DE2305669B2 - Abtaster für streifencodierte Information - Google Patents

Description

vorgegebenen Abstand eine Bezugslinie 40 zur Ein- Elektrode, die mit einem Bezugspotential verbunden

leitung der retrospektiven Codierung. Die erste In- ist, in dieser Illustration als Erdpotential dargestellt.

tonnaüonshnie41 folgt der Bezugshnie 40 in einem Die Sektoren sind voneinander isoliert und in di-

Abstand, der im wesemhchen gleich dem Abstand ametral-kolliniearen Paaren zusammengefaßt, wie

zwischen der Startlinie 39 und der Bezugslinie 40 ist, 5 z.B. Aa, Bb ... Hh. Die Sektorpaare sind mit einer

_md stellt beispielsweise eine binäre Eins dar. Die fol- Paarwahlschaltung 92 und mit einem Lage-Detektor

gende Linie 42 bezeichnet eine binäre Null durch 94 verbunden. Die Sektorpaare werden sequentiell

Wahl eines doppelt so großen Abstandes der Linie 42 gewählt, z. B. zu Beginn einer Abtastoperation, und

von der vorhergehenden Linie 41, wie diese von der der Lage-Detektor 94 bestimmt, welches Paar das

Bezugslmie 40 hat Die Information ist also in den io wenigste Licht bei Zentrierung über eine Markierung

Abständen rüschen den Linien enthalten. Dies ist empfängt (oder das meiste Licht bei Zentrierung über

ein Beispiel fur die Datenmanifestation in der binären einem Zwischenraum), weil dadurch dasjenige Sektor-

RPM-Codierung, wo der unmittelbar vorhergehende paar angezeigt wird, welches am besten auf die Mar-

Abstand im Abstand der betrachteten Stelle reflek- kierungen ausgerichtet ist. Der Lage-Detektor fixiert

tiertwird. _l5 dann den Paarwahlschalter auf dieses spezielle Paar

In F i g. 2 werden die gleichen binären Daten durch für die restliche Abtastung, und die dem Lichteinfall die Übergänge zwischen stark kontrastierenden proportionalen Signale werden an die Ausgangsschwarzen und weißen Bereichen dargestellt. Ein er- klemmen 96 und 98 geliefert.

ündungsgemäßer Abtaster wird über diese wertdar- Das Konstruktionsdiagramm einer in Sektoren stellenden Übergänge der St) eifencodierung von ao unterteilten photoempfindlichen Einheit, wie es in der einem Punkt vor der Vorderkante 39' zu einem Punkt Hauptanmeldung P 22 54 863 gezeigt ist, ist in Fi g. 5 hinter der letzten Kante 52' geführt. Ein elektrisches dargestellt. Die Einheit 100 umfaßt 32 in Winkeln Signal wird an jedem Übergang von Schwarz nach von ungefähr 11^U15' angeordnete Sektoren. In die-Weiß und Weiß nach Schwarz entwickelt. Vorzugs- ser Anordnung befindet sich auch eine photoempweise erfolgt in jedem Fall ein Differenzierungspro- a₅ findliche Mitteleinheit U, die von alien anderen Abzeß. Jeder Differentialimpuls ist in bezug auf die schnitten A bis H bzw. α bis h isoliert ist. Ein Sektor-Daten bei dieser Codierungsform wertdarstellend, wo- paar Aa und der Mittelabschnitt U sind von der übgegen abwechselnde Impulse im Grundbeispiel nicht rigen Anordnung getrennt in Fig. 6 gezeigt. Die vorhanden sind. Dieser Unterschied ist von direkter Be- Sektorpaare werden elektronisch im Zeitmultiplexdeutung bei der Erhöhung der Dichte der codierten 30 betrieb betrieben, so daß sich ein Abtaster ergibt, der Daten und bei der Ausschaltung überflüssiger Im- sehr ähnlich wie mechanische Abtaster arbeitet,
pulse im Datensignal, die stören können. Bei der An- Elektronische Schaltungen und Komponentengrupordnung, in welcher die Übergänge wertdarstellend _pen für digitale Datenverarbeitung bringen in den sind, muß ein Abstand von einem Bit zwischen die meisten Fällen Ersparnisse für binäre Rechenopcia-Zeichen gelegt werden, um den letzten dunklen Bit- 35 tionen. Daher werden in den zu beschreibenden Anraum vom ersten dunklen Bitraum des nachfolgenden lagen 32 Sektoren oder 16 Sektorpaare vorgesehen. Zeichens zu trennen. Dj₆ Anzahl der Sektoren und Sektorpaare kann

F i g. 3 zeigt das Grundproblem. Drei Streifen 54, natürlich nach Bedarf gewählt werden. In der Kon-56 und 58 in typischer Konfiguration sind auf einem figuration der in Sektoren unterteilten Photozellen-Dokument aufgezeichnet. Eine Blendenplatte 60 hat 40 einheit der F i g. 5 sind 32 Sektoren in einem Winkel eine längliche rechteckige öffnung62; sie bildet den von 11 15' gegeneinander geneigt. Der Radius/? Grundteil des Abtastgerätes. Die Öffnung 62 ist der des Zentralabschnittes U ist halb so groß wie der Größe der anzufühlenden Streifen angepaßt. In dieser Mindestabstand D für die RPM-Codierung.
Figur wird angenommen, daß die optische Pupille Fig. 7 zeigt eine Reihe schwarzer Streifen 611 bis und die Blendenöffnung identisch sind. Γ ine optische 45 616, welche die binäre Zahl 1000000001 in RPM-Vergrößerung oder Verkleinerung kann natürlich im Streifencodierung darstellen. Fig. 7(a) zeigt ein Sekoptischen System des Gerätes enthalten sein. Mit der torpaar Aa der in F i g. 5 gezeigten Anordnung in Platte 60 wird in dieser Darstellung die Pupille bes- einer Ausrichtung, in welcher zwei Sektorpaare ser von den Streifen abgehoben, und sie ist relativ zu + 5,625° von der Nullinie ausgerichtet sind. Eines den Streifen 54 bis 58 schräg dargestellt, um die 50 der beiden Sektorpaare wird für die Abtastung ausSchwierigkeit bei konventionellen Geräten zu be- gewählt. Während der ganze Blattbereich des getanen. Die Blendenplatte 60 wird mit e^:ner vorbe- wählten Sektorpaares über dem weißen abzutastenstimmten Drehgeschwindigkeit wesentlich schneller den Raum in Zwischenwinkeln steht, decken nur gedreht, als die Abtastung erfolgt. Bei einer solchen etwa 85 % des äußeren Sektorbereiches den weißen Anordnung gibt es zwei um 180" versetzte Winkel je 55 Raum ab, wo zwei Sektorpaare im wesentlichen Umdrehung, bei welchen die öffnung 62 in derselben gleich ausgerichtet sind; die übrigen 15 %> des äuße-Längsrichtung steht wie der Streifen 54. Umgebungs- ren Sektorbereiches fühlen Schwarz anstatt Weiß ab. licht passiert in allen Winkelstellungen, außer, wenn Die photoempfindliche Anordnung ist bei den die Blendenöffnung 62 über einem Streifen zen- meisten Abtastoperationen aller Wahrscheinlichkeit trierl ist. 60 nach im Streifencodemuster winkelig willkürlich

Die in F i g. 4 dargestellte photoempfindliche Ein- orientiert. Somit wird ein bestimmter Prozentsatz dei

heit 90 ist eine allgemeine Illustration einer im we- schmälsten weißen Zwischenräume und der schmal-

sentlichen kreisförmigen Photozellenanordnung mit sten schwarzen Streifen im allgemeinen von einerr

16 gleichen Sektoren A, D.. .G, H und a, b. .. g, /1, Sektorpaar mit weniger als 100% des möglicher

die auf einem Substrat auf konventionelle Weise 65 maximalen Photozellensignals abgetastet. Da das Ge

niedergelegt sind. Die Fabrikation solcher Einheiten rät die Differenz zwischen schwarzen Streifen unc

wird als bekannt vorausgesetzt und daher nicht näher weißen Zwischenräumen erkennen soil, erreicht de

beschrieben. Alle Sektoren haben eine gemeinsame Abtaster mit den Sektoren, wie sie in Fig. 7(a) ge

zeigt sind, in seiner Zuverlässigkeit nicht die ge- die Wellenformen für die Sternkonfiguration [Fig wünschten Werte. 7(c)] bzw. die Halbsternkonfiguration [Fig. 7(e)]

Fig. 7(b) zeigte eine Sektorkonfiguration, mit der darstellen. Der Orientierungswinkel ist auf der Absin, jedem Falle das Maximum von 100 % des Photo- zisse aufgezeichnet und auf der Ordinate das Verzellensignals erreicht wird, wenn sie über der verti- 5 hältnis der belichteten Blattfläche F_he, zur Gesamtkaien Bezugslinie ausgerichtet ist. Der Spitzenwinkel blattfläche F_Kes. Besonders zu beachten sind die voli 2 Θ beträgt 22,5°, und der Sektorbereich ist ein belichteten Bereiche während des aktiven Winkels Maximum. Diese spezielle Anordnung läßt sich je- von ±5,625° für beide Sternkonfigurationen. Die doch in einer in Segmente unterteilten Photozellen- Daisy-Konfiguration beginnt mit einem Verlust de« anordnung wegen der geometrischen Überlappung io belichteten Bereiches nach ± 3° Drehung,
praktisch nicht verwirklichen. Fig. 12 zeigt die Änderung der belichteten Blatt-

Änderungen an der Basis eines jeden Sektors fläche, während die Daisy-Konfiguration über einer schalten jedoch die Überlappung auf Kosten der schmalen weißen Spalt in unterschiedlichen Ausrich-Fläche aus. Diese Sektorkonfiguration für eine volle tungswinkeln abgetastet wird. Die Kurven 650, 652 »Stern«-Anordnung ist in Fig. 7(c) gezeigt. Aus 15 und 654 stellen die Orientierungswinkel von 0°, 3^C dieser Figur ist zu entnehmen, daß ein volles Photo- und 5,625 von der Vertikalen gegen die Versetzung zellensignal vorhanden ist im Bereich von ±5,625 , in willkürlichen Einheiten von der Mitte des weißen in welchem ein gegebenes Sektorpaar arbeitet. Eine Abstandes als Abszissen dar. Es ist zu beachten, daC Illustration dieser Sternanordnung zeigt F i g. 8. der Maximalbereich abnimmt von 100%, während

Verschiedene Variationen dieses Grundschemas 20 der Orientierungswinkel zunimmt, und daß die Kursind möglich. In Fig. 7(d) ist eine in Segmente ven bei der Linie des 50%-Bereiches auf Grund dei unterteilte Sektoranordnung gezeigt, die sich dem Blattsymmetrie identische Werte aufweisen.
Idealsektor der Fig. 7(b) zur Erzeugung eines grö- Fig. 13 zeigt einen ähnlichen Kurvensatz für die

ßeren Signals nähert. Der Klarheit halber ist diese Sternkonfiguration. Die Kurven 660, 662 und 664 Version in Fig. 9 gezeigt. Jede photoempfindliche 25 stellen die Orientierungswinkel 0°, 3° und 5,625^l Sektoreinheit umfaßt einen peripheren, diamantför- dar. Der 100%-Bereich wird für alle Orientierunger migen Sektor 631 und zwei Basisbereiche 632, 633 erreicht. Bei +5,625' ist die Kurve auf Grund dei von im wesentlichen dreieckiger Form. Symmetrie ein perfektes Dreieck. Die Anstiege diesel

Die peripheren, diamantförmigen Sektoren werden Kurven ändern sich weniger drastisch als bei dei wie in den oben beschriebenen Anordnungen ge- 30 Daisy-Konfiguration und erleichtern so die elektroschaltet. Die Dreiecksbereiche an der Basis werden nische Anstiegserkennung.

von benachbarten Sektoren untereinander geteilt und Fig. 14 zeigt den Satz der Kurven670, 672 und

werden außer Phase mit den peripheren, diamant- 674 für die Halbsternvariante. Von besonderem förmigen Sektoren geschaltet. Es sind zwar mehr Interesse ist die ungewöhnliche Kurve 674, die durch Schaltvorgänge erforderlich, es steht jedoch auch ein 35 die Halbsternkonfiguration im Übergangswinkel vor größerer Bereich zur Absorption von Störungen zur 5,625 erzeugt wird. Die Doppelinflektion an dei Verfügung, die durch dunkle Schmutzflecke u. dgl. in 50°VLinie ist bei bestimmten Anwendungen nützlich den weißen Bereichen und helle Fehlstellen in den für die Übergangserkennung, da bei nur geringei schwarzen Streifen hervorgerufen werden. Änderung des Ausrichtungswinkels hier eine drasti-

Die Grundform der Anordnung läßt sich leicht 40 sehe Anstiegsänderung auftritt.

dadurch modifizieren, daß man die Basis der Sek- Fig. 15 zeigt einen Satz von Bereichsverschie-

j toren mehr oder weniger abschrägt. Ein Beispiel der bungskurven 680. 682 und 684 für die in Fig. 7(d]

j Abschrägung oder Abstumpfung ist in F i g. 7 (e) gezeigte segmentierte Blattanordnung. Die Anstiege

gezeigt, das eine Halbsternanordnung ergibt, die in der Kurve ändern sich nur geringfügig mit zuneh· Fig. 10 gezeigt ist. Diese Anordnung erzeugt andere 45 mendem Orientierungswinkel. Die Kurve für ±5,625 elektrische Impulszüge und wird später beschrieben. ist auf Grund der Symmetrie dreieckig.

Die Flächen der verschiedenen Sektorkonfigura- Die Sternkonfiguration bietet eindeutige Vorteile

tionen als Funktion des Radius/? des Mittelabschnit- Bei einem Orientierungswinkel von ±5,625 ist da; tes U sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. in einer schmalen weißen Spalte erzeugte maximale 5° Signal konstant und vom Winkel unabhängig; da; Gegenteil gilt für das in einem schmalen schwarzer Streifen erzeugte minimale Signal. Diese Tatsach« kann bei der Konstruktion der elektronischen Wahl schaltung für die Sektorpaare und für eine Code 55 Streifenerkennungsschaltung ausgenutzt werden, di< mit automatischer Schwellenwerterkennung ähnlict arbeitet, wie in der US-PS 35 99 151 beschrieben. Ir ^^CT S^ternanor<mung gibt ^es immer mindestens eil Sektorpaar, welches das vorgegebene Maximalsigna 60 beim Überstreichen eines weißen Zwischenräume! liefert. Entsprechende Schwellenwerteinstellung laß sofort die Sektorpaare außer Betracht, die wenigei g g gut orientiert sind.

glichen, welche durch Drehen der Sektorpaare er- Mit der vorliegenden Anordnung soll das Abtastzeugt werden, deren Mittelabschnitte, auf einen 65 gerät weniger empfindlich für Schmutzflecken in weischmalen, weißen Spalt ausgerichtet sind. Die Kurve ßen Bereichen und Fehlerstellen in schwarzen Be-640 stellt die Wellenform der Daisy-Konfiguration reichen gestaltet werden. Wenn einmal ein Sektorder F i g. 7 (a) dar, während die Kurven 642 und 644 paar der Sternanordnung innerhalb von ±5,625^C

Konfiguration	Fläche des	Fläche
	Sektorpaares	einschl.
		abschnitt U
Fig. 7(a)	15,44 Ä2	18,58A2
Fig.7(b)	19,22Ä2	22,36 R2
I Fig.7(c)	10,04 R^	13,18 -R2
I Fig/7(d)	13,60 a2	16,74 R2
Fig,7(e)	5,13 Ä2	8,27 R2
In Fig. 11	sind die Wellenzüge	miteinander ver-

gewählt wurde, kann gesagt werden, daß im Moment des größten Signals 100 °/o der gesamten Blattfläche im weißen Zwischenraum liegen. Damit haben Schmutzflecken die geringste Möglichkeil, ein signifikantes Signal hervorzubringen. Die Umkehrung gilt für die Abtastung eines schmalen schwarzen Streifens. Durch Vergleich der Kurven der F i g. 12 mit denen der Fig. 13 und 15 ist zu erkennen, daß die Sternanordnung Wellenformen mit gleichmäßigerem Anstieg erzeugt. Diese Tatsache vereinfacht die Kon-

struktion einer Anstiegserkennungsschaltung. Der Doppelinflektionspunkt in Fig. 14 kann in manchen Fällen für die Erkennung des Übergangs zwischen Sektorpaaren vorteilhaft sein, da sich der Anstieg so drastisch bei nur geringer Änderung des Orientierungswinkels ändert.

Obwohl als Beispiel scharfe Spitzenwinkel gezeig· und beschrieben wurden, können natürlich aucr abgestumpfte und/oder abgerundete Spitzen in Be ίο tracht gezogen werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. bzw. Empfänger gewonnen wurde, nach Hauptanmel-Patentanspruch: dung P22 ^^_{tmmeldung P 22 54} 863.6-53

   Abtaster für zumindest näherungsweise ge- wird bereits^e mit -^^^ ^^!nord" rade, streifencodierte Datenmarkierungen auf ⁵ "LA w* die Sektoen keulenähn-Aufzeichnungsträgern mit einer Quelle, msbeson- nung vorgeschlagen, *ow «
   dere einer lichtquelle, zur wenigstens teil- und/ Bete Font. auhve^ ZZ^llffSLfcl oder zeitweisen Bestrahlung der Datenmarkierun- der Form der ^ie*^to£" ", ,Jf ,,,kommt Dieses Ver gen und einem Empfänger, insbesondere einem Verhältnis große ^«^δ^Χ^ weSen daß Lichtempfänger, zur Aufnahme wenigstens eines xo hältnis kann dadurch günstigbeeinfluß* werden, daß Teils der vom Aufzeichnungsträger remittierten den Sektoren eine *^o™Jf^_h™£_t£l ^ oder reflektierten Strahlung, bei dem der wirk- weniger genaue Zentrierung des^Abtaste über same TeU der Quelle und/oder des Empfängers den abzutastenden ™°™£?™ ^re£^e^SSte ^u£ langgestreckte Form aufweist und relativ zum trotzdem ^ veAaltmsm^ig ^Be Nutfflache der Aufzeichnungsträger um 360° ,otierbar ist, die i₅ Sektoren ergibt. Die vorliegende Erfindung hat es s.ch Rotationsgeschwildigkeit des wirksamen Teils zum Ziel gesetzt, diese Aufgabe zu losai.
   von Quelle und/odef Empfänger zumindest für Die Lösung zeichnet sich.d^urdi ^s, daß de

   die Abtastung mindestens einer ausgewählten Quelle stationär»"f^"*'^"^aTwSund* Dateimiarkienmg eines Datensatzes um so viel Sektoren angeordnete Empfangselemente^fweistiund höher als die Relativgeschwindigkeit zwischen so daß die Sektoren endest in Are« ^J vS Aufzeichnungsträger und Quelle bzw. Empfänger des LichtempFangers entfernten Teil durch^ Umnßgewählt wird! daß die abzutastende Datenmarkie- linien begrenzt sind, die s.ch in von ^{der M}'"?des Lg zumindest einmal während einer voHstSn- Lichtempfängers entfernten Punzen schmeiden Die* digen Rotation mit der Quelle bzw. dem Empfän- Lösung, tiie natürlich in ^'^" g?^"^*" ger ausgerichtet ist, und bei dem nur derjenige *₅ Formen verwirklicht werden kambewirkt*i!in der Teil der insgesamt vom Empfänger aufgenomme- detaillierten Beschreibung ⁿ~^g«e^ werden «jrd, nen Signale zur Auswertung weitergeleitet wird, ein erstaunliches Ansteigen des ^'^»^-Vcrder bei Ausrichtung zwischen Datenmarkierung hältnisses gegenüber der im Hauptpatent vorge- und Quelle bzw. Empfänger gewonnen wurde, schlagen keulenform.gen Anordnung. Weitere nach Hauptanmeldung P 22 54 863.6-53, da- 30 Merkmale der Erfindung, insbesondere verschiedendurch gekennzeichnet, daß die Quelle artige Gestaltung der Empfangselemente, können den stationär angeordnet und der Empfänger (100) Patentansprüchen entnommen werden, Einzelhe ten in Sektoren (A ... H; a ... h) angeordnete Emp- diverser Ausf ührungsbeispiele sind au der nachfo fangselemente aufweist und daß die Sektoren genden Beschreibung mit den Ze.chnungen ers.cht- (A ...H; a... A) zumindest in ihren von der 35 Hch. Es zeigen

   Mitte (V) des Lichtempfängers entfernten Teilen Fig. 1 und 2 graphische Darstellungen von zwo

   durch Umrißlinien begrenzt sind, die sich in von Formen optischer Streifencodicrung, ...,.,

   der Mitte (U) des Lichtempfängers entfernten F i g. 3 die Anwendung einer rotierenden länglichen

   Punkten schneiden. Blende in einem optischen Abtaster

   40 Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild eines elektronischen Streifencode-Abtasters,

   F i g. 5 und 6 eine photoempfindliche Einheit,

   Fig. 7 einen Vergleich verschiedener Konfigurationen von photoempfindlichen Sektorpaaren,

   Die Erfindung betrifft einen Abtaster für zumin- 45 Fig. 8 bis 10 Ausführungsbeispiele von Sektordest näherungsweise gerade, streifencodierte Daten- paaren,

   markierungen auf Aufzeichnungsträgern mit einer Fig. 11 bis 15 graphische Darstellungen von mit

   Quelle, insbesondere einer Lichtquelle, zur wenig- erfindungsgemäß ausgebildeten photoempfindlichen stens teil- und/oder zeitweisen Betrahlung der Daten- Sektorpaaren erhaltenen Ausgangssignalen,
   markierungen und einem Empfänger, insbesondere 50 In den Fig. 1 und 2 sind zwei Beispiele der Streieinem Lichtempfänger, zur Aufnahme wenigstens fencodierung gezeigt, fur welche das ertindungseines Teils der vom Aufzeichnungsträger remittierten gemäße Abtastgerät entwickelt wurde das Oeral oder reflektierten Strahlung, bei dem der wirksame eignet sich jedoch für fast alle, wenn nicht alle ande-Teil der Quelle und/oder des Empfängers langge- ren Anordnungen von Streifencodierungen, da haclv streckte Form aufweist und relativ zum Aufzeich- 55 leute die hier erklärten Gedanken leicht der jeweils längsträger um 360° rotierbar ist, die Rotations- vorliegenden Streifencodierung anpassen können,
   geschwindigkeit des wirks₂men Teils von Quelle und' F i g. 1 zeigt das grundlegende Prinzip der Streifenoder Empfänger zumindest für die Abtastung minde- codierung entsprechend der retrospektiven Pulsmodustens einer ausgewählten Datenmarkierung eines lation (RPM), wie in der deutschen Auslegeschnfi Datensatzes um so viel höher als die Relativgeschwin- 60 2120 096 beschrieben. Information m Form einei digkeit zwischen Aufzeichnungsträger und Quelle beteiligen Binärzahl, 101000101011₁ wird nach die- bzw. Empfänger gewählt wird, daß die abzutastende sem allgemeinen Beispiel cod^rt. Eine Reihe paral Datenmarkierung zumindest einmal während einer leler Linien 39 bis 52 ist zur Umwandlung in einen vollständigen Rotation mit der Quelle bzw. dem Emp- Zug schmaler elektrischer Impulse durch einen opti fänger ausgerichtet ist, und bei dem nur derjenige 65 sehen Abtaster nach der Erfindung angeordnet. Du Teil der insgesamt vom Empfänger aufgenommenen Information ist in Zeitintervallen enthalten, derer Signale zur Auswertung weitergeleitet wird, der bei Dauer proportional ist zum Abstand der Linien 35 Ausrichtung zwischen Datenmarkierung und Quelle bis 52 zueinander. Einer Startlinie 39 folgt in einen