Messung einer Einbuchtung bis'hinaus zum grösseren der beiden
Vorsprünge würde einen Messfehler bringen, da der grössere dieser Vorsprünge bereits in den Feret-Durchmesser für das ganze Teilchen
eingegangen ist. Die projizierte Länge für das Teilchen 27 von Fig. 6 ergibt sich daher aus der Summe der Abstände 136, 137 und 138.
Die projizierte Länge ist ein leicht zu bestimmender und für den Benutzer
der Vorrichtung sehr brauchbarer Teilchenparameter. Es wurde nämlich gefunden, dass der Umfang eines Teilchens gleich der
durchschnittlichen projizierten Länge für alle Teilchenrichtungen multipliziert mit dem Wert TT ist. Es ist leicht einzusehen, dass die
projizierte Länge, auch für eine ganze Anzahl von Teilchenrichtungen, einfacher mit Hilfe der vorliegenden Erfindung zu bestimmen
ist als der Teilchenumfang mit Hilfe direkter Messung. Mit Hilfe der dieser Erfindung entsprechenden Vorrichtung kann daher schnell und
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genau die Länge des Umfangs vieler Teilchen einzeln oder zusammen
bestimmt werden.
Das Verhältnis zwischen der projizierten Länge und dem Feret-Durchmesser
bezeichnet man als Formverhältnis eines Teilchens für eine bestimmte Richtung. Ein Kreis hätte daher beispielsweise
ein Formverhältnis von 1, da er keine Einbuchtungen und Vorsprünge
aufweist und sein Feret-Durchmesser folglich gleich der projizierten Länge ist. Da Einbuchtungen zum Feret-Durchmesser addiert werden,
um die projizierte Länge zu bestimmen, deutet ein Formverhältnis grosser als 1 auf einen konvexen Teilchenumfang, ein Formverhältnis
von weniger als 1 auf einen konkaven Teilchenumfang hin. Wenn die Gestalt des Teilchens von Bedeutung ist, kann sie leicht durch eine
einfache Messung des Feret-Durchmessers und der projizierten Länge charakterisiert werden. Andere Formfaktoren können ebenfalls bestimmt
werden.
Die längste Abmessung eines Teilchens ist, wie der Name dieses Parameters bereits aussagt, der maximale Wert des Feret-Durchmessers
für alle Richtungen bezüglich des Teilchenbildes. Bei der Bestimmung dieses Parameters besteht keine Abhängigkeit von der
Abtastrichtung. In Fig. 6 verläuft die längste Abnnessung 134 zwischen den Punkten 125 und 130. Es sei darauf hingewiesen, dass die
Bestimmung der längsten Abmessung durch die Vorrichtung nicht in der direkten Art und Weise vorgenommen werden kann, wie es graphisch
dargestellt ist. Es wird später noch erläutert, wie die Bestimmung der längsten Abmessung eines Teilchens durchgeführt wird.
Die Bestimmung der längsten Abmessung mit Hilfe manueller Verfahren
ist eine sehr zeitraubende Aufgabe und mit den heutigenFor-
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derungen nach hoher Arbeitsgeschwindigkeit nicht vereinbar. Es ist
bekannt, dass die längste Abmessung eines Teilchens bei einem maximalen Fehler von plus oder minus 3 Prozent bestimmt werden
kann, indem man das Maximum von nur vier Feret-Durchmessern, die in vier verschiedenen Abtastrichtungen oder die für vier verschiedene
Ausrichtungen des Teilchens bestimmt worden sind, berechnet. Bei den dem Stand der Technik entsprechenden Vorrichtungen
bedeutet dies, dass man das Teilchen in seiner Ausrichtung vier-
^ mal verändert. Bei Verwendung manueller Verfahren wären dabei
vier gesonderte Bildmessungen notwendig. In jedem Fall ist zur Durchführung einer relativ genauen Bestimmung der längsten Abmessung,
die vollständig innerhalb des Teilchens liegt, bei den dem
Stand der Technik entsprechenden Vorrichtungen ein erheblicher Zeitaufwand erforderlich. Die in der vorliegenden Vorrichtung zur
Bestimmung der längsten Abmessung benutzte Schaltung 60 kann die längste Abmessung eines Teilchens mit einem maximalen Fehler von
nur plus oder minus 3 Prozent in Abhängigkeit von dem benutzten Näherungsverfahren messen, ohne das Teilchen drehen oder neu
ausrichten zu müssen. Es braucht auch nicht die Abtastrichtung ge-
^ ändert zu werden, was bei den dem Stand der Technik entsprechenden
Vorrichtungen der Fall war.
Der Teilchenparameterselektor 62 erfüllt eine ganze Anzahl von
Funktionen in der hier beschriebenen Vorrichtung. Eine dieser Funktionen besteht darin, die verschiedenen in die Schaltung 62 eingegebenen
Signale zur Kompensationsschaltung 64 weiterzugeben. Eine andere Funktion bewirkt, dass andere Signalgruppen so geschaltet
werden, dass sie den Umriss oder die aufgehellte Bildvorlage des gewählten Teilchens liefern. Das dem gewählten Teilchen entsprechende
binäre Videosignal wird zur Schwellwertschaltung 53 zurückgeführt,
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wo eine entsprechende Schaltung die künstliche Aufhellung des Umrisses
des ausgewählten Teilchens künstlich herbeiführt. Die Schwellwertschaltung
53 erhält dieses binäre Videosignal vom Teilchenparameterselektor 62. Eine weitere Funktion der Schaltung 62 besteht
darin, Signale für den Feret-Durchmesser des gewählten Teilchens zu erzeugen. Wieder eine andere Funktion der Schaltung 62 bewirkt,
dass die Messtaktschaltung 78 gesperrt wird, wodurch irgendein Bild, in welchem kein Teilchen festgestellt werden kann, was wiederum
die Schwellwertschaltung herausfindet, nicht in die durchgeführten Messungen einbezogen wird. Alle diese Funktionen und die logischen
Schaltungen, welche die Ausführung dieser Funktionen durch den Teilchenparameterselektor 62 ermöglichen, werden später im einzelnen
erläutert.
Die Messtaktschaltung 78 bestimmt die Anzahl der Abtastbilder, während deren Messung stattfindet. Die Schaltung 78 arbeitet ausserdem
mit einer Sperrschaltung zusammen, die im Teilchenparameterselektor 62 untergebracht ist. Diese Sperrschaltung, die im einzelnen
in Verbindung mit dem Teilchenparameterselektor 62 beschrieben wird, unterbindet die Messung, wenn von der Vorrichtung ein Teilchen
nicht erkannt wird.
Zur Messung eines Parameters wird durch die Auslöseschaltung 76 zur Teilchenmessung ein bestimmtes Teilchen ausgewählt. Die
Schaltung 76 enthält einen Schreibgriffel 19 mit eingebautem Schalter (nicht dargestellt). Möchte der Benutzer an einem ausgewählten
Teilchen Messungen durchführen, so drückt er den Schreibgriffel lediglich gegen den Bildschirm des Fernsehempfängers.
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Die Messtaktschaltung 78 steuert den Grössenausgabezähler 68. Die
Auslöseschaltung 76 und die Messtaktschaltung 78 steuern die Zuschaltung des Grössenausgabezählers 68 für ein bestimmtes Zeitintervall,
während dem sichergestellt ist, dass nur solche Teilchen, die von den Schaltungen erkannt werden, in den Messprozess einbezogen
werden.
Das Ausgangssignal der Parameterselektorschaltung 62 ist proportional
zum Grössenmesswert. Dieses Ausgangssignal wird über die Kompensationsschaltung 64 weitergeleitet. Diese Schaltung erlaubt es, die
Messergebnisse in geeigneten Einrichtungen direkt wiederzugeben, und zwar unabhängig davon, welche Objektive im Mikroskop verwendet
worden sind. Ist beispielsweise das Mikroskop 12 so eingestellt worden, dass es einen Teilbereich 51 um irgendein Vielfaches vergrössert,
dann ist eine entsprechende entgegengesetzte Korrektur zur Reduzierung des gewünschten Parameters auf seinen tatsächlichen Wert notwendig.
Die Kompensationsschaltung 64 wird zu diesem Zweck verwendet. Das dieser Schaltung zugeführte Eingangssignal wird daher in entsprechender
Weise korrigiert, so dass die Vergrösserung des Teilchenbildes aufgrund der im Mikroskop 12 verwendeten Objektive ausgeglichen wird.
Beim Messen von Teilchen ist es oft notwendig, die Ergebnisse in
Grössenklassen einzureihen. Ist der ausgewählte Teilchenparameter beispielsweise die Teilchenfläche, so liefert die Kompensationsschaltung
die Ausgangssignale zur logischen Grössenverteilungsschaltung 66 der Reihe nach, und zwar entsprechend bestimmter Flächengrössenklassen,
wie sie vom Benutzer der Vorrichtung herausgegriffen worden sind. Die logische Grössenverteilungsschaltung 66 ist, wie ihr Name schon
sagt, zur Zuordnung der Teilchen zu einer bestimmten Klasse innerhalb
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eines erwarteten Gesamtbereiches von Teilchengrössen gedacht. Beim
Eingeben der Teilchenflächen in die Schaltung 66 bestimmen die darin
enthaltenanlogischen Glieder durch Vergleich, in welche Flächengrössenklasse ein bestimmtes Teilchen gehört. Diese logischen Glieder führen
dann die Zuordnung durch und liefern eine Anzeige zu einer Gruppe mechanischer Zähler 70. Alle mechanischen Zähler 70 können im
gesamten erwarteten Teilchenparameter bereich Werte aufnehmen und wiedergeben. Hat beispielsweise der Benutzer der Vorrichtung die
Teilchenfläche als denjenigen Teilchenparameter gewählt, dessen Wert er durch die mechanischen Zähler 70 ausgeben lassen will, wenn er
mit dem Auswählen der Teilchenbilder auf dem Fernsehempfänger 14 durch den Schreibgriffel 19 fertig ist, dann zeigen die mechanischen
Zähler die vollständige Flächengrössenverteilung für das ganze Bildfeld an. Jeder gewünschte spezielle Grössenparameter kann über die logische
Grössenverteilungsschaltung 66 zu den mechanischen Zählern 70 übertragen und dort dargestellt werden.
Soll jedoch kein Grössenverteilungsprofil für den gemessenen Teilchenparameter
dargestellt werden, sondern vielmehr jeweils der einzelne Parameter für jedes Teilchen, dann wird das Ausgangssignal der Kompensationsschaltung
64 zum Grössenausgabezähler 68 geliefert. Wie oben erwähnt, wird der Grössenausgabezähler 68 durch die Auslöseschaltung
76 und die Messtaktschaltung 78 zugeschaltet.
Es hat sich herausgestellt, dass die visuelle Wiedergabe des Teilchenmessergebnisses
im oberen Teil des Fernsehkontrollempfängers 14 oder an irgendeiner anderen geeigneten Stelle davon für den Benutzer
der Vorrichtung sehr bequem ist und den Zeitaufwand vermindert. Andererseits kann der erhaltene Messwert natürlich auch auf irgend-
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einem anderen geeigneten, gleichwertigen Ausgabegerät wiedergegeben
werden. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erhält die
Ausgabesteuerschaltung 74 die vom Grössenausgabezähler 68 geliefei—
te Information. Die in die Ausgabesteuerschaltung 74 eingegebene Information wird dann dazu benutzt, mit Hilfe einer geeigneten logischen
Schaltung Signale zu erzeugen, die in Beziehung zu numerischen Zeichen stehen, welche wiederum dem gewonnenen Messwert entsprechen.
Diese numerischen Zeichen werden auf dem Fernseh- ^ empfänger 14 dargestellt, wo der Benutzer der Vorrichtung die Messergebnisse
ablesen kann, ohne sich abwenden zu müssen. Um die Grosse der abgetasteten Fläche nicht ernsthaft einzuschränken, ist die
Höhe der von der Ausgabesteuerschaltung 74 erzeugten und zum Fernsehempfänger 14 zurückgeführten Zeichen auf 1/16 der Bildhöhe begrenzt.
Es wird nun die Schwellwertschaltung 53 näher erläutert, die in Fig. 4
in Form eines Blockschaltbildes dargestellt ist. Die Hauptfunktion dieser Schaltung besteht darin, ein binäres Videosignal zu erzeugen,
das dem von der Fernsehkamera 10 gelieferten Videosignal entspricht. I*. Das binäre Videosignal besitzt Übergangszonen, welche an den Grenzen
von Teilchenabbildungen, die von der Kamera 10 "gesehen" werden, auftreten.
Bei der Erfüllung dieser Funktion kann die Schwellwertschaltung 53
in einer von drei möglichen Betriebsarten arbeiten. Bei der ersten Betriebsart oder im manuellen Betrieb wird ein bestimmter Bildintensitätspegel
von Hand eingestellt, um die Punkte zu bestimmen, an denen Übergänge im binären Videosignal auftreten sollen. Dieser
manuell eingestellte Bezugspegel wird vom Benutzer der Vorrichtung festgelegt. Der Benutzer stellt dabei einen Schwellwertregler 92,
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vorzugsweise ein Potentiometer, entsprechend ein. Mit der Einstellung
des an der Vorderseite der Vorrichtung angebrachten Schwellwertreglers wird auch der Bildintensität-Bezugspegel eingestellt. Die
zweite Betriebsart kann als halbautomatischer Betrieb bezeichnet werden. Auch dabei bestimmt der Benutzer den Schwellwertpegel,
bei dem die Vorrichtung anzusprechen beginnt. Ein Übergang in einem binären Videosignal tritt jedoch nicht nur dann auf, wenn das Videosignal
den vom Benutzer festgelegten Schwellwertpegel erreicht. Dieser Schwellwertpegel wird vielmehr dazu benutzt, in der Vorrichtung ^
anzuzeigen, dass, wenn das Videosignal diesen Pegel überschritten hat, die Umgebung eines Punktes erreicht ist, an der ein Übergang in einem
binären Videosignal notwendig ist. Bei der halbautomatischen Betriebsart wird der Schwellwertpegel, bei dem der Übergang im binären
Videosignal auftreten soll, aus dem Durchschnitt von maximalen und minimalen Werten hergeleitet. Diese maximalen und minimalen Werte
werden vom Videosignal in unmittelbarer Nachbarschaft derjenigen Stelle, an welcher eine Überschneidung mit dem vom Benutzer gesetzten
Schwellwertpegel auftritt, erreicht. Hat der Benutzer den
ersten Schwellwertpegel von Hand eingestellt, dann werden die übrigen
P eg el bestimmung en für Übergänge im binären Videosignal automatisch ^
vorgenommen. Daher stammt auch die Bezeichnung "halbautomatisch". Die letzte Betriebsart der Schaltung 53 ist der automatische Betrieb.
Wählt der Benutzer diese Betriebsart, dann hat er keine weitere Steuerfunktion mehr. Die Übergänge im binären Videosignal treten
dann bei demjenigen durchschnittlichen Pegel auf, der aus den maxima- ■
len und minimalen Werten irgendeines Überganges im Videosignal, der eine bestimmte Grosse und Steigung überschreitet, abgeleitet wird.
Aus Fig. 4 geht hervor, dass das von der Fernsehkamera 10 gelieferte
Videosignal direkt zu einer Impedanzanpassungsschaltung 84 geleitet
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wird. Diese Schaltung dient zum Anpassen der Ausgangsimpedanz der
Fernsehkamera 10 und des Kabels 13, welches das Videosignal zur Schwellwertschaltung 53 leitet. Das Videosignal wird im Verstärker
82 verstärkt und in invertierter Form zur Begrenzungsschaltung 86 übertragen, wo die Unterseite der Horizontal-Synchronimpulse im
Videosignal auf einem festen Gleichspannungspegel gehalten wird. Die Schaltung 86 setzt eine der Grenzen fest, bis zu denen das Videosignal
schwingen kann.
Das verstärkte und auf einem bestimmten Pegel gehaltene Videosignal
wird dann über ein geeignetes Kabel 197 zur Vergleichsschaltung 81
übertragen. Diese Vergleichsschaltung wird beim automatischen Betrieb dazu benutzt, zu bestimmen, wann ein Übergang in Abhängigkeit
von Videosignalen, die einen grösseren Wert und eine grössere Steigung als vorgegeben besitzen, auftreten soll. Beim halbautomatischen
Betrieb bestimmt die Vergleichsschaltung 81, wann das Videosignal
den Bildintensitäts-Bezugspegel schneidet, der durch den Schwellwertregler (nicht dargestellt) vorgegeben ist. Dieses Bezugssignal erscheint auf der Leitung 194 und fliesst zum Eingang der Vergleichsschaltung
81 . Beim automatischen Betrieb wird der Eingang 194 der Schaltung 81 nicht mit dem Schwellwertregler 92, sondern
mit dem Ausgang des automatischen Schwellwertgebers 101 durch
den Schalter 93 verbunden. Beim manuellen Betrieb spielt die Vergleichsschaltung
81 keine Rolle.
Das Videosignal wird ausserdem zur Maximum-Schaltung 83 und zur Minimum-Schaltung 85 geliefert. Diese beiden Schaltungen treten
nur beim automatischen bzw. halbautomatischen Betrieb in Tätigkeit und bestimmen die vom Videosignal erreichten maximalen und minimalen
Werte unmittelbar nach dem Umschalten der Vergleichsschaltung
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81 . Dies soll noch genauer erläutert werden. Betrachtet man die Arbeitsweise
der Maximum-Schaltung 83, so stellt man fest, dass das Videosignal zusammen mit dem Ausgangssignal aus der Vergleichsschaltung
81 in die Schaltung 83 eintritt. Ist das Ausgangssignal der Schaltung 81 positiv, so folgt die. Maximum-Schaltung 83 dem Videosignal,
bis der Spitzenwert des Videosignals erreicht ist. Dieser Spitzenwert wird gespeichert, bis der nächste positive Übergang in
der Vergleichsschaltung 81 auftritt. Bei einem negativen Übergang
in der Vergleichsschaltung liefert die Maximum-Schaltung die grösste
positive Spannung, die seit dem letzten positiven Übergang erreicht worden ist. Die Minimum-Schaltung 85 liefert ähnliche Ausgangssignale
wie die Maximum-Schaltung 83, es sind lediglich dabei alle Polaritäten umgekehrt. Die entsprechenden Ausgangssignale der
Maximum- und Minimum-Schaltungen 83 und 85 werden zu einer Summierungsschaltung 87 geleitet, welche den augenblicklichen Durchschnitt
dieser Ausgangssignale bestimmt. Diese von der Summierungsschaltung 87 gelieferte Ausgangsspannung wird zum Festlegen des
Schwellwertpegels für die Vergleichsschaltung 90 benutzt.
Das andere Eingangssignal der Vergleichsschaltung 90 ist eine verzögerte
Version des Videosignals, das auf der Leitung 197 ankommt. Aus Fig. 4 geht hervor, dass das Videosignal durch die Verzögerungsleitung
89 für die Dauer einer Periode in der Grössenordnung von 1,0 Mikrosekunden verzögert wird. Durch diese Verzögerung soll
genügend Zeit für die Maximum- und Minimum-Schaltungen 83 und 85 gewonnen werden, so dass sie die entsprechenden Werte des Videosignals
bestimmen können, und zwar vor dem Augenblick, in dem ein Übergang auftreten soll.
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Die Vergleichsschaltung 90 schaltet folglich immer dann um, wenn das verzögerte Videosignal die Mitte zwischen der maximalen und
minimalen Spannung eines von der Schaltung 81 gewählten Überganges kreuzt, gleichgültig ob im automatischen oder halbautomatischen
Betrieb gefahren wird. Bei manuellem Betrieb schaltet die Vergleichsschaltung 90 andererseits bei einem Gleichspannungspegel
um, der vom Schwellwertregler 92 vorgegeben ist. Der Schalter 103 wird in Übereinstimmung mit der gewählten Betriebsart betätigt,
so dass die Schaltung 90 immer das richtige Eingangssignal erhält.
Die Arbeitsweise der Schwellwertschaltung 53 wird anhand von Fig. verdeutlicht. Aus Fig. 5 gehen die Wechselbeziehungen der verschiedenen
Signale hervor. Das von der Kamera 10 erzeugte Videosignal ist durch die fest ausgezogene Linie 94 dargestellt. Das von der Verzögerungsleitung
89 gelieferte verzögerte Videosignal, welches ein Eingangssignal der Vergleichsschaltung 90 ist, ist als gestrichelte
Linie 95 angedeutet. Das verzögerte Videosignal ist gegenüber dem Videosignal 94 nach rechts verschoben. Die Maximum- und Minimum-Signale
96 und 97 geben die vom Videosignal während eines Übergangsintervalles erreichten Werte an. Das Maximum-Signal 96 ist durch
eine durchgezogene Linie mit voneinander abgesetzten kleinen Kreuzen dargestellt. Das Minimum-Signal 97 besteht aus einer fest ausgezogenen
Linie mit eingezeichneten kleinen Kreisen. Das Maximum-Signal 96 fällt kurz nach Beginn der vorderen Flanke eines Videosignalüberganges
auf das Videosignal 94 ab. Das Minimum-Signal 97 steigt andererseits kurz nach dem Beginn der hinteren Flanke eines Videosignalüberganges
auf den Videosignalwert an. Dieses Umschalten wird durchgeführt, um Fehler durch Drifterscheinungen bei der Bestimmung
der maximalen und minimalen Werte, welche genau und schnell die höchsten und niedrigsten vom Videosignal 94 erreichten Werte angeben,
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zu vermeiden. Sind die verschiedenen Mittelpunkte 98 festgelegt, dann
schaltet die Vergleichsschaltung 90 "hinauf" oder "hinunter", wenn der Videosignal peg el die Durchschnittspegel kreuzt. Daraus entsteht
schliesslich das entsprechende binäre Videosignal 99. Die Breite oder Dauer jedes binären Videoimpulses entspricht dem Zeitintervall, das
zwischen zwei Mittelpunkten 98 verstreicht.
Die Trennschaltung 88 dient zum Abtrennen der Horizontal- und Vertikal-Synchronimpulse
vom Videosignal. Diese Synchronimpulse μ
werden in der Vorrichtung als Taktimpulse verwendet. Durch die Abtrennung der Synchronimpulse wird eine Kette von Horizontal-
und Vertikal-Synchronimpulsen erzeugt. Die Trennschaltung 88 stellt funktionell keinen Teil der Schwellwertschaltung 53 dar. Die Schaltung
88 ist jedoch in den Schaltungsplatten der Schaltung 53 untergebracht, weil es sehr bequem ist, die Trennschaltung 88 an der Stelle zu haben,
an der das Videosignal abgenommen wird.
Das durch die Schaltoperationen der Vergleichsschaltung 90 erzeugte
binäre Videosignal wird zu einer logischen Schwarz-Weiss-Schaltung
91 übertragen. In dieser Schaltung wird das binäre Videosignal ent- μ
weder invertiert oder es behält die gleiche Polarität bei, und zwar in
Abhängigkeit von der "Farbe" der Teilchen und ihres Hintergrundes.
Obgleich auch ein anderes Schema denkbar ist und genauso leicht realisiert werden könnte, lässt man vorzugsweise doch das binäre
Videosignal unverändert durch die logische Schaltung 91 fliessen, wenn ein "schwarzes" Teilchen sich vor einem "weissen" Hintergrund
befindet. Ein "weisses" Teilchen vor einem "schwarzen" Hintergrund bewirkt eine Umkehrung des binären Videosignals in der logischen
Schaltung 91 . Ein Schalter (nicht dargestellt) an der Vorderseite der Steuereinheit 16 gibt dem Benutzer die Möglichkeit, die logische
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Schaltung 91 in Übereinstimmung mit der relativen "Farbe" der abgetasteten
Objekte und des zugehörigen Hintergrundes einzustellen. Das Ausgangssignal der Schwellwertschaltung 53 ist also letztlich
ein binäres Videosignal, das einen positiven Wert besitzt, wenn der Elektronenstrahl in der Kamera 10 ein Teilchen abtastet, und das
den Wert Null besitzt, wenn der Elektronenstrahl den Hintergrund des Sichtfeldes abtastet, unabhängig von der relativen "Farbe" von
Teilchen und Hintergrund.
Die Selektionsschaltung 54 ist durch die Leitung 80 mit dem Teilchenselektor
79 verbunden. In der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform besteht der Teilchenselektor 79 aus einem Schreibgriffel
19, der in Fig. 1 gezeigt ist. Die Arbeitsweise des Schreibgriffels
wird später näher beschrieben.
Zeigt der Benutzer mit dem Schreibgriffel 19 auf ein am Monitor 14
wiedergegebenes Teilchen, so setzt er damit die Schaltung 54 in Betrieb. Die Schaltung 54 trennt das binäre Videosignal, das dem ausgewählten
Teilchen entspricht, ab. Zur Erleichterung der Benutzung des Schreibgriffels 19 wird ein heller halbmondförmiger Lichtfleck
auf dem Monitor 14 an der Stelle erzeugt, auf die der Schreibgriffel 19 zeigt. Der Benutzer kann also allein mit Hilfe des Schreibgriffels
19 und des halbmondförmigen Lichtfleckes ein bestimmtes Teilchen auswählen. Der Lichtfleck berührt dabei den obersten Teil des ausgewählten
Teilchens.
Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild der Selektionsschaltung 54. Die beiden
wichtigsten Eingangssignale für diese Schaltung sind das Ausgangssignal des Teilchenselektors 79 und das binäre Videosignal der
Schwellwertschaltung 53. Das wichtigste Ausgangssignal der Selek-
8 0 38 31/ 00 0 8 . - 25 -
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tionsschaltung ist das binäre Videosignal, welches vom ausgewählten
Teilchen stammt und nachstehend auch als "Abtastsignal" oder "Erfassungssignal"
bezeichnet wird.
Das vom Teilchenselektor 79 empfangene Signal besteht aus einer
Impulsgruppe, falls der Selektor ein Schreibgriffel ist. Das Signal kann aber auch aus einem einzelnen Impuls bestehen, falls der Teilchenselektor
ein Potentiometer oder dergleichen ist. Wird der Schreibgriffel 19 verwendet, was vorzugsweise der Fall ist, dann wird einmal
für jedes Bildfeld eine Impulsgruppe erzeugt. Diese Impulse entsprechen
Positionen auf einer Gruppe von Abtastzeilen, auf die der Schreibgriffel zeigt. Die Impulse werden von einem im Schreibgriffel
19 untergebrachten lichtempfindlichen Element (nicht dargestellt) erzeugt.
Man kann der Einfacnheit halber annehmen, dass diese Impulse einen unter dem Schreibgriffel 19 befindlichen Bereich definieren. Wie
in Fig. 8 dargestellt, hat dieser Bereich eine halbmondförmige Form 5470. Eine solche Form ist ziemlich schwierig zu verwenden, weil
ihr oberer Teil sehr breit ist. Wenn die Teilchen sehr dicht gedrängt liegen, kann möglicherweise durch den breiten oberen Teil kaum mehr
ein bestimmtes Teilchen für die Messung ausgewählt werden. Folglich wird eine bequemere Form 5471, die ebenfalls in Fig. 8 dargestellt
ist, von einem variablen monostabilen Multivibrator 5460 in Abhängigkeit
von der vom Schreibgriffel 19 gelieferten Impulsgruppe erzeugt. Der monostabile Multivibrator 5460 erhält den ersten Impuls vom
Schreibgriffel 19 nach einem vertikalen Synchronimpuls. Aufgrund dieses Impulses wird ein relativ kurzdauernder Impuls 5473 erzeugt.
Dieser erste vom Multivibrator 5460 erzeugte Impuls 5473 stösst eine
im Multivibrator enthaltene Taktschaltung (nicht dargestellt) an. Die Taktschaltung vergrössert während der dem Impuls 5473 folgenden
Zeit das Verzögerungsintervall im monostabilen Multivibrator. Jeder
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Schreibgriffelimpuls 5469, der dem ersten Schreibgriffelimpuls nach
dem vertikalen Synchronimpuls folgt, bewirkt daher die Erzeugung eines entsprechend breiteren Impulses im Multivibrator 5460, so wie
in Fig. 8 wiedergegeben. Die variable Verzögerungsschaltung bzw. die Taktgeberschaltung des Multivibrators 5460 wird vom nächsten
vertikalen Synchronimpuls zurückgesetzt.
Das Ausgangssignal des variablen monostabilen Multivibrators 5460 wird zum Gatter 5444 übertragen. Der andere Eingang dieses Gatters
ist mit dem Ausgang des Gatters 5443 verbunden. Ist das Ausgangssignal des Gatters 5453 positiv, dann fliessen die Impulse vom Multivibrator
5460 durch das Gatter 5444 und über das Gatter 5445 zu einem Eingang des Gatters 5401 . Das binäre Videosignal der Schwellwertschaltung
53 wird zum anderen Eingang des Gatters 5401 übertragen. Immer dann, wenn ein Impuls des Multivibrators 5460 zeitlich
mit einem binären Videosignal zusammenfällt, wird das Ausgangssignal des Gatters 5401 negativ, wodurch die aus den Gattern 5402 und
5403 bestehende Kippschaltung umschaltet und ein positives Ausgangssignal am Gatter 5402 abgegeben wird. Dieses Ausgangssignal wird
dann über die Gatter 5412, 5413 und 5414 zu der aus den Gattern 5419
und 5420 bestehenden Kippschaltung geschickt. Diese Kippschaltung liefert daraufhin ein negatives Ausgangssignal, das zum monostabilen
Multivibrator 5461 gegeben wird. Der Multivibrator 5461 hat ein Verzögerungsintervall
von etwa 40 Mikrosekunden, bevor er ein negatives Ausgangssignal abgibt. Das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators
5461 bleibt dann solange negativ, bis genau 63,3 Mikrosekunden nach dem Negativwerden des Eingangssignals verstrichen sind.
Nach Ablauf dieses 63,3 Mikrosekunden dauernden Intervalles wird das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 5461 wieder positiv.
Fig. 9 zeigt das Ausgangssignal des Multivibrators 5461 und die Ab-
_27_
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hängigkeit dieses Ausgangssignals, wie oben beschrieben. Das Verzögerungsintervall
von 63,3 Mikrosekunden ist eine sehr wichtige Grosse, welche um gerade 0,2 Mikrosekunden kleiner ist als das
Zeitintervall für eine horizontale Zeilenabtastung. Natürlich kann auch ein anderes Verzögerungsintervall verwendet werden, wenn
ein anderes Abtastschema gewählt worden ist. Das Zeitintervall von 63,3 Mikrosekunden wird automatisch vom monostabilen Multivibrator
5461 während des Vertikal-Synchronintervalles überwacht. Der Multivibrator
5461 wird daher 60 mal in der Sekunde geeicht, wodurch sichergestellt ist, dass das Intervall von 63,3 Mikrosekunden exakt
aufrechterhalten wird.
Erscheint ein positiver Übergang im Ausgangssignal des monostabilen
Multivibrators 5461, dann wird er durch das Gatter 5421 und das Differenzierglied 5452 geleitet. Der daraus sich ergebende negative
Impuls fliesst zu einem aus den Gattern 5422 und 5423 bestehenden
Kippglied und bewirkt, dass das Ausgangssignal des Gatters 5422 positiv wird. Dieser positive Impuls des Gatters 5422 fliesst durch das
Gatter 5446 und durch das Gatter 5445 zum Gatter 5401 zurück. Es wird daher kurz vor der Erfassung des ausgewählten Teilchens in der
ersten horizontalen Abtastzeile 5472 der Eingang des Gatters 5401 gesetzt, so dass das zweite Erfassungssignal des Teilchens an das aus
den Gattern 5402 und 5403 bestehende Kippglied gelangen kann. Es sei
daran erinnert, dass die erste Öffnung des Gatters 5401 aufgrund eines
Impulses aus der variablen monostabilen Schaltung 5460 erfolgte. Die
zweite Öffnung des Gatters 5401 ist jedoch auf einen Impüs zurückzuführen, der vom monostabüen Multivibrator 5461 geliefert wird. Dieser
Impuls wurde von der ersten Erfassung des Teilchens abgeleitet und so verzögert, dass das Verzögerungsintervall gerade etwas kleiner
ist wie die Zeit, die vom Beginn der ersten Erfassung bis zur gleichen
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- 28 Position auf der nächsten horizontalen Abtastzeile benötigt wird.
Die Arbeitsweise der monostabilen Schaltung 5462 ist mit derjenigen
der monostabilen Schaltung 5461 zu vergleichen. Ein Unterschied besteht lediglich darin, dass die Schaltung 5462 auf die hintere Flanke
jedes Erfassungssignals anspricht, während die Schaltung 5461 mit Bezug auf die vordere Flanke des Erfassungssignals arbeitet. Das
Ausgangssignal der monostabilen Schaltung 5461 dient zum Setzen des aus den Gattern 5422 und 5423 bestehenden Kippgliedes, wodurch
das Gatter 5401 das nächste Erfassungssignal hindurchlässt. Das Sperrglied wird anschliessend durch den monostabilen Multivibrator
5462 rückgesetzt. Bei jeder Erfassung des Teilchens durch die Kamera 10 wird also das Gatter 5401 so angesteuert, dass das nächste
Erfassungssignal dieses Teilchens zur Schaltung 54 hindurchgelassen wird. Dieser Erfassungsimpuls wird seinerseits verzögert, und zwar
die vordere Flanke durch die monostabile Schaltung 5461 und die hintere Flanke durch die monostabile Schaltung 5462, so dass das Gatter
5401 während der Zeit, in der die folgende Erfassung erwartet wird,
geöffnet werden kann. Die am Ausgang des Gatters 5402 erscheinenden
Impulse entsprechen daher den Abtastsignalen des gewählten Teilchens.
Es werden nun einige Einzelheiten näher beschrieben. Fliesst ein Impuls vom monostabilen Multivibrator 5460 zum Gatter 5444 und
danach zum Gatter 5401, so erfolgt darauf solange keine Reaktion, bis dieser Impuls zeitlich mit einem Impuls des binären Videosignals
zusammenfällt. In diesem Fall schaltet das aus den Gattern 5402 und 5403 bestehende Kippglied, wie oben erwähnt, um und liefert einen
Impuls zum monostabilen Multivibrator 5461 . Das Kippglied wird dann durch das Eingangssignal zum Gatter 5403 vom binären Videosignal
rückgesetzt, wenn dieses den Wert Null erreicht. Als Folge tritt ein
^ ft η ö *ϊ Ή ί ή λ λ λ
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negativer Übergang im Ausgangssignal des Gatters 5402 auf, der über
die Gatter 5412 und 5413 zur monostabilen Schaltung 5450 gelangt. Das Ausgangssignal dieser monostabilen Schaltung 5450 bleibt für
etwa 0,35 Mikrosekunden negativ. Dieses negative Ausgangssignal wird zum monostabilen Multivibrator 5462 übertragen. Ferner gelangt
dieser Impuls der monostabilen Schaltung 5450 zu dem aus den Gattern 5442 und 5443 bestehenden Kippglied, wodurch dieses rückgesetzt
wird. Auf diese Weise stellt man sicher, dass das Ausgangssignal des Gatters 5443 einen niedrigen Wert besitzt. Damit wird verhindert,
dass weitere Impulse vom monostabilen Multivibrator 5460, die am Ausgang des Gatters 5445 erscheinen, weiterfliessen können.
Nur der erste Impuls der monostabilen Schaltung 5460, der zeitlich mit einem binären Videoimpuls zusammenfällt, erreicht daher den
Eingang des Gatters 5401 . Weitere Impulse aus der monostabilen Schaltung werden, soweit vorhanden, vom Gatter 5444 abgeblockt.
Das Ausgangssignal des Gatters 5444 der Schaltung 54 erscheint auf derjenigen Leitung, welche mit dem Fernsehverstärker 1 7 in Verbindung
steht. Dieses Ausgangssignal dient zum Erzeugen des Lichtfleckes 5471 auf dem Monitor. Ist ein Teilchen erst einmal durch eine
horizontale Abtastzeile erfasst worden, dann erscheint auf dem Monitor auch der Teilchenumriss oder Lichthof, so wie in Fig. 10 angedeutet,
wenn der Schreibgriffel 19 korrekt angesetzt ist.
Die Gatter 5424 bis einschliesslich 5430 dienen zum Anzeigen der Zeit,
in der ein Teilchen erfasst wird. Sie liefern dabei am Ausgang des Gatters 5430 einen Impuls, der mit der ersten Erfassung des Teilchens
beginnt und mit der horizontalen Abtastzeile endet, die der letzten Erfassung des Teilchens folgt. Das Ausgangssignal des Gatters 5430
wird aufgrund des Ausgangssignals 5401 positiv und bewirkt, dass einer
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der Eingänge des Gatters 5430 einen negativen Wert annimmt. Das Gatter
5429 bildet in Verbindung mit dem Gatter 5430 ein Kippglied, wodurch das Ausgangssignal des Gatters 5430 nach dem auslösenden negativen
Eingangssignal des Gatters 5401 positiv bleibt. Das Ausgangssignal des Gatters 5430 bleibt daher während der Abtastung des ausgewählten
Teilchens positiv.
Für jede Erfassung des ausgewählten Teilchens, mit Ausnahme der ^ letztenErfassung, liefert der monostabile Multivibrator 5461 ein Ausgangssignal,
das einen negativen Ausgangsimpuls des Differenziergliedes 5452 bewirkt. Dadurch liefert das aus den Gattern 5425 und
5427 bestehende Kippglied einen positiven Impuls am Ausgang des Gatters 5425. Diese Operationsfolge tritt unmittelbar nach dem Verzögerungsintervall
von 63,3 Mikrosekunden der monostabilen Schaltung 5461 auf. Wird das Ausgangssignal des Gatters 5401 negativ, was die
Erfassung des ausgewählten Teilchens anzeigt, dann fliesst dieses Signal durch die Gatter 5424 und 5426 und setzt das aus den Gattern
5425 und 5427 bestehende Kippglied in denjenigen Zustand zurück, den es unmittelbar vor dem Erscheinen des Ausgangsimpulses aus dem
α Differenzierglied 5452 besass. Das aus den Gattern 5425 und 5427 bestehende
Kippglied wird daher gerade vor den erwarteten Impulsen gesetzt und dann sehr kurze Zeit danach, wenn das vom Ausgangssignal
der monostabilen Schaltung 5461 vorweggenommene Erfassungssignal erscheint, zurückgesetzt. Erscheint dieses vorweggenommene Erfassungssignal
nicht, was bei der der letzten Erfassung folgenden horizontalen Abtastzeile der Fall ist, dann wird die aus den Gattern 5425
und 5427 bestehende Sperrschaltung durch den von der monostabilen Schaltung am Ende ihres Verzögerungsintervalles erzeugten positiven
Impuls zurückgesetzt. Dieser Rücksetzimpuls fliesst durch das Gatter 5436 des Differenziergliedes 5451 und dann durch die Gatter 5424 und
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5426, um das aus den Gattern 5425 und 5427 bestehende Kippglied zurückzusetzen.
Kurz vor dem Rücksetzen dieses Kippgliedes durchläuft der positive Übergang im Ausgangssignal der monostabilen
Schaltung 5462 das Gatter 5428. Am anderen Eingang dieses Gatters liegt ein positives Signal, weil das aus den Gattern 5425 und 5427
bestehende Kippglied nicht genügend Zeit hatte sich zurückzusetzen. Der negative Ausgangsimpuls des Gatters 5428, der das Ergebnis der
augenblicklich positiven Eingangssignale ist, setzt das aus den Gattern 5429 und 5430 bestehende Kippglied zurück. Dabei wird das Ausgangssignal
des Gatters 5430 negativ, was darauf hinweist, dass die Zeit, in der der Abtastfleck in der Fernsehkamera 10 die Zeilen abgetastet
hat, welche das ausgewählte Teilchen erfasst haben, abgelaufen ist.
Die Gatter 5416, 5417 und 5418 werden zum Vorwegnehmen der Kante
eines Teilchens benutzt, wenn dieses erscheint, bevor das Ausgangssignal
des Gatters 5445 positiv geworden ist. Spräche die Einrichtung
nur auf den Impuls des monostabilen Multivibrators 5461 an, so wie oben erwähnt, dann könnte man die vordere Kante des Teilchens solange
nicht feststellen, bis das Ausgangssignal des Gatters 5445 positiv geworden ist. Dadurch wurden Teile des Teilchens übergangen
werden. Durch die Übertragung des binären Videosignals zum Gatter 5415 und weiter über die Gatter 5416 und 5414, wodurch das aus den
Gattern 5419 und 5420 bestehende Kippglied gesetzt wird, wird jedoch
die monostabile Schaltung 5461 unter der Annahme aktiviert, dass dieses Erfassungssignal zu dem ausgewählten Teilchen gehört. Die
Gatter 5433 und 5434 haben im wesentlichen die gleiche Funktion bezüglich der monostabilen Schaltung 5462 wie die Gatter 5416, 5417
und 5418 für die monostabile Schaltung 5461 .
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Wird das durch die Gatter 54117 und 541S. fliesserade Msraäre Videosignal
negativ, bevor das Äusgangssignal der :monosfaMle:nSehaittu)!ng 5461
positiv wird;, dann !bedeutet dies., dass das Eirfassuingssignal nicht zu
dem ausgewahltenTeilciiBn gehört. Es tritt daher ein Intervall auf,
wenn beide Eingangssignale for das Gatter S41T einen niedrigen Wert
!besitzen» Dadurch wird ausserdeni ein positives ,Äusgangssignal zuinn
Differenzierglied 5455 geschickt. Das Äusgangssignal des Dirfferenziergliedes
wird seinerseits zum Gatter 5418 übertragen und setzt das aus
& den Gattern 5419 und 5420 !bestehende IKippgMed zuröck» Stammt andererseits
das ErJassungssfgnal., das für die Ansteuerung der nraonostabüen
Schaltung 54S1 veranfeworöich ist3 tatsächlich vo:in ausgewählten
Teilchen 3 dann wird das aus den Gattern 5419 und 54:2© .bestehende
Kippglied erst dann zurückgesetzt,, wenn das 40 Mikroseteunden umfassende
Zeitintervall nach dem -Auftreten eines negativen Öberganges
im Eingangssignal der monostabilen Schaltung 5461 abgelaufen ist»
Die monostabile Schaltung 5461 ist so aufgebaut, dass eine Änderung
im Eingangssignal zu diesem Zeitpunkt den Abschluss ihres vollen
Zyklus nicht ändert oder beeinflusst. Nach Beendigung des Zyklus gelangt der positive Übergang im Äusgangssignal der monostabilen
£ Schaltung 5461 über das Gatter 5421 zum positiven Differenzierglied
5454, Der Ausgang dieses Differenziergliedes ist mit dem Gatter 5418
verbunden-, wodurch das aus den Gattern 5419 und 5420 bestehende
Kippglied zurückgesetzt werden kann. Die Schaltung 54 "schaut" daher
über den Zeitpunkt hinweg voraus, in welchem ein Teilchenerfassungssignal
erwartet wird, so dass auch plötzliche irreguläre Änderungen im Umriss eines Teilchens erfassbar sind»
Zur Erzielung ähnlicher Ergebnisse gibt es eine Reihe von Möglichkeiten.
Eine dieser Möglichkeiten besteht beispielsweise darin^ dass man das Verzögerungsintervall der monostabilen Schaltung einstellbar
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macht. Erscheint der positive Übergang in den Ausgangssignalen dieser
Schaltung nicht innerhalb des Teilchens, dann wird das Verzögerungsintervall der monostabilen Schaltung automatisch so abgeglichen, dass
der nächste Übergang im Ausgangssignal aus den Teilchengrenzen herausfällt. In der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung wird
das Verzögerungsintervall der monostabilen Schaltung automatisch eingestellt.
Diese Einstellung wird während der Intervalle für Vertikal-Synchronimpulse durchgeführt. Dabei wird das Verzögerungsintervall
der monostabilen Schaltungen so bemessen, dass es gerade etwas kleiner als das Zeitintervall zwischen Horizontal-Synchronimpulsen (63,3 Mikrosekunden)
ist. Die Einstellsignale gelangen über die Gatter 5413 und 5447 zu den monostabilen Schaltungen 5461 und 5462.
Fig. 10 zeigt ein hypothetisches, ausgewähltes Zeichen 5475, über das
mehrere horizontale Abtastzeilen 5472 laufen. Der Lichtfleck 5471 an
der Spitze des dargestellten Teilchens gibt die Stelle an, auf die der Schreibgriffel 19 gerichtet ist. Die Bezugszahl 5476 zeigt den Beginn
des Verzögerungsintervalls der monostabilen Schaltung 5461 an, während die Bezugszahl 5477 das gleiche für die monostabile Schaltung 5462 angibt.
Die Bezugszahlen 5478 und 5479 geben entsprechend das Ende des 63,3 Mikrosekunden umfassenden Verzögerungsintervalls für die monostabilen
Schaltungen 5461 und 5462 an.
Eine andere von der Schaltung 54 ausgeführte Aufgabe, falls sie für eine
Teilchenmessung gewünscht wird, besteht darin, Löcher und nach oben
weisende Vertiefungen in einem ausgewählten Teilchen zu "füllen". Bei dieser Aufgabe wird die Tatsache genützt, dass das aus den Gattern 5422
und 5423 bestehende und von beiden monostabilen Schaltungen 5461 und
5462 betätigte Kippglied ein Ausgangssignal liefert, das dem Abtastsignal
des gewählten Teilchens vergleichbar ist, wobei jedoch alle Löcher und
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nach oben weisende Vertiefungen ausser acht gelassen sind. Das abgetrennte
Abtastsignal für das ausgewählte Teilchen wird vom Ausgang des Gatters 5401 abgenommen und zur Ansteuerung des aus den Gattern
5404 und 5405 bestehenden Kippgliedes benutzt. Dieses Kippglied kann solange nicht rückgesetzt werden, bis das Abtastsignal des gewählten
Teilchens auf den Wert Null abfällt und das aus den Gattern 5422 und 5423 bestehende Kippglied rückgesetzt ist. Beide Bedingungen müssen
erfüllt sein, bevor das aus den Gattern 5404 und 5405 bestehende Kippglied rückgesetzt werden kann. Die Erfüllung dieser Bedingungen wird
vom Ausgangssignal des Gatters 5407 angezeigt, welches dabei auf den Wert Null zurückgeht. Auf diese Weise kann ein Abtastsignal für ein
ausgewähltes Teilchen, dessen Löcher und nach oben weisenden Vertiefungen übergangen worden sind, zum Gatter 5406 übertragen werden.
Für die Auswahl des zu einem ausgewählten Teilchen gehörenden Abtastsignals
werden die Gatter 5408, 5409, 5410 und 5411 benutzt. Ein
Schalter (nicht dargestellt) an der Vorderseite der Vorrichtung wird vom Benutzer entsprechend eingestellt, so dass dfe Schaltung 54 entweder
das vollständige Abtastsignal für das gewählte Teilchen oder das Abtastsignal, in welchem Löcher und nach oben weisende Vertiefungen
übergangen worden sind, ausgibt. Welches der beiden Signale auf der Ausgangsleitung 5480 der Schaltung 54 vorhanden ist, hängt
vom Zustand der Leitung für "übergangene Löcher" ab, welche zum Schalter an der Vorderseite der Vorrichtung läuft. Sollen also beispielsweise
das Loch im Teilchen 47 von Fig. 2 oder die vertikalen Vertiefungen übergangen werden, dann muss man den Schalter in die
entsprechende Position bringen. Das Loch und die vertikalen Vertiefungen im Teilchen 47 werden andererseits berücksichtigt, wenn die Stellung
des an der Vorderseite befindlichen Schalters besagt, dass dieses verlangt
wird.
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Die nun zu beschreibende Schaltung ;6O für die Bestimmung der längsten
Abmessung nimmt die von der Schaltung 54 gelieferten Signale auf 3
verwertet sie und bestimmt die längste Abmessung eines Teilchens in
irgendeiner Richtung. Die längste Abmessung eines Teilchens wird
definiert als der grosste senkrechte Abstand zwischen zwei parallelen
Tangenten des Teilchens. Ein Beispiel für die längste iAtomessung und
Erläuterungen dazu finden sich in der obigen, auf Fig« S bezogenen
Beschreibung,.
FQr die Bestimmung der längsten Abmessung geht man von der Tatsache
aus, dass die längste von vier produzierten Längen eines Teilchens.,
die in vier verschiedenen Richtungen und urn jeweils 45 Grad
gegeneinander verdreht gemessen worden sind, in guter Näherung der tatsadhlichen längsten Abmessung des Teilchens entspricht, Während
die Beziehung dieser vier Messrichtungen untereinander fest ist, ist
ihre Beziehung zum Teilchen völlig willkürlich» Das bedeutet, dass
eine Drehung des Teilchens bezüglich der Messeinrichtung die Genauigkeit-der
Bestimmung der längsten Abmessung nicht beeinflusst. Diese Gesetzmässigkeit trifft auf jedes beliebige Teilchen, unabhängig von
dessen» Gestalt oder Ausrichtung, zu. Es wurde mathematisch bewiesen, ^
dass der !Näherungswert für die Abmessung um nicht mehr als 3 % vom
tatsächlichen Wert abweicht und oft sogar besser ist, Die Gesetzmässigkeit lässt sich noch weiter mit Hilfe von Fig. 11 veranschaulichen.
Fig, 11 zeigt ein Teilchen 6060. Die erste längste Abmessung B061 wird
d&r Einfachheit halber senkrecht zur Abtastrichtung zwischen den parallelen
Tangenten 6062 und 6063 bestimmt. Die Abtastrichtung ist durch den
Pfeil 124 angedeutet. Die längste Abmessung 6064 wird aus dem senkrechten Abstand zwischen den parallelen Tangenten 6065 und 6066, die
längste Abmessung 6067 aus dem senkrechten Abstand zwischen den parallelen Tangenten 6068 und 6069 gewonnen und die längste Abmessung
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6070 wird aus dem senkrechten Abstand zwischen den parallelen Tangenten
6071 und 6072 gewonnen. Die Wahl von vier Messungen ist willkürlich und stellt einen Kompromiss zwischen der Genauigkeit und der
Komplexität der Einrichtung einerseits und der Anzahl der Messungen andererseits dar. Es könnten beispielsweise auch sechs Messungen,
deren Richtung jeweils um 30 Grad versetzt ist, zur Bestimmung der längsten Abmessung durchgeführt werden.
^ Die Längen 6064, 6067 und 6070 werden in einem sechs Abtastzyklen
umfassenden Messintervall gewonnen. Zwei Abtastzyklen in diesem Messintervall werden jeweils zur Bestimmung jeder der längsten Abmessungen
benutzt. Die Länge 6061 wird während der ersten vier Abtastzyklen des Messintervalls der Schaltung 60 bestimmt. Es wird dazu
aber eine andere und unabhängige Methode als bei der Bestimmung der drei übrigen Längen verwendet. Obgleich sechs Abtastzyklen für das
Messintervall vorgesehen werden, kann natürlich auch irgendeine andere geeignete Zahl von Abtastzyklen verwendet werden.
Fig. 12 zeigt ein Blockschaltbild der Schaltung 60. Ein synchronisierter
Taktgeber 6001 erzeugt eine bestimmte Anzahl von Taktimpulsen gleichen Abstandes zwischen den Horizontal-Synchronimpulsen, Die
Taktimpulse werden zwischen die Horizontal-Synchronimpulse geschoben.
Es wird daher für jede horizontale Abtastzeile eine konstante Anzahl gleichmässig voneinander entfernter Taktimpulse geliefert. In
der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung sind dies 832 Taktimpulse. Es kann natürlich auch irgendeine andere Anzahl von Taktimpulsen
verwendet werden, je nachdem, wie viele Messungen zur Bestimmung der längsten Abmessung durchgeführt werden sollen. Die
Taktimpulse werden vom Taktgeber 6001 geliefert und zur Taktleitung 6011 übertragen. Es soll zunächst die Bestimmung der Abmessung 6064
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betrachtet werden. Das Abtastsignal, das dem ausgewählten Teilchen
entspricht, erscheint auf der Leitung 6020, welche mit einem Eingang
der Steuerschaltung 6004 verbunden ist. In Abhängigkeit von der vorderen
Flanke des ersten Erfassungssignals des gewählten Teilchens aktiviert die Steuerschaltung 6004 den Primärzähler 6002 über die
Leitung 6012. In der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung zählt der Primärzähler 6002 81 9 Taktimpulse nach Empfang des
Startsignals von der Steuerschaltung 6004. Beim 819. Taktimpuls
liefert der Primärzähler 6002 über die Leitung 6014 ein Endesignal
zur Steuerschaltung 6004. In Abhängigkeit hiervon schickt die Steuerschaltung
6004 ein Startsignal für den Sekundär zähl er 6007 über die Leitung 6018. Der auf diese Weise aktivierte Sekundär zähl er 6007 zählt
die Taktimpulse auf der Taktleitung 6001 bis er 13 Taktimpulse gezählt hat. Dann liefert er ein Zählerendesignal über die Leitung 6009
zur logischen Steuerschaltung 6004. Zweck dieser Operationsfolge ist es, ein Signal für die nächste horizontale Abtastzeile zu erzeugen,
und zwar nach der vorderen Flanke des ersten Erfassungssignals des
gewählten Teilchens und in derselben vertikalen Position auf der horizontalen Abtastzeile, auf der auch die vordere Flanke des ersten Erfassungssignals
des gewählten Teilchens erschienen ist. Der Grund dafür, dass das Endesignal des Sekundärzählers 6007 auf der Leitung
6009 gleichzeitig mit dem letzten Horizontal-Synchronimpuls erscheint und als Startsignal für den Primärzähler 6002 dient, besteht darin,
dass die gesamte Anzahl von Taktimpulsen, die vom Primärzähler 6002 und vom Sekundärzähler 6007 gezählt werden, den Wert 832 besitzt.
Dies ist genau die Anzahl von Impulsen, welche der synchronisierte Taktgeber zwischen zwei aufeinanderfolgenden Horizontal-Synchronimpulsen
oder zwischen irgendeinem Punkt auf einer horizontalen Abtastzeile und dem entsprechenden Punkt auf der nächsten horizontalen Abtastzeile er-
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zeugt. Die Vorrichtung speichert also von einer horizontalen Abtastzeile
bis zur nächsten die Zählzeit bezüglich der Horizontal-Synchronimpulse
der vorderen Flanke des ersten Erfassungssignals des gewählten Teilchens. Sobald der Primärzähler 6002 den Zählerstand 819 erreicht
hat, setzt er sich selbst zurück und ist für den nächsten Startimpuls auf der Leitung 6012 bereit. Die Steuerschaltung 6004 ist so
aufgebaut, dass sie immer dann einen Startimpuls für den Primärzähler 6002 liefert, wenn der Sekundär zähl er 6007 einen Endeimpuls
liefert, oder wenn die vordere Flanke des Abtastsignals für die nächste horizontale Abtastzeile erscheint. Es spielt keine Rolle, welches der
beiden Signale zuerst auftritt.
Dieser Vorgang wiederholt sich bei jeder Erfassung des gewählten Teilchens
und bewirkt, dass der Primärzähler 6002 an der vorderen Kante des Teilchens zu zählen beginnt, und zwar solange wie das Teilchen
nach links ansteigt (vgl. Fig. 13). Sobald jedoch die vordere Kante des Teilchens nach rechts zurückzulaufen beginnt, was bei 2/3 des Weges
am linken Rand des Teilchens 6060 in Fig. 13 der Fall ist, beginnt der
Primärzähler 6002 mit dem Zählen nicht mehr bei der vorderen Flanke des Abtastsignals, sondern stattdessen nach der Beendigung des Zählvorganges
im Sekundär zähl er 6007. Das Ergebnis dieser Operationen besteht darin, dass nach der letzten Teilchenerfassung das vom Sekundärzähler
6007 über die Leitung 6009 gelieferte Endesignal immer an der Stelle erscheint, die dem am weitesten links liegenden Punkt des
gewählten Teilchens entspricht. Da nach wie vor zuerst der Primärzähler 6002 und dann der Sekundärzähler 6007 zählt, wird diese Stelle
gespeichert, bis das ausgewählte Teilchen wieder erfasst wird.
Eine ähnliche Operationsfolge läuft in Verbindung mit der hinteren Flanke
der Abtastsignale aufgrund der Tätigkeit des Primärzählers 6003 und
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und des Sekundärzählers 6006 ab. Mit dem Taktimpuls, der unmittelbar
nach der hinteren Flanke des ersten Erfassungssignals erscheint, setzt
die logische Steuerschaltung 6004 den Primärzähler 6003 in Tätigkeit.
Dieser Primärzähler zählt solange, bis er insgesamt 832 Taktimpulse
gezählt hat. Daraufhin liefert er ein Endesignal über die Leitung 6015 zur Steuerschaltung 6004. Danach setzt der Primärzähler 6003 sich
selbst zurück. Aufgrund dieses Endesignals stösst die Steuerschaltung
6004 den Sekundärzähler 6006 an, und zwar über die Leitung 6019. Der
Sekundärzähler 6006 zählt insgesamt 13 Taktimpulse und liefert dann ein Endesignal über die Leitung 6008. Bei der zweiten Erfassung des
gewählten Teilchens 6060 lässt die Steuerschaltung 6004 den Primärzähler 6003 zu dem Zeitpunkt beginnen, in welchem der Endeimpuls des
Sekundärzählers 6006 oder in welchem die hintere Flanke des gewählten
Teilchens auf der zweiten horizontalen Abtastzeile erscheint. Es spielt keine Rolle, welches der beiden Signale zuletzt auftritt. Auf diese Weise
erscheinen die Startsignale für den Primärzähler 6003 bei dem auf die
hintere Flanke des Abtastsignals folgenden Taktimpuls, und zwar solange wie die Teilchenkante sich nach rechts fortsetzt. Ist jedoch der
am weitesten rechts liegende Punkt erreicht, dann beginnt der Primärzähler
6002 mit dem Taktimpuls zu zählen, der nach dem Endesignal des Sekundärzählers 6006 erscheint. Dieser Vorgang setzt sich auch
für die folgenden Teilchenerfassungen fort, so dass der Primärzähler 6002 bezüglich des Horizontal-Synchronimpulses immer an der gleichen
Stelle mit dem Zählen beginnt. Diese Stelle entspricht dem am weitesten
rechts liegenden Teil des gewählten Teilchens bezüglich des Horizontal— Synchronimpulses. Der am weitesten rechts liegende Punkt des gewählten
Teilchens wird daher durch die zirkulierenden Operationen des Primärzählers 6003 und des Sekundärzählers 6006 gespeichert. Nach der
letzten Erfassung des gewählten Teilchens erhält man daher folgendes
Ergebnis: Das Zeitintervall zwischen einem vom Sekundärzähler 6007
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gelieferten Impuls und einem vom Sekundär zähl er 6006 gelieferten Impuls
bei jeder Erfassungszeile entspricht derjenigen Zeit, die der Abtaststrahl in der Fernseheinrichtung braucht, um in der Abtastrichtung
von einer Position, die dem am weitesten links liegenden Punkt des gewählten Teilchens entspricht, zu einer Stelle zu kommen, die dem
am weitesten rechts liegenden Punkt des gewählten Teilchens zugeordnet werden kann. Die Dauer zwischen diesen beiden Impulsen, die der
längsten Abmessung 6064 entspricht, wird von der Steuerschaltung 6004 über die Leitung 6022 zum Grössen-Gatter 6028 geliefert.
Es folgt nun eine Erläuterung der Operationsfolge, die zur Bestimmung
der Abmessung 6070 notwendig ist. Wie oben bereits erwähnt, werden
für die Messfolge zwei Abtastfelder zur Ermittlung der Abmessung 6067, zwei Abtastfelder zur Ermittlung der Abmessung 6064 und zwei
Abtastfelder zur Ermittlung der Abmessung 6070 vorgesehen. Daraus
ergibt sich eine Summe von sechs Abtastfeldern. Die Messungen werden in der oben genannten Reihenfolge ausgeführt. Der wesentliche
Unterschied zwischen der Bestimmung der Abmessung 6064 und der Abmessung 6070 besteht in der Anzahl von Taktimpulsen, die von den
Sekundärzählern 6006 und 6007 zu zählen sind, bevor diese Sekundärzähler ein Endesignal liefern. Bei der Abmessung 6064 werden in der
bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung 13 Taktimpulse gezählt. Zur Bestimmung der Abmessung 6070 werden jedoch nur 11 Taktimpulse
gezählt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Messung der Strecke 6070 unter einem Winkel von 45 Grad, bezogen auf die für die
Bestimmung der Abmessung 6064 verwendeten Tangenten, durchgeführt wird. Fig. 14 zeigt drei horizontale Abtastzeilen im Bildfeld. Die gesamte
Anzahl von Abtastzeilen im Bildfeld beträgt 250. Die Anzahl der Taktimpulse und das Erscheinungsverhältnis des Feldes ist so gewählt,
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dass der physikalische Abstand 6080 in der Fernsehabtasteinrichtung
zwischen dem Auftreten jedes Taktimpulses auf der Abtastzeile doppelt so gross ist wie der physikalische Abstand 6081 zwischen den Abtastzeilen
selbst. Zählen die Sekundärzähler zwei Schritte weniger wie bei der Bestimmung der Abmessung 6064, dann erscheint der Synchronimpuls
des Sekundärzählers an einer Stelle, die um zwei Zählerschritte weiter links liegt als bei der Bestimmung der Abmessung 6064.
Eine vom Endpunkt 6083 zum Startpunkt 6084 in Fig. 14 gezogene Linie
6082 besitzt einen Winkel von 45 Grad zu den horizontalen Abtastzeilen. Wie aus Fig. 14 hervorgeht, beginnt der Primärzähler 6002 mit dem
Zählvorgang bei dem Taktinnpuls, der mit der vorderen Flanke des
ersten Erfassungssignals für das Teilchen erscheint. Er zählt, wie
oben erwähnt, 819 Taktimpulse. Dann macht der Sekundärzähler 6007 weiter und zählt insgesamt 11 Taktimpulse. Der Endpunkt des Zählvorganges
liegt zwei Taktimpulse vor dem Startpunkt der vorausgegangenen Zeile. Der Primärzähler 6002 beginnt erneut wie oben zu zählen.
Die vorher erwähnte Operationsfolge wird fortgesetzt, wobei die einzige
Änderung in den Zählvorgängen der Zähler 6006 und 6007 liegt. Es sei darauf hingewiesen, dass, wenn der äusserste Punkt des Teilchens
in der 45-Grad-Richtung einmal erreicht worden ist, der Punkt, an welchem der Primärzähler 6002 mit dem Zählen beginnt, vom Teilchen
wegwandert und einer Linie folgt, die mit der Horizontalen einen Winkel von 45 Grad einschliesst. Ein ähnlicher Effekt tritt in Verbindung
mit der hinteren Kante auf. Ein Unterschied besteht jedoch darin, dass die von den Startpunkten des Primärzählers 6003 gebildete Linie
von der hinteren Kante des Teilchens wegläuft, wenn der äusserste Punkt erreicht worden ist. In vergleichbarer Weise, wie oben, entspricht
daher das Zeitintervall zwischen den Endimpulsen des Sekundärzählers 6007 und des Sekundärzählers 6006 der senkrechten Projek-
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tion des Abstandes zwischen den äussersten Punkten des Teilchens in
der 45-Grad-Richtung. Dieser senkrechte Abstand ist jedoch gleich dem senkrechten Abstand zwischen diesen beiden Wegen multipliziert
mit dem Faktor 1,414. Das Ergebnis muss deshalb mit dem Faktor
0,707 (dies entspricht 1/1,414) multipliziert werden, um den Wert für die Abmessung 6070 zu bekommen. Die Multiplikation wird in der
Einrichtung 6050 durchgeführt.
™ Es soll nun die Arbeitsweise der Multiplikationseinrichtung beschrieben
werden. Das Grössen-Gatter 6028 lässt Taktimpulse zur Multiplikationseinrichtung
durch, wenn die Leitung 6022 positiv ist. Die Steuerschaltung 6004 macht diese Leitung während der Abtastzeile
nach der letzten Erfassung des Teilchens für ein bestimmtes Zeitintervall, das zwischen dem Endesignal des Sekundärzählers 6007 und dem
Endesignal des Sekundärzählers 6006 liegt, positiv. Während dieses Zeitintervalls gelangt eine Gruppe von Taktimpulsen aus dem Gatter
6028 in die Multiplikationseinrichtung 6050. Während der Bestimmung der Abmessungen 6067 und 6070 löscht die Multiplikationseinrichtung
6050 zwei von sieben Impulsen aus der ihr zugeführten Impulskette, W so dass im vorliegenden Fall eine Multiplikation mit dem Faktor 5/7
durchgeführt wird, was für die vorliegende Erfindung ein ausreichender
Näherungswert für die Multiplikation mit dem Faktor 0,707 ist. Während der Bestimmung der Abmessung 6064 führt die Multiplikationseinrichtung 6050 nur eine Multiplikation mit dem Faktor 1 durch.
Bei der Bestimmung der Abmessung 6067 werden die Sekundärzähler
6006 und 6007 auf einen Zählwert von 15 eingestellt. Dies bewirkt,
dass die Endpunkte jedes Sekundärzählers um zwei Taktimpulse nach
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rechts, bezogen auf den Startpunkt des zugeordneten Primärzählers,
verschoben sind, wodurch die Startpunkte der Primärzähler eine Linie bilden, die mit den horizontalen Abtastzeilen einen Winkel von
45 einschliesst, und zwar nachdem der entsprechende äusserste
Punkt des Teilchens erfasst worden ist. Die übrige Operationsfolge läuft im wesentlichen genauso ab wie in Verbindung mit der Bestimmung
der Abmessung 6070 erläutert.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Abmessung 6064
bestimmt wird, wenn die Sekundärzähler 6006 und 6007 auf einen Zählwert von 13 eingestellt sind. Dabei fallen die Startpunkte der
Primärzähler in eine senkrechte Linie, nachdem die äussersten Punkte des Teilchens erfasst worden sind. Für die Abmessung 6070
sind die Sekundärzähler 6006 und 6007 auf einen Zählwert von 11
eingestellt und die Startpunkte der Primärzähler 6002 und 6003 bilden
eine Linie, die senkrecht zur Strecke 6070 verläuft, nachdem die äussersten Punkte erfasst und festgestellt worden sind. Bei der Bestimmung
der Abmessungen 6067 und 6070 wird die vom Gatter 6028
gelieferte Impulskette mit dem Faktor 5/7 multipliziert, um eine Korrektur durchzuführen, weil die Bestimmung der Abmessung 6070
in die horizontale Richtung fällt. Diese drei Streckenbestimmungen
werden, wie oben erwähnt, der Reihe nach durchgeführt, und zwar jede zweimal. Die erste Bestimmung für die Abmessung 6067 wird
einmal für jedes der ersten beiden Abtastfelder, die zweite Bestimmung für die Abmessung 6064 für die zweiten beiden Abtastfelder und
die dritte Bestimmung für die Abmessung 6070 einmal für jedes der dritten beiden Abtastfelder im Messzyklus durchgeführt.
Die Abmessung 6061 wird andererseits während der ersten vier Abtastfelder
des Messzyklus, gleichzeitig mit der Bestimmung der Ab-
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messungen 6067 und 6064, ermittelt. Man erhält diese Abmessung durch Zählen der Anzahl von Erfassungssignalen für die Zeile eines
Bildes. Dazu wird die Anzahl der Horizontal-Synchronimpulse bestimmt und um 1 verringert, für das das "Teilchen"-Signal der
Schaltung 54 steht. Die Steuerschaltung 6004 schickt daher über die
Leitung 6042, die Eingangsleitung für die Vertikalzählung, Horizontal-Synchronimpulse während der vier Felder, bei denen das "Teilchen"-Signal
vorhanden ist. Nach diesen vier Feldern schickt die Steuerschaltung 6004 ein Übertragungssignal für die Vertikalzählung,
durch das der Inhalt des Vertikalzählers 6030 in den Grössenzähler 6032 übertragen wird. Die Übertragungszeit ist so gewählt, dass das
Eingangssignal für die Abmessungen 6064, 6067 und 6070 in den Grössenzähler
6032 auf der Leitung 6029 nicht beeinflusst werden kann. Der Vertikalzähler 6030 wird durch die Rücksetzleitung 6041 auf den
Zählzustand -1 zurückgesetzt. Diese Übertragungsoperation von Informationen
aus dem Vertikalzähler 6030 in den Grössenzähler 6032
geschieht mit Hilfe der Übertragungsschaltung 6031 und unter der Steuerung durch die Übertragungsleitung 6040 für die Vertikalzählung.
Die nächste zu betrachtende Einrichtung der Schaltung 60 ist diejenige,
welche den grössten der vier Messwerte bestimmt. Während der oben beschriebenen Operationen wird jede der vier gemessenen Grossen in
den Grössenzähler 6032 übertragen. Die Messgrössen 6064, 6067 und 6070 gelangen über die Multiplikationseinrichtung 6050 und die
Leitung 6020 dorthin. Die Messgrösse 6061 fliesst über die Vorsetzleitung 6044 zum Grössenzähler. In jedem Fall erscheint ein der gemessenen
Grosse proportionaler Zählwert im Grössenzähler 6032. Über die Leitung 6038 vergleicht die Einrichtung 6047 den Inhalt des
Grössenzählers 6032 mit dem Inhalt des Messzählers 6034. Die zu
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vergleichenden Werte gelangen über die Leitung 6037 in die Grössenzähler-Vergleichsschaltung
6047. Immer dann, wenn die Vergleichsschaltung 6047 feststellt, dass der Zählwert im Grössenzähler 6032
grosser ist als der Zählwert im Messzähler 6034, wird die Übertragungsschaltung
6033 für den Grössenzähler über die Leitung 6045 angestossen. Die Übertragungsschaltung 6033 setzt dann auf Befehl
den Messzähler 6034 auf den Wert Null zurück und überträgt den Inhalt
des Grössenzählers 6032 in den Zähler 6034. Immer, wenn der
Zählwert im Grössenzähler 6032 den Zählwert im Messzähler 6034 übersteigt, wird der Inhalt des erstgenannten Zählers in den letztgenannten
Zähler übertragen. Am Ende der sechs Feldabtastungen des Messzyklus entspricht daher der Inhalt des Messzählers 6034 der
grössten der vier Abmessungen. Um einen Impuls zu erzeugen, dessen
Breite proportional zum Inhalt des Messzählers 6034 ist, wird am Ende des Messzyklus eine Operationsfolge eingeleitet, in welcher der
Inhalt des Messzählers von seinem vorhandenen Wert unter der Steuerung durch die Schaltung 6035 auf den Wert Null herunter gezählt
wird. Zum Herunterzählen des Messzählers 6034 benutzt diese Steuerschaltung die vom synchronisierten Taktgeber 6001 vorgegebene Zählrate.
Daraus entsteht ein Impuls auf der Ausgangsleitung 6036 der Schaltung 60, dessen Breite gleich der Zeit ist, die zum Herunterzählen
des Inhalts des Messzählers 6034 auf den Wert Null benötigt wird. Die Impulsbreite ist damit proportional zur grössten der vier
bestimmten Abmessungen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die längste Abmessung 6061 mit Hilfe
des gleichen Verfahrens gewonnen werden könnte, das auch zur Bestimmung
der anderen längsten Abmessungen benutzt wird. Um jedoch die Ansprechzeit der Vorrichtung angesichts der sechs für das Mess-
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intervall benutzten Felder zu erhöhen, war es besser, die sechs Abtastrahmen
auf die drei Abmessungen 6064, 6067 und 6070 aufzuteilen und ein gesondertes Verfahren zum Ermitteln der vierten längsten
Abmessung zu benutzen. Die gleichen Ergebnisse könnten auch mit anderen digitalen und analogen Verfahren auf der Grundlage der
gleichen Prinzipien gewonnen werden. Die erläuterten Verfahren und Einrichtungen haben sich jedoch für die gestellten Bedingungen
als die schnellsten und brauchbarsten erwiesen.
Als nächstes soll die Teilchenparameter-Selektorschaltung 62 erläutert
werden, mittels der ein geeignetes Eingangssignal ausgewählt werden kann, so dass ein dem gewünschten Messergebnis entsprechendes
Ausgangssignal zur Kompensationsschaltung 64 fliesst. Fig. 16 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild der Schaltung 62. Die Schalter bestehen
in Wirklichkeit aus logischen Gattern und führen eine Reihe von logischen Operationen aus, um beispielsweise festlegen zu können,
ob die Messung einer Länge oder einer Fläche beabsichtigt ist. Eine geeignete logische Schaltung ist ferner zum Auswählen desjenigen
Signals vorgesehen, das zum Verstärker 1 7 für den Fernsehempfänger geschickt werden soll, um einen Lichthof um das ausgewählte Teilchen
herum zu erzeugen.
Unter Verwendung der von der Selektionsschaltung 54 erzeugten Signale
bestimmt die Schaltung 62 entweder die Fläche oder die Höhe des ausgewählten Teilchens. Die Höhe wird mit Hilfe des rnonostabilen
Multivibrators 6201 gemessen, dem die von der Selektionsschaltung 54 erzeugten Abtastsignale zugeführt werden. Die monostabile Schaltung
6201 erzeugt immer dann einen kurzen Impuls, wenn ein positiver Übergang im Eingangssignal erscheint. Die gesamte Länge aller von
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der monostabilen Schaltung 6201 erzeugten Impulse ist daher propoi—
tional aller erfassten vorderen Flanken des ausgewählten Teilchens, die durch die horizontalen Abtastzeilen abgetastet werden. Da die
Abtastzeilen gleichmässig voneinander entfernt sind, ist die gesamte Länge dieser Impulse proportional zur gesamten Höhe des Teilchens,
welches durch das auf der Leitung 6203 ankommende Signal wiedergegeben
wird. Der alternative Weg für das Abtastsignal führt direkt zum Wählschalter 6202, der auswählt, ob eine Fläche oder eine Höhe
gemessen wird. Die Fläche eines Teilchens ist proportional zur gesamten Länge aller Abtastsignale. Diese Feststellung ist einleuchtend,
wenn man sich daran erinnert, dass die horizontalen Abtastzeilen
gleichmässig voneinander entfernt und parallel zueinander sind, und dass durch die Addition der gesamten Länge aller einzelnen Abtastsignale
die Vorrichtung im Grunde eine Integration nach der Trapezregel ausführt, um die gesamte Fläche des Teilchens zu bestimmen.
Der Schalter 6206 entscheidet, ob die längste Abmessung eines Teilchens
von der Vorrichtung ausgegeben wird, oder ob einer der vom Schalter 6202 ausgewählten Parameter ausgegeben wird. Am Ausgang
der Schaltung 62 erscheint also eine Impulskette, wobei die gesamte
Länge aller Impulse proportional zum vom Benutzer gewünschten Parameter
ist. Diese Impulskette wird dann zur Kompensationsschaltung 64 weitergeleitet.
Aufgabe der Kompensationsschaltung 64 ist es, die Vergrösserungswirkung
des Mikroskops 12 bezüglich der Grössenparameter des zu messenden Teilchens zu kompensieren. In der vorliegenden Erfindung
ist die verwendete optische Einrichtung ein Mikroskop mit einer Anzahl von Objektiven verschiedener Vergrösserungen, die vom Benutzer
wahlweise eingesetzt werden können. Die Schaltung 64 sorgt
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dafür, dass die Ausgabe der Messwerte in den richtigen Einheiten ei—
folgt. Als Einheiten kommen beispielsweise Mikrometer für die Länge und Quadratmikrometer für die Fläche in Frage.
Eine weitere Funktion der Schaltung 64 besteht darin, eine Impulskette
zu erzeugen, deren Impulszahl proportional zur gesamten Länge der erhaltenen Impulse ist. Diese Impulskette wird zur logischen Schaltung
66 für die Grössenverteilung und zum Grössenausgabezähler 68
^ geschickt. Fig. 17 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild der Schaltung
64.
Es sind zwei Oszillatoren 6410 und 6411 vorgesehen, von denen der
erste für die Flächenmessung und der zweite für die Längenmessung gebraucht wird. Beide Oszillatoren liefern zuschaltbare Frequenzen,
die allen im Mikroskop 12 einstellbaren Vergrösserungswerten entsprechen. Die Schalter 6401 bis 6406 sind miteinander gekoppelt, so
dass sie alle immer in der gleichen Schaltposition stehen. Die Position dieser Schalter entspricht der jeweils benutzten Vergrosserung.
Ein Objektiv-Detektor wird dazu benutzt, das augenblicklich verwen-
^ dete Objektiv festzustellen. Er zeigt die Position der Schalter an und
liefert an den Benutzer eine Warnung, wenn die Schaltposition der Schalter 6401 bis 6406 nicht dem gerade verwendeten Objektiv entspricht.
Die Schalter 6407, 6412 und 6413, die ebenfalls miteinander gekoppelt sind, werden von den logischen Schalteinrichtungen gesteuert,
die der Schaltung 62 zugeordnet sind. Diese Schalter, welche in Wirklichkeit logische Netzwerke sind, werden von der Schaltung 62 so geschaltet,
dass sie sich in der Position für die Flächenmessung befinden, wenn eine Fläche gemessen werden soll, und dass sie sich in der
Position für die Längenmessung befinden, wenn eine Länge gemessen
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werden soll. Die zuschaltbaren Frequenzen des Oszillators 6410 für
die Flächenmessung sind geeicht, so dass die Vorrichtung für jedes verwendete Objektiv eine Ausgabe in den korrekten Einheiten liefert.
Ebenso sind die zuschaltbaren Frequenzen des Oszillators 6411 für die Längenmessung geeicht, so dass die Ausgabe in den richtigen
Längeneinheiten geliefert wird. Jeder Oszillator liefert eine Impulskette mit der gleichen Bitrate wie die Oszillatorfrequenz. Diese Impulskette
wird zum Schalter 6412 übertragen, wo der entsprechende Oszillatorausgang gewählt wird. Von dort aus gelangt die Impulskette
zur Schaltung 6410 für konstante Pulsbreite. Aufgabe der Schaltung 6410 ist es, Ausgangsimpulse zu erzeugen, deren Breite unabhängig
von der Frequenz des Eingangssignals konstant ist, deren Bitrate aber mit der des Eingangssignals identisch ist. Bei der Erfüllung
dieser Aufgabe beseitigt die Schaltung 6410 einen sekundären Effekt,
der ansonsten Ungenauigkeiten in die Messung einschleppen würde, falls die Ausgangsimpulse des Oszillators eine Breite haben, die proportional
zur Periode des Signals ist, das zum Gatter 6409 übertragen wird. Mit der Schaltung 6410 arbeitet die Verzögerungsschaltung 6414
zusammen. Die Schaltung 6414 verzögert die vordere Flanke der in das Gatter 6409 fliessenden Impulse um ein Zeitintervall, das gleich
der Breite der Impulse ist, die von der Schaltung 6410 erzeugt werden.
Diese beiden Einrichtungen sorgen zusammen mit dem Gatter 6409 dafür, dass die Anzahl der vom Gatter 6409 zum Zähler 6408
geschickten Impulse proportional zu den Impulsen ist, die von der Schaltung 62 kommen. Die Schaltung 6409 lässt Impulse von der
Schaltung 6410 zum Zähler 6408 hindurch, wenn das Eingangssignal von der Verzögerungsschaltung 6414 einen hohen Wert besitzt. In den
Zähler 6408 fliessen daher während eines bestimmten Zeitintervalls eine Reihe von Impulsen, deren Anzahl gleich dem Produkt aus der ge-
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wählten Oszillatorfrequenz und der gesamten Länge des von der Schaltung
62 gelieferten Signals ist. Der Zähler 6408 besteht aus einer Gruppe von Binärzählern oder, anders ausgedrückt, aus einer Gruppe
von durch den Faktor zwei dividierenden Zählern (nicht dargestellt), von denen jeder sein Ausgangssignal zu einer entsprechenden Position
in den Schaltern 6403 und 6404 liefert. Diese Schalter sind miteinander verbunden und liefern einen zusätzlichen Skalenfaktor, der in
Verbindung mit der gewählten Oszillatorfrequenz zur Eichung der Vorrichtung beiträgt. Bei einem solchen Schema braucht die Oszillatorfrequenz
nur in einem 2 : 1 Bereich umgeschaltet zu werden, während grössere Unterschiede in einem 16:1 Bereich vom Zähler 6408 und
seinen zugeordneten Schaltern 6403 und 6404 aufgenommen werden. Durch die Verwendung des entsprechenden Schalters wird festgelegt,
ob eine Längenmessung oder eine Flächenmessung ausgeführt werden soll. Aus diesem Grunde ist eine weitere Schalteinrichtung 6407 notwendig,
um einen der Schalter 6403 oder 6404 auszuwählen.
Die Schalter 6405, 6406 und 6413 stellen eine Dezimal-Auswahleinrichtung
dar, die ganz allgemein durch die Bezugszahl 6415 gekennzeichnet ist. Der Zähler 6408 erlaubt in Verbindung mit den Oszillatoren
6410 und 6411 einen Eichbereich von 16:1. Ein 10.000 : 1 Bereich
wird von der Dezimal-Auswahleinrichtung 6415 geschaffen. Der
Schalter 6405 mit seinen entsprechenden Verbindungen ist für die Flächenmessung und der Schalter 6406 mit seinen entsprechenden
Verbindungen für die Längenmessung vorgesehen. Der Schalter 6413 bestimmt, welcher der beiden Schalter für irgendeine spezielle
Messung verwendet wird. Am Ausgang der Schaltung 64 erscheint daher eine Impulskette, die zum Grössenzähler 68 und zur logischen
Schaltung 66 für die Grössenverteilung weitergeleitet wird. Die Anzahl
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der Impulse in der Impulskette entspricht dem Messergebnis in Mikrometern
oder Quadratmikrometern, multipliziert mit irgendeinem Dekaden-Multiplikationsfaktor, so wie er von der Dezimal-Schalteinrichtung
6415 festgelegt worden ist.
Es folgt nun eineBeschreibung der logischen Schaltung 66 für die Grössenverteilung
und der mechanischen Zähler 70. Beide Schaltungen sind in Fig. 3 als zwei getrennte Blöcke dargestellt. In der bevorzugten
Ausführungsform dieser Erfindung sind sie jedoch in einer Schaltung zusammengefasst, die als Verteilungsschaltung bezeichnet wird.
Diese Schaltung verteilt alle Messergebnisse auf entsprechende Bereiche, denen jeweils ein mechanischer Zähler 70 zugeordnet ist.
Die Bereichsergebnisse werden daher von entsprechenden Zählern 70 wiedergegeben, wodurch man viele verschiedene Dichte-Histogramme
und Übergrössen-Histogramme erhält.
Die Schaltung 66 nimmt jedes Messergebnis auf und ordnet es in den
entsprechenden Bereich ein, so dass der spezielle, zugeordnete Zähler um einen Zählwert weitergeschaltet wird. Die Zuordnung der
Grössenbereiche zu den mechanischen Zählern 70 bringt eine grosse Flexibilität bei der Auswahl der verlangten Verteilung mit sich. Für
irgendeine bestimmte Vergrösserung sind insgesamt 24 verschiedene Grössenbereichszuordnungen möglich. In der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung wird die Zuordnung der Grössenbereiche mit
Hilfe eines Daumenrades (nicht dargestellt) vorgenommen, welches mit einer Trommel (nicht dargestellt) verbunden ist. Diese Trommel
befindet sich an der Vorderseite der Steuereinheit 16, und zwar direkt
unterhalb der 10 mechanischen Zähler. Die Trommel ist mit Markierungen versehen, so dass unter jedem einzelnen Zähler der zugeord-
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nete Grössenbereich angezeigt wird. Die Markierungen auf der Trommel
sind auf insgesamt 12 Streifen (nicht dargestellt) verteilt. Jeder Streifen ist in Längsrichtung auf der Trommel angebracht und besteht
aus 10 Grössenbereichen. Jeder dieser Bereiche befindet sich unterhalb des entsprechenden Zählers. Durch Drehen der Trommel
wird irgendeiner der 12 Streifen mit den Grössenbereichen, die den einzelnen Zählern zugeordnet sind, sichtbar. Auf diese Weise können
Ergebnisse abgelesen werden. Mit der Trommel ist ein Schalter 6602 verbunden, der die entsprechenden Verbindungen für jeden der
12 Grössenbereiche herstellt. Ferner gibt es einen Schalter 6604 für die Bereichserweiterung, der an der Vorderseite der Steuereinheit
16 angebracht ist. Mit Hilfe dieses Schalters können die Grössenbereiche um den Faktor 10 multipliziert werden, wodurch insgesamt
24 Grössenbereiche gewählt werden können. Die 24 Grössenbereiche lassen sich in vier Hauptgruppen einteilen: Übergrössen-Verteilung
mit einem 2 :1-Abstand zwischen benachbarten Grössenbereichen;
Übergrösse oder Verteilung mit einer linearen Beziehung zwischen Grössenbereichen; Dichteverteilung mit einem 2 : 1-Abstand zwischen
den Grössenbereichen; und Dichteverteilung mit einem linearen Abstandsverhältnis
zwischen den Grössenbereichen. Diese vier Gruppen lassen sich ihrerseits in drei mögliche Positionen aufteilen, wobei
jede Position Grössenbereiche liefert, die der doppelten Grosse der
vorausgegangenen Gruppe entsprechen.
Fig. 18 zeigt ein Blockschaltbild der logischen Grössenverteilungsschaltung
66 und der mechanischen Zähler 70. Die von der Schaltung 64 gelieferte Impulskette gelangt zu einem Binärzähler 6601, der aus
zwei Binärstufen besteht. Der Schalter 6602, der mit dem Trommelschaltmechanismus
verbunden ist, wählt den entsprechenden Ausgang
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des Binärzählers in Übereinstimmung mit der Trommelposition. Das Signal fliesst dann zu einem durch den Faktor 10 teilenden Zähler
6606, der durch den Bereichserweiterungsschalter 6604 zugeschaltet werden kann. Von dort aus fliesst das Signal zum Schalter 6603, der
ebenfalls mit der Trommel verbunden ist. Dieser Schalter legt fest, ob ein linearer oder ein logarithmischer Grössenbereich verwendet
wird. Ist der Schalter in der Stellung für den linearen Betrieb, dann fliesst das Signal zu einem Dekadenzähler und einer Decodiereinrichtung
6607. Im anderen Fall gelangt das Signal in einen Binärzähler Λ
6608, der aus 10 Binärstufen besteht. Der Ausgang des Binärzählers
6608 besteht aus den 10 Ausgangsanschlüssen der Binärstufen, welche mit der logischen Verteilerschaltung 6609 verbunden sind. Die Funktion
dieser logischen Verteilerschaltung im kumulativen Betrieb, der durch den Schalter 6604 gewählt werden kann, besteht darin, die 10 Eingangssignale
des Binärzählers 6608 aufzunehmen und die entsprechenden mechanischen Zähler 70 weiterzuschalten. In Abhängigkeit von der im
Binärzähler 6608 stehenden Binärzahl entsprechen einige dieser Eingangssignale dem logischen Zustand "1" und andere dem logischen Zustand
"0". Die Verteilerschaltung 6609 bestimmt die Position des signifikatesten
Eingangssignals mit dem logischen Zustand "1" und sorgt Jj dafür, dass derjenige mechanische Zähler 70, der dieser Position zugeordnet
ist, um einen Zählschritt weitergeschaltet wird. Erscheint beispielsweise die signifikanteste logische "1" in der sechsten Bitposition
von links, dann wird der sechste mechanische Zähler von links zusammen mit den fünf anderen links von ihm befindlichen mechanischen
Zählern (Zähler 1-5) angestossen. Die logische Verteilerschaltung 6609 übt eine ähnliche Funktion bezüglich der Ausgangssignale des Dekadenzählers
und der Decodierschaltung 6607 aus, wenn sie durch den Schalter 6603 entsprechend zugeschaltet worden ist. Beim Dichte-Betrieb
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besteht die Funktion der logischen Verteilerschaltung 6609 andererseits
für den logarithmischen Grössenbereich darin, die Ausgangssignale des Binär zähl ers6608 aufzunehmen und die Position des signifikantesten
Bits zu bestimmen. Dann muss der dieser Bitposition entsprechende mechanische Zähler aktiviert werden. Es ist leicht möglich, dass
andere Bits geringerer Signifikanz sich ebenfalls im logischen Zustand "1" befinden. Die Schaltung 6609 muss dabei sicherstellen, dass diejenigen
Zähler, die diesen weniger signifikanten Bits entsprechen, nicht angesteuert werden. Ein Beispiel für die beiden Operationen ist
in Fig. 19 gezeigt.
Die Fähigkeit der logischen Verteilerschaltung 6609, das signifikanteste
Bit herauszufinden, ist sehr zweckmässig, weil dadurch der Dekadenzähler und die Decodierschaltung 6607 vereinfacht werden können. Die
Decodierschaltung kann dann so einfach aufgebaut sein, dass auch die an und für sich falschen und weniger signifikanten Bits aus der Decodierschaltung
6607 zur Schaltung 6609 fliessen. Die Taktgebung wird von der Steuerschaltung 6610 kontrolliert. Die Schaltung 6610 bestimmt die
Rücksetzzeiten des Dekadenzählers 6607 und des Binärzählers 6608. Sie steuert ferner eine Prüfeinrichtung (nicht dargestellt) in der logischen
Schaltung 6609, welche den Zustand der 10 Ausgänge der logischen Schaltung am Ende des Messzyklus prüft und das Prüfergebnis für eine
Periode abspeichert, was ausreicht, um die mechanischen Zähler 70 in Betrieb zu setzen. Ein elfter mechanischer Zähler, Summenzähler
6612 genannt, zählt die gesamte Anzahl der Messzyklen und damit auch die gesamte Anzahl der gemessenen Teilchen. Dieser "Zähler wird direkt
von der Steuerschaltung 6610 gesteuert.
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Um den Inhalt der den Zählern 70 zugeordneten Grössenbereiche direkt
und in den richtigen Maßeinheiten, d.h. in Mikrometern oder Quadratmikrometern, wiederzugeben, sind eine Lampengruppe (nicht dargestellt)
für den Dekaden-Multiplikationsfaktor und eine Lampengruppe (nicht dargestellt) für die Maßeinheiten in der Schaltung 66 vorgesehen.
Bei der Betätigung des Schalters zur Bereichserweiterung werden die den Dezimalpunkt angebenden Leuchtanzeigen um eine Position nach
rechts verschoben, so dass wieder die richtigen Einheiten dargestellt
werden. A
Es sei darauf hingewiesen, dass anstelle der mechanischen Zähler 70
viele andere numerische Anzeigeeinrichtungen verwendet werden können, ohne dass dabei der Bereich der vorliegenden Erfindung verlassen
wird.
Es soll nun der Teilchenseiektor und die Auslöseschaltung zur Teilchenmessung
beschrieben werden. Wie oben erwähnt, dient der Teilchenselektor 79 unter der Führung durch den Benutzer zur Identifizierung
des zu messenden speziellen Teilchenbildes, wenn sich die Vorrichtung im Betrieb für selektive Teilchenmessung befindet. Wie M
in Verbindung mit Fig. 3 erläutert, wird als Teil chenselektor 79 vorzugsweise
ein Schreibgriffel 19 verwendet. Der Schreibgriffel 19 wird jedoch nicht im ursprünglichen Sinn als "Schreibwerkzeug" benutzt.
Statt damit auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre zu "schreiben", dient der Schreibgriffel 19 zum Feststellen des Abtaststrahles im
Monitor 14, wenn dieser Abtaststrahl über den Bildschirm läuft. Entsprechende hier zu beschreibende Schaltungen erzeugen und liefern
einen Impuls in Abhängigkeit von der Lage des Abtaststrahls. Eine Aufgabe des Schreibgriffels 19 besteht also darin, den Abtaststrahl
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oder Abtastfleck auf der Kathodenstrahlröhre festzustellen, indem man
den Schreibgriffel auf den Schirm des Empfängers 14 richtet.
Der Schreibgriffel 19 dient ausserdem als Auslöseschaltung 76 zur
Einleitung der Messoperationen. Entsprechende Schaltungen, die ebenfalls hier erläutert werden sollen, erzeugen und übertragen einen
Impuls immer dann, wenn der Schreibgriffel 19 auf den Bildschirm des Monitors 14 gedrückt wird. Hat der Benutzer ein bestimmtes zu
messendes Teilchen ausgewählt, dann drückt er den Schreibgriffel auf den Bildschirm des Monitors 14 und aktiviert damit einen internen
Miniaturschalter 200, wodurch die Messung des ausgewählten Teilchens eingeleitet wird.
Der hier beschriebene Schreibgriffel 19, der in Fig. 20 dargestellt
ist, benutzt einen Photodetektor 190 mit einem verhältnismässig grossen Detektorwinkel als Strahlungssensor. Wird der Schreibgriffel
19 auf den Schirm der Kathodenstrahlröhre 14 gerichtet und läuft der
Kathodenstrahl unter dem Sensor hindurch, dann fliesst Strom im Sensor. Der grösste Teil dieses Stromes fliesst durch den Rückkopplungswiderstand
192 zwischen Kollektor und Basis des Transistors 194. Am Kollektor des Transistors 194 wird daraufhin ein positiver
Impuls erzeugt. Dieser relativ kurzdauernde Impuls fliesst durch das Koaxialkabel 196 und wird anschliessend so verstärkt, dass er mit
den in der Vorrichtung enthaltenen logischen Schaltungen verträglich ist.
Am in Reihe geschalteten Widerstand 198 liegt eine Spannung, die von
dem zur Verstärkerschaltung über das Koaxialkabel 196 fliessenden Strom herrührt. Wird der/Schreibgriffel befindliche Schalter 200 ge-
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schlossen, dann wird der Widerstand 202 parallel zum Widerstand geschaltet. Die Widerstände 198 und 202 sind annähernd gleich gross
gewählt, so dass durch die Betätigung des Druckschalters 200 der tatsächliche Widerstand im Parallel-Widerstandsnetzwerk stark geändert
wird. Wird also der Schalter 200 geschlossen, dann fällt die Spannung am Widerstandsnetzwerk im direkten Verhältnis zur Verringerung
des Widerstandes ab. Der parallel zu den Widerständen 198 und 202 geschaltete Kondensator 204 begrenzt die Abfall rate der
Spannung an den Widerständen, so dass ein Impuls mit relativ flachem Übergang entsteht. Dieser Impuls oder Übergang lässt sich leicht von
den kurzdauernden Impulsen aus dem Photodetektor 190 und dem Transistor 194 unterscheiden.
Erreicht irgendeiner der erzeugten Impulse die Verstärkerschaltung,
dann wird er dort zu einem entsprechenden Ausgang geleitet. Die relativ kurzdauernden und hochfrequenten Signale des Photodetektors
190 fliessen durch das Hochpassfilter 209, bevor sie am Eingang des
Verstärkers 110 erscheinen. Das Hochpassfilter 209 blockt die längerdauernden
oder niederfrequenten Impulse ab, die von der Betätigung des Druckschalters herrühren. Das Hochpassfilter hält ferner
unerwünschte Störsignale ab. Nach der Verstärkung fliesst das hochfrequente Signal durch ein weiteres Hochpassfilter 213, welches dafür
sorgt, dass wirklich keine niederfrequenten Impulse mit hindurchgelangen. Danach fliesst das hochfrequente Signal zur Vergleichsschaltung
115. Eine Bezugsspannungsquelle 116 ist mit dem anderen Eingang
der Schaltung 115 verbunden. Die Schaltung 115 liefert nur dann ein Ausgangssignal, wenn der Pegel des hochfrequenten Eingangssignals
den von der Bezugsspannungsquelle 116 vorgegebenen Pegel übersteigt.
Das Ausgangssignal der Schaltung 115 fliesst zur monostabilen Schaltung 5460 und dann zur Selektionsschaltung 54.
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Die von der Betätigung des Druckschalters 200 herrührenden, relativ
lariydauernden und niederfrequenten Signale fliessen zu einem Tiefpassfilter
215, welches die hochfrequenten Signale des Photodetektors 190 abhält. Danach wird das niederfrequente Signal im Verstärker
120 verstärkt. Der Verstärker 120 und ebenso die Vergleichsschaltung 115 erhöhen den Pegel ihrer entsprechenden Eingangssignale
soweit, dass diese Signale mit den in der Vorrichtung benutzten logischen Einrichtungen verträglich sind. Das verstärkte niederfrequente
Signal wird dann zur Messtaktschaltung 78 übertragen, wodurch die Messung in Abhängigkeit von einem Befehl des Benutzers eingeleitet
wird.
Für den Photodetektor 190 ist eineAnstiegszeit von 0,2 Mikrosekunden
gewählt. Aus Fig. 19 geht hervor, dass der Transistor 194 als
Nebenschluss-Rückkopplungselement geschaltet ist, wodurch die Eingangsimpedanz der Schaltung, vom Schreibgriffel 19 aus betrachtet,
auf etwa 50 Ohm reduziert wird. Da der Schreibgriffel 19 in einer stark gestörten Umgebung arbeitet, wobei die Störungen hauptsächlich
von den im Monitor 14 erzeugten grossen Spanrungsimpulsen herrühren, bietet die niedrige Eingangsimpedanz eine erhebliche Unter-™
Stützung bei der Unterdrückung der Störeffekte. Durch die Unterbringung der Schaltungen für beide Impulsarten im Schreibgriffel 19
wird eine beträchtliche Raumeinsparung erzielt.
Es soll nun die Messtaktschaltung beschrieben werden. Aufgabe der Messtaktschaltung 78 ist es, den Messzyklus zu starten und zu steuern.
Der Messzyklus wird von der Auslöseschaltung 76 zur Teilchenmessung
eingeleitet und, wenn er einmal eingeleitet ist, das Eingangssignal solange gespeichert, bis die nächste Feldabtastung beginnt, wodurch sechs
Feldabtastungen für ein bestimmtes Teilchen gezählt werden. Erst dann
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ist der Messzyklus vollendet. Aus Fig. 29 geht hervor, dass das auslösende
Meßsignal aus der Schaltung 76 zur logischen Messauslöseschaltung 7801 übertragen wird. Diese logische Schaltung speichert
das auslösende Meßsignal bis zum Beginn der nächsten Feldabtastung.
Zu diesem Zeitpunkt liefert die Ausgangsleitung 7803 das auslösende Meßsignal zur logischen Ausblend- und Sperr-Ausgabezählerschaltung
7802. Enthalten die nächsten sechs Abtastfelder ein ausgewähltes Teilchen, dann wird der Ausgabezähler 68 durch ein entsprechendes
Signal auf der Leitung 7804 eingeblendet. Geht jedoch das ausgewählte ή
Teilchen zeitweise "verloren", weil beispielsweise der Schreibgriffel
während des Messzyklus verrutscht ist oder weil irgendein anderer Grund vorliegt, dann sorgt die logische Sperrschaltung für die Ausblendung
des Ausgabezählers 68. Sobald das gewählte Teilchen während irgendeines folgenden Abtastfeldes wieder "gefunden" wird,
sorgt die logische Sperrschaltung dafür, dass der Zähler 68 wieder eingeblendet wird. Ist also ein Messzyklus einmal eingeleitet worden,
dann sorgt die Vorrichtung dafür, dass der Messzyklus während der folgenden sechs Feldabtastungen für das gewählte Teilchen vollendet
wird, oder sie wartet, falls dies notwendig ist, bis sechs solche Abtastoperationen
zur Vollendung des Messzyklus festgestellt worden M sind.
Es soll nun die Ausgabesteuerung 74 beschrieben werden. Eine der Aufgaben der Ausgabesteuerung 74 ist es, einen Rahmen um den
Bereich des Bildfeldes herum zu erzeugen, in welchem die Messung ausgeführt wird. Die linke, rechte und untere Begrenzung des Rahmens
ist sehr schmal. Die obere Begrenzung ist jedoch so breit, dass ein dunkler Hintergrund für die in der Ausgabeeinrichtung zu
sehenden Zeichen entsteht. Der Rahmen ist an allen vier Seiten um
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etwa 5 % der Bildhöhe nach innen versetzt, und zwar bezogen auf den
Rand des Bildfeldes. In der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung ist der Rahmen nicht justierbar. Fig. 20 zeigt den Rahmen
und seine Beziehung zum Bildfeld.
Der Rahmen wird mit Hilfe einer Reihe von monostabilen Verzögerungsschaltungen und einer logischen Schaltung erzeugt. Fig. 22 zeigt ein
Blockschaltbild dafür. Der Rahmen ist auf zwei Linien bezogen, welche um den Rand des Bildfeldes laufen. Eine dieser Bezugslinien ist die
Linie 7413, aufweicher der Abtastpunkt beim Erscheinen des Vertikal-Synchronimpulses
herausläuft. Die andere Bezugslinie ist die Linie 7411, auf der der Abtastpunkt zu Beginn des Horizontal-Synchronimpulses
herausläuft. Die genannten Zeitpunkte werden als Bezugszeiten für die Verzögerungseinrichtung benutzt, welche das Rahmenbild und
ein Austastsignal liefert. Das Austastsignal wird in der Schwellwertschaltung 53 zum Austasten derjenigen Anteile des Abtastsignals benutzt,
die ausserhalb des Rahmens liegen. Die Abmessungslinien in Fig. 20 zeigen die Art und Weise, in der die verschiedenen Ränder
des Rahmens auf den Erscheinungszeitpunkt der Vertikal- und Horizontal-Synchronimpulse
bezogen sind. Die Linie 7401 markiert den Abstand vom Beginn des Vertikal-Synchronimpulses bis zum oberen Rand
des dunklen Bereiches 7409, welcher als Hintergrund für die Zeichen dient. Dieser Abstand wird vom Verzögerungsintervall der monostabilen
Schaltung 7481 festgelegt. Die Schaltung 7481 steuert ihrerseits eine
andere Verzögerungsschaltung 7482 an, welche die Höhe 7402 des dunklen Bereiches 7409 markiert. Die Schaltung 7482 steuert die Verzögerungsschaltung 7483 an, welche die Höhe 7403 des Bereiches 7414 festlegt.
Im Bereich 7414 wird bekanntlich die Messung ausgeführt. Schliesslich bestimmt eine Verzögerungsschaltung 7486 mit kurzem Verzögerungs-
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Intervall die Breite des unteren Randes 7406 des Rahmens. In gleicher
Weise wird ein System von monostabilen Verzögerungsschaltungen für den rechten Rand des Rahmens 7412, welcher am Ende des Horizontal-Synchronimpulses
7411 erscheint, benutzt. Eine Schaltung 7487 mit kurzem Verzögerungsintervall bestimmt die Breite 7407
des rechten Randes des Rahmens. Die Schaltung 7487 steuert ihrerseits eine Verzögerungsschaltung 7488 an, welche ein kurzes Verzögerungsintervall
besitzt und die Breite des Rahmens 7408 festlegt. Die Schaltung 7488 steuert die Verzögerungsschaltung 7484 an, welche m
die Breite 7404 des Bereiches 7414 bestimmt. Schliesslich wird eine
Schaltung 7485 angesteuert, welche ein kurzes Verzögerungsintervall
aufweist und die Breite 7405 des linken Randes des Rahmens bestimmt. Die Ausgangssignale dieser beiden Verzögerungssystenne fliessen dann
zu einer logischen Schaltung 7415, welche diese Signale zusammenfügt
und ein Signal erzeugt, das dem Rahmen-Signal auf der Leitung 7489
entspricht. Die Schaltung 7415 liefert ausserdem ein Signal über die
Leitung 7490, welches dem Abtastfleck im Bereich 7414, in welchem die Messung ausgeführt wird, entspricht.
Die Zeichen 7609, die in der Digital-Ausgabeeinrichtung benutzt wer- ή
den, bestehen aus Ziffern, Buchstaben und einem Dezimalpunkt. Diese
Elemente werden in der Wiedergabeeinrichtung zum Anzeigen der Grosse oder des Typs in den entsprechenden in der vorliegenden Erfindung
vorgesehenen Maßeinheiten benutzt. In der vorliegenden Ausführungsform dieser Erfindung werden die Zeichen aus einem aus
sieben Elementen bestehenden Format zusammengesetzt. Es können natürlich auch andere Formate, etwa solche mit elf Elementen, Verwendung
finden. Das aus sieben Elementen bestehende Format ist in Fig. 21 dargestellt. Alle in der Ausgabeeinrichtung wiedergegebenen
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Zeichen werden durch das Weglassen bestimmter Elemente aus diesem Format gebildet.
Fig. 23 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild der zum Erzeugen dieses grundlegenden Formates benutzten Einrichtung. Die maßgebende
Forderung bei der Entwicklung dieser Einrichtung besteht darin, dass jedes Element des Formates von der Zeichen-Erzeugungseinrichtung
in dem Augenblick geliefert werden muss, in welchem der Abtastfleck in der Fernsehkamera 10 auf dieses Element gerichtet ist.
Die gesamte Einrichtung arbeitet daher synchron zur Abtasteinrichtung
der Fernsehkamera 10 und alle Signale müssen so gehandhabt werden, dass das Ausgangssignal 7460 aus der logischen Zeichencodierschaltung
7461 die verschiedenen Elemente der Darstellung in der richtigen Reihenfolge bringt. Die Einrichtungen 7445 bis 7459
einschliesslich werden zum Erzeugen von etwa 20 Zeichenformaten auf dem dunklen Bereich 7409, der als Zeichenhintergrund dient,
verwendet. Diese Einrichtungen können weiter unterteilt werden in die Gruppe 7445 bis 7451 einschliesslich, welche die horizontalen
Elemente der Zeichen liefert, und in die Gruppe 7452 bis 7459 einschliesslich, welche die vertikalen Elemente des Zeichens erzeugt.
Die horizontalen Elemente der Zeichen bestehen im wesentlichen aus
drei gleichmässig voneinander entfernten Balken, die über die ganze Breite des dunklenBereiches 7409 laufen. Die Einrichtung zur Zeichenerzeugung
beginnt mit ihren Operationen aufgrund eines Signals aus der ersten Verzögerungsschaltung 7481 in dem Teil der Rahmenerzeugungsschaltung,
der für die vertikalen Elemente vorgesehen ist. Die Verzögerungsschaltung 7481 bestimmt daher die Strecke 7401 . Zu
diesem Zeitpunkt fliesst ein Signal über die Leitung 7448 und setzt
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die Sperre 7445. Diese Sperre setzt den Oszillator 7446 in Tätigkeit.
Der Oszillator sendet Impulse zum Binärzähler 7450. Hat der Binärzähler drei Impulse empfangen, dann sendet er ein Signal zur Sperre
7445, wodurch die Sperre zurückgesetzt und der Oszillator 7446 deaktiviert
wird. Der Oszillator 7446 ist ein astabiler Multivibrator, welcher die Eigenschaft besitzt, dass die "Auf"-Zeit und die "Weg"-Zeit
für den von ihm erzeugten Impuls durch den Wert der benutzten Komponenten bestimmt werden kann. Die "Auf-Zeit des Oszillators
wird zum Festlegen der Breite 7421 der horizontalen Elemente in Fig. 21 benutzt. Die "Weg"-Zeit des Oszillators 7446 wird zum Bestimmen
des Abstandes 7420 zwischen den horizontalen Elementen, die alle den gleichen Abstand voneinander haben, verwendet. Der Oszillator
7446 sorgt ferner für ein kurzes Verzögerungsintervall zwischen dem Auftreten des Ausblendimpulses und dem Beginn des ersten
"Auf"-Impulses. Dadurch wird sichergestellt, dass das oberste horizontale Element geringfügig unterhalb des oberen Randes des dunklen
Bereiches 7409 liegt. Das Ausgangssignal des eingeblendeten Oszillators 7446 fliesst über die Leitung 7441 zur logischen Zeichencodierschaltung
7461 und ausserdem zum Zähler 7450. Der Binärzähler 7450 liefert zur logischen Zeichencodierschaltung 7461 über die Leitungen
7449 Informationen, welche die Binärzähl des gerade abgetasteten horizontalen Elementes wiedergeben. Die vertikalen Elemente des
sieben Signale umfassenden Formates werden ebenfalls mit Hilfe eines einblendbaren Oszillators erzeugt. Der Horizontal-Synchronimpuls
fliesst über die Leitung 7454 zur variablen Verzögerungsschaltung 7452. Für Horizontal-Synchronimpulse, die in der Nähe des Zeichenkopfes
erscheinen, ist die Verzögerung sehr kurz. Für Horizontal-Synchronimpulse, die mehr am Zeichenfuss erscheinen, ist die Verzögerung
länger. Um zu bestimmen, aufweicher Höhe des Zeichens
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ein bestimmter Horizontal-Synchronimpuls erscheint, benutzt die variable
Verzögerungsschaltung 7452 als Bezugspunkt den Impuls auf der Leitung 7448, welcher am oberen Rand des dunklen Bereiches 7409
erscheint. Diese Verzögerung bewirkt, dass das aus sieben Elementen
bestehende Format geneigt wird. Die Neigung ist durch die Abmessung 7423 angedeutet, welche gleich der Differenz oder der horizontalen
Verschiebung, hervorgerufen durch die Verzögerung am Kopf des Zeichens und die Verzögerung am Fuss des Zeichens, entspricht. Erzeugt
die Schaltung 7452 ein Signal aufgrund eines über die Leitung 7454 ankommenden Horizontal-Synchronimpulses, dann wird dieses
Signal zum eingeblendeten Oszillator 7455 weitergeleitet. Dieser Oszillator ist ebenfalls ein astabiler Multivibrator und liefert eine "Auf-Zeit,
die gleich dem Zeitintervall ist, in welchem sich der Abtastfleck auf dem Zeichen befindet. Die Abmessung 7429 in Fig. 21 macht dies
deutlich. Der astabile Multivibrator erzeugt ferner eine "Weg"-Zeit, die gleich dem Zeitintervall ist, in welchem sich der Abtastfleck zwischen
dem Zeichen befindet, was durch die Strecke 7425 in Fig. 21 angedeutet ist. Die Elemente selbst werden von den Einrichtungen
7467 und 7468 erzeugt. Einrichtung 7467 nimmt die positive Flanke des Ausgangssignals des Oszillators 7455 auf und erzeugt einen kurzen
Impuls. Die Periode dieses Impulses bestimmt die Strecke 7422 oder die Breite des rechten vertikalen Elementes des Zeichens, so wie in
Fig. 21 angedeutet. Dieses Signal fliesst dann über die Leitung 7457 zur logischen Zeichencodierschaltung 7461 . In ähnlicher Weise empfängt
die Einrichtung 7468 das Ausgangssignal des Oszillators 7455, nachdem es im Gatter 7459 invertiert worden ist, und erzeugt einen Impuls
aufgrund der positiven Flanke des eingegebenen Signals. Die Periode dieses Impulses bestimmt die Breite 7424 des linken vertikalen Elementes
des Zeichens. Der Impuls wird ebenfalls über die Leitung 7458 zur logischen Zeichencodierschaltung 7461 übertragen.
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In der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung beträgt die Höhe
des aus sieben Elementen bestehenden Formates etwa 14 Abtastzeilen.
Der Abtastfleck in der Fernseheinrichtung erfasst daher jede Zeichenposition 14 mal pro Rahmen. Bei jeder Erfassung der Zeichenposition
muss die Zeichencodierschaltung 7461 entsprechende Signale liefern, welche der Position des Abtastflecks im Zeichen entsprechen und
welche in eine Darstellung umgesetzt werden. Um dies zu erreichen, ist der Ausgabezähler 68 mit der Ausgabesteuerung 74 über einen
Satz von vier gemeinsamen Leitungen 7463 verbunden. Die Leitungen ™
7463 geben unter Verwendung einer binär codierten Dezimalverschlüsselung
(BCD) die nächste darzustellende Ziffer an. Genauer gesagt, nach jeder Messung speichert der Ausgabezähler 68 die der
Grosse des Messergebnisses entsprechenden Zahlenwerte. Dann wird nach Anforderung durch die Ausgabesteuerung 74 das jeder der Ziffern
entsprechende BCD-Signal zu den vier BCD-Leitungen 7463 geliefert und zur Zeichenerzeugungseinrichtung übertragen. Der Ausgabezähler
68 sendet daher auf Anforderung durch die Zeichenerzeugungseinrichtung die äquivalenten Signale für die Ziffer, auf der sich der Abtastfleck
jeweils befindet, wenn er die dunkle Fläche 7409 durchläuft. Sobald
die Zeichenerzeugungseinrichtung die Ziffer erhält, liefert sie ein ™
Signal zur Decodierschaltung 7462, welche auf ihren sieben Ausgangsleitungen
7490 Signale abgibt, aus denen hervorgeht, welche Elemente bei der vorliegenden Ziffer dargestellt werden sollen. Die Elemente
sind in Fig. 21 mit a, b, c, d, e, f und g gekennzeichnet. Dies entspricht den in gleicher Weise markierten Leitungen 7490 am Ausgang
der Decodierschaltung 7462. Diese Leitungen fliessen zur logischen Zeicheneinspeisungsschaltung 7464. Diese logische Schaltung speist
in die weglaufenden Leitungen 7491 die Element-Signale für ein entsprechendes darzustellendes und über die Leitungen 7465 angefordertes
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Zeichen ein, wenn der Abtastfleck sich auf dem Zeichen befindet. Die
Ausgänge der Decodierschaltung 7462 sind direkt mit den Eingängen der logischen Schaltung 7464 verbunden, und die Ausgangssignale der
Schaltung 7462 fliessen direkt auf die Ausgangsleitungen der Schaltung 7464. Die Ausgänge der logischen Schaltung 7464 sind mit der logischen
Zeichencodierschaltung 7461 verbunden. Da die logische Zeichencodierschaltung 7461 eine bedeutende Rolle spielt, ist ein typisches
Codierschema für eines der sieben Elemente in Fig. 25 gezeigt. Als Beispiel wurde das Element "a" herausgegriffen. Dieses Element bildet
das oberste horizontale Element in Fig. 21 . Ein dem Element "a" entsprechendes
Signal soll erscheinen, wenn sich der Abtastfleck auf einem Zeichen befindet, in welchem das Element "a" dargestellt werden
soll, und wenn der Abtastfleck sich auf dem Teil des Zeichens befindet, das der Position des Elementes "a" entspricht. Das Gatter
7475 liefert ein positives Ausgangssignal, wenn alle diese Bedingungen erfüllt sind. Die Eingangsleitung 7456 gibt an, ob der Abtastfleck sich
in der Zeichenposition befindet. D ie Leitungen 7449, welche die invertierte Binärzahl des horizontalen Elementes liefern, sind mit den
Invertern 7476 und 7477 verbunden. Beide Leitungen liefern daher ein Signal mit hohem Pegel, wenn der Abtastfleck sich auf dem horizontalen
Element befindet. Die Leitung 7451, welche ein Signal mit hohem Pegel liefert, wenn der Abtastfleck auf dem horizontalen Element "a"
läuft, ist ebenfalls mit dem Gatter 7475 verbunden. Schliesslich ist noch diejenige Leitung mit dem Gatter 7475 verbunden, welche anzeigt,
ob in der Vorrichtung ein Zeichen mit dem Element "a" gebraucht wird.
Wenn alle diese Signale einen hohen Pegel aufweisen, dann sind die Bedingungen für die Darstellung des Elementes "a" auf dem Monitor 14
in diesem Augenblick erfüllt. Nach der Erfüllung dieser Bedingungen fliesst das Signal über das Gatter 7478 zum Ausgang 7460 der logischen
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Zeichencodierschaltung 7461 . Dann gelangt dieses Signal zum Verstärker
17 des Monitors, wodurch der Abtastfleck eine helle Linie auf dem Bildschirm des Monitors erzeugt, wenn er die Stelle des Elementes
"a" durchläuft. Ähnliche logische Einrichtungen werden auch für die
anderen Elemente benutzt, so dass das vollständige Zeichen dargestellt werden kann. Die Ausgänge der logischen Einrichtungen für die anderen
Elemente sind alle mit dem Gatter 7478 verbunden. Dem Gatter 7478 wird ausserdem einSignal zugeführt, das den Dezimalpunkt angibt.
Das in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzte Zeichendarstellungsformat hat sich für diese spezielle Vorrichtung
als sehr brauchbar erwiesen. Es können aber selbstverständlich für diese Art von Informationsausgabe viele verschiedene andere Darstellungsformate
ebenso verwendet werden. Die in Fig. 24 gezeigte dunkle Fläche 7409 dient als Hintergrund für die Zeichen.
Das Messregister 7442 enthält fünf aktive Ziffernstellen 7440, zwei
Scheinnullen 7437, eine Leerstelle 7436 und ein Symbol 7435, welches
entweder der Buchstabe "A" oder "L" sein kann, um anzuzeigen, ob eine Fläche oder eine Länge gemessen worden ist. Gleichzeitig
wird damit ausgesagt, ob als Maßeinheit Mikrometer oder Quadrat- ^
mikrometer in Frage kommen. Natürlich kann die Einrichtung auch an die Ausgabe irgendeiner anderen gebräuchlichen Maßeinheit angepasst
werden.
Der Dezimalpunkt kann in irgendeiner der vier Positionen 7438 stehen.
Die Position des Dezi mal punktes wird automatisch bestimmt, wenn
der Schalter, welcher der Objektiv-Kompensationsschaltung zugeordnet ist, so eingestellt wird, dass seine Schaltstellung dem im Mikroskop
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12 verwendeten Objektiv entspricht. Gelangt der Dezimalpunkt rechts
neben die aktiven Ziffernstellen, dann leuchten eine oder beide Scheinnullen auf, und zwar abhängig von der Position des Dezimalpunktes.
Anders ausgedrückt, alle Positionen links vom Dezimalpunkt 7438 leuchten auf. Dies gilt auch für die Scheinnullen. Bei der Grössen-Messung
werden die drei höherwertigen Zeichenpositionen 7439 mit Leerstellen gefüllt, wenn ihnen keine Bedeutung zukommt. Um
auch den grösstmöglichen Messbereich berücksichtigen zu können, ist es notwendig, insgesamt sieben aktive Stellen bereitzuhalten.
Dazu kommen noch vier mögliche Positionen für das Verschieben des Dezimalpunktes, so dass eine minimale Ausgabe von 0.1 und
eine maximale Ausgabe von 9 999 900 möglich ist.
Die Konnpensationsschaltung 64 liefert Signale zum Grössen-Ausgabezähler
68, welche anzeigen, welche der vier Positionen für den Dezimalpunkt passend ist. Der Grössen-Ausgabezähler zählt dann von
der am weitesten rechts liegenden Dezimalpunktstelle nach links, bis er die von der Kompensationsschaltung 64 angegebene Stelle erreicht.
In diesem Augenblick erregt er die Leitung 7466 in Fig. 23, über welche das Dezimalpunkt-Signal übertragen wird. Der Dezimalpunkt
in der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung wird aus einem Teil der untersten horizontalen Linie in dem aus sieben Elementen
bestehenden Format erzeugt.
Fig. 26 zeigt, dass der Grössen-Ausgabezähler 68 aus fünf Dekadenzählern
7481 besteht, von denen jeweils vier BCD-Leitungen zur MuI tipi ex-Sc hai tu ng 7482 führen. Die Multiplex-Schaltung 7482 wird
von der Steuerschaltung 7480 gesteuert. Das wichtigste Eingangssignal für die Schaltung 7480 ist das Ausgangssignal des einblendbaren
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Oszillators 7455 von Fig. 23. Die Steuerfolgenschaltung 7480 zählt
vom Beginn der Ausgabe an und bewirkt, dass die Multiplex-Schaltung
7482 die entsprechenden Ziffern zu den ablaufenden BCD-Leitungen 7463 liefert. Die Leitungen 7463 sind mit der Decodierschaltung
7462 für die sieben Zeichenelemente in der Zeichenerzeugungseinrichtung verbunden. Die Steuerschaltung 7480 überträgt die Scheinnullen
7437 zur Multiplex-Schaltung 7482, wenn sie feststellt, dass der Dezimalpunkt ausserhalb der fünf aktiven Ziffern 7440 Hegt. Die
logische Schaltung 7483 für den Dezimalpunkt erhält als Eingangs- ^
signale die in der Kompensationsschaltung 64 erzeugten Dezimalpunkt-Anzeigesignale.
Wie oben erwähnt, ordnet diese logische Schaltung das Dezimalpunktsignal zu, so dass der Dezimalpunkt
zwischen die richtigen Ziffernpositionen fällt. Schliesslich erzeugt die logische Symbolschaltung 7484 ein Signal, welches das entsprechende
Symbol entweder für eine Flächen- oder eine Längenmessung abruft.
Nun soll der Verstärker für den Fernsehempfänger erläutert werden.
Eine Aufgabe des Verstärkers 1 7 für den Fernsehempfänger besteht darin, das von der Schwellwertschaltung 53 erhaltene und verzöger- m
te Abtastsignal zu verstärken. Dieses Abtastsignal wird auch in der
Verzögerungsleitung 100 verzögert, so dass der Lichthof um die Teilchen in der richtigen Position bezüglich der Teilchen auf dem
Monitor 14 erscheint. Der Verstärker liefert zum Monitor 14 ferner
eine Reihe von in der Vorrichtung erzeugten und darzustellenden Signalen. Ein Blockschaltbild des Verstärkers 17 für den Fernsehempfänger
und für die entsprechenden Eingänge ist in Fig. 27 dargestellt.
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Über die Leitungen 7460 und 7489 werden sowohl das Zeichenerzeugungssignal
als auch das Rahmenerzeugungssignal zum Verstärker 1 7 übertragen. Wie oben erwähnt, bewirkt die Lieferung dieser Signale zum
Verstärker 17 im richtigen Zeitpunkt, dass der dunkle Rahmen und
die Ergebniswiedergabe dem Videobild des Bildfeldes künstlich überlagert werden.
Über die Leitung 106 wird zum Verstärker 1 7 für eine eventuelle Darstellung
auf dem Monitor 14 ein Signal übertragen, das dem Anzeigefleck 5471 für den Schreibgriffel entspricht. Durch die Lieferung
dieses in der Selektionsschaltung 54 erzeugten Signals zum Verstärker 1 7 im richtigen Zeitpunkt kann der Benutzer auf dem Bildschirm des
Monitors sofort anhand des wiedergegebenen Musters erkennen, auf welchen Punkt der Schreibgriffel 19 gerichtet ist. Es sei daran erinnert,
dass beim Ausrichten des Schreibgriffels 19 auf den Monitor 14 der Umriss des ausgewählten Teilchens aufgehellt ist. Dies geschieht
durch eine Differenzierung der vorderen und hinteren Flanke des Abtastsignals für dieses ausgewählte Teilchen. Zwei Differenzierschaltungen
102 und 104 werden für diesen Zweck benutzt. Zwei relativ kurze Impulse, die ganz allgemein den Erfassungen der Ränder entsprechen
und von den Differenzierschaltungen erzeugt werden, werden dann zum Verstärker 17 übertragen. Der Benutzer der Vorrichtung
erkennt daher ausser dem Anzeigefleck 5471 für den Schreibgriffel auch sofort den Umriss oder Lichthof des gewählten Teilchens, wenn
der Schreibgriffel 19 auf ein bestimmtes Teilchen im Bildfeld zeigt. In jedem Fall steht die Wiedergabe des gewählten Teilchens in direktem
Zusammenhang zu der auszuführenden Messung. Soll beispielsweise eine Fläche, einschliesslich darin vorhandener Löcher, gemessen
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werden, dann wird die gesamte Fläche des Teilchens bestimmt. Soll andererseits die Räche unter Ausschluss der darin enthaltenen
Löcher bestimmt werden, dann wird auch nur diese Fläche ausgegeben. Soll eine Längenmessung ausgeführt werden, dann wird nur
eine Seite des Bildes gezeigt. Dies geschieht dadurch, dass man einen schmalen Impuls zur Differenzierschaltung 102 für die vordere
Flanke und zur Differenzierschaltung 104 für die hintere Flanke schickt, wenn die Schaltung 62 auf Längenmessung geschaltet ist. Der Benutzer
kann daher visuell prüfen, ob das System richtig arbeitet.
Schliesslich wird das verzögerte Abtastsignal von der Schwellwertschaltung
53 zum Verstärker 1 7 übertragen, nachdem es zuerst noch in der Verzögerungsleitung 100 verzögert worden ist. Die Verzögerungsleitung 100 verzögert das Abtastsignal deswegen noch zusätzlich, damit
die Bilder auf dem Monitor 14 und die an den anderen Eingängen des Verstärkers 1 7 erscheinenden Signale einwandfrei registriert
werden können. Ein typisches Verzögerungsintervall für die Verzögerungsleitung 100 beträgt etwa 150 Nanosekunden. Dieses Intervall
wird natürlich von der Wahl der elektronischen und logischen Komponenten der Vorrichtung und ihrer relativen Geschwindigkeit bestimmt.
Es soll nun zum Schluss eine alternative Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beschrieben werden. Diese alternative Ausführungsform ist in Fig. 28 dargestellt. Eine Photographie 200 ist
unter einem transparenten Streifen 202 gelegt, auf welchem die abzutastende Fläche (nicht dargestellt) markiert ist. Eine Fernsehkamera
10 oder eine andere geeignete Abtasteinrichtung ist so angebracht,
dass die markierte Räche abgetastet werden kann. Der Monitor 14
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liefert ein Bild des Bildfeldes, und zwar ganz allgemein in der oben
beschriebenen Weise. Ein halbdurchlässiger Spiegel 204 befindet sich zwischen der Beobachtungsposition 206 des Benutzers und dem
transparenten Streifen 202, so dass das virtuelle Bild des Monitors 14 in der Ebene der Photographie 200 liegt.
In dieser Ausführungsform enthält der Teilchenselektor 80 einen
von einem Magnet 210 betätigten Markierungsstift 208. Betätigt der
Benutzer einen Fußschalter (nicht dargestellt) oder eine andere gebräuchliche Schalteinrichtung, dann wird der Magnet 210 erregt und
der Stift 208 nach oben bewegt, wodurch die Photographie 200 markiert wird. Gleichzeitig erscheint der Umriss des gewählten Teilchens
oder Teilchenbildes aufgehellt, womit das gewählte Teilchen oder Teilchenbild visuell identifiziert ist. Es sei darauf hingewiesen, dass
viele Abwandlungen dieser alternativen Ausführungsform denkbar sind. Die Vorrichtung kann auch so aufgebaut sein, dass kein Umriss des
gewählten Teilchens erzeugt oder keine Markierung auf der Photographie 200 angebracht wird.
Im Betrieb legt der Benutzer die Photographie etwa unter die Fernsehkamera,
so dass bestimmte Flächen davon abgetastet werden können. In Abhängigkeit von der Betätigung des Fußschalters durch den Benutzer
misst die Vorrichtung den gewünschten Bildparameter, erzeugt, falls dies gewünscht wird, einen aufgehellten Umriss des gewählten
Teilchens oder Teilchenbildes und/oder markiert die Photographie an einer entsprechenden Stelle, um anzuzeigen, dass das gewählte
Teilchen gemessen worden ist. Durch eine Verschiebung der Photographie können alle darauf gezeigtenTeilchen gemessen werden. Die
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Verschiebung der Photographie kann, wenn dies gewünscht wird, automatisch
vorgenommen werden, um die Genauigkeit zu erhöhen und den Arbeitsaufwand des Benutzers möglichst klein zu halten. Die
Messergebnisse können zu einer Gruppe nnechanischer Zähler, zu einer automatischen Zeicheneinrichtung oder zu irgendeinem anderen
geeigneten visuellen Wiedergabegerät geliefert werden.
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Claims (13)
- PATENTANSPRÜCHEM . J Vorrichtung zum Erfassen von Parametern von in einem Bildfeld vorhandenen Objekten, bei der das Bildfeld zeilenweise durch eine Abtasteinrichtung abgetastet wird, die jeweils dann ein Abtastsignal liefert, wenn die Abtastspur ein Objekt überstreicht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sichtgerät (14) vorgesehen ist, das von der Abtasteinrichtung (10, 53) zur sichtbaren Darstellung von abgetasteten Objekten angesteuert wird, zur Auswahl eines am Bildschirm des Sichtgerätes dargestellten Objektes eine Ortungseinrichtung (1 9) vorhanden ist, die ein Identifizierungssignal liefert, wenn die über den Bildschirm laufende Abtastspur einen vorgegebenen Bereich des Bildschirms überstreicht, die von der Abtasteinrichtung gelieferten Abtastsignale sowie das von der Ortungseinrichtung gelieferte Identifizierungssignal einem Selektionsschaltkreis (54) zugeführt werden, in dem die vorn ausgewählten Objekt stammenden Abtastsignale abgetrennt werden, und die vom Selektionsschaltkreis abgetrennten Abtastsignale einer Auswerteinrichtung (60, 62) zur Bestimmung eines Parameters des ausgewählten Objekts zugeführt werden.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortungseinrichtung (19) einen Detektor (190) umfasst, der von Hand auf die Umgebung des ausgewählten Objekts gerichtet werden kann und ein Identifizierungssignal liefert, wenn die über den Bildschirm laufende Abtastspur in den Ansprechbereich des Detektors gelangt.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (190) ein lichtempfindliches Element ist, das auf von der Ab-609831/0008- 75 -2085764— /5 —tastspur auf dem Bildschirm ausgelöste Lichtstrahlung anspricht.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelle des Bildschirmes, auf die der Detektor (190) gerichtet worden ist, durch eine sichtbare Markierung (5471) gekennzeichnet wird.
- 5 . Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgewählte Objekt auf dem Bildschirm mit geänderter Intensität dargestellt wird. d
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Selektionsschaltkreis (54) ein Verknüpfungsglied (5401) enthält, an dem die von der Abtasteinrichtung (10, 53) gelieferten Abtastsignale anliegen und das zunächst durch das Identifizierungssignal und dann beim Abtasten der folgenden Zahlen jeweils durch ein Signal in den Durchlaßzustand steuerbar ist, das durch Verzögerung des vorher vom Verknüpfungsglied durchgelassenen Abtastsignals um ungefähr der Abtastzeit für eine Zeile entsprechenden Zeit erzielt wird.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die J Auswerteinrichtung (60) Schaltmittel zum Erzeugen eines der längsten Abmessung des ausgewählten Objekts entsprechenden Messwertsignals enthält.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinrichtung (62) Schaltmittel zum Erzeugen eines der Fläche des ausgewählten Objekts entsprechenden Messwertsignals enthält.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinrichtung (62) Schaltmittel zum Erzeugen eines der Höhe des ausgewählten Objekts entsprechenden Messwertsignals enthält.609831/0008- 76 -
- 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass das Messwertsignal einem Kompensationsschaltkreis (64) zugeführt wird, in dem das Messwertsignal in ein den gemessenen physikalischen Einheiten des ausgewählten Objekts entsprechendes Messergebnissignal umgesetzt wird.
- 11 . Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Messergebnissignal einem Verteilungsschaltkreis (66) zugeführt wird, der mit einer Reihe von Grössenbereichszählern (70) in Verbindung steht, die jeweils innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegende Messergebnissignale aufnehmen.
- 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Messergebnissignal auf dem Bildschirm des Sichtgerätes (14) in alphanumerischer Form angezeigt wird.
- 13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortungseinrichtung (19) einen Schalter (200) enthält, der bei Auswahl eines Objektes zur Erzeugung eines die Messung des ausgewählten Objektes einleitenden Startsignals betätigt wird.609831/0008ORIGINAL INSPECTED
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