DE2335711A1

DE2335711A1 - Handgefuehrter abtaster

Info

Publication number: DE2335711A1
Application number: DE19732335711
Authority: DE
Inventors: William James Deerhake
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1972-07-14
Filing date: 1973-07-13
Publication date: 1974-01-24
Also published as: JPS5321818B2; JPS4953331A; DE2335711C2; FR2193511A5; GB1391389A; CA1000407A; US3763351A; IT988999B

Description

Böblingen, den 12. Juli 1973 hz-sn

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin: RA 972 004

Handgeführter Abtaster

Die Erfindung betrifft einen handgeführten Abtaster für Strichcodierungen mit auf die von der Strichcodierung reflektierten Strahlen ansprechenden photoempfindlichem Abtastelement.

Für die Abtastung von Strichcodierungen sind verschiedene Techniken bekannt. Bei solchen Techniken, bei denen die abzutastenden codierten Daten Taktinformationen enthalten, können die Daten durch einen handgeführten Abtaster abgetastet werden. Zeitmessungen zwschen Diskontinuitäten oder übergängen können für Decodierungszwecke benutzt werden, wenn die Geschwindigkeitsänderungen sich innerhalb gewißer Grenzen halten. Die Unsicherheiten, die durch Geschwxndxgkeitsänderungen verursacht werden, kumulieren sich jedoch und verursachen dadurch größere Toleranzen bei der Datenwiedergabe. Deshalb müssen die Wiedergaben der Daten gedruckt werden oder in anderer Weise auf das Trägermedium mit einem größeren Grad von Genauigkeit aufgebracht werden, um die Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsvariatibnen zu kompensieren.

Es wurde eine andere Technik vorgeschlagen, die die Variationen in der Beschleunigung oder der Geschwindigkeit eliminiert. Entsprechend dieses Vorschlages enthält der Abtastmechanismus beabstandete Detektoren, die ein Maß für die codierten Daten

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abgeben, das unabhängig von der Abtastgeschwindigkeit ist. Einer der Detektoren wird zum Feststellen der übergänge in den codierten Daten benutzt und der andere davon beabstandete Detektor stellt ^:]'' den Reflexionsstatus der codierten Daten in einer bestimmten Distanz von dem festgestellten übergang fest. Obwohl diese Technik unabhängig von Beschleunigungseffekten ist, ist sie jedoch sehr geräuschempfindlich. Der zweite Detektor prüft einen kleinen und schmalen Bereich der codierten Daten, um eine Entscheidung zu treffen. Dadurch können kleine Schmutzteile oder Unregelmäßigkeiten in der Codierung zu fehlerhaften Entscheidungen führen. Da die Entscheidung auf der Prüfung eines sehr schmalen Bereiches beruht, ist weiterhin ein Führungsband unbedingt erforderlich. Dieses Führungsband bringt zusätzliche Restriktionen mit sich, die die Abmessungstoleranzen der codierten Wiedergabe ungünstig beeinflussen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen handgeführten Abtaster der eingangs genannten Art zu schaffen, der unabhängig und unempfindlich von Geschwindigkeitsvariationen ist und für die Abtastung sehr dichter Strichcodierungen benutzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest zwei photoempfindliche Abtastelemente vorgesehen sind, daß das erste Abtastelement dabei so proportioniert ist, um simultan einen Bereich abzutasten, welcher der größten Strichcodierung in etwa gleicht, und daß das zweite Abtastelement dabei so proportioniert ist, um simultan einen wesentlich kleineren Bereich abzutasten, als vom ersten Element abgetastet, daß weiterhin elektrische Schaltungen vorgesehen sind, die vom ersten Abtastelement beaufschlagt werden und dann ein Signal abgeben, wenn die empfangene Lichtmenge etwa zwischen Minimal- und Maximalwert liegt, daß elektrische Schaltungen vorgesehen sind, die vom zweiten Abtastelement beaufschlagt werden und dann ein gepulstes Ausgangssignal liefern, wenn die empfangene Lichtenergie über einen festen Referenzwert ansteigt oder darunter absinkt, und

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daß schließlich Verknüpfungsschaltungen vorgesehen sind, die aus den Signalen der elektrischen Schaltungen sequentielle Signale generieren, die den Strichcodierungen entsprechen»

Mit Hilfe dieses handgeführten Abtasters wird die Zeitinformation aus den Strichcodierungen selbst auf einfache Weise selbst gewönnen, und zwar so, daß Geschwindigkeitsänderungen beim Abtasten keine Rolle mehr spielen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen hand·* geführten Abtasters sind den tinteransprüchen zu entnehmen.

Anhand verschiedener Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, ist im folgenden die Erfindung näher erläutert. Die Figuren zeigen im einzelnen?

S¹Ig, 1 schematisch die Art einer strichcodierung, die

im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäß gestalteten Abtaster vorteiihafterweise benutzt wird;

Fig. 2 schematisch die Wiedergabe von Äbtastschiitgen

gemäß der Erfindung?

Pig, 3 schematisch einen Teilschnitt durch die Konstruktion eines Abtasters, der für die Abtastung von in Fig. 1 dargestellten Strich' Codierungen geeignet ist;

Flg. 4 . schematisch ein Blockschaltbild des erfindungsgemäß gestalteten Abtasters;

Fig. 5 schematisch die Wiedergabe einer anderen Ausführungsform des in Fig. 2 dargestellten Abtastschemas ;

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Abtastelemente, die RA 972 004 30 9 884/1243

schematisch in Fig. 5 dargestellt sind; Fig. 7 ein Schnittbild entlang der Linie 7-7 von Fig. 6;

Fig. 8 schematisch ein Blockdiagramm der Schaltung und

Verbindungen der Abtastelemente, die in den Fign. 5 bis 7 dargestellt sind;

Fig. 9 . schematisch die Wiedergabe einer weiteren Ausführungsform der in Fig. 2 prinzipiell wieder-gegebenen Erfindung;

Fig. 10 schematisch ein Blockdiagramm der Verbindungen

der Abtastelemente, die in Fig. 9 dargestellt sind, und

Fig. 11 schematisch das Blockdiagramm einer Decodier--

schaltung, die für die Verwendung mit dem erfindungsgemäßen Abtaster geeignet ist.

Fig. 1 zeigt die graphische Darstellung einer Strichcodierung von Daten, bei der alternierende Bereiche von verschiedener Reflektivität angeordnet sina, um Daten zu codieren. Die besondere in Fig. 1 dargestellte Strichcodierung beinhaltet das binäre Zeichen 101011 und besteht aus der Kombination von abwechselnden Bereichen unterschiedlicher Reflektivität, d.h. abwechselnd hell und dunkel, und sowohl schmalen als auch breiten Bereichen, wie in der Fig. dargestellt. Dabei bedeuten N schmale Bereiche, und Vi weite oder breite Bereiche. Der schmale schwarze Bereich an der linken Seite der Strichcodierung ist eine Referenzmarke R, deren primäre Funktion darin besteht, den Anfang eines Zeichens zu signalisieren. Die Breite der schmalen Markierung, die als Referenzmarkierung R benutzt ist, bestimmt die Breite des darauffolgenden Zwischenraumes. Wenn die erste Stelle des binären Zeichens als Eins codiert ist, dann hat der unmittelbar darauf auf die Referenzmarke folgende Zwischenraum denselben

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Abstand oder dieselbe Ausdehnung wie die schmale Referenzmarke. Die zweite Stelle des Zeichens wird durch die zweite Marke codiert. In diesem Fall, da die zweite Stelle eine Null ist, ist die zweite Markierung als breiter Bereich gewählt, um sie vom direkt vvorhergehenden schmalen Zwischenraum unterscheiden zu können. Die dritte Stelle des Zeichens ist eine Eins, was die Wahl eines breiten Zwischenraumes vorschreibt, so daß dieser verwendete Zwischenraum für die Codierung in der Breite identisch mit der vorhergehenden Marke ist. Sie ist jedoch in der Farbe umgekehrt. Die vierte Stelle des Zeichens, die eine Null ist, erfordert eine unterschiedliche Größe, so daß eine schmale Marke gewählt ist. Die verbleibenden zwei Stellen des Zeichens, die Eins sind, sind in derselben Art codiert, und zwar mit einem schmalen Zwischenraum, der weiß ist, gefolgt von einer schmalen Markierung, die dunkel ist.

Die Technik der Strichcodierung, die im vorstehenden dargestellt und beschrieben wurde, wird als retrospektive oder Delta-Distanz-Codierung bezeichnet, da die Markierungen oder Zwischenräume die eine bestimmte Stelle eines Zeichens codieren, im Hinblick auf den direkt vorhergehenden Zwischenraum oder die direkt vorhergehende Markierung gewählt werden. Das heißt, wenn eine Eins zu codieren ist, dann hat der Zwischenraum oder die Marke, die für die Codierung der Eins benutzt werden, dieselbe Ausdehnung oder Breite, wie der vorhergehende Zwischenraum oder die vorhergehende Marke. Wenn jedoch die zu codierende Stelle eine Null ist, dann unterscheiden sich die Marke oder der Zwischenraum für die Codierung der Null von der vorhergehenden Marke oder dem vorhergehenden Zwischenraum in entsprechender Weise. Das heißt, wenn die vorhergehende Marke oder der vorhergehende Zwischenraum breit ist, muß die Marke oder der Zwischenraum für die Codierung der Null schmal sein. Alternativ dazu, wenn die vorhergehende Marke schmal ist, muß die Marke oder der Zwischenraum für die Codierung der Stelle breit sein. Die Strichcodierungstechnik, die in Fig. dargestellt und obenstehend beschrieben ist, ist besonders geeignet für die Abtastung mit einem handgeführten Abtaster, weil

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die vorhergehende Marke oder der vorhergehende Zwischenraum für jede Stelle dazu benutzt werden kann, um als Referenz für die Decodierung der Stelle zu dienen.

In Fig. 2 ist schematisch die Abtastung gemäß der Erfindung wiedergegeben. Zwei Schlitze 11 und 12, sind in der Weise positioniert, daß die linke äußere Kante des Schlitzes 12 mit der Mittellinie des Schlitzes Il zusammenfällt. Wenn der Schlitz 11 einen Bereich sieht und abtastet, der zur Hälfte weiß und zur Hälfte schwarz ist, wird ein Taktsignal generiert, das zu dieser Zeit veranlaßt, daß der vom Schlitz 12 betrachtete Bereich ausgetastet wird. Wenn der Schlitz 12 sich über die Breite eines breiten Zwischenraumes oder Striches erstreckt, dann liegt die durch den Schlitz 12 hindurchtretende Lichtenergie zwischen einem Paar von Schwellwerten, wenn der Schlitz einen schmalen Zwischenraum oder eine schmale Markierung überspannt. Wenn der Schlitz 12 einen breiten Zwischenraum, der weiß ist, überspannt, wird eine maximale Lichtmenge, die über dem Schwel!wert liegt, durch den Schlitz hindurchgelassan. Umgekehrt, wenn der Schlitz 12 eine Markierung oder einen Strich, der dunkel ist, überspannt, wird ein Minimum an Lichtenergie, die unter dem unteren Schwellwert liegt, durch den Schlitz hindurchgelassen. In vorteilhafter Weise wird durch diese Anordnung erreicht, daß die Beschleunigungseffekte keine Einwirkung auf die durchgelassene Lichtmenge und Lichtenergie in dem Moment haben, wenn der Schlitz 11 zur Hälfte über einem Übergangsbereich ist.,

Fig. 3 ist ein Schnittbild eines Abtasters, in dem die Schlitzanordnung verwendet wird, die in Fig. 2 dargestellt ist. Der Abtaster enthält einen im allgemeinen zylinderförmigen Körper 13, der eine zentrale Öffnung 14 enthält. Innerhalb dieser Öffnung 14 ist ein Linsensystem 15, ein Teil 16 mit den Schlitzen 11 und 12 und ein photoempfindliches Detektorelement 17 angeordnet, welches zwei photoempfindliche Dioden in dichter Nachbarschaft hinter den Schlitzen 11 und 12 enthält, um auf das durch die Schlitze 11 und 12 fallende Licht anzusprechen. Eine Öffnung

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in der Wand des Körpers 13 erlaubt die Belichtung der Strichcodierung durch eine Belichtungsquelle 19, wenn der Abtaster in Kontakt mit dem die Strichcodierung tragenden Medium ist. Das Licht von der Quelle 19 wird von dem Aufzeichnungsträger reflektiert und durch die Striche absorbiert. Der reflektierte Lichtanteil gelangt durch das Linsensystem 15 und die Schlitze 11 und 12 im Teil 16 und wird durch· den Photosensor 17 festgestellt.

Das eine photoempfindliche Abtastelement 17A, das ein Photosensor ist, und in Fig. 4 dargestellt ist, liegt hinter dem Schlitz und ist mit diesem ausgerichtet. Der Ausgang des Photosensors 17A ist mit dem Eingang eines geerdeten Verstärkers 20 verbunden, der einen Rückkopplungswiderstand 21 enthält. Der Ausgang des Verstärkers 20 ist über einen Widerstand 22 mit einem Eingang eines weiteren Verstärkers 23 verbunden. Der andere Eingang dieses Verstärkers 23 ist mit einer Referenzspannungsquelle V verbunden. Wenn der Ausgang des Verstärkers 20 über die Spannung V_. ansteigt _t dann gibt der Ausgang des Verstärkers 23 ein Signal

ab, das eine monostabile Kippschaltung 24 veranlaßt, einen Ausgangsimpuls abzugeben. Wenn der Ausgang des Verstärkers 23 nicht mehr aktiv ist, was dann eintritt, wenn das Signal am Ausgang des Verstärkers 20 unter die Referenzspannung V^ absinkt, dann gibt eine weitere raonostabile Kippschaltung 25, die an den Ausgang des Verstärkers 23 angeschlossen.ist, einen Ausgangsimpuls ab. Die Ausgangsimpulse der monostabilen Kippstufen. 24 und 25 werden Verknüpfungs-UND-Schaltungen 26 und 27 zugeführt. Bei der beschriebenen Schaltung werden Austastimpulse dann an den Ausgängen der monostabilen Kippstufen 24 und 25 immer dann generiert, wenn der Verstärker 23 eingeschaltet oder ausgeschaltet wird. Dies erfolgt dann, wenn die Eingangsspannung am Verstärker 23, die vom Ausgang des Verstärkers 20 zugeführt wird, über die Referenzspannung V_n, ansteigt oder unter diese Referenzspannung abfällt. Die Referenzspannung V₀ ist so gewählt, daß der Ausgang des Verstärkers 20 dann mit der Vergleichsspannung V_R gleich ist, wenn durch aen Schlitz 11 eine halb weiß und halb dunkle Zone der Codierung gesehen wird. Das heißt, daß dann Impulse auftreten, wenn genau der Übergang vorhanden ist, d.h. wenn der

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Schlitz über die Kanten eines nichtreflektierenden Bereiches kreuzt und der Schlitz genau rnittig über diesem Übergangsbereich liegt. Mit anderen Worten liegt dabei dann die Diskontinuität oder der Übergang von Zwischenraum zu Markierung genau in der Mitte des Schlitzes 11. Wenn der Schlitz 11 entlang der codierten Markierungen vorbeigleitet, wird immer dann von den inonostabilen Kippstufen 24 und 25 ein Impuls abgegeben, wenn der Schlitz über einen übergang hinweggleitet und zwar einen Übergang von weiß nach schwarz oder von schwarz nach weiß. Zu diesen Zeitpunkten muß der Ausgang, des photoempfindlichen Äbtastelements 17B, das dem zweiten Schlitz 12 zugeordnet ist, untersucht werden.

Das photoempfindliche Abtastelement 17B, das dem Schlitz 12 zugeordnet ist, und ebenfalls einen Photosensor oder eine Photodiode darstellt, ist mit einem Eingang eines geerdeten Verstärkers 28 verbunden, und enthält einen Rückkopplungswiderstand 29. Der Ausgang des Verstärkers 28 ist über einen Widerstand 30 mit einem Eingang eines weiteren Verstärkers 31 verbunden, der an seinem anderen Eingang eine Referenzspannungsquelle V liegen

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hat. Der Ausgang des Verstärkers 28 ist weiterhin über einen Widerstand 32 mit einem weiteren Verstärker 33 verbunden, an dessen anderem Eingang eine Referenzspannungsquelle V__ anliegt. Wenn der Ausgang des Verstärkers 28 über die Referenzspannung

V_13n ansteigt, dann gibt der Verstärker 31 ein Ausgangssignal ab. RU

Dasselbe ist der Fall, im Hinblick auf den Verstärker 33. Hier gibt der Verstärker ein Ausgangssignal ab, wenn der Ausgang des Verstärkers 28 über die Referenzspannung V₀₁. ansteigt. Die Referenzspannung V _ ist als unterer Grenzwert so gewählt, daß der Verstärker 33 dann ein Signal abgibt, wenn im Schlitz 12 ein Bereich sichtbar ist, der im wesentlichen zu 2/3 schwarz und 1/3 weiß ist. Die Referenzspannung V_DTT, als obere Grenzspannung, ist

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so gewählt, daß der Verstärker 31 dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn im Schlitz 12 ein Bereich sichtbar ist, der im wesentlichen zu 2/3 weiß und 1/3 schwarz ist. Der Ausgang des Verstärkers 31 ist mit einem Eingang einer UND-Schaltung 34 über einen Inverter 35 verbunden, während der Ausgang des Verstärkers 33 direkt mit

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dem anderen Eingang der UND-Schaltung 34 verbunden ist. Die USJD-Schaltung 34 gibt ein nutzbares Ausgangssignal ab, wenn der Signalpegel des photoempfindlichen Elementes, modifiziert durch den Verstärker 28, zwischen die beiden Referenzspannungen V„_ und V__Tt fällt. Dabei wird davon ausgegangen, daß der Bereich, der vom Schlitz 12 dabei überdeckt ist, zur Hälfte weiß und zur Hälfte schwarz ist, wenn der Wert der Ausgangsspannung zwischen diesen Pegeln liegt.

Der Ausgang der UND-Schaltung 34 ist mit einem zweiten Eingang der UND-Schaltung 27 und über einen,Inverter 36 mit dem zweiten Eingang der UND-Schaltung 26 verbunden. Abhängig vom Zustand des Ausgangs der UND-Schaltung 34 zur Prüfzeit, die durch die Ausgänge der monostabilen Kippstufen 24 und 25 bestimmt wird, gibt die UND-Schaltung 27 mit ihrem Ausgangssignal 3 an, daß der Schlitz zur Austastzeit einen Bereich sieht, der zur Hälfte weiß und zur Hälfte schwarz ist, d.h., daß es sich um einen schmalen Bereich, um einen schmalen Strich handelt. Das Ausgangssignal der UND-Schaltung 26, das mit W bezeichnet ist, gibt an, daß der vom Schlitz 12 überdeckte Bereich völlig schwarz oder völlig weiß ist, d.h., einen breiten Strich zur Austastzeit, wenn die UND-Schaltung 34 im benutzbaren oder nichtbenutzbaren Pegel ist. Die Ausgangssignale C, das für den Taktimpuls steht, ^r$, das für einen breiten Bereich bzw. Strich steht, und N, das für einen schmalen Bereich bzw. Strich steht, werden für die Decodierung der abgetasteten Codierung benutzt.

Die Schlitzabtastart, die in Fig. 2 und 3 dargestellt ist, ist besonders geeignet für geführte, von Hand vorgeschobene Äbtastvorrichtungen. Jedoch kann diese Art der Abtastung dann zu Schwierigkeiten führen, wenn die Führung des Abtasters völlig von Hand erfolgt. Bei dieser Art der Führung kann nämlich durch Versetzung und Verdrehung der Schlitzpositionen 11 und 12 gegeneinander eine nicht unerhebliche Fehlerquelle eröffnet werden. Bei völlig von Hand geführten Abtastern ist deshalb eine erfindungsgemäße Modifikation von Vorteil, die in Fig. 5 gezeigt ist.

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Dort sind die Abtastelemente alle in einer Ausrichtungslinie angeordnet, so daß kein Verdrehungs- Verkippungs- oder seitlicher Versetzungseffekt auftreten kann. Bei dieser Modifikation werden keine Schlitze verwendet. Die Abtastteile werden aus ausgeätzten Siliciumphotodioden gebildet. Dabei wird eine Siliciumphotodiode in drei elektrisch voneinander unabhängige Teile X, Y und Z auseinandergeätzt, wie in den Fign. 5, 6 und 7 dargestellt. Elektrischer Kontakt wird über N-leitendes Material der Siliciumphotodiode hergestellt und das P-leitende Material ist dirket mit Erde verbunden und allen Elementen der Photodioden gemeinsam, wie dies aus Fig. 7 zu entnehmen ist. Ein nichtleitendes opakes Teil 37 deckt die Kontaktbereiche des N-leitenden Materials ab und begrenzt den Abtastbereich. Die Kontakte der X- und Y-Photodiode sind über eine Schaltung 38 verbunden und geben ein Ausgangssignal ab, das mit dem Ausgangssignal des photoempfindlichen Elements gleichzusetzen ist, das mit dem Schlitz 11 in Fig, 2 verbunden sind. Die photoempfindlichen Dioden Y unßZ sind über eine Schaltung 39 verbunden, die ein Ausgangssignal abgibt, das mit dem Ausgang des photoempfindlichen Elementes 17 äquivalent ist, welches gemäß Fig. 2 mit dem Schlitz 12 verbunden ist.

Die Verbindungen der Photodioden X, Y und Z sowie der Schaltungen 38 und 39 sind in Fig. 8 dargestellt. Dabei ist die Photodiode X zwischen Erde und einem Verstärker 40 gelegt. Die Photodiode Y ist zwischen Erde und einem Verstärker 41 und die Photodiode Z zwischen Erde und einem Verstärker 42 gelegt. Die Ausgänge der Verstärker 40 und 41 sind über einen Widerstand 4OA bzw. 41A mit dem Eingang eines Verstärkers 44 verbunden, der ein Ausgangssignal abgibt, das geeignet ist, um dem Anschluß A der Schaltung von Fig. 4 zugeführt zu werden. Die Ausgänge der Verstärker 41 und 42 sind über Widerstände 41B bzw. 42A mit dem Eingang eines Verstärkers 45 verbunden, der ein Ausgangssignal abgibt, das geeignet ist, dem Anschluß B in der Schaltung gemäß Fig. 4 zugeführt zu werden. Der Ausgang des Verstärkers ist die Summe der Ausgänge der Photodioden X und Y und der Aus-

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gang des Verstärkers 45 stellt die Summe der Ausgänge der Photodioden Y und Z dar. Mit Hilfe des beschriebenen Schaltkreises erfüllen die Photodioden X und Y die Funktion des Schlitzes 11 von Fig. 2 und die Photodioden Y und Z erfüllen die Funktion des Schlitzes 12 von Fig. 2. Die Längsausdehnung der beiden Photodioden Y und Z additiv gesehen, ergeben dabei in Abtastrichtung in etwa die Länge der größten abzutastenden Markierung W. Durch die Tatsache, daß die Photodiode Y beiden Abtastelementen, vergleichbar 17A und 17B in Fig. 4, gemeinsam ist, besteht der letztliche Effekt und Vorteil darin, daß die Schlitze 11 und 12 praktisch übereinander gelegt werden, so daß dadurch bis zu einem sehr sehr großen Teil der Einfluß der Abkippung des Abtastkopfes ausgeschlossen wird.

Eine Modifikation der in den Fign. 5 bis 7 dargestellten Ausführungsform ist in Fig. 9 dargestellt. Hier ist der Bereich der Photodiode Y + Z in zwei gleiche Teile geteilt worden, so daß Y + Z¹ Z" gleicht und die Summe von Y + Z¹ +Z" der Summe von Y + Z aus Fig. 5 gleicht. Die Schaltungen 38' und 39' erfüllen dieselben Funktionen wie die Schaltungen 38 und 39 aus Fig. 5. Bei der Anordnung' gemäß Fig. 5 sind die Bereiche Y + Z¹ sowie Z" entweder schwarz oder weiß oder weiß und schwarz oder beide sina weiß oder beide schwarz. Eine Schaltung für die Abgabe der Ausgangssignale K für schmale und W für breite Bereiche für die in Fig. 9 gezeigte Anordnung ist in Fig. IO dargestellt. Die Ausgänge L₇ R und C von Fig. 9 sind entsprechend mit den Anschlüssen R¹, L¹ und C verbunden.

Der Anschluß C erhält das Takt- oder Probesignal. Dieses Signal ist über einen Probe- bzw. Taktgenerator 47 mit je einem Eingang von vier UKD-Schaltungen 43, 49, 50 und 51 verbunden, die je drei Eingänge aufweisen. Der Probegenerator 47 kann identisch mit der in Fig. 4 dargestellten Schaltung sein, die den Verstärker 20 und die monostabilen Kippstufen 24 und 25 einschließt. Der Anschluß L¹ ist über einen Verstärker 23' mit einem der Einqäncre der UUDBchaltung 48 verbunden und mit einem der Eingänge der

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UND-Schaltung 5Ο. Der Verstärker 23' ist weiterhin über einen Inverter 52 mit einem der Eingänge der UND-Schaltung 49 sowie der UND-Schaltung 51 verbunden. Der Anschluß R¹ ist über einen Verstärker 23" mit einem der Eingänge der UND-Schaltungen 49 und verbunden und über einen Inverter 53 mit einem der Eingänge der UND-Schaltungen 48 und 51. Die Ausgänge der UND-Schaltungen 48 und 49 sind einer ODER-Schaltung 54 zugeführt, deren Ausgang dann aktiv ist, wenn die Taktzeit vorhanden ist, was durch ein Signal auf der Leitung C angezeigt wird, und eine schmale Markierung oder ein schmaler Zwischenraum vorhanden ist. Die Ausgänge der UND-Schaltungen 50 und 51 sind einer ODER-Schaltung 55 zugeführt, deren Ausgang anzeigt, daß zur Taktzeit, angegeben wiederum durch das Anliegen des Signals C, wenn sich die Photodioden über einem breiten schwarzen oder weißen Zwischenraum oder Markierung befinden. Das UIJD-Gatter 48 gibt zur Taktzeit ein Ausgangs signal ab,-wenn die linke Hälfte des durch den Abtaster betrachteten Bereichs weiß ist, und die rechte Hälfte schwarz ist. Dieses zeigt an, daß die abgetastete Markierung schmal ist. Das UND-Gatter 49 gibt ein Ausgangssignal zur Taktzeit ab, wenn die rechte Hälfte des Abtasters über einem weißen Zwischenraum und die linke llälfte desselben Abtasters, sprich Photodiode, über einer schwarzen Markierung ist, wodurch angezeigt wird, daß diese schwarze Markierung schiaal ist. Die UND-Schaltung 50 gibt ein Ausjangssignal ab, wenn die linke und die rechte Hälfte des von der Photodiode gesehenen Bereiches jeweils weiß ist und das UilD-Gatter 51 gibt ein Signal ab, wenn beide Hälften des von der Photodiode gesehenen Bereiches schwarz sind. In beiden Fällen wird dieser Bereich als breit angesehen, was durch den Ausgang der ODER-Schaltung 55 unter den bereits beschriebenen Bedingungen angezeigt wird. Die Verstärker 23¹ und 23" sind weiterhin mit einer lief erenzspannungsquellG V'

verbunden und üben dieselbe Funktion aus, wie der Verstärker 23 aus Fig. 4.

Die in Fig. 11 dargestellte Schaltung ist für alle beschriebenen Modifikationen für die Decodierung der Ausgangssignale des Abtasters und der beschriebenen Schaltkreise anwendbar. Entsprechend dem

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BAD 0RK3INAL

Erscheinen der Signale C, W und N gibt diese Schaltung eine parallele binäre Codierung entsprechend der strichcodierten Darstellung, die abgetastet wurde, ab. Der Ausgang W wird über eine Verzögerungsschaltung 56 dem Setzeingang einer Verriegelungsschaltung 57 zugeführt. Der Ausgang N wird über eine Verzögerungsschaltung 58 dera Rücksetzeingang der Verriegelung 57 zugeführt. Auf diese Weise gibt die Verriegelung 57 immer die Größe des vorher erhaltenen Signals an. Das heißt, sie wird gesetzt, wenn der vorherige abgetastete Zwischenraum oder die vorher abgetastete Strichmarkierung breit ist, und zurückgesetzt, wenn der vorher abgetastete Zwischenraum oder die vorher abgetastete Markierung schmal ist. Der Ausgang W ist weiterhin mit einem Paar von UND-Schaltungen 60 und 61 verbunden. Der Ausgang N ist mit einem Paar von UND-Schaltungen 62 und 63 verbunden. Die UND-Schaltungen 60 und 62 sind mit dem Null-Ausgang der Verriegelung 57 und die UND-Schaltungen 61 und 63 mit dem Eins-Ausgang der Verriegelung 57 verbunden. Die Ausgänge der UND-Schaltungen 60 und 63 zeigen im aktiven Zustand an, daß das momentan erhaltene Signal auf den Leitungen W und N sich von dem vorher erhaltenen Wert unterscheidet. Die Ausgänge der UND-Gatter 61 und 62 zeigen im aktiven Zustand an, daß die momentan erhaltenen Werte von.W und N dieselben sind, wie die vorherigen Werte. Die Ausgänge der UND-Schaltungen 63 und 60 sind über eine ODER-Schaltung 64 mit dem Rücksetzeingang einer Verriegelung 66 verbunden. Die Ausgänge der UND-Schaltungen 62 und 61 sind über eine ODER-Schaltung 65 mit dem Setzeingang der Verriegelung 66 verbunden. Auf diese Weise zeigt die Verriegelung

66 zu allen Zeitpunkten den Status des Vergleichs an, der zwischen dem Status der Leitungen W und N mit dem Status der Verriegelung 57 anliegt.

Die Taktsignale auf der Leitung C sind mit einem 8-Positionszähler

67 verbunden, der bei einem Zählerstand von 8 wiederum umläuft. Die Ausgänge 2 bis 7 des Zählers 67 sind über eine ODER-Schaltung 68 mit einem Vorbereitungseingang einer UND-Schaltung 69 verbunden. Auf den anderen Eingang dieser UND-Schaltung 69 ist der Taktimpuls C über eine Verzögerungsschaltung 70 ge-

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führt. Die durch die Verzögerungsschaltung 70 verursachte Verzögerung ist geringer als die durch die Verzögerungsschaltungen 56 und 58 verursachten. Dies ist notwendig, um sicherzustellen, daß die durch die UND-Schaltung 69 ausgeübte Funktion vor den Rücksetzen oder dem Setzen der Verriegelung 57 ausgeführt wird. Der Eins-Ausgang der Verriegelung 66 ist mit dem Daten-Eingang eines Schieberegisters 71 und der Ausgang der ürlD-Schaltung 69 mit dem Schiebeimpulseingang des Schieberegisters 71 verbunden. Jedesmal dann, wenn der Ausgang der UND-Schaltung 69 durch den Taktimpuls aktiviert wird, wird der Status der Verriegelung 66 als Daten in das Schieberegister 71 hineingeschoben. Der Status der Verriegelung 66 wird sechsmal für jeden Zyklus des Zählers 67 in das Schieberegister 71 eingelesen, so daß im Schieberegister eine 6-Bit-Darstellung der abgetasteten codierten Angabe vorhanden ist. Die achte Ausgangsposition des Zählers 67 ist über eine Verzögerungsschaltung 72 mit dem Rücksetzeingang des Schieberegeisters 71 verbunden, um dieses bei Vollendung der Abtastung und des Lesen? zurückzusetzen. Die 6 Positionen des Schieberegisters 71 sind über ein Gatter 73 mit einer Ausgangssammelleitung verbunden. Das Gatter 73 steht ebenfalls unter der Steuerung der achten Position des Zählers 67. Das heißt, wenn der Zählerstand 8 erreicht ist, wird der Inhalt des Schieberegisters 71 über das Gatter 73 ausgegeben und einer Verarbeitungseinheit zur Verfügung gestellt, die an der Ausgangssammelleitung liegt. Kurz danach, als Ergebnis der Verzögerung mittels der Schaltung 72, wird das Schieberegister 71 zurückgesetzt und für die Aufnahme des nächsten abzutastenden Zeichens vorbereitet.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

(l.- Handgeführter Abtaster für Strichcodierungen mit auf die von der Strichcodierung reflektierten Strahlen ansprechendem photoempfindlichem Abtastelement, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei photoempfindliche Abtästelemente (17A, 17B) vorgesehen sind, daß das erste Abtastelement (17B) dabei so proportioniert ist, um simultan einen Bereich (12) abzutasten, welcher der größten Strichcodierung (Xv) in etwa gleicht, und daß das zweite Abtastelement (17A) dabei so proportioniert ist, um simultan einen wesentlich kleineren Bereich (11) abzutasten, als vorii ersten Abtastelement (17B) abgetastet, daß weiterhin elektrische Schaltungen (23, 31, 33, 34, 35) vorgesehen sind, die vom ersten Abtastelement (17B) beaufschlagt werden und dann ein Signal abgeben, wenn die empfangene Lichtenergie etwa zwischen Minimal- und Maximalwert liegt, daß elektrische Schaltungen (20, 23, 24, 25) vorgesehen sind, die vom zweiten Abtastelement (17A) beaufschlagt werden und dann ein gepulstes Ausgangssignal (C) liefern, wenn die empfangene Lichtenergie über einen festen Referenzwert (V ) ansteigt oder darunter absinkt, und daß schließlich Verknüpfungsschaltungen (26, 27) vorgesehen sind, die aus den Signalen der elektrischen Schaltungen (20, 23_f 24, 25 bzw. 28, 31, 33, 34,,35) sequentielle Signale generieren, die den abgetasteten Strichcodierungen entsprechen.
2. Abtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom ersten Abtastelement (17B) verursachte Signal dann auftritt, wenn die empfangene Lichtenergie zwischen einem unteren (V„_T) und einem oberen (V_n-J Referenzwert liegt.

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3. Abtaster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Abtastelement (17B) einen länglichen transparenten Abtastschlitz (12) enthält, dessen Ausdehnung in

RA 972 Oü4

Abtastrichtung der Ausdehnung der größten abzutastenden Codierung (W) in etwa gleicht, daß das zweite Abtastelement (17A) einen transparenten Abtastschlitz (11) enthält, der eine wesentlich kürzere Ausdehnung aufweist als der erste (12), und daß der zweite Abtastschlitz (11) so angeordnet ist, daß seine Mittellinie mit der vorderen Kante des ersten, langen Abtastschlitzes (12) fluchtet.
4. Abtaster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Abtastelement (17B) eine längliche Photodiode (Z) und eine zweite wesentliche kürzere Photodiode (Y) enthält, die elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die Längsausdennung beider Photodioden (Y, Z) in Abtastrichtung zusammen etwa der Länge der größten abzutastenden Codierung (W) gleicht, und daß das zweite Abtastelement ' (17A) eine dritte Photodiode (X) enthält, die im wesentlichen der zweiten Photodiode (Y) entspricht, und daß die zweite (Y) und die dritte (X) Photodiode elektrisch additiv verbunden sind.
5. Abtaster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Abtastelement (17B) eine erste längliche Photodiode (Z") mit einer Länge in Abtastrichtung enthält, die etwa der Hälfte der längsten abzutastenden Codierung (W) gleicht, sowie eine zweite Photodiode (Z¹) und eine dritte Photodiode (Y) von wesentlich kürzerer Länge als die zweite Photodiode (Z¹)/ die elektrisch miteinander verbunden sind und eine gemeinsame Gesamtlänge (Y + Z') haben, die der ersten Photodiode (Z") entspricht, und daß das zweite Abtastelement (17A) eine vierte Photodiode (X) enthält, die der dritten Photodiode (Y) im wesentlichen entspricht und mit ihr derart elektrisch verbunden ist, uia beide Ausgänge additiv zu kombinieren.

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