DE2234789C3

DE2234789C3 - Photoelectric converter for a system for recognizing pictorial patterns

Info

Publication number: DE2234789C3
Application number: DE19722234789
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokio; Yoneyama Tsuneo Yokosuka Kanagawa; Genchi (Japan)
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1971-07-15
Filing date: 1972-07-14
Publication date: 1976-11-18

Description

Die Erfindung betrifft einen photoelektrischen Wandler für ein Erkennungssystem von bildhaften Mustern mit einer Photoelektronen emittierenden Fläche, die an einem Ende eines evakuierten Röhrenkolbens angebracht ist und auf die ein photographisches Eingangsbild des zu identifizierenden Musters projiziert wird, mit einer Fokussierungseinrichtung zum Fokussieren der von der Fläche emittierten Photoelektronen zur Erzeugung eines Ladungsbildes mit Hilfe dieser Photoelektronen in einer Brennebene, mit einer Einrichtung zum Vergrößern oder Verkleinern des von den Photoelektronen erzeugten Ladungsbildes und mit einer Ablenkeinrichtung für eine Ablenkung der emittierten Photoelektronen.The invention relates to a photoelectric converter for an image recognition system Patterns with a photoelectron emitting surface attached to one end of an evacuated tubular flask and on which an input photographic image of the pattern to be identified is projected is, with a focusing device for focusing the photoelectrons emitted from the surface for Generation of a charge image with the help of these photoelectrons in a focal plane, with a Device for enlarging or reducing the charge image generated by the photoelectrons and with a deflection device for deflecting the emitted photoelectrons.

Bei den bisherigen photoelektrischen Wandlern, die für eine Objekterkennung, beispielsweise für einen automatischen Lesevorgang von Buchstaben verwendet wurden, wurden die elektrischen Ausgangssignale durch Abtasten der photoelektrischen Oberflächen mit Elektronenstrahlen erhalten. Bei diesen bekannten Vorrichtungen, unter die Lichtpunktabtaster, Vidiconröhren und ähnliche Vorrichtungen fallen, werden die Ausgangssignale seriell, d. h. nacheinander gewonnen.In the previous photoelectric converters that are used for object recognition, for example for a Automatic letter reading was used, the electrical output signals were through Scanning the photoelectric surfaces with electron beams is obtained. In these known devices, among the light spot scanners, vidicon tubes and similar devices, the output signals serial, d. H. won one after the other.

Beim Erkennen von bildhaften Mustern mOssen unter anderem die notwendigen Informationen über ein breites Blickfeld erfaßt werden. So ist es im Falle einer Buchstabenlesevorrichtung erforderlich, die Lage der auf ein Dokument der Standardgröße gedruckten Buchstaben zu erfassen und diese zu lesen. Unter der Voraussetzung, daß der photoelektrische Wandler an wichtigen Abschnitten des Musters mit einer hohen Auflösune arbeitet und sowohl die Auflösung als auch die Lage der Abschnitte frei auf dieselbe Weise wie es beim menschlichen Auge der Fall ist, gesteuert werden können, kann die Gesamtauflösung des photoelektrischen Wandlers relativ gering sein. Dabei ist es jedoch notwendig, die erhaltenen Signale gleichzeitig zur Verfugung zu haben, so daß die in zeitlicher Aufeinanderfolge erhaltenen Signale zumindest zeitweise für die weitere Verarbeitung gespeichert werden. Dazu werden Verzögerungsleitungen hoher QualitätWhen recognizing pictorial patterns have to be under among other things, the necessary information can be captured over a wide field of vision. So it is in the case of one Letter reader required, the location of the printed on a standard size document Capture letters and read them. Provided that the photoelectric converter is on important sections of the pattern work at high resolution and both resolution the location of the sections can be freely controlled in the same manner as the human eye can, the overall resolution of the photoelectric converter can be relatively low. It is there, however necessary to have the received signals available at the same time, so that the in time Signals obtained in succession are at least temporarily stored for further processing. This is done using high quality delay lines

ίο oder andere Speicher benötigt, so daß einerseits eine Verarbeitung der erhaltenen Signale mit hoher Geschwindigkeit nicht möglich ist und andererseits komplizierte und teure Schaltungen erforderlich sind. So ist es beispielsweise bei der Normalisierung der Bildgröße und Bildlage mit Hilfe einer bekannten Vorrichtung notwendig, die Ausgangssignale vom photoelektrischen Wandler in einer Speicherebene zu speichern und anschließend das gespeicherte Bild sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung zu verschieben und somit die Lage des Bildes zu normalisieren oder gleichzeitig einige Speichereinheiten zu erfassen und sie dann zu einer einzigen Einheil zusammenzudrücken, um dadurch die Größe zu normalisieren. Dieses Verfahren erfordert besondere Speicher und eine komplizierte Einrichtung zur Steuerung der Speicher.ίο or other memory is required, so that on the one hand a Processing of the signals obtained at high speed is not possible and on the other hand complicated and expensive circuits are required. This is the case, for example, with the normalization of the Image size and position with the help of a known device necessary, the output signals from the Photoelectric converter to save in a memory bank and then the saved image to move both in the vertical and in the horizontal direction and thus the position of the image normalize or simultaneously capture some storage units and then merge them into a single unit squeeze to normalize the size. This procedure requires special Memories and a complicated device for controlling the memories.

Demgegenüber liegt die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin, eine bekannte Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die zu verarbeitenden Signale parallel zueinander erhalten werden.In contrast, the object underlying the invention is to provide a known device of to be developed further so that the signals to be processed receive parallel to one another will.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer nahe der Brennebene gelegenen Ebene ein Target aus einer Vielzahl von Elektronenstrahl-Nachweiselementen angeordnet ist, von denen jedes einen der Stärke des auffallenden Elektronenstrahls proportionalen Strom erzeugt, daß Einrichtungen zur parallelen Ableitung der Ausgangssignale von den Elektronenstrahl-Nachweiselementen vorgesehen sind, sowie Einrichtungen, welche dazu dienen, die Einrichtung zum Vergrößern oder Verkleinern und die Ablenkeinrichtung unter Verwendung der Ausgangssignale zu steuern, die von den Einrichtungen zur parallelen Ableitung der Ausgangssignale erhalten werden.This object is achieved according to the invention in that a plane located near the focal plane Target made from a variety of electron beam detection elements is arranged, each of which is proportional to the strength of the incident electron beam Electricity generated that means for deriving the output signals from the electron beam detection elements in parallel are provided, as well as devices which serve the device for enlarging or reducing and the deflection device using the output signals sent by the facilities to control in parallel Derivation of the output signals can be obtained.

Bei dem erfindungsgemäßen photoelektrischen Wandler kann die Verwendung der bisher notwendigen Speicher und Verzögerungsleitungen somit weitgehend entfallen.In the photoelectric converter according to the invention, the use of the previously necessary Memory and delay lines are largely eliminated.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Asuführungsbeispiel der Erfindung an Hand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert.The following is a preferred embodiment the invention explained in more detail with reference to the accompanying drawing.

F i g. 1 zeigt eine schematischt Längsschnittansicht dieser Ausführungsform der Erfindung,F i g. 1 shows a schematic longitudinal sectional view this embodiment of the invention,

F i g. 2A und 2B zeigen eine Vorderansicht und eine Seitenschnittansicht, die jeweils ein Beispiel für ein Target von Elektronenstrahl-Nachweiselementen des in F i g. 1 gezeigten photoelektrischen Wandlers zeigen,F i g. 2A and 2B show a front view and a side sectional view each showing an example of a Target of electron beam detection elements of the in FIG. 1 show the photoelectric converter shown,

F i g. 3 zeigt das Blockschaltbild eines Erkennungssystems von bildhaften Mustern,F i g. 3 shows the block diagram of a system for recognizing pictorial patterns,

F i g. 4 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau der in F i g. 3 gezeigten Steuerschaltung für die Ablenkeinrichtung zeigt,F i g. FIG. 4 is a block diagram showing the structure of the circuit shown in FIG. 3 shown control circuit for the deflection device indicates,

F i g. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht teilweise in Blockform einer weiteren Ausführungsform eines Erkennungssystems,F i g. Figure 5 shows a perspective view partly in block form of another embodiment of a Detection system,

Fig.6 ist ein Blockschaltbild, das die in Fig.5 gezeigte Schaltung darstellt, die eine Maske bildet,
F i g. 7A bis 7F sind Diagramme zur Erläuterung derFig. 6 is a block diagram showing the circuit shown in Fig. 5 which constitutes a mask,
F i g. 7A to 7F are diagrams for explaining FIG

Arbeitsweise des in F i g. 5 dargestellten photoelektrischen Wandlers,Operation of the in F i g. 5 illustrated photoelectric converter,

F i g. 8 zeigt ein Blockschaltbild, das den Aufbau der in F i g. 5 dargestellten Ablenksteuerschaltung zeigt,F i g. FIG. 8 is a block diagram showing the structure of the circuit shown in FIG. 5 shows deflection control circuit,

F i g. 9 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau der bei der in F i g. 5 dargestellten Schaltung verwandten Schaltung zum Ausschalten der nicht zu dem zu erkennenden Bildelement gehörenden Projektionssignale zeigt,F i g. 9 is a block diagram showing the structure of the embodiment shown in FIG. 5 related circuit shown Circuit for switching off the projection signals which do not belong to the picture element to be recognized indicates,

Fig. 10 ist ein Blockschaltbild einer bei der in F i g. 5 '° dargestellten Schaltung verwandten Einrichtung zur Ermittlung eines bestimmten Ausgangsleiters.FIG. 10 is a block diagram of one of the types shown in FIG. 5 '° Circuit shown related device for determining a specific output conductor.

In F i g. 1 wird das von einem zu erkennenden Element 11 ausgehende Licht auf eine Photoelektronen emittierende Fläche 13 durch ein optisches System 12 projiziert. Von der Photoelektronen emittierenden Fläche 13 werden dementsprechend Photoelektronen emittiert, die durch eine zylindrische Elektrode 14 beschleunigt und dann durch eine erste und eine zweite Fokussierungsspule 15 und 16 fokussiert werden, um ein Ladungsbild mit Hilfe der Photoelektronen in der Brennebene 17 der Fokussierungsspule zu erzeugen. Durch eine unterschiedliche Stromversorgung der beiden Fokussierungsspulen 15 und 16 ict es möglich, das Ladungsbild zu vergrößern oder zu verkleinern, wodurch eine Änderung der Brennweite erreicht wird.In Fig. 1, the light emanating from an element 11 to be recognized is incident on a photoelectron emitting surface 13 is projected by an optical system 12. From the photoelectron emitting Accordingly, photoelectrons are emitted from surface 13, which are generated by a cylindrical electrode 14 accelerated and then focused by first and second focusing coils 15 and 16 to a Generate charge image with the help of the photoelectrons in the focal plane 17 of the focusing coil. A different power supply for the two focusing coils 15 and 16 makes it possible to to enlarge or reduce the charge image, whereby a change in the focal length is achieved.

Die Lage des Ladungsbildes wird durch eine Ablenkspule 18 verändert. Die Ablenkspule 18 besteht aus einer horizontalen und einer vertikalen Ablenkspule, was in der Zeichnung nicht im einzelnen dargestellt ist, so daß die Lage des Ladungsbildes durch eine geeignete Stromversorgung der beiden Ablenkspulen verschoben werden kann. Ein Target 19 aus einer Vielzahl von Elektronenstrahl-Nachweiselementen ist nahe der Brennebene 17 angeordnet, in der das Ladungsbild erzeugt wird. Dieses Target 19 besteht aus einer Vielzahl zweidimensional angeordneter Nachweiselemente 19i 1 bis 19mn, wie es in Fi g. 2A dargestellt ist Bei dem dargestellten Beispiel bestehen die Elektronenstrahl-Nachweiselemente aus Halbleiterdioden. Selbstverständlich können beliebige Nachweiselemente entsprechender Größe verwandt werden. Wie es aus der in Fig.2B gezeigten Seitenschnittansicht des Targets 19 zu entnehmen ist, wird eine Anzahl von Bereichen vom n-Typ 21 durch Eindiffundieren von η-Typ Störatomen in die Oberfläche einer p-Typ-Siliziumhalbleiter-Substratplatte 20 gebildet, so daß sich eine Anzahl von p-n-Dioden ergibt.The position of the charge image is changed by a deflection coil 18. The deflection coil 18 consists of a horizontal and a vertical deflection coil, which is not shown in detail in the drawing, so that the position of the charge image can be shifted by a suitable power supply of the two deflection coils. A target 19 composed of a plurality of electron beam detection elements is arranged near the focal plane 17 in which the charge image is generated. This target 19 consists of a plurality of two-dimensionally arranged detection elements 19i 1 to 19mn, as shown in FIG. 2A. In the example shown, the electron beam detection elements are made up of semiconductor diodes. Of course, any detection elements of the appropriate size can be used. As can be seen from the side sectional view of the target 19 shown in FIG. 2B, a number of n-type regions 21 are formed by diffusing η-type impurity atoms into the surface of a p-type silicon semiconductor substrate plate 20, so that a number of pn diodes results.

Metallelektroden 23 sind auf die jeweiligen n-Typ-Bereiche aufgebracht und mit einer Anzahl paralleler Ausgangsleiter 24 verbunden. Zwischen den Metallelektroden 23 befinden sich Isolationsfilme 22 Derartige Halbleiterdioden zeigen eine elektronische Muldplyfunktion, wenn beschleunigte Photoelektronen mit hoher Geschwindigkeit auf die Obergangszonen stoßen. Als Elektronenstrahl-Nachweiselemente können auch Phototransistoren verwandt werden. Durch den Fortschritt der Technik der integrierten Schaltungen ist es möglich, diese Halbleiter-Nachweiselemente mit einer ausreichend geringen Größe und einer hohen Anordmmgsdichte herzustellen. Metal electrodes 23 are applied to the respective n-type areas and connected to a number of parallel output conductors 24. There are insulating films 22 between the metal electrodes 23. Such semiconductor diodes exhibit an electronic mulply function when accelerated photoelectrons strike the transition zones at high speed. Phototransistors can also be used as electron beam detection elements. With the advancement of integrated circuit technology, it is possible to manufacture these semiconductor detection elements with a sufficiently small size and a high arrangement density.

Obwohl die Anzahl der das Target 19 bildenden Nachweiselemente in Abhängigkeit von den Erfordernissen der Anwendung unterschiedlich ist, ist es zweckmäßig, das Target aus 16 -16 oder 32-32 Elementen aufzubauen. Das Target kann weiterhin auch eindimensional ausgebildet sein.Although the number of the detection elements constituting the target 19 differs depending on the requirements of the application, it is expediently, the target from 16-16 or 32-32 Elements. The target can also continue to do so be one-dimensional.

Das Target muß nicht so groß sein, daß es dasThe target doesn't have to be big enough to do that

Ladungsbild vollständig überdeckt, sondern kann dieses auch nur teilweise überdecken. In der folgenden Beschreibung wird der Teil des Ladungsbildes, der vom Target 19 erfaßt werden soll, mit »Blickfeld« des photoelektrischen Wandlers bezeichnet.The charge image is completely covered, but can also only partially cover it. In the following The description is that part of the charge image that is to be captured by the target 19 with the "field of view" of the called photoelectric converter.

Bei einem photoelektrischen Wandler mit einem solchen Aufbau treten die von der Fläche 13 emittierten und durch die Elektrode 14 beschleunigten Photoelektronen in die Halbleitersubstratplatte 20 ein, um darin Elektron-Loch-Paare zu bilden, wodurch Ströme durch die Ausgangsleiter 24 fließen, die denjenigen Bereichen der Halbleitersubstratfläche entsprechen, die den Photoelektronenstrahl empfangen haben. Auf diese Weise wird das durch die Photoelektronen auf dem Target 19 abgebildete Bild in elektrische Signale umgewandelt, die parallel durch die Ausgangsleiter 24 abgeleitet werden.In the photoelectric converter having such a structure, those emitted from the surface 13 occur and photoelectrons accelerated by the electrode 14 into the semiconductor substrate plate 20 to be therein Form electron-hole pairs, causing currents to flow through the output conductors 24 corresponding to those areas correspond to the semiconductor substrate area that received the photoelectron beam. To this Thus, the image formed by the photoelectrons on the target 19 is converted into electrical signals which are derived in parallel through the output conductors 24.

Bei einem solchen photoelektrischen Wandler ist es möglich, die Größe des in der Brennebene erzeugten Ladungsbildes durch eine Veränderung des Versorgungsstromes für die beiden Fokussierungsspulen 15,16 zu verändern. Da das durch eine Spule erzeugte magnetische Feld proportional dem durch die Spule fließenden Strom ist, ist es möglich, das in der Brennebene gebildete Ladungsbild durch Erhöhen des Stromes, der durch die Ablenkspule 15 fließt, und durch Verringern des Stromes, der durch die zweite Ablenkspule 16 fließt, zu vergrößern. Wenn die durch die erste und die zweite Ablenkspule fließenden Ströme in umgekehrter Weise geändert werden, wird das Ladungsbild verkleinert.With such a photoelectric converter, it is possible to measure the size of the generated in the focal plane Charge image by changing the supply current for the two focusing coils 15, 16 to change. Because the magnetic field generated by a coil is proportional to that generated by the coil flowing current, it is possible to increase the charge image formed in the focal plane by increasing the Current flowing through the deflection coil 15, and by reducing the current flowing through the second Deflection coil 16 flows to enlarge. When the currents flowing through the first and second deflection coils are changed in the reverse manner, the charge image is reduced.

Die durch eine solche Einstellung bewirkte Verdunklung des Bildes kann durch eine Feineinstellung der Spannung, die an der Beschleunigungselektrode 14 liegt ausgeglichen werden.The darkening of the image caused by such an adjustment can be made by fine adjustment of the Voltage that is applied to the acceleration electrode 14 can be compensated for.

Eine solche Änderung der Brennweite kann durch eine bekannte elektronische Schaltung leichl bewirkl werden.Such a change in the focal length can easily be brought about by a known electronic circuit will.

Die Lage des Ladungsbildes in der Brennebene 17 kann durch die Ablenkeinrichtung 18 eingestellt werden Eine solche Einstellung der Lage des Ladungsbildes kann mit einer bekannten Einrichtung erreicht werden die die Stärke der Ströme einstellen kann, die der horizontalen und der vertikalen Ablenkspule gelieferl werden. Ebenso ist es notwendig, die Lage des Ladungsbildes allmählich oder schnell zu verändern Wenn ein Gleichstrom verwandt wird, der sich zeitlich nicht ändert, bleibt das Ladungsbild stehen. Wenn andererseits ein zeitlich veränderlicher Strom, z. B. ein Sägezahn-Wechselstrom, der identisch mit dem Ausgang einer Ablenkschaltung eines Fernsehempfängen ist, angelegt wird, wird sich das Ladungsbild sowohl ir horizontale als auch in vertikale Richtung bewegen. Bei einem solchen Sägezahn-Wechselstrom erscheiner Bildsignale, die durch Abtasten des Ladungsbildes erzeugt wurden, an den Ausgangsleitern 24. Da bei dem photoelektrischen Wandler das Target eine relativ große Fläche einnimmt, ist es jedoch möglich, jedes Bild mit einem Sägezahn-Wechselstrom abzutasten, der eine geringere Frequenz als der bei herkömmlichen Fernsehempfängern benutzte Sägezahn-Wechselstrom aufweist The position of the charge image in the focal plane 17 can be adjusted by the deflection device 18. Such an adjustment of the position of the charge image can be achieved with a known device which can adjust the strength of the currents supplied to the horizontal and vertical deflection coils. It is also necessary to change the position of the charge image gradually or quickly. If a direct current is used that does not change over time, the charge image remains. On the other hand, if a time varying current, e.g. B. a sawtooth alternating current, which is identical to the output of a deflection circuit of a television receiver, is applied, the charge image will move in both horizontal and vertical directions. In the case of such a sawtooth alternating current, image signals generated by scanning the charge image appear on the output conductors 24. However, since the target occupies a relatively large area in the photoelectric converter, it is possible to scan each image with a sawtooth alternating current which has a frequency lower than that of the sawtooth alternating current used in conventional television receivers

Durch die Verwendung derartiger Ablenkeinrichtungen and Einrichtungen zur Veränderung der Brennweite ist es möglich, jeden Teil des zu erkennenden Elemente! m irgendeiner Vergrößerung oder das gesamte Elemem zu betrachten. Es ist somit möglich, zunächst einer breiten Bereich des Elementes mit einer kleinerBy using such deflectors and devices for changing the focal length is it possible to detect any part of the elements! m any enlargement or the entire elemem consider. It is thus possible to start with one wide area of the element with a smaller one

Auflösung zu beobachten und dann einen bestimmten Teilbereich des Elementes mit einer höheren Auflösung dadurch zu beobachten, daß dieser Teilbereich auf die gesamte Fläche des Blickfeldes durch Veränderung der Brennweite gezogen wird.Observe resolution and then a certain sub-area of the element with a higher resolution by observing that this sub-area covers the entire area of the field of view by changing the Focal length is drawn.

In F i g. 3 ist der Aufbau eines Erkennzungssystems für bildhafte Muster gezeigt, das zum Erkennen biologischer Zellen ausgelegt ist. Bei der Diagnose von Krebs oder anderen bösartigen Tumoren in ihrem frühesten Stadium werden die Anordnung, Größe und Konzentration der Zellen beobachtet. Es bedarf jedoch eines großen Arbeitsaufwandes, eine bestimmte Zelle unter einer Anzahl von Zellen herauszufinden, so daß es wünschenswert ist, diesen Arbeitsgang mit einem Erkennzungssystem durchzuführen. Um das Muster von Zellen zu erkennen, werden die Zellen abgetötet und dann mit einer Mikroskopkamera photographiert. Bei solchen mikroskopischen Aufnahmen weist der Zellkern eine stärkere Konzentration als die ihn umgebenden Teile auf. Bei kranken Zellen ist diese Neigung ungewöhnlich stark.In Fig. 3 shows the structure of a recognition system for pictorial patterns used for recognition biological cells is designed. When diagnosing cancer or other malignant tumors in their The arrangement, size and concentration of the cells are observed at the earliest stage. It does, however a great deal of work to find a particular cell among a number of cells so that it it is desirable to carry out this operation with a recognition system. To get the pattern of To recognize cells, the cells are killed and then photographed with a microscope camera. at Such microscopic recordings show the cell nucleus a stronger concentration than the one surrounding it Divide up. This tendency is unusually strong in diseased cells.

Wie aus F i g. 3 zu ersehen ist. werden die parallelen Ausgänge vom photoelektrischen Wandler 31 durch eine Quantisierungsschaltung 32 quantisiert, um binäre Signale, die dem schwarzen und weißen Pegel entsprechen, zu bilden. Der Ausgang der Quantisierungsschaltung 32 wird einer Nachweis- und Isolierschaltung 33 zugeführt, um den zu identifizierenden Musterteil Zj isolieren. Der Ausgang der Nachweis- und Isolierschaltung 33 wird einer Kennschaltung 34 zugeführt. Der Ausgang vom photoelektrischen Wandler 31 wird auch zu einer Maximalwert-Nachweisschaltung 35 geführt, um den Ausgangsleiter 36 das größte Signal aus einer Anzahl von parallelen Ausgangssignalen zu liefern. Dieses maximale Ausgangssignal wird Differenz-Nachweisschaltungen 37i bis 37s zugeführt, wo es mit den jeweiligen Ausgangssignalen des photoelektrischen Wandlers 3Ί verglichen wird. Die Arbeitsweise der Differenz-Nachweisschaltungen 37 ist die, daß sie zwei analoge Eingänge vergleichen und dann, wenn die zwei Eingänge die gleiche Größe aufweisen, ein Ausgangssignal mit hohem Pegel erzeugen und daß sie, wenn die zwei Eingänge unterschiedliche Größen aufweisen, oder wenn das Eingangssignal kleiner als der Maximalwert ist. ein Signal mit geringerem Pegel erzeugen. Das Signal mit hohem Pegel wird in ein »!«-Signal und das Signal mit niedrigem Pegel in ein »O«-Signal mit hilfe einer Gruppe von Quantisie-ungsschaltungen 38i bis 38s umgewandelt. Damit bestimmen die Ausgangssignale der Quantisierungsschaltungen 38 den Ausgangsleiter 39 des photoelektrischen Wandlers 31, der das maximale Ausgangssignal trägt Da in dem dargestellten Fall das Ausgangssignal von der Quantisierungsschaltung 3*2 »1« ist, steht fest, daß der Ausgangsleiter 392 vom photoelektrischen Wandler 31 das maximale Ausgangssignal trägt In Wirklichkeit sind 32 - 32 Ausgangsleiter 39 in einer Matrix angeordnet, jedoch sind in F i g. 3 der Kürze halber nur fünf Leiter gezeigt wie oben beschrieben, sind diese Ausgangsleiter 39 jeweils mit den entsprechenden Elementen der 32 - 32 Oektronenstrahl-Nachweiselementen, die in Fig.2 gezeigt sind, verbunden, wobei besonders diejenige der Quantisierungsschaltungen & die den »1«-Ausgang liefert, bestimmt, welches der Elektronenstrahl-Nachweiselemente in dem Target oder welche Stelle im Blickfeld der maximalen Konzentration entspricht As shown in FIG. 3 can be seen. the parallel outputs from the photoelectric converter 31 are quantized by a quantizing circuit 32 to form binary signals corresponding to black and white levels. The output of the quantization circuit 32 is supplied to a detection and isolation circuit 33 to isolate the pattern part Zj to be identified. The output of the detection and isolation circuit 33 is fed to an identification circuit 34. The output from the photoelectric converter 31 is also fed to a maximum value detection circuit 35 to provide the output conductor 36 with the largest of a number of parallel output signals. This maximum output signal is fed to differential detection circuits 37i to 37s, where it is compared with the respective output signals of the photoelectric converter 3Ί. The operation of the difference detection circuits 37 is that they compare two analog inputs and when the two inputs are of the same magnitude produce a high level output and when the two inputs are of different magnitudes or when the input signal is less than the maximum value. generate a signal with a lower level. The signal with a high level is converted into a "!" Signal and the signal with a low level is converted into an "O" signal with the aid of a group of quantization circuits 38i to 38s. The output signals of the quantization circuits 38 thus determine the output conductor 39 of the photoelectric converter 31 which carries the maximum output signal maximum output signal carries In reality, 32-32 output conductors 39 are arranged in a matrix, but in FIG. 3 only five conductors shown for the sake of brevity as described above, these output conductors 39 are each connected to the corresponding elements of the 32-32 electron beam detection elements shown in FIG. -Output, determines which of the electron beam detection elements in the target or which point in the field of view corresponds to the maximum concentration

Auf die Aasgangssignale der QuantisierungsschaltunOn the output signals of the quantization circuit

gen 38 spricht eine Ablenksteuerschaltung 40 an und erzeugt einen Ablenkstrom, der der Ablenkeinrichtung 41 des photoelektrischen Wandlers 31 geliefert wird. Bei dem dargestellten Beispiel sind die Ströme für die X- ^s und ^-Ablenkung so bemessen, daß der festgestellte Punkt der maximalen Konzentration nahezu in die Mitte des Targets der Elektronenstrahl-Nachweiselemente oder des Blickfeldes gebracht wird. In Fi g. 4 ist ein Beispiel für den Aufbau einer AblenksteuerschaltungGen 38 responds to a deflection control circuit 40 and generates a deflection current which is supplied to the deflector 41 of the photoelectric converter 31. In the example shown, the currents for the X ^s and ^ deflection are dimensioned such that the determined point of maximum concentration is brought almost to the center of the target of the electron beam detection elements or of the field of view. In Fi g. 4 is an example of the construction of a deflection control circuit

ίο dargestellt. Die Eingangssignale der Ablenksteuerschaltung werden einem Codiergerät 401 geliefert, das so aufgebaut ist, daß es seinen Ausgangskoordinaten Werte gibt, die einer Stelle entsprechen, an der ein Eingangssignal »1« oder das maximale Signal vorhan-ίο shown. The input signals of the deflection control circuit are supplied to a coding device 401 which is constructed in such a way that its output coordinates give values which correspond to a point at which an input signal "1" or the maximum signal is present.

is den ist. Damit wird der Abszissenwert Xdes maximalen Signals einem Ausgangsleiter 402 geliefert, während ein Koordinatenwert V des maximalen Signals einem Ausgangsleiter 403, beide jeweils in Form eines digitalen Signals, gel efert wird. Diese Informationen über rechtwinklige Koordinaten werden einer horizontalen Ablenkspule 406· und einer vertikalen Ablenkspule 407 des photoelektrischen Wandlers jeweils durch digitalanaloge Wandler 404 und 405 und Verstärker 406 und 407 zugeführt. Wenn die Mitte des Blickfeldes mitis the is. The abscissa value X of the maximum signal is thus supplied to an output conductor 402 , while a coordinate value V of the maximum signal is supplied to an output conductor 403, both in the form of a digital signal. This rectangular coordinate information is supplied to a horizontal deflection coil 406 and a vertical deflection coil 407 of the photoelectric converter through digital-to-analog converters 404 and 405 and amplifiers 406 and 407, respectively. When the center of the field of vision with

2s dem Ursprungspunkt der rechtwinkligen Koordinaten ausgerichtet ist, ist es möglich, das maximale Signal immer in der Mitte des Blickfeldes anzuordnen.2s the point of origin of the rectangular coordinates is aligned, it is possible to always place the maximum signal in the center of the field of view.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird das Ausgangssignal der Maximalwert-Nachweisschaltung 35 einer Schwel-As shown in Fig. 3, the output of the maximum value detection circuit 35 is a threshold

K> lenwertschaltung 42 geliefert, die ein Ausgangssignal erzeugt, das einer Brennweiten-Steuerungsschaltung 43 zugeführt wird, wenn das Ausgangssignal von der Maximalwert-Nachweisschaltung 35 einen vorher bestimmten Wert überschreitet. Die Brennweitensteue-K> lenwert circuit 42 supplied, which has an output signal which is fed to a focal length control circuit 43 when the output signal from the Maximum value detection circuit 35 exceeds a predetermined value. The focal length control

3s rungsschaltung 43 liefert ein Brennweitensteuerungssignal einer Brennpunktsteuerungsschaltung 44, die so aufgebaut ist, daß sie der Ablenkeinrichtung 45, die die in F i g. ! gezeigte erste und zweite Fokussierungsspule umfaßt, Ströme in einem vorher bestimmten Verhältnis liefert, um das Ladungsbild auf die gewünschte Größe durch Veränderung der Brennweite zu bringen.3s approximation circuit 43 provides a focus control signal from a focus control circuit 44 which is so constructed that it is the deflection device 45, which is shown in FIG. ! comprises the first and second focusing coils shown, supplies currents in a predetermined ratio in order to bring the charge image to the desired size by changing the focal length.

Gleichzeitig wird das Ausgangssignal der Brennwettensteuerungsschaltung 43 der trennschaltung 34 geliefert, um sie in Betrieb zu setzen. Wenn die Kennschaltung 34 ihre Erkennzungstätigkeit vollendet, wird ein Endsignal erzeugt, das der Brennpunktsteuerschaltung 44 geliefert wird, um die Brennweitenänderung rückgängig zu machen.
Mit dem photoelektrischen Wandler ist es möglich.At the same time, the output of the burning bet control circuit 43 is supplied to the disconnection circuit 34 to operate it. When the detection circuit 34 completes its detection operation, an end signal is generated which is supplied to the focus control circuit 44 to cancel the change in the focal length.
With the photoelectric converter it is possible.

das Muster mit einer hohen Genauigkeit dadurch zu erkennen, daß zunächst das gesamte Gebiet des zu erkennenden Elementes im Blickfeld betrachtet wird der Punkt der maximalen Konzentration in die Mitte des Blickfeldes bewegt wird und dann dieser charakteri- to recognize the pattern with a high degree of accuracy by first looking at the entire area of the element to be recognized in the field of vision, moving the point of maximum concentration to the center of the field of vision and then moving this characteristic

stische Punkt durch Änderung der Brennweite vergrößert wird, so daß er das gesamte Blickfeld überdeckt Aus diesem Grunde ist es möglich, diesen besonder: kennzeichnenden Punki zu vergrößern und mit eäiei ausreichend hohen Auflösung mit einem Target vorstic point is enlarged by changing the focal length so that it covers the entire field of view For this reason it is possible to enlarge this special: characteristic Punki and with eäiei sufficiently high resolution with a target Elektronenstrahl-Nachweiselementen einer Anzahl vor nur 32 - 32 zu erkennen, das selbst eine relativ gering« Auflösung hatElectron beam detection elements of a number only 32 - 32 can be seen, which itself has a relatively low resolution

Obwohl in der in F i g. 3 gezeigten Ausführungsforn die Konzentration des Bildes als charakteristischeAlthough in the FIG. 3 embodiment shown the concentration of the image as characteristic Merkmal des zu erkennenden Musters verwandt wurde ist es auch möglich, ein anderes charakteristische Merkmal des Musters, wie seine Anordnung, Groß« oder Farbe, zu verwenden. In einem solchen Fall ist diiCharacteristic of the pattern to be recognized was used it is also possible to use another characteristic feature of the pattern, such as its arrangement, large " or color, to use. In such a case, dii

609 647 245609 647 245

Maximalwert-Nachweisschaltung 35 natürlich durch eine Schaltung zum Nachweis einer bestimmten Anordnung, Größe oder Farbe de Musters ersetzt. Zu diesem Zweck kann irgendeine der Anzahl bekannter Nachweis- oder Kennschaltungen verwandt werden.Of course, the maximum value detection circuit 35 is replaced by a circuit for detecting a specific arrangement, size or color of the pattern. Any of a number of known detection or identification circuits can be used for this purpose.

Wenn die charakteristischen Punkte dadurch nachgewiesen werden, daß zunächst das Ladungsbild verkleinert wird, um einen relativ weiten Bereich des Elementes in das Blickfeld zu bringen, ist es möglich, den charakteristischen Punkt zu bewegen und dadurch genau zu bestimmen, daß er durch Einstellen der Ablenkeinrichtung, um den Brennpunkt zu verschieben, gesucht wird, wodurch das Ladungsbild verdunkelt wird. Die Einstellung des Brennpunktes kann elektrisch durch eine Fokussierungsspule und die in F i g. 1 gezeigte Beschleunigungselektrode erfolgen. Wenn es gewünscht ist, das charakteristische Merkmal des Elementes, das in das Blickfeld ragt, grob nachzuweisen, falls das Merkmal zu wenig im einzelnen erkannt wurde, ist die Erkennung ziemlich ungenau, so daß es vorteilhaft ist, den charakteristischen Punkt des Elementes zu suchen, während es optisch verdunkelt wird. If the characteristic points are detected by first reducing the charge image in order to bring a relatively wide area of the element into the field of view, it is possible to move the characteristic point and thereby precisely determine that it, by adjusting the deflection device, in order to shift the focus is sought, whereby the charge image is darkened. The adjustment of the focus can be done electrically by a focusing coil and the one shown in FIG. 1 shown acceleration electrode. If it is desired to roughly detect the characteristic feature of the element that protrudes into the field of vision, if the feature has not been recognized in detail, the recognition is rather imprecise, so that it is advantageous to search for the characteristic point of the element, while it is optically darkened.

Während bei der vorhergehenden Beschreibung die Größe des Bildes des Elementes zunächst verringert und dann vergrößert wurde, ist es auch möglich, das Bild zu vergrößern, um einen charakteristischen Punkt, wie z. B. einen Abstand zwischen benachbarten Buchstaben, nachzuweisen und den nachgewiesenen Abstand der Nachweis- und Isolationsschaltung 33 zu liefern, um einen bestimmten zu erkennenden Buchstaben zu isolieren. Danach wird der Buchstabe auf eine zum Erkennen notwendige Größe vergrößert. Aus diesem Grunde sind in dieser Beschreibung die Kennschaltung, die Nachweis- und Isolationsschaltung und die damit verbundenen Schaltungen, denen ein Signal eines vergrößerten oder verkleinerten Bildes geliefert wird, allgemein mit Musterverarbeitungsschaltung bezeichnet. While in the preceding description the size of the image of the element was first reduced and then enlarged, it is also possible to enlarge the image in order to show a characteristic point, e.g. B. a distance between adjacent letters to detect and to provide the detected distance to the detection and isolation circuit 33 to isolate a particular letter to be recognized. Then the letter is enlarged to a size necessary for recognition. For this reason, in this specification, the identification circuit, the detection and isolation circuit and the associated circuits to which a signal of an enlarged or reduced image is supplied are generally referred to as the pattern processing circuit.

In F i g. 5 ist der Aufbau einer anderen Ausführungsform eines Erkennungssystems gezeigt, bei der der in F i g. 1 und 2 gezeigte photoelektrische Wandler zum Normalisieren, Nachweisen und Isolieren des Bildsignals des zu erkennenden Elementes verwandt wird.In Fig. FIG. 5 shows the structure of another embodiment of a detection system in which the device shown in FIG F i g. Photoelectric converters shown in Figs. 1 and 2 for normalizing, detecting and isolating the image signal of the element to be recognized is used.

In F i g. 5 ist der in F i g. 1 gezeigte photoelektrische Wandler mit dem Bezugszeichen 51 bezeichnet. Die parallelen Ausgangssignale vom photoelektrischen Wandler 51 werden einer Quantisierungsschaltung 53 über eine Vielzahl von Ausgangsleitern 52t zugeführt. Die Quantisierungsschaltung 53 quantisiert die jeweiligen Ausgangssignale an den Ausgangsleiterr. 52, um diese Ausgangssignale in ein »1«- oder »O«-Signal entsprechend einem Schwarz- oder Weißpegel umzuformen. Die Ausgänge von der Quantisierungsschaltung 53 werden einer Matrixschaltung 54 geliefert, die so aufgebaut ist, daß sie den Teil des Blickfeldes nachweist, an dem sich das Mustersignal befindet, um den Teil von den parallelen Ausgängen des photoelektrischen Wandlers 51 auszuwählen, der das Mustersignal enthalt Einzelheiten des Aufbaues der Matrixschaltung 54 sind in Fig.6dargestellt In Fig. 5 is the one in FIG. The photoelectric converter shown in FIG. 1 is denoted by the reference numeral 51. The parallel output signals from the photoelectric converter 51 are supplied to a quantization circuit 53 through a plurality of output conductors 52t. The quantization circuit 53 quantizes the respective output signals on the output conductor. 52 to convert these output signals into a "1" or "O" signal according to a black or white level. The outputs from the quantization circuit 53 are provided to a matrix circuit 54 which is constructed to detect the portion of the field of view in which the pattern signal is located to select the portion of the parallel outputs of the photoelectric converter 51 which contains the pattern signal details the structure of the matrix circuit 54 are shown in FIG

5 - 5 Punkte 52 sind, wie in Fi g. 6 gezeigt in einer Matrix angeordnet und entsprechen jeweils den in Fi g. 5 gezeigten Ausgangsleitern 522, die so dargestellt sind, daß sie sich senkrecht durch die Zeichenebene von F ig. 6 erstrecken.5-5 points 52 are, as in FIG. 6 shown in a Arranged matrix and correspond in each case to the in Fi g. 5, output conductors 522 shown so as to be shown are that they are perpendicular through the plane of Fig. 6 extend.

Die Ausgangssignale der Ausgangsleiter 52, die zu den jeweiligen Reihen der Matrix gehören, werden Ausgangsleitern 56 über zugehörige ODER-Schaltungen 55 zugeführt. Auf dieselbe Weise werden die Ausgangssignale der Ausgangsleiter 52, die zu den jeweiligen Spalten der Matrix gehören, den Ausgangsleitern 58 über zugehörige ODER-Schaltungen 57 zugeführt. The output signals of the output conductors 52 belonging to the respective rows of the matrix are fed to output conductors 56 via associated OR circuits 55 . In the same way, the output signals of the output conductors 52 belonging to the respective columns of the matrix are fed to the output conductors 58 via associated OR circuits 57.

Die Ausgänge der Reihenausgangsleiter 56 der Matrixschaltung 54 sind mit einem in F i g. 5 und 6 gezeigten vertikalen Maskenspeicher 59 verbunden, der fünf Speicher, z. B. in Form von Flip-Flop-Schaltungen,The outputs of the row output conductors 56 of the matrix circuit 54 are marked with one shown in FIG. 5 and 6 vertical mask memory 59 shown, the five memories, e.g. B. in the form of flip-flop circuits,

ίο umfaßt, die jeweils mit den Reihenausgangsleitern 56 verbunden sind. Die Spaltenausgangsleiter 58 der Matrixschaltung 54 sind mit den Flip-Flop-Schaltungen der entsprechenden Größenordnung eines horizontalen Maskenspeichers verbunden, der denselben Aufbau wieίο includes, each with the row output conductors 56 are connected. The column output conductors 58 of the matrix circuit 54 are connected to the flip-flops of the corresponding order of magnitude of a horizontal mask memory which has the same structure as

ι s der vertikale Maskenspeicher aufweist.ι s has the vertical mask memory.

Das Ergebnis ist, daß der horizontale Maskenspeicher 60 ein horizontales Projektionssignal des Bildsignals »1«, das sich im Blickfeld zeigt, und der vertikale Maskenspeicher 59 ein vertikales Projektionssigp.aiThe result is that the horizontal mask memory 60 receives a horizontal projection signal of the image signal "1", which is shown in the field of view, and the vertical mask memory 59 a vertical projection sigp.ai

ίο bildet. Diese Verhältnisse sind in Fig. 7B gezeigt, in der die dunkleren Teile des vertikalen und horizontalen Maskenspeichers 59 und 60 das Projektionssignal »1« zeigen, das den Flip-Flop-Schaltungen geliefert wird. F ι g. 7A zeigt die Beziehung zwischen einem Feld von Zahlen, die die zu erkennenden Muster darstellen, und dem Blickfeld des photoelektrischen Wandlers 51, während Fi g. 7B das Feld der Zahlen im Blickfeld des photoelektrischen Wandlers 51 zeigt. Fig. 7B bis 7F zeigen Ausgänge vom photoelektrischen Wandler 51, wie sie durch einen Teil der Matrixschaltung 54 zu sehen sind.ίο educates. These relationships are shown in FIG. 7B, in which the darker parts of the vertical and horizontal mask memory 59 and 60 the projection signal "1" show that is supplied to the flip-flops. Fig. 7A shows the relationship between a field of Numbers representing the patterns to be recognized and the field of view of the photoelectric converter 51, while Fi g. 7B shows the field of numbers in the field of view of the photoelectric converter 51. Figures 7B to 7F show outputs from photoelectric converter 51 as seen through part of matrix circuit 54 are.

Wenn die Projektionssignale dem vertikalen und horizontalen Maskenspeicher 59 und 60 geliefert sind. wird ein Endkennsignal der in F i g. 5 gezeigtenWhen the projection signals are supplied to the vertical and horizontal mask memories 59 and 60. an end identification signal of the in FIG. 5 shown

Ablenksteuerschaltung 61 von der im folgenden beschriebenen Kennschaltung geliefert. Auf dieses Endsignal hin arbeitet die Ablenksteuerschaltung 61. um die Ablenkeinrichtung des photoelektrischen Wandlers 51 zu steuern und dadurch die Zahlen im Blickfeld nach oben und nach unten, wie in den Fig. 7C und 7D gezeigt, zu verschieben.Deflection control circuit 61 is supplied by the identification circuit described below. On this At the end of the signal, the deflection control circuit 61 operates around the deflection device of the photoelectric converter 51 and thereby the numbers in the field of view up and down, as in FIGS. 7C and 7D shown to move.

Dieser Vorgang wird im einzelnen an Hand der F i g. 8 beschrieben.This process is explained in detail with reference to FIGS. 8 described.

Das Endkennsignal von der Kennschaltung 76 wird zuThe final identification signal from the identification circuit 76 becomes

dem Eingangsklemmensatz einer Flip-Flop-Schaltung 611 geliefert, um an seiner Ausgangsklemme 1 ein Signal zu erzeugen. Dieser Ausgang wird dazu benutzt, eine Gatterschaltung 612 einzuschalten. Der Ausgangsimpuls von einem Taktsignalgenerator 613 wird an einensupplied to the input terminal set of a flip-flop circuit 611 to generate a signal at its output terminal 1. This output is used to turn on a gate circuit 612. The output pulse from a clock signal generator 613 is sent to a

X-Koordinatenzähler 614 über die eingeschaltete Gatterschaltung 612 gelegt Der X-Koordinatenzähler 614 zählt die Anzahl der Taktimpulse, um das Ergebnis einem Digital-Analog-(D-A)-Wandler 616 über einer Additivkreis 615 zu liefern. Das Ausgangssignal vor X coordinate counter 614 placed over the switched-on gate circuit 612. The X coordinate counter 614 counts the number of clock pulses in order to deliver the result to a digital-to-analog (DA) converter 616 via an additive circuit 615. The output signal before

D-A-Wandler 616 wird der horizontalen Ablenkspule des photoelektrischen Wandlers über einen Ablenkverstärker 617 zugeführt Während die Gatterschaltung*^ eingeschaltet ist, wächst damit mit der Zeit der Inhali des Λ-Koordinatenzählers 614, um allmählich derD-A converter 616 becomes the horizontal deflection coil of the photoelectric converter fed through a deflection amplifier 617 While the gate circuit * ^ is switched on, the Inhali grows over time of the Λ coordinate counter 614 to gradually increase the

Ablenkstrom zu erhöhen. Dadurch wird das Ladungs bild des photoelektrischen Wandlers nach link· verschoben. Wenn das projizierte Signal im horizonta len Maskenspeicher 60 das in F i g. 7D gezeigte rechte Ende erreicht erzeugt der linke Detektor 63 eiiIncrease deflection current. As a result, the charge image of the photoelectric converter is moved to the left postponed. When the projected signal in the horizontal mask memory 60 corresponds to the one shown in FIG. Right shown in 7D When the end is reached, the left detector 63 generates eii

Ausgangssignal, das an die Rückstellungsklemme R de Flip-Flop-Schaltung 611, die in F i g. 8 gezeigt ist geleg wird. Bei Rückstellung dieser Flip-Flop-Schaltung 6Γ wird die Gatterschaltung 612 außer Betrieb gesetzt un<Output signal that is applied to the reset terminal R of the flip-flop circuit 611 shown in FIG. 8 is shown. When this flip-flop circuit 6Γ is reset, the gate circuit 612 is put out of operation

ein Signal wird an der Ausgangsklemme O der Flip-Flop-Schaltung 611 erzeugt. Dieses Ausgangssignal wird zur Schaltung einer zweiten Flip-Flop-Schaltung 618 benutzt. Der »1 «-Ausgang der zweiten Flip-Flop-Schaltung 618 setzt eine zweite Gatterschaltung 619 in Betrieb, um ein Impulssignal, das durch den Taktimpulsgenerator 613 erzeugt wird, einem V-Koordinatenzähler 620 zu liefern, dessen Zählergebnis einem D-A-Wandler 623 über einen Additivkreis 621 geliefert wird. Der D-A-Wandler 623 erzeugt ein analoges, dem Inhalt des V-Koordinatenzählers 620 proportionales Signal. Das so erzeugte Analogsignal wird der vertikalen Ablenkspule des photoelektrischen Wandlers über einen Ablenkverstärker 624 zugeführt. Folglich wird das Ladungsbild des photoelektrischen Wandlers, wie in Fig.7D gezeigt, nach oben bewegt. Wenn das Ladungsbild das obere Ende erreicht, erzeugt der obere Enddetektor 62, der mit dem vertikalen Maskenspeicher 59 verbunden ist, ein Ausgangssignal, das der Rückstellklemme R der zweiten Flip-Flop-Schaltung 618. die in Fig.8 gezeigt ist, geliefert wird. Bei Rückstellung der Flip-Flop-Schaltung 618 wird die Gatterschaltung 619 außer Betrieb gesetzt, um die Verschiebung zu beenden. Als Folge der Verschiebung werden die vier Zahlen im Blickfeld zur linken, oberen Seite des Targets bewegt, so daß die nachzuweisende und zu isolierende Zahl 2 in die obere linke Ecke des Blickfeldes, wie in F i g. 2 gezeigt, gebracht wird.a signal is generated at the output terminal O of the flip-flop circuit 611. This output signal is used to switch a second flip-flop circuit 618 . The "1" output of the second flip-flop circuit 618 sets a second gate circuit 619 in operation, a pulse signal generated by the clock pulse generator 613 to provide a V-coordinate counter 620, whose counting a DA converter 623 via an additive circuit 621 is supplied. The DA converter 623 generates an analog signal proportional to the content of the V coordinate counter 620. The analog signal thus generated is supplied to the vertical deflection coil of the photoelectric converter via a deflection amplifier 624 . As a result, the charge image of the photoelectric converter is moved upward as shown in Fig. 7D. When the charge image reaches the upper end, the upper end detector 62, which is connected to the vertical mask memory 59, generates an output signal which is supplied to the reset terminal R of the second flip-flop circuit 618 shown in FIG. When the flip-flop circuit 618 is reset, the gate circuit 619 is disabled to end the shift. As a result of the shift, the four numbers in the field of view are moved to the upper left side of the target, so that the number 2 to be detected and isolated is in the upper left corner of the field of view, as in FIG. 2 is shown.

Dann werden die Projekticnssignale, die durch den vertikalen und den horizontalen Maskenspeicher 59 und fO erzeugt werden, durch Schaltungen 64 und 65 bis auf das Projektionssignal der nachzuweisenden und zu isolierenden Zahl 2 ausgeschaltet. Obwohl im Rahmen der Erfindung viele Typen derartiger Schaltungen verwendbar sind, ist ein Beispiel dafür in der F i g. 9 dargestellt. In dieser Figur ist mit 60 der Horizontalspeicher bezeichnet, und die »!«-Ausgangssignale der jeweiligen Flip-Flop-Schaltung 6Oi bis 6O5 werden an je eine Eingangsklemme der UND-Schaltungen 661 bis 665 jeweils gelegt. Das Ausgangssignal von jeder UND-Schaltung wir wird zum Eingang der nachfolgenden UND-Schaltung und zu einem Satz von Klemmen der fünf Flip-Flop-Schaltungen 67i bis 67s geleitet, die einen Speicher 67 bilden. Ein »1 «-Signal von der Klemme 68 wird immer zu der anderen Eingangsklemme der ganz links angeordneten UND-Schaltung 661 geleitet.Then, the projecting signals generated by the vertical and horizontal mask memories 59 and fO are generated by circuits 64 and 65 except for the projection signal to be detected and to isolating number 2 turned off. Although there are many types of such circuits within the scope of the invention are usable is an example of this in FIG. 9 shown. In this figure, the horizontal memory is at 60 and the "!" output signals of the respective flip-flop circuit 6Oi to 6O5 are sent to each an input terminal of the AND circuits 661 to 665 are applied, respectively. The output of each AND gate we become the input of the subsequent AND circuit and a set of terminals of the five flip-flop circuits 67i to 67s, the one Form memory 67. A "1" signal from terminal 68 always goes to the other input terminal of the whole AND circuit 661 arranged on the left.

Beim Betrieb dieser Schaltung sind dann, wenn alle Flip-Flop-Schaltungen 6Oi bis 60s des Speichers 60 im »1 «-Zustand sind, alle Flip-Flop-Schaltungen 67i bis 67 ί des Speichers 67 ebenfalls im »1 «-Zustand. Wenn irgendeine der Flip-Flop-Schaltungen 6Ο1 bis 6Q5, z. B. 6Ο3, im »0«-Zustand ist, nehmen zwei Flip-Flop-Schaltungen 67i und 72 des Speichers 67 den »1«-Zustand an, die restlichen Flip-Flop-Schaltungen des Speichers 67 jedoch werden nicht umgeschaltet, sondern behalten ihren »0«-Zustand bei. Wenn der vertikale Speicher 59 an Stelle des horizontalen Speichers 60 verwandt wird, wird die Schaltung 64 benutzt When operating this circuit, when all flip-flop circuits 60i to 60s of memory 60 are in the "1" state, all flip-flop circuits 67i to 67 of memory 67 are also in the "1" state. When any of the flip-flop circuits 6Ο1 to 6Q5, e.g. B. 6Ο3, is in the "0" state, two flip-flop circuits 67i and 72 of the memory 67 take the "1" state, but the remaining flip-flop circuits of the memory 67 are not switched, but kept their "0" state. When the vertical memory 59 is used in place of the horizontal memory 60, the circuit 64 is used

Durch die Verwendung dieser Schaltungen 64,65 ist es möglich, aus dem in Fig. 7D gezeigten Projektionssignal nur zwei Projektionssignale zu entnehmen, die erfaßt und isoliert werden sollen, und sie den jeweiligen Speichern der Schaltungen 64 und 65 zuzuführen.By using these circuits 64.65 is it is possible to extract only two projection signals from the projection signal shown in FIG. 7D, which to be detected and isolated, and to be supplied to the memories of the circuits 64 and 65, respectively.

Die Ausgangssignale der Schaltung 64 werden einer Höhenmeßschaltung 69 zugeführt, um die Höhe der isolierten Zahl 2 zu messen. Im einzelnen arbeitet die Höhenmeßschaltung 69 so, daß sie die Anzahl der »!«-Signale in den Ausgangssignalen der Schaltung 64 zählt. Die Höhenmeßschaltung 69 kann z. B. von einem Dekodiergerät gebildet werden. Das von der Höhenmeßschaltung 69 erzeugte Höhensignal wird der Brennpunktsteuerschaltung 70 und der Ablenksteuerschaltung 61 des photoelektrischen Wandlers 51 zugeführt. The output signals of the circuit 64 are fed to an altitude measuring circuit 69 to measure the altitude of the isolated number 2. In detail, the height measuring circuit 69 operates to count the number of "!" Signals in the output signals of the circuit 64 . The height measuring circuit 69 can, for. B. be formed by a decoder. The height signal generated by the height measuring circuit 69 is supplied to the focus control circuit 70 and the deflection control circuit 61 of the photoelectric converter 51.

Die Brennpunktsteuerschaltung 70 spricht auf das Höhensignal an und bestimmt die Stromstärke, die dazu notwendig ist, daß die identifizierte Zahl 2 dieThe focus control circuit 70 is responsive to the altitude signal and determines the amount of current to be applied to it it is necessary that the identified number 2 is the

ίο gewünschte Größe bekommt, und der Strom mit der gewählten Stärke wird der Ablenkeinrichtung des photoelektrischen Wandlers 51 zugeführt, um das Bild zu vergrößern. Die Ablenksteuerschaltung 61 hat die Aufgabe, die Ablenkeinrichtung so zu steuern, daß die Zahl 2 zur linken oberen Ecke des Targets, wenn das Bild vergrößert ist, abgelenkt wird.ίο gets the size you want, and the flow with that Selected strength is fed to the deflection device of the photoelectric converter 51 to convert the image to enlarge. The deflection control circuit 61 has the task of controlling the deflector so that the Number 2 is deflected to the top left corner of the target when the image is enlarged.

Die Ablenkgrößen Δ Λ" und Δ Y des Ladungsbildes in diesem Zustand werden im einzelnen auf die folgende Weise bestimmt. Wie in Fig. 7F gezeigt, weist die vergrößerte Ziffer eine bestimmte normalisierte Größe auf. Angenommen, die vergrößerte Ziffer hat eine Höhe Vo und eine Breite ΛΌ. Die Höhe der Ziffer Y vor der Vergrößerung wird durch die Höhenmeßschaltung 69, die in F i g. 5 gezeigt ist, gemessen. Unter der Voraussetzung, daß das Verhältnis von Höhe und Breite konstant gehalten wird, muß die Höhe Xnicht gemessen werden. Wenn die Zahl 2 von ihrer in Fig. 7E gezeigten Größe auf die in F i g. 7F gezeigte Größe vergrößert ist. sind die Beträge der Ablenkungen Δ X und Δ Υ erforderlich, um die vergrößerte Zahl 2 dazu z>> bringen, die linke obere Ecke des Blickfeldes — wie in Fig. 7F gezeigt — einzunehmen, die durch die folgenden Ausdrücke dargestellt werden können:The deflection amounts Δ Λ "and Δ Y of the charge image in this state are determined in detail in the following manner. As shown in Fig. 7F, the enlarged digit has a certain normalized size Width ΛΌ The height of the digit Y before enlargement is measured by the height measuring circuit 69 shown in Fig. 5. Provided that the ratio of the height and width is kept constant, the height X need not be measured When the number 2 is enlarged from its size shown in Fig. 7E to the size shown in Fig. 7F, the amounts of deflections Δ X and Δ Υ are required to make the enlarged number 2 z >> occupy the upper left corner of the field of view as shown in Fig. 7F, which can be represented by the following expressions:

y.y.

1,V ^ 1, V ^

IY.IY.

Damit ist der Vergrößerungsfaktor durch ein Verhältnis Vn/ Y zwischen dem Ausgang V der Höhenmeßschaltung 69 und der Höhe Vo nach der Vergrößerung bestimmt, wodurch die Ströme bestimmt sind, die der ersten und zweiten Fokussierungsspule 15 und 16 des photoelektnvl-en Wandlers geliefert werden. Der Ausgang V" tier Höhenmeßschaltung 69 wird an die in F i g. 8 gezeigte Operationsschaltung 625 gelegt, die so aufgebaut ist, daß sie Δ X und Δ >Thus, the magnification factor is determined by a ratio Vn / Y between the output V of the height measuring circuit 69 and the height Vo after the magnification, thereby determining the currents which are supplied to the first and second focusing coils 15 and 16 of the photoelectric converter. The output V "of the altitude measuring circuit 69 is applied to the operation circuit 625 shown in Fig. 8, which is constructed to have Δ X and Δ >

so ermittelt, um an ihren Ausgangsklemmen —Δ X und -4 7 zu erzeugen. Diese Ausgänge werden den Additivkreisen 615 und 621 jeweils zugeführt und von den Inhalten der X-Zähler 614 und T-Zähler 62C abgezogen. Die Ausgänge der Additivkreise 615 und 621 werden wieder in Analogsignale durch die D-A-Wand ler 616 und 623 umgewandelt, und die resultierender Analogsignale werden den Ablenkspulen geliefert. so determined to produce -Δ X and -4 7 at their output terminals. These outputs are fed to the additive circuits 615 and 621, respectively, and subtracted from the contents of the X counters 614 and T counters 62C. The outputs of the additive circuits 615 and 621 are converted back to analog signals by the DA converters 616 and 623, and the resulting analog signals are supplied to the deflection coils.

Die oben beschriebenen Verfahrensschritte dei Normalisierung der Größe und der Lage des zi erkennenden Musters werden durch optische Einrich tungen durchgeführt. Bei Vollendung der Normalisie rung der isolierenden Zahl 2 wird die Isolierung diese Zahl 2 durch die Schaltung 71 durchgeführt Wie ii Fig. 10 gezeigt ist, besteht die Schaltung 71 aus eine Vielzahl von UND-Gatterschaltungen 72, die für di jeweiligen Ausgangsleiter 523 des photoelektrische! Wandlers 51 vorgesehen sind, die die Matrixschaltun; 54 passiert haben. In F i g. 10 entspricht die Anzahl de The process steps described above, the normalization of the size and the position of the zi recognizing pattern, are carried out by optical devices. Upon completion of the normalization of the insulating number 2, the isolation of this number 2 is carried out by the circuit 71. As shown in FIG. 10, the circuit 71 consists of a plurality of AND gate circuits 72 which are used for the respective output conductors 523 of the photoelectric! Converter 51 are provided, which the matrix circuit; 54 happened. In Fig. 10 corresponds to the number of de

Punkte 52, die in einer Matrix angeordnet sind, den jeweiligen Ausgangsleitern, die in F i g. 5 allgemein mit der Ziffer 523 bezeichnet sind, und diese Punkte sind mit den Eingangsklemn.cn von drei Eingangs- und Gatterschaltungen 72 verbunden. Die Eingangsklemmen der UND-Gatterschaltungen 72, die zu den Reihen der Matrix gehören, sind gemeinsam, wie in Fig,7F gezeigt, mit den Ausgangsleitern 73 der Schaltung 64 verbunden, wohingegen die unteren Eingangsklemmen der UND-Gatterschaltungen, die zu den Spalten der Matrix gehören, gemeinsam, wie ebenfalls in Fig.7F gezeigt, mit den jeweiligen Ausgangsleitern 74 der Schaltung 65 verbunden sind, die Ausgänge 75 der jeweiligen UND-Gatterschaltungen 72 sind mit der in F i g. 5 gezeigten Kennschaltung verbunden.Points 52 arranged in a matrix correspond to the respective output conductors shown in FIG. 5 generally with of the numeral 523, and these points are marked with the input terminals. cn of three input and gate circuits 72 are connected. The input terminals of the AND gates 72 associated with the rows of the matrix are common as in Figure 7F shown connected to the output conductors 73 of the circuit 64, whereas the lower input terminals of the AND gate circuits belonging to the columns of the matrix, together, as also in FIG. 7F are connected to the respective output conductors 74 of the circuit 65, the outputs 75 of the respective AND gate circuits 72 are connected to the sequence shown in FIG. 5 connected to the identification circuit.

Wenn beide Ausgangsleiter 73 und 74 der Schaltungen 64 und 65 der Schaltung 71 zur gleichen Zeit mit einem »1«-Signal belegt sind, werden die UND-Gatterschaltungen 72 in Betrieb gesetzt, so daß der Ausgang vom photoelektrischen Wandler durch die UND-Gatterschaltungen wandern kann, andere Signale jedoch diese UND-Gatterschaltungen nicht passieren können. Dementsprechend erscheinen nur Bildsignale, die der Ziffer 2 entsprechen, an den Ausgangsleitern 524 der Schaltung 71.When both output conductors 73 and 74 of the circuits 64 and 65 of the circuit 71 at the same time a "1" signal are assigned, the AND gate circuits 72 are put into operation, so that the output from the photoelectric converter can travel through the AND gate circuits, but other signals these AND gates cannot happen. Accordingly, only image signals appear that the Number 2 correspond to the output conductors 524 of the Circuit 71.

Die auf diese Weise ausgewählten und isolierten Bildsignale der Ziffer 2 werden einer Musterkennschaltung 76 zugeführt, wodurch die Ziffer 2 erkannt wird. Es sind bereits viele Arten von Kennschaltungen vorgeschlagen worden, und eine von diesen kann bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwandt werden.The image signals of the number 2 selected and isolated in this way become a pattern recognition circuit 76 supplied, whereby the number 2 is recognized. Many types of identification circuits have been proposed and either of them can be used in the embodiment of the invention.

Die Kennschaltung 76 ist so aufgeoaut. drS sie be. Vollendung der Identifikation einer gegebenen Zahl beim Betrieb ein Endsignal der oben beschriebenen Abknksteuerschaltung 61 liefert, um das Lesen der nächsten Zahl oder des nächsten Buchstabens vorzube-The identification circuit 76 is thus structured. drS you be. Completion of the identification of a given number in operation gives an end signal to the one described above Kink control circuit 61 supplies the reading of the to prepare the next number or letter

^renhwohl bei der Beschreibung dieser Ausführungsform ein bestimmtes zu isolierendes Muster zur linken Sen Ecke des Blickfeldes wie in Fig.7F gezeigt, «rhoben wurde, ist es auch möglich, das isolierte ^re nhwohl as shown in the description of this embodiment, a specific pattern to be isolated to the left corner of the field of view in Sen Fig.7F, "has been rhoben, it is also possible, the isolated

SS£SStte des Blickfeldes dadurch zu schieben dlß dTe Efngangssignale zum oberen Enddetektor und Hnken Enddetektor von geeigneten Stellen der honzon-Senund vertikalen Speicher ausgewählt werden, undSS £ SStte of the field of view through it dlß dTe input signals to the upper end detector and Hnken end detector of suitable places of the Honzon-Senund vertical storage can be selected, and

„ daß die Schaltungen 64, 65 an oeiden Seiten dieser"That the circuits 64, 65 on both sides of this

Seilen verbunden werden. Darüber hinaus ist es «»««ichtlich. daß die in Fig.3 und 5 gezeigte SÄciltung durch eine bekannte Spaltung. wie Se bei einem Lichtpunktabtaster oder ähnlichemRopes are connected. In addition, it is «» «« Obviously. that the one shown in Figure 3 and 5 SÄciltung due to a known split. like Se with a light point scanner or the like

Verwandt wird, dargestellt werden kann. Ähnlich kann dielkennpunkisteuerschaltung durch einen D.gualzahler einen D-A-Wandler, einen Stromverstärker oderIs used, can be represented. Similar can the identification point control circuit by a D.gualzahler a D / A converter, a current amplifier or

^ähÄus^hd^e: ÄnTsltersehen, daß das Mustern, gerät die'gleiche Eignung wie das menschliche Auge ^er Aeus ^h d ^e: ÄnTsltersehen that the patterns device die'gleiche suitability as the human eye

Α Ausgang des photoelektrischen Wandlers aus einem zweidimensional Signal bestehest die fur du Erkennung der Muster notwend.ge räumliche Verarbe, tong leicht, wodurch die Eignung des Erkennungssy stems verbessert ist.Α The output of the photoelectric converter consists of a two-dimensional signal which is for you Recognition of the pattern necessary spatial processing, tong easily, which improves the suitability of the recognition system.

Hierzu 7 BIaU Zeichnungen7 BIaU drawings

Claims

Patent claims:

1. Photoelectric converter for a recognition system of pictorial patterns with a photoelectron emitting surface attached to a The end of an evacuated tubular flask is attached and on which a photographic input image of the pattern to be identified is projected, with a focusing device for focusing of the photoelectrons emitted by the surface to generate a charge image with the aid of this Photoelectrons in a focal plane, with a device for enlarging or reducing the charge image generated by the photoelectrons and with a deflection device for a deflection of the emitted photoelectrons, characterized in that in a near the focal plane (17) level a target (19) made of a plurality of electron beam detection elements (19ii to 19nm), each of which has one the current proportional to the strength of the incident electron beam generates that facilities (24) provided for the parallel derivation of the output signals from the electron beam detection elements are, as well as devices (32 to 35, 42 to 45; 35 to 41), which serve the device for enlarging or reducing (41) and the deflector (45) using the Control output signals from the facilities for deriving the output signals in parallel will be received.

2. Photoelectric converter according to claim 1, characterized in that the focusing device (45) a first, in the vicinity of the photoelectron-emitting surface (13) arranged Focusing coil (15) and a second one nearby the focal plane (17) arranged focusing coil (16) and that the device for Enlarging or reducing the charge image controls the ratios between the currents, which flow through the first and second focusing coils (15 and 16).

3. Photoelectric converter according to claim 1 or 2, characterized in that the electron beam detection elements (19n ... 19mn) of semiconductor elements are formed.

4. Photoelectric converter according to claim 3, characterized in that the semiconductor elements consist of a p-type semiconductor substrate plate (20) having a plurality of discrete areas n-type (21) formed on the surface of the semiconductor substrate plate (20), and a plurality of discrete metal electrodes (23) soft in the respective n-type areas are formed and each connected to an output conductor (24).

5. Photoelectric converter according to claim 1, characterized in that the device (24) for the parallel derivation of the output signals of the so Electron beam detection elements (19n ... 19nm) a plurality of output conductors (39) connected thereto and emerging from the tubular envelope lead out, and that the control device contains a device (35) which serves to (, 5 to determine a characteristic range of the image signals brought out via the conductors (39), as well as a device (42 to 44) which responds to the output signal of the device (35) for determining of a characteristic area and is used to enlarge the device (45) or To control reducing the charge image and another device (37 with 40), which the Deflection device (41) controls such that the determined characteristic area at a predetermined Position of the field of view generated by the target (19) of the electron beam detection elements held when the picture is enlarged or reduced.

6. Photoelectric converter according to claim 5, characterized in that the device for Detection of the characteristic part of the image signal a maximum value detection circuit (35) contains

7. Photoelectric converter according to claim 6, characterized by an actuating circuit (43, 44) for the means (45) for enlarging or reducing the electrical image provided by a threshold value circuit (42) is controlled when a maximum value in the image signal is exceeded is, and by a deflection control circuit (40), which the part of the image signal which the maximum worth bearing in the field of view of the photoelectric converter.

8. Photoelectric converter according to one of claims 5 and 7, characterized in that the A first focussing device located in the vicinity of the photoelectron-emitting surface (13) Focusing coil (15) and a second. arranged in the vicinity of the focal plane (17) Focusing coil (16) that contains the means for enlarging or reducing the charge image controls the ratios between the currents which the first and second focusing coils (15 and 16) flow through, and that the target (19) of the electron beam detection elements is a semiconductor substrate plate (20) of the p-type, wherein a plurality of discrete regions (21) of the η-type a surface of the substrate plate (20) is formed on which a plurality of metal electrodes (23) is attached, each of which is connected to an output conductor (24).

9. Photoelectric converter according to claim 1, characterized in that the device for parallel derivation of the output signals from the electron beam detection elements a large number of conductors (52) connected to the electron beam detection elements and through the piston tube, and that the control device has a device (59 and 62) contains, which is used to determine the output conductor carrying the image signal and the To control the deflection device in such a way that the charge image generated in the focal plane is shifted, and a further device (71) for determining the output conductor, which is only from one certain pattern to be identified originating image signal carries.

10. Photoelectric converter according to claim 9, characterized in that the device zjm Detection of the output conductor (52) carrying the image signal includes circuitry which is a mask which circuit comprises means (54) for calculating a logical sum of a signal for the respective rows and columns of a matrix formed by the output conductors, and

vertical and horizontal mask memory (59 and «0), each based on the logical sum of the rows of the matrix and the logical sum of the columns of the matrix address to these as vertical and to store horizontal projection signals that the means (61) for moving the position of the Charge image in the focal plane comprises a device (62, 63) which in the vertical and the horizontal mask memory (59, 60) stored signals of the deflection device of the photoelectric Converter supplies as control signals, and that the device for detecting those Output conductors that only carry the image signal of a certain pattern to be identified, Contains gate circuits (612,619), each of the Output conductors are assigned, as well as a device (611,618) for controlling the gate circuits in response to the output signals of the vertical and horizontal mask memories (59.60).

11. Photoelectric converter according to claim 10, characterized in that the vertical and horizontal mask memories (59, 60) serve to detect the presence or absence of signals on the output conductors (52) and that Control devices (61, 70) are provided, which the device for enlargement and Reduction of the charge image and the deflection device corresponding to those in the horizontal Control mask memory (60) and signals stored in the vertical mask memory (59).