DE2522988A1

DE2522988A1 - Schaltungsanordnung zur feststellung von fehlern

Info

Publication number: DE2522988A1
Application number: DE19752522988
Authority: DE
Inventors: Graham Morley Clarke
Original assignee: Ferranti PLC
Current assignee: Ferranti International PLC
Priority date: 1974-05-28
Filing date: 1975-05-23
Publication date: 1975-12-18
Also published as: JPS5123782A; NL7506244A; CA1046605A; US4014615A; GB1502948A

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS DR.-ING. HANS LEYH

DIPL.-ING. ERNST RATHMANN

München 71, Melchforetr. 42

Unser Zeichen: A 13 136

Ferranti Limited Hollinwood, Lancashire England

Schaltungsanordnung zur Feststellung von Fehlern

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Feststellung von Fehlern in Verbindung mit einem Detektor in einer realtiv zu diesem beweglichen Fläche, wobei der Detektor eine Strahlungsquelle zur Emittierung, insbesondere eines Lichtstrahles aufweist, eine Einrichtung, um den Strahl wiederholt über die Fläche zwischen deren vorderen und hinteren Rand quer zu ihrer Bewegungsrichtung zu führen, sowie mit Einrichtungen, um die reflektierte optische Strahlung oder die durch die Fläche durchgelassene Strahlung aufzufangen und abhängig von einer Änderung dieser Strahlung ein Fehlersignal zu erzeugen.

Die Bezeichnungen "optische Strahlung" oder "Licht" die in der nachfolgenden Beschreibung verwendet werden, umfassen auch elektromagnetische Strahlung im sichtbaren, im infraroten und im ultraviolettem Teil des Spektrums.

Bei Detektoren der vorgenannten Art ist es möglich, daß bei

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Änderungen der Strahlung, die hervorgerufen werden, wenn der Strahl die Ränder der Fläche erfaßt oder sie verläßt ,.daß ein Signal erzeugt wird, wenn nicht Vorsorge getroffen wird, daß der Detektor nur dann ein Signal erzeugt, wenn der Strahl auf die betreffende Fläche auftrifft. Bei jeder Abtastung des Strahles wird die Position der vorderen Kante oder des vorderen Randes, an welchem der Strahl zuerst die Fläche erfaßt oder auf sie auftrifft, durch ein erstes Signal charakterisiert und wenn ein starker Kontrast zwischen der Fläche und dem Hintergrund vorhanden ist, durch eine große Amplitude dieses Signales. Dieses vordere Randsignal kann dazu benutzt werden, den Betrieb des Detektors zu ermöglichen bzw. beginnen zu lassen.

Ein ähnliches Signal wird durch den hinteren Rand erzeugt, wenn der Strahl die abzutastende Fläche verläßt und dieses Signal ist insofern unbefriedigend, als es dieselbe Amplitude wie ein Fehler in der betreffenden Fläche hat und es kann nicht verwendet werden, um den Betrieb des Detektors zu sperren, es sei denn nach seiner Feststellung. Wenn die abzutastende Fläche eine konstante Breite hat kann die Arbeit des Detektors zu einen vorgegebenen Zeitpunkt nach dem Eingangssignal, d.h. dem durch den vorderen Rand erzeugten Signal gesperrt werden, so daß der hintere Rand nicht festgestellt und als Fehler interpretiert wird. Wenn diese Fläche jedoch unterschiedliche Breiten hat oder wenn sie einen Rand unterschiedlicher Breite hat, so kann der Punkt, in welchem der Detektor abgeschaltet werden sollte, nicht nur durch das Eingangssignal allein bestimmt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Verwendung in Verbindung mit einem Detektor der vorgenannten Art zu schaffen, die es ermöglicht, die Fehlerfeststellung über eine vorgegebene Breite einer beweglichen

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Fläche zu steuern.

Gemäß der Erfindung wird dies erreicht durch einen Randdetektor zur Erzeugung von Randsignalen abhängig von der Feststellung des vorderen und hinteren Randes der Fläche, einer Steuereinrichtung zur Erzeugung eines ersten Signales, abhängig von der Feststellung des vorderen Randes und eines zweiten Signales abhängig von der Messung oder Feststellung des hinteren Randes, wobei das zweite Signal unter Bezug auf die Überquerungsgeschwindigkeit des Strahles den hinteren Rand definiert, dessen Breite größer ist als irgendeine vorausgesetzte Veränderung der Position des hinteren Randes der Fläche zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen, ferner durch Ausgangseinrichtungen, die auf ein Detektorsignal ansprechen, das in dem Zeitintervall zwischen einem ersten Signal und dem nachfolgenden zweiten Signal auftritt, um das Vorhandensein eines Fehlers anzuzeigen.

Die Schaltung kann einen Sperrkreis aufweisen, um die Ausgangsschaltung zu sperren bis das Zeitintervall zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal eine vorgegebene Mindestgröße bei jeder Abtastung übersteigt.

Die Steuereinrichtung kann eine Verzögerungseinrichtung aufweisen, die auf die Messung des hinteren Randes bei einer Abtastung anspricht, um das zweite Signal in der nächstfolgenden Abtastung zu liefern. Der Verzögerungskreis kann eine monostabile Einrichtung aufweisen, die durch das Auffinden des hinteren Randes bzw. durch die Messung des hinteren Randes bei einer Abtastung in ihren instabilen Zustand getriggert wird, um das zweite Signal durch Rückkehr in ihren stabilen Zustand bei der nächsten Abtastung zu erzeugen.

Die Schaltung kann ferner eine Verifizier-Schaltung aufweisen, um die Ausgangsschaltung zu sperren bis das erste und das zweite

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Signal nacheinander für eine vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden Abtastungen durch den Strahl erzeugt worden ist.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Detektor eine Schaltung mit einem Randdetektor aufweisen, um Randsignale bei der Messung des vorderen und des hinteren Randes der abzutastenden Fläche zu erzeugen, ferner eine Steuereinrichtung zur Erzeugung eines ersten Signales abhängig von der Messung des vorderen Randes und eines zweiten Signales abhängig von der Messung des hinteren Randes, wobei das zweite Signal in Bezug auf die überquerungsgeschwindigkeit des Strahles den hinteren Rand definiert, dessen Breite größer ist als jede mögliche Änderung der Position des hinteren Randes der Fläche zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen, sowie mit einer Ausgangsschaltung, die auf ein Detektorsignal anspricht, das in dem Zeitintervall zwischen einem ersten Signal und dem nachfolgenden zweiten Signal auftritt, um das Vorhandensein eines Fehlers anzuzeigen.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig, ta, 1b und 1c Draufsichten auf Gegenstände zeigen« um vorgegebene Bereiche der auf Fehler abzutastenden Flächen darzustellen.

Flg. 2 zeigt das Abtastsystem eines Fehlerdetektors» der zusammen mit der Schaltung nach Fig. 3 verwendet wird.

Fig. 3 zeigt in Form eines Blockdiagrammes eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung.

Fig« 4 zeigt Wellenfonaen von Signalen, die in der Schaltung nach Fig. 3 auftreten.

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In Fig. ta ist: in Draufsicht ein Gegenstand 10 dargestellt, der hier aus Zweckmaßigkeitsgründen kreisförmig gezeichnet ist. Der Gegenstand läuft an einer Abtaststation (Fig. 2) vorbei, die eine Strahlungsquelle enthält und zwar in Richtung des Pfeiles 11, so daß der Gegenstand oder die Fläche durch einen Strahl aus z.B. sichtbarem Licht quer zur Bewegungsrichtung 11 des Gegenstandes oder der Fläche abgetastet werden kann. Die Bahnen von vier aufeinanderfolgenden Abtastungen sind durch Linien 12, 13, 14 und 15 dargestellt und sie erstrecken sich zwischen Grenzen 16 innerhalb einer Abtastperiode der Zeit t. Licht das von der abzutastenden Fläche reflektiert oder von ihr durchgelassen wird, wird aufgefangen und gesammelt und seine Stärke festgestellt, wobei jeder Fehler oder jede Diskontinuität in der Fläche eine Änderung der Stärke des amfgefangenen Lichtes hervorruft und damit ein Detektorsignal oder Fehlersignal erzeugt .

Die Feststellung von Fehlern sollte bei einem wirkungsvollem Betrieb nur während der Zeit möglich sein, in. der der Strahl tatsächlich auf die abzutastende Fläche auftrifft. Wenn der Strahl den vorderen Rand 16 und den hinteren Rand 17 überquert, erzeugt er Signale, die als Fehler aufgefaßt werden können, so daff die Fehlerfeststellung begrenzt werden ntraß am Beginn auf die Signale nach den Auftreten des Randsignales des vorderen Randes und vor den Auftreten des Randsignales des hinteren Randes.

Die Begrenzung ist hinsichtlich des vorderen Randsignales los indem das festgestellte Randsignal abgetrennt oder diskriminiert wird, wodurch ein erstes Signal (wegen seiner groften Amplitude) erzeugt wird und danch erst der Betrieb des Detektors zugelassen wird. Die Begrenzung hinsichtlich des Randsignales des hinteren Randes ist schwiriger. Wenn das gemessene Signal des hinterem. Randes benutzt wird, um direkt den Detektor abzusc&altem, dann wird es, es sei denn es ist ein sehr scharfer Impuls, so daS

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dieser nur von der vorher festgestellten Zahl von Fehlersignalen abgezogen werden kann, selbst als Fehler gezählt.

Dia Eliminierung des durch den hinteren Rand hervorgerufenen Signales wird anhand des kreisförmigen Objektes oder der Fläche 10 erläutert. Der Impuls wird getriggert bei 18 in der Abtastung 12 und erstreckt sich bis der Strahl den Punkt 19 in der Abtastung 13 erreicht hat. Ein weiterer Impuls wird getriggert wenn der Strahl den Punkt 20 in der Abtastung 13 erreicht hat und erstreckt sich bis der Strahl den Punkt 21 in der Abtastung 14 erreicht. In jedem Fall wird das Ende des Impulses, der das zweite Signal darstellt, benutzt, um den Detektor abzuschalten, so daß das Randsignal des hinteren Randes nicht gezählt wird. Da sich die Breite des Objektes zwischen dem vorderen und dem hinteren Rand verändert und in diesem Fall verringert hat zwischen zwei benachbarten Abtastungen, wird der vordere Rand bei 20- früher bei der Abtastung erfaßt als der Rand bei 18, so daß der bei 21 endende Impuls, der das zweite Signal enthält, um denselben Betrag vor dem Impuls bei 19 auftritt. Bei dem gesamten abgetasteten Objekt entsteht somit ein Rand mit der Breite M in Richtung der Abtastung, der auf die Uberquerungsgeschwindigkeit. des Strahles bezogen ist und- durch die gestrichelte Linie 17* dargestellt ist.

Es wird! bemekrt, daß benachbarte Abtastungen, getrennt werden können; und der Zusammenhang zwischen der Breite M des Randes und der Trennung oder dem Abstand benachbarter Abtastungen ist so zu wählen, daß die Breite nicht: um ein Maß geringer wird, das. größer oder gleich M zwischen aufeinanderfolgenden Äbtastaaaigen Ist. Bei einer festen Abtastgeschwindigkeit muß die Rate der Änderung der Breite ^ kleiner sein als -r. Um diese Bedingung für große Breitenänderungen zu erfüllen, muß der Rand M sehr groß gehalten werden oder die Breitenänderung je Abtastung, d.h. die Zeilentrennung sollte so klein wie mögliche gehlaten werden. Für irgendeinen individuellen Ge-gen-

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stand reduziert sich die Breite an den Enden auf Null, so daß, um einen ungeeignet großen Rand zu vermeiden, die Abtastung durch eine sehr enge Zeilentrennung eingeschränkt wird, wenn der hintere Rand nicht als Fehler gemessen und betrachtet werden soll. Die Abtaststation ist ortsfest, so daß die Trennung bzw. der Abstand der Abtastlinien der Geschwindigkeit direkt proportional ist, mit der der Gegenstand an der Abtaststation vorbeibewegt wird und um den Zeilenabstand zu reduzieren, sollte die Zeit für den Vorbeigang auf einen niedrigen Wert herabgesetzt werden.

Wenn die Durchgangzeit, d.h. die Zeit für einen Vorbeigang zu klein wird, kann der Rand M am oberen und unteren Ende in Richtung der Abtastung erweitert werden, wie in Fig. 1b gezeigt ist. Hierdurch werden effektiv von der Fläche, die abgetastet werden soll, die Teile weggenommen, in denen die Breitenverringerung ihr Maximum erreicht und es erfolgt eine wirksame Abtastung wenn die Fläche eine Mindestbreite hat, die von Null verschieden ist.

Dieses Prinzip kann auch auf andere komplexere Formen, wie z.B. den etwa rechteckigen Schirm einer Kathodenstrahlröhre (Fig. 1c) angewandt werden. Bei einer solchen Fläche ändert sich die Breite sehr schnell an den Enden, jedoch nur wenig über ihren restlichen Teil.

Durch Ausdehung des Randes M auf das obere und untere Ende des Schirmes in Richtung der Bewegung des Objektes kann der Abstand der Abtastlinien und damit die Objektgeschwindigkeit betrachtlich gesteigert werden gegenüber einem Objekt ohne einenssolchen Rand.

In der Praxis ist es üblicherweise erwünscht, einen Band M¹ benachbart zu dem vorderen Rand bsw. der Vorderkante des Objektes

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zu haben, um zu verhindern, daß der Detektor betätigt wird ehe das starke Signal der Vorderkante auf Null zurückgegangen ist.

Es kann in manchen Fällen ferner erwünscht sein,,einen Rand M¹, der gleich dem Rand M ist, an den anderen Begrenzungen der abzutastenden Fläche haben, wie nachfolgend beschrieben wird. Der Bereich der Fläche eines kreisförmigen Objektes, in der eine Fehlerfeststellung erfolgen kann, ist in Fig. 1b schraffiert gezeichnet. Die Abtastrate und die Objektgeschwindigkeit sind durch den Zusammenhang zwischen den Abmessungen des Objektes und dem erforderlichen Randbereich bestimmt, so daß, um bestimmen zu können, in welchem Punkt der Detektor arbeiten soll, das Zeitintervall, über das der Strahl in Kontakt mit der Fläche bei jeder Abtastung ist, mit dem verglichen wird, das erforderlich ist, die Fläche an ihrer geringsten Breite zu überschreiten, d.h. bis die Zeit zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal, das in der vorherigen Abtastung erzeugt worden ist, eine vorgegebene Dauer übersteigt. Danach beginnt die Zählung von Fehlern ohne daß die hintere Begrenzung der abzutastenden Fläche als Fehler gemessen wird.

Eine Schaltungsanordnung zur Verwendung in Verbindung mit einem solchen Detektor, wobei ein Rand M vorgesehen ist, der sich längs aller Begrenzungslinien eines Objektes erstreckt, ist in Blockform in Fig. 3 gezeigt und mit Bezugnahme aufodie Figuren 2 und 4 beschrieben.

Ein Objekt 10', das der Schirm einer KathodenstrahlBöhre sein kann, ist in Fig. 2 im Schnitt gezeigt und läuft an einer Abtaststation 22 in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene vorbei. Ein Lichtstrahl 23, der von der Abtaststation kommt, wird über die Oberfläche des Objektes in Richtung des Pfeiles 24 stischen den Abtastgrenzen 25 weggeführt, Ein Photodetektor 26 ist in der Bahn des Strahles an der Grenzlinie angeordnet?

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um ein Triggersignal am Beginn jeder Abtastung zu geben. Während jeder Abtastung wird Licht durch einen nicht gezeigten Detektor unterhalb des Objektes aufgefangen, wenn der Strahl außerhalb den Seiten des Objektes verläuft und wenn er auf den mittleren transparenten Bereich auftrifft, es wird jedoch kein Licht an den Kanten oder Begrenzungsbereichen aufgefangen. Bei einem fehlerfreien Schirm hat das vom Detektor erhaltene Signal die Wellenform A in Fig. 4 bzs. Fig. 2 und praktisch werden zwei Randsignale für jede vordere und hintere Kante erzeugt. Die negativ gehenden Spitzen werden dabei durch einen Übergang von hell zu dunkel und die positiv gehenden Spitzen durch einen übergang von dunkel zu hell erzeugt. Das so festgestellte und erzeugte Signal mit der Wellenform A wird an einen Zähler 27 für die Fehlerzählung gegeben (Fig. 3) und an die Schaltung nach Fig. 3. Die Funktionen der Schaltung werden mit Bezug auf die anderen Wellenformen nach Fig. 4 erläutert, wobei diese Wellenformen die Wellenformen von Signalen sind, die an entsprechend bezeichneten Punkten derr Schaltung auftreten.

Das Signal A wird an einen Randdetektor gegeben, der Amplitudendiskriminatoren 28 und 29 und zwar je einen für jede Polarität des Signales aufweist. Der Ausgang des Diskriminator 28 wird über einen bistabilen Schalter 30 an eine monostabile Einrichtung 31 und der Ausgang des Diskriminators 29 wird direkt an eine monostabile Einrichtung 32 gelegt. Der bistabile Schalter 30 wird zu Beginn jeder Abtastung durch das Triggersignal vom Photodetektor 26 rückgestellt, so daß er keinen Ausgang abgibt. Der erste positiv gehende Eingangsimpuls stellt den Schalter ein und liefert einen Ausgangsimpuls, um die monostabile Einrichtung 31 zu betätigen. Diese erzeugt ein erstes Signal B, das einen Impuls enthält, dessen Dauer den Randbereich der Vorderkante oder der vorderen Begrenzung definiert. Das negativ gehende Signal der hinteren Kante oder hinteren Begrenzungslinie wenn der Strahl die abzutastende Fläche verläßt, triggert die mono-

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stabile Einrichtung 32, um ein zweites Signal C zu erzeugen, welches einen Impuls enthält, der sich erstreckt bis zu einem Zeitpunkt vor der Messung bzw. Abfühlung der Hinterkante durch die nächst nachfolgende Abtastung, d.h. um einen Randbereich vor der Hinterkante zu schaffen. Das negativ gehende Signal, das durch die Hinterkante erzeugt worden ist, definiert oder begrenzt den Randbereich für die Hinterkante der nächsten Abtastung. Das negativ gehende Signal, das am Beginn jeder Abtastung erzeugt wird, ist unwirksam, weil die monostabile Einrichtung 32 bereits getriggert ist. Der bistabile Schalter 20 wirkt als Schaltung, die durch den Faktor "2" dividiert, und der positiv gehende Impuls (am Ende der Abtastung) stellt diesen nur auf Null zurück. Der Triggerimpuls wird ferner eingegeben, um sicherzustellen, daß der Schalter 30 am richtigen Ort beginnt, wenn die Signale gerade stark genug werden, wenn das Objekt an der Abtaststation vorbeiläuft. Danach ist die Triggerung nicht mehr erforderlich. Die Einrichtungen 30, 31 und 32 bilden die Steuereinrichtung.

Das erste Signal B wird über ein Tor 33 an einen Stell-Eingang eines bistabilen Schaltkreises 34 gelegt und das zweite Signal C wird direkt an den Rückstelleingang gelegt, wobei der Schaltkreis durch die Hinterflanken der Signale getriggert wird. Das Ausgangssignal D des Schaltkreises, das ereeugt wird, wenn er eingestellt ist,,wird über ein normalerweise offenes Tor 35 und ein Tor 35' an einen Fehlerzählkreis 27 gelegt. Das Signal D enthält eine Sockelspannung (voltage pedestal).

Wie oben anhand von Fig. 1b beschrieben, wird das Objekt nach Fehlern nur zwischen den Randbereichen M in Richtung der Bewegungsrichtung des Objektes und in Richtung der Abtastung abgetastet, so daß eine Mindestabtastdauer gemessen werden muß, ehe der Fehlerzähler betätigt wird. Das heiß, eine Sperrschaltung sperrt die Ausgangsschaltung bis das Zeitintervall zwischen dem

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ersten Signal und dem zweiten Signal einen vorgegebenen Mindestwert in einer Abtastung übersteigt. Das Signal B zu Beginn des vorderen Randbereiches betätigt eine monostabile Einrichtung 36 der Sperrschaltung und sie umfaßt eine Verzögerungseinrichtung, Der Ausgang der Einrichtung 36 ist ein Signal E in Form eines Impulses mit Null-Höhe von einer normalerweise positiven Höhe mit der Mindestabtastdauer. Das Signal E wird an ein Und-Tor 37 gelegt, das zusammen mit dem Signal D eine Verzögerung bewirkt, so daß ein Signal F erzeugt wird nachdem das Signal E geendigt hat und bis das Signal D zu Ende ist, d.h. für den Teil der abzutastenden Oberfläche, die die Mindestbreite übersteigt. Das Signal F wird an eine zweite bistabile Schaltung 38 gelegt, um diese einzustellen und einen Ausgang zu erzeugen, der das Tor 35 und damit das Tor 35" öffnet. Das Signal F betätigt ferner eine monostabile Einrichtung 39, die ein Ausgangssignal G (mit Null-Niveau) liefert, über eine Dauer, die etwas geringer ist als die Dauer einer Abtastung. Das Signal G wird an einen Eingang einer Trigger-Torschaltung gelegt, die ein Und-Tor 40 enthält, das ao angeordnet ist, daß es als zweiten Eingang ein Triggersignal vor dem Photodetektor 26 zu Beginn jeder Abtastung erhält. Der Ausgang des Tores 40 wird mit einem Rückstelleingang der bistabilen Schaltung 31 verknüpft, um deren Ausgang zu beseitigen, das Tor 35 zu schliessen und die Ausgangsschaltung zu sperren.

Im Betrieb, wenn das Objekt erstmals den Abtaststrahl passiert, ist das erzeugte Signal D normalerweise nicht größer als die Mindestdauer der Uberquerungszeit des Strahles (bestimmt durch die Dauer des Signales E) und es wird kein Signal F am Tor 37 erzeugt. Das Signal G wird daher nicht erzeugt und wenn der Triggerimpuls am Beginn der nächsten Abtastung erzeugt wird, ist das Tor 40 offen und der bistabile Schaltkreis 38 wird rückgestellt und das Tor 35 geschlossen. Nur wenn das Signal D die Mindestdauer übersteigt, ist der bistabile Schaltkreis 38

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eingestellt und während er so verbleibt, wird der Rückstellmechanismus unwirksam gemacht.

Der Teil der Schaltung, der bei 41 gezeigt ist, wird zur Verifizierung oder überprüfung dafür benutzt, daß die Randsigaale richtig erzeugt und festgestellt worden sind, ehe der Fehler-Zähler durch das Signal D betätigt wird.

Dieser Prüf-Schaltkreis umfaßt zwei Schaltkreise 42 und 43, die durch den Faktor "2" dividieren und die zusammengeschaltet sind, um Impulse von den Amplitudendiskriminatoren entsprechend zu erhalten und die Ausgänge dieser Schaltkreise werden an ein Und-Tor 44 gelegt. Wenn vier Impulse des Signales A (zwei von jeder Polarität) ordentlich empfangen worden sind, erzeugt das Tor

44 ein Prüfsignal oder eine Prüfflanke (verified edge), das an eine Vergleichs- oder Prüfschaltung 45 gelegt wird. Die Prüfschaltung 45 hat als weiteren Eingang das Triggersignal vom Photodetektor 26. Im Betrieb vergleicht die Prüfschaltung

45 den Ausgang des Tores 44 mit dem Triggersignal zu Beginn jeder Abtastung über eine vorgegebene Anzahl von Abtastungen, um festzustellen, ob alle Randimpulse richtig vermessen bzw. erkannt worden sind. Die Prüfschaltung erzeugt dann ein Ausgangssignal, um das Tor 33 zu öffnen, so daß das Grundsignal D (pedestal signal) durch das Signal B umgeformt werden kann. Die Prüfschaltung kann im Detail modifiziert werden, wenn die Eingangssignale gegenüber den hier beschriebenen differieren, das Prinzip bleibt jedoch dasselbe.

Wenn Bedingungen nicht wiederholt werden für die vorgegebene Anzahl von Abtastungen beginnt die überwachung nicht. In der Praxis kann die Prüfperiode der ersten zehn Abtastungen so gewählt werden, daß ein Randbereich von 1% entsteht, der mit dem beabsichtigten Rand M vergleichbar ist. Bei mehr komplexeren Formen als der Kreisform der Fig. 1a und 1b können geometrische

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Zusammenhänge zwischen der Änderung der Position des Randes und der Position des Objektes in Bezug auf den Abtaststrahl benutzt werden, um den optimalen Randbereich abzuleiten. Alternativ ist es möglich, das Optimum abzuschätzen durch Vorbeiführen der Objekte an der Abtaststation in einer gegebenen Geschwindigkeit und progressive Verringerung des Randbereiches (oder umgekehrt) bis ein fehlerloses Objekt kein verifiziertes Grundsignal mehr erzeugt.

Die Erfindung ist nicht auf die Feststellung von Fehlern in einem vorgegebenen Bereich einer ebenen Fläche beschränkt, sondern sie kann auch benutzt werden, wenn irgendein Muster oder dergleichen den vorgegebenen Bereich umgibt. Die Breite des Randbereiches wird so gewählt, daß das gesamte Muster mit eingeschlossen wird, wobei der mittlere Bereich frei für die Fehlerabtastung offenbleibt.

Die Beschreibung geht davon aus, daß das Licht, das durch den betreffenden Gegenstand hindurchtritt aufgefangen und zur Messung verwendet wird, es kann aber statt dessen auch das Licht verwendet werden, das von dem Objekt reflektiert wird.

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Claims

Patentansprüche

Schaltungsanordnung zur Verwendung in Verbindung mit einem Detektor zum Auffinden von Fehlern in einer relativ zu diesem bewegbaren Oberfläche eines Gegenstandes, wobei der Detektor eine Strahlungsquelle zur Emittierung insbesondere eines Lichtstrahles aufweist, sowie Einrichtungen, um den Strahl wiederholt über die Fläche zwischen einem vorderen und einem hinteren Begrenzungsrand der Fläche quer zu ihrer Bewegungsrichtung zu führen. Einrichtungen, um die von der Fläche reflektierte oder von ihr durchgelassene Strahlung aufzufangen, um, abhängig von einer Änderung der aufgefangenen Strahlung ein Signal zu erzeugen, welches das Vorhandensein eines Fehlers anzeigt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erzeugung von Signalen beim und abhängig vom Auftreffen des Strahles auf den vorderen und hinteren Begrenzungsrand der abzutastenden Fläche, eine Steuereinrichtung zur Erzeugung eines ersten Signales beim Feststellen des vorderen Randes und eines zweiten Signales beim Feststellen des hinteren Randes, wobei das zweite Signal bezogen auf die Laufgeschwindigkeit des Strahles einen Randbereich am hinteren Begrenzungsrand der Fläche definiert, dessen Breite größer ist als jede zu erwartende Veränderung der Position des hinteren Begrenzungsrandes der Fläche zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen, sowie durch eine Ausgangsschaltung, die auf ein Detektorsignal anspricht, das in dem Zeitintervall zwischen einem ersten Signal und dem nachfolgenden zweiten Signal auftritt, und das das Vorhandensein eines Fehlers anzeigt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung eine Verzögerungs-

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schaltung umfaßt, die auf die Feststellung des hinteren Begrenzungsrandes in einer Abtastung anspricht, um dieses zweite Signal in der nächstfolgenden Abtastung zu liefern.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Verzögerungsschaltung einen monostabilen Kreis aufweist, der durch die Feststellung des hinteren Begrenzungsrandes in einer Abtastung in einen instabilen Zustand schaltbar ist und der das zweite Signal durch Rückkehr in seinen stabilen Zustand in der nächsten Abtastung erzeugt.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltung zur Erzeugung der Randsignale für jede Polarität der Signale einen Amplituden-Diskriminator aufweist, der auf einen Schwellwert einstellbar ist, um Signale durchzulassen, deren Amplitude charakteristisch für die Begrenzungsränder der abzutastenden Fläche ist, solche Signale jedoch zurückzuweisen, die durch Fehler in der abzutastenden Fläche verursacht werden.
5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsschaltung einen ersten bistabilen Schaltkreis aufweist, der durch das erste Signal einstellbar ist und ein Ausgangssignal liefert, und der durch das zweite Signal rückstellbar ist und kein Ausgangssignal liefert, daß ferner eine Torschaltung vorgesehen ist, die auf den Ausgang des bistabilen Schaltkreises anspricht, um die Fehlersignale durchulassen.
6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Sperrkreis zum

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Sperren der Ausgangsschaltung bis das Zeitintervall zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal einen vorgegebenen Mindestwert in jeder einzelnen Abtastung übersteigt.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Sperrschaltung einen zweiten bistabilen Schaltkreis aufweist, die im eingestellten Zustand ein Sperrsignal erzeugt, das an die Ausgangsschaltung gelegt wird und die im rückgestellten Zustand kein Signal abgibt, eine Triggerschaltung zur Abgabe eines Triggersignals am Beginn jedes Abtastvorganges durch den Strahl, eine Trigger-Torschaltung, die in offenem Zustand das Triggersignal durchläßt, um die bistabile Schaltung rückzustellen, eine Verzögerungsschaltung, die auf das erste Signal anspricht, um ein Signal für eine Mindestbreite (minimum width signal) nach einer vorgegebenen Verzögerung zu erzeugen sowie eine Verzögerungs-Torschaltung, die auf das letztgenannte Signal anspricht, das in dem Zeitintervall zwischen einem ersten Signal und dem nachfolgenden zweiten Signal auftritt, um die bistabile Schaltung einzustellen und die Trigger-Torschaltung zu sperren bis zu einem Zeitpunkt nachdem das Triggersignal in der nächstfolgenden Abtastung erzeugt worden ist.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η zeich net, daß die Verzögerungsschaltung einen monostabilen Kreis aufweist, der durch das erste Signal in einen instabilen Zustand schaltbar ist und der durch seine Rückkehr in seinen stabilen Zustand das Signal für die Mindestbreite erzeugt.
9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung eine Verzögerungsschaltung aufweist, die

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auf das Auffinden bzw. die Feststellung des vorderen Begrenzungsrandes anspricht, um das erste Signal nach einer vorgegebenen Verzögerung zu erzeugen, die auf die Laufgeschwindigkeit des Strahles bezogen ist, um für den vorderen Begrenzungsrand einen Randbereich zu definieren.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Verzögerungsschaltung einen monostabilen Kreis aufweist, der beim Feststellen des vorderen Begrenzungsrandes in einen instabilen Zustand schaltbar ist.
11. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Prüfschaltung zum Sperren der Ausgangsschaltung bis das erste und das zweite Signal über eine vorgegebene Anzahl von Abtastungen nacheinander erzeugt worden sind.
12. Schaltunganordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet / daß die Prüfschaltung Einrichtungen aufweist, um die Randbegrenzungssignale zu empfangen und ein geprüftes Rand-Begrenzungssignal abzugeben, wenn die zu erwartende Anzahl von Randbegrenzungssignalen in jeder Abtastung erzeugt worden ist, daß ferner ein Zähler vorgesehen ist, um die geprüften Randbegrenzungssignale über die vorgegebene Anzahl von Abtastungen zu zählen, um ein Prüf-Ausgangssignal abzugeben, wenn die richtige Anzahl gezählt worden ist und daß eine Torschaltung vorgesehen ist, um den Ausgang zu sperren bis ein Prüf-Ausgangssignal erzeugt worden ist.

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