DE2113089B2 - Anordnung zum zeilen- oder spaltenweisen optischen lesen von auf einem aufzeichnungstraeger an in spalten und zeilen angeordneten positionen aufgezeichneten markierungen - Google Patents

Description

Abtastsystem für in zwei Zeilen komplementär kodierte Daten bekannt. Für die Darstellung eines Informationsbits sind bei diesem Abtastsystem je eine Abtaststelle in zwei Zeilen erforderlich. Entsprechend sind für jedes Informationsbit auch zwei fotoelektrische Abtastelemente notwendig. Damit benötigt das bekannte System, mit welchem Fehlabtastungen infolge ungleichmäßiger Untergrundhelligkeit vermieden werden sollen, einen mehr als verdoppelten Aufwand gegenüber einem System, das zwischen wechselnden Untergrundhelligkeiten nicht unterscheiden kann. Außerdem besitzt dieses bekannte Abtastsystem den schwerwiegenden Nachteil, daß es sich nur für einen eng begrenzten Spezialfall, nämlich komplementäre Codes eignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum optischen Lesen von auf einem Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Informationen zu schaffen, die ebenfalls Fehlabtastungen infolge wechselnder Untergrundhelligkeit vermeidet, dafür aber keine zusätzlichen fotoelektrischen Abtastelemente erfordert.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Anordnung von der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Ausgänge von wenigstens zweien der logarithmischen Verstärker auf eine Auswählschaltung geführt sind, welche aus den ihr zugeführten Signalen ein Signal, entsprechend einer fehlenden Markierung, auswählt und ein entsprechendes Ausgangssignal abgibt, daß das Ausgangssignal der Auswählschaltung an dem anderen Eingang der Differenzbildungsschaltung anliegt, und daß bei einem Abtastvorgang mit den fotoelektrischen Abtasteinrichtungen immer wenigstens ein logarithmischer Verstärker, dessen Ausgang auf die Auswählschaltung geführt ist, einen Ausgang entsprechend einer fehlenden Markierung besitzt. Danach werden für die Feststellung der Grundhelligkeit die gleichen fotoelektrischen Abtasteinrichtungen verwendet, die auch zur Abtastung der Information dienen. Um dies zu erreichen, werden die Ausgangssignale der Abtasteinrichtungen ausgewertet, die gerade keine Informationsmarkierungen abtasten.

Damit kommt die Anordnung gemäß der Erfindung mit einem wesentlich geringeren Aufwand als die bekannte Anordnung aus. Vorteilhaft ist bei der Anordnung gemäß der Erfindung ferner, daß die Untergrundhelligkeit des Aufzeichnungsträgers im eigentlichen Informationsfeld und nicht etwa an daneben gelegenen Stellen geprüft wird.

Wichtig ist natürlich, daß bei jedem Abtastvorgang wenigstens eine der fotoelektrischen Abtasteinrichtungen, deren Ausgangssignal über den ihr zugeordneten logarithmischen Verstärker auf die Auswahlschaltung geführt ist, eine Markierungsposition abtastet, auf der keine Markierung vorhanden ist. Als fotoelektrische Abtasteinrichtungen können z. B. fotoelektrische Elemente, Fotoleiter, Fotodioden u. dgl. dienen. Die Aufzeichnungsträger können z. B. Lochstreifen, Lochkarten od. dgl. sein.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, wozu auf die Zeichnung Bezug genommen wird, in der eine Blockschaltung einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung gezeigt ist.

In der Zeichnung sind fotoelektrische Elemente I₁ bis 2₃ zum Lesen der markierten oder nicht markierten Information der in Spalten oder Zeilen auf einem Aufzeichnungsträger (nicht gezeigt) vorgesehenen Markierungspositionen dargestellt. Es sind nur drei Elemente gezeigt, um die Übersichtlichkeit der Zeichnung nicht zu beeinträchtigen. In einer praktisehen Ausführung sind zwölf fotoelektrische Elemente für jede Spalte angeordnet, um zwölf Markierungspositionen in einer Spalte des Aufzeichnungsträgers auszulesen oder festzustellen. Das von den Marken auf dem Aufzeichnungsträger reflektierte

ίο Licht I₁,1₂ und I₃ wird von fotoelektrischen Elementen 2j, 2₂ und 2₃ aufgenommen und in elektrische Signale umgeformt. Die Ausgänge der fotoelektrischen Elemente werden an die jeweiligen einen Eingänge von Differenzverstärkern A₁, 4₂ bzw. 4₃ über logarithmisehe Verstärker 3_1; 3₂ und 3₃ angelegt. Die Ausgänge der logarithmischen Verstärker sind jeweils elektrische Signale entsprechend dem Logarithmus der Ausgänge der fotoelektrischen Elemente 2_1? 2₂ und 2₃. Der Ausgang mindestens eines der beiden logarithmisehen Verstärker 3_X oder 3₂ muß eine »nichtmarkierte« Information oder Stelle darstellen, oder aber eine markierte Stelle stellt eine »1« dar, und eine nicht markierte Stelle eine »0«. Einer der beiden logarithmischen Verstärker 3_X oder 3₂ gibt dann an seinem Ausgang das elektrische Signal an, das der »0« entspricht. Die Ausgänge der logarithmischen Verstärker 3j und 3₂ werden jeweils über Verstärker 6 und 7 an eine die größte Spannung feststellende Prüfanordnung 8 angelegt. Die Amplitude des elektrischen Signals, das der »0« entspricht, ist größer als das der »1« entsprechende Signal, da das von einer unmarkierten Stelle reflektierte Licht, das eine »0« darstellt, überhaupt nicht moduliert oder geschwächt ist. Am Ausgang der die größte Spannung feststellenden Prüfanordnung 8 liegt dann das Signal an, das der »0«, d. h. der unmarkierten Stelle in einer Spalte oder Zeile des Aufzeichnungsträgers entspricht. Der Ausgang der die maximale Spannung feststellenden Prüfanordnung 8 wird an die anderen Eingänge der Differenzverstärker 4_t bis 4₃ angelegt.

Die Stärke des durch eine Markierung auf dem Aufzeichnungsträger modulierten Lichts möge L_n und die des von dem Aufzeichnungsträger reflektierten Lichts L_c sein. Bei durch eine Markierung modu-

liertem Licht L_n soll das elektrische Signal des ent- Iff sprechenden logarithmischen Verstärkers 3_X bis 3₃ V_M sein und bei nicht durch eine Markierung moduliertem Licht L_c soll das elektrische Signal des entsprechenden logarithmischen Verstärkers 3j bis 3₃ V_c sein. Für V_M gelten dann folgende Gleichungen:

k log
k log

in denen k eine Proportionalitätskonstante ist, wenn die Eigenschaften der fotoelektrischen Elemente I₁, 2₂ und 2₃ sowie die der logarithmischen Verstärker 3_1? 3₂ und 3₃ dieselben sind.

Wenn das Signal V_M an den einen Eingang und das Signal V_c an den anderen Eingang eines Differenzverstärkers angelegt wird, gilt für den Ausgang Vo des Differenzverstärkers folgende Gleichung:

Vo = A(V_C- V_M) = kA\og L_C/L_M (3)

in der A ein Verstärkungsfaktor des Differenzverstärkers ist. Aus Gleichung (3) ist zu ersehen, daß der Ausgang des Differenzverstärkers nicht durch Veränderungen der Lichtstärke von L_M bis K'L_M und von

L_c bis k'L_c auf Grund von Verunreinigungen des optischen Systems beeinflußt wird.

Wenn das eine nichtmarkierte Stelle oder eine »0« darstellende Licht mit der Stärke L_c von dem fotoelektrischen Element I₁ aufgenommen wird, wird der Ausgang des Differenzverstärkers 4_X Null. Das heißt, es wird eine »0« gelesen. Wenn das die markierten Stellen oder die'»1« darstellende Licht mit der Stärke L_M von den fotoelektrischen Elementen I₁ und 2₃ aufgenommen wird, sind die Ausgänge der Differenzverstärker 4₂ und 4₃ proportional dem Wort log L_C/L_M, wie oben angegeben. Das bedeutet, es wird eine »1« gelesen. Die Ausgänge der Differenzverstärker 4_l5 4₂ und 4₃ werden also nicht durch Veränderungen der von dem Aufzeichnungsträger reflektierten Lichthelligkeit beeinflußt. Die Ausgänge der Differenzverstärker 4j, 4₂ und 4₃ werden durch Schwellenwertschaltungen S₁, 5₂ und 5₃ regeneriert und an den Ausgang übertragen.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform sind nur die Ausgänge von zwei logarithmischen Verstärkern 3_X und 3₂ an die die größte Spannung feststellende Prüfanordnung 8 über Verstärker 6 und 7 angelegt; selbstverständlich können auch

ίο mehr als zwei Ausgänge von logarithmischen Verstärkern an die Prüfanordnung 8 angelegt werden, so daß die Stärke des von verschiedenen Markierungsstellen des Aufzeichnungsträgers reflektierten Lichts erfaßt und hierdurch die Auslesegenauigkeit verbessert werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 auf dem Aufzeichnungsträger modulierte Licht fällt Patentansprüche: durch das optische System auf mehrere fotoelektrische Elemente, die so angeordnet sind, daß sie den in Spal-

1. Anordnung zum zeilen- oder spaltenweisen ten oder Zeilen auf dem Aufzeichnungsträger aufgeoptischen Lesen von auf einem Aufzeichnungsträ- 5 brachten Markierungspositionen entsprechen. Das ger an in Spalten und Zeilen angeordneten Posi- einfallende Licht wird durch die fotoelektrischen EIetionen aufgezeichneten Markierungen mit mehre- mente in elektrische Signale umgeformt, die dann der ren fotoelektrischen Abtasteinrichtungen, deren markierten oder nicht markierten Information der jeder in Reihe jeweils ein logarithmischer Ver- Markierungspositionen entsprechen. Wenn sich die stärker und eine Differenzbildungsschaltung 10 Helligkeit der Lichtquelle und/oder der Reflexionsnachgeschaltet sind, wobei der Ausgang des log- oder Übertragungsfaktor des Aufzeichnungsträgers arithmischen Verstärkers jeweils auf den einen ändert, werden in optischen Lesegeräten der oben bevon zwei Eingängen der Differenzbildungsschal- schriebenen Art sehr häufig die markierten oder nicht tung geführt ist, welche ein der Differenz zwischen markierten Informationen falsch gelesen. Um diese dem ihrem einen und einem ihrem zweiten Ein- 15 Schwierigkeiten zu überwinden, weist ein bekanntes gang zugeführten Signal entsprechendes Aus- optisches Lesegerät zusätzlich zu den fotoelektrischen gangssignal abgibt, dadurch gekennzeich- Elementen zum Abtasten der markierten oder nicht net, daß die Ausgänge von wenigstens zweien markierten Information noch ein weiteres fotoelektrider logarithmischen Verstärker (3_1; 3₂,3₃) auf eine sches Element zum Abtasten der Oberf lächenhellig-Auswählschaltung (6, 7, 8) geführt sind, welche 20 keit des Aufzeichnungsträgers derart auf, daß die Siaus den ihr zugeführten Signalen ein Signal, ent- gnale oder Ausgänge an den zuletzt erwähnten sprechend einer fehlenden Markierung, auswählt fotoelektrischen Elementen durch das Signal oder den und ein entsprechendes Ausgangssignal abgibt, Ausgang der Formerstufe oder des fotoelektrischen daß das Ausgangssignal der Auswahlschaltung (6, Elements zum Abtasten der Oberflächenhelligkeit des 7, 8) an dem anderen Eingang der Differenzbil- 25 Aufzeichnungsträgers geeicht oder ausgeglichen werdungsschaltung anliegt, und daß bei einem Ab- den können. Bei diesem bekannten Gerät fällt das tastvorgang mit den fotoelektrischen Abtastein- modulierte oder nicht modulierte Licht, das der marrichtungen (2_X, 2₂, 2₃) immer wenigstens ein kierten oder nicht markierten Information der Marlogarithmischer Verstärker (3_l5 3₂,), dessen Aus- kierungsposition entspricht, auf das fotoelektrische gang auf die Auswählschaltung (6, 7, 8) geführt 30 Element und wird linear in ein elektrisches Signal umist, einen Ausgang entsprechend einer fehlenden geformt. Der Ausgang des fotoelektrischen Elementes Markierung besitzt. wird an einen logarithmischen Verstärker angelegt,

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- dessen Ausgang logarithmisch proportional zu dem kennzeichnet, daß die Auswählschaltung (6, 7, 8) Ausgang des fotoelektrischen Elements ist. Der Auseine die größte Spannung feststellende Prüfanord- 35 gang des fotoelektrischen Elementes zum Abtasten nung enthält, die die Ausgangsspannung mit dem der Oberflächenhelligkeit des Aufzeichnungsträgers höchsten Wert der an sie angeschlossenen log- wird in ein Signal umgewandelt, dessen Amplitude arithmischen Verstärker (3_V 3₂) auswählt. durch die Zwischenschaltung eines logarithmischen

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Verstärkers in logarithmischer Form den Ausgang des gekennzeichnet, daß die Differenzbildungsschal- 40 fotoelektrischen Elements darstellt. Die Ausgänge der tung ein Differenzverstärker ist. beiden logarithmischen Verstärker werden so an einen

Differenzverstärker angelegt, daß der Einfluß einer Veränderung der Oberflächenhelligkeit des Auf-

Zeichnungsträgers kompensiert werden kann. Da-

45 durch wird die Lesesicherheit beim Lesen der Markierungen erhöht.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum zeilen- Das bekannte optische Lesegerät benötigt aber zur oder spaltenweisen optischen Lesen von auf einem Feststellung der Oberflächenhelligkeit des Aufzeich-Aufzeichnungsträger an in Spalten und Zeilen ange- nungsträgers zusätzlich zu mehreren fotoelektrischen ordneten Positionen aufgezeichneten Markierungen ■ 50 Elementen zum Abtasten der markierten oder nicht mit mehreren fototelektrischen Abtasteinrichtungen, markierten Information noch ein weiteres fotoelektrideren jeder in Reihe jeweils ein logarithmischer Ver- sches Element, wodurch sein Schaltungsaufbau aufstärker und eine Differenzbildungsschaltung nachge- wendiger wird. Darüber hinaus tastet das zusätzliche schaltet sind, wobei der Ausgang des logärithmischen fotoelektrische Element nur jeweils eine Stelle des Verstärkers jeweils auf den einen von zwei Eingängen 55 Aufzeichnungsträgers ab, so daß, wenn an dieser der Differenzbildungsschaltung geführt ist, welche in Stelle eine Verunreinigung ist, ein Fehlersignal abgeder Differenz zwischen dem ihrem einen und einem geben wird. Deshalb können falsche Leseergebnisse ihrem zweiten Eingang zugeführten Signal entspre- auftreten. Zusätzlich tastet das fotoelektrische EIechendes Ausgangssignal abgibt. ment jeweils die Helligkeit einer Stelle auf dem Auf-Für Rechner oder Datenverarbeitungsanlagen 60 zeichnungsträger außerhalb der Markierungsstellen werden häufig optische Karten- oder Band-Lesege- ab, die sehr häufig verunreinigt ist. Um auch diese rate als Eingangsgeräte verwendet. Diese Lesegeräte Schwierigkeit zu überwinden, können zwei oder mehr weisen meist eine Lichtquelle, ein optisches System als zwei fotoelektrische Elemente zum Abtasten der und mehrere fotoelektrische Elemente auf; die Mar- Oberflächenhelligkeit des Aufzeichnungsträgers an kierungsstellen auf einer Karte oder einem Band (die 65 zwei oder mehr als zwei verschiedenen Stellen vorgeim folgenden als »Aufzeichnungsträger« bezeichnet sehen sein; durch diese Anordnung wird aber der sind), werden von der Lichtquelle durch das optische Aufbau des Lesegeräts noch aufwendiger. System hindurch beleuchtet und das durch die Marken Aus der deutschen Auslegeschrift 1262 643 ist ein