DE3027299C2

DE3027299C2 - Binärkodierungsschaltung

Info

Publication number: DE3027299C2
Application number: DE3027299A
Authority: DE
Inventors: Isao Isshiki; Akihiro Osaka Ohoka; Fukuma Sakamoto; Koji Satoh; Masatoshi Tanaka
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1979-07-20
Filing date: 1980-07-18
Publication date: 1985-04-04
Also published as: FR2462063A1; DE3050784C2; DE3027299A1; AU1676483A; GB2098774B; AU6062580A; US4402087A; GB2098774A; AU531865B2; FR2462063B1; GB2054927A; GB2054927B; AU542575B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Binärcodierschaltung gets maß dem Oberbegriff das Patentanspruchs 1.

Im allgemeinen wird bei einem optischen Zeichen-Lesegerät ein Blatt mit Zeichen oder Symbolen mit einer fotoelektrischen Wandlereinrichtung abgetastet, um analoge elektrische Signale zu liefern. Diese werden von einer Binärcodierschaltung in Binärsignale umgewandelt welche repräsentativ sind für einen Hintergrundbereich und einen Zeichenbereich, so daß die Zeichen aufgrund der Binärsignale erkannt werden können. Bei diesem Vorgang ist der Schwellenwert für die Binärcodierung festgelegt Um daher Zeichen oder dergleichen korrekt zu erkennen, ist es wesentlich, daß die Pegel der von der fotoeiektrischen Wandlereinrichtung abgegebenen analogen elektrischen Signale vorbestimmte Werte haben bezüglich des Hintergrundbereichs und des Zeichenbereichs. Im Idealfall haben sämtliche die fotoelektrische Wandlereinrichtung bildenden fotoelektrischen Wandlerelemente die gleiche Empfindlichkeitscharakteristik. In der Praxis jedoch sind die verschiedenen fotoelektrischen Wandlerelemente nicht gleichförmig. Folglich können beim Binärcodieren der analogen elektrischen Signale Signale für den Hintergrundbereich fehlerhaft als Signale für den Zeichenbereich und umgekehrt erfaßt werden. Ferner können in Fällen, in denen der Brechungsindex eines Teils des Blatts von demjenigen eines anderen Teils des Blatts abweicht, die Lichtquelle keine einheitliche Beleuchtung liefert oder das Blatt bezüglich der Lichtempfangsfläche der fotoelektrischen Wandlereinrichtung gekippt ist. Fehler bei der Binärcodierung auftreten.

Die DE-OS 21 06 308 zeigt eine gattungsgemäße Binärcodierschaltung, bei der zum Ausgleich von Kennlinien-Abweichungen der Wandlerelemente Potentiometer in jedem einem Wandlerelement zugeordneten Kanal vorgesehen sind. Über einen Trennkondensator wird die Gleichspannungskomponente des Analogsignals entfernt und das restliche Analogsignal einer Pcgeleinstellschaltung zugeführt, die den Hintergrundbereichspegel auf Masse herstellt. Hierzu dient ein Operationsverstärker, dessen Ausgang über die Reihenschaltung eines Widerstands mit einer Diode mit dem invertierenden Eingang rückgekoppelt ist, an dem auch das Analogsignal anliegt. Über eine aus einem ODER-Glied bestehende Detektorschaltung werden die Ausgangssignale der Pegeleinstellschaltungen zusammengerührt und dadurch der maximale Zeichenbereichspegel, also im allgemeinen der Schwarzpegel, festgestellt, indem ein Kondensator rasch entsprechend diesem Pegel aufgeladen wird. Der Kondensator besitzt eine derartige Zeitkonstante, so daß für die gesamte Abtastung einer Zeichenzeile dieser Wert erhalten bleibt. Die die Pegeleinstellschaltungen verlassenden Analogsignale werden Vergleichen zugeführt, an denen eine Schwcllenspannung liegt, die dem halben durch die Detektorschaltung

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festgestellten Zeichenbereichspegel entspricht. Die richtung.

Funktion dieser Binärcodierschaltung setzt voraus, daß F i g. 3 Signalformen der analogen elektrischen Signa-

bei der Abtastung die Zeichen immer in annähernd glei- Ie bei in Spalleneinrichtung geeigneter Lichtempfangs-

chem Abstand an den Wandlerelementen vorbeilaufen. fläche.

Eine derartige Bedingung ist jedoch insbesondere dann 5 F i g. 4 Signalformen der analogen elektrischen Signa-

nicht erfüllt, wenn eine derartige Binärcodierschaltung Ie bei sowohl in Spalten- als auch in Zeilenrichtung ge-

in einem Handabtaster verwendet werden solL Hier ist neigter Lichtempfangsfläche,

mit einem Verkanten sowohl in Zeilen- als auch in Spal- Fig. 5 ein Blockschaltbild zur prinzipiellen Erläute-

tenrichtung zu rechnen. rung einer Binärcodierschaltung gemäß einem ersten

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine Bi- io Ausführungsbeispiel der Erfindung,
närcodierschaltung anzugeben, die mit Sicherheit auch F i g. 6 ein Schaltbild einer Spalten-Pegeleinstellschalelektrische Analogsignale richtig codiert die mit einer tung.die in der Binärcodierschaltung des ersten Ausfühin Zeilen--und/oder Spaltenrichtung verkanteten Wand- rungsbeispiels verwendet wird,

lereinrichtung abgetastet wurden. Fig. 7(a) und 7(b) ein analoges elektrisches Eingangs-Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch 15 signal einer der Spalten-Pegeleinstellschaltungen geeine Binärcodierschaltung mit den Merkmalen des maßFig.6,

Kennzeichens des Patentanspruchs 1. F i g. 8 ein Schaltbild der Gesamtanordnung der Bi-

Mit der bekannten Schaltung können die abgetaste- närcodierschaltung des ersten Ausführuagsbeispiels der

ten elektrischen Analogsignale lediglich auf einen kon- Erfindung,

stanten Bezugswert nämlich Masse, gelegt werden, was 20 F i g. 9 analoge elektrische Eingangssignale der Ver-

8 dem Bezugswert bei der Erfindung entsprechen würde. gleicher des ersten Ausführungsbeispiel.- der Erfindung,

|t Auch die Schweüenspannung für die Vergieichcr wird Fig. 10 analoge elektrische Signale aai A.usgang der

8 durch einen konstanten Wert dargestellt näm'ish die fotoelektrischen- Wandlereinrichtung, sowie zugehörige

f? halbe am Kondensator liegende Spannung, die dem hai- Bezugsspannungen,

iss ben Zeichenbereichspegel zu Beginn der Abtastung ent- 25 Fig. 11 ein Blockschaltbild eines zweiten bevorzug- % spricht Der Kondensator ist lediglich ein Trennkonden- ten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
;1 sator zur Abtrennung der Gleichstromkomponente. Fig. 12 ein detailliertes Schaltbild der in Fig. 11 gell Die Verwendung des Speicherkondensators bei den zeigten Schaltung,

p erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ermöglicht Fig. 13 ein Blockschaltbild eines Teils eines dritten r| während der Abtastung eine laufende Anpassung des 30 Ausführungsbeispiels der Erfindung,
if Pegels für den maximalen Weißwert an eine Bezugs- F i g. 14 ein Schaltbild von Teilen der Schaltung gell spannung. Die Detektorschaltung stellt nicht den maxi- maß F ig. 13 und

j§ malen Zeichenbereichspegel, d.h. den maximalen Fig. 15 analoge elektrische Signale bei geneigter

H Schwarzpegel, fest, sondern den jeweiligen maximalen Lichtempfangsfläche der fotoelektrischen Wandlerein-

U Weißwert — d. h. einen minimalen Spannungswert —, 35 richtung.

I der bei Verkanten durchaus sich ändert und eine laufend Im folgenden soll unter Bezugnahme auf die F i g. 1

ύ sich ändernde Schwellenspannung hervorruft, so daß bis 9 ein erstes bevorzugtes ^Ausführungsbeispiel der

I Schwankungen gemäß F i g. 4 ausgeglichen werden und Erfindung erläutert werden.

j| sich ein Zustand ergibt, wie er in F i g. 9 dargestellt ist Eine in Fig. l(a) gezeigte fotoelektrische Wandler- ; * Erst durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Bi- 40 einrichtung 1 enthält fotoelektrische Wandlerelemente ;- närcodierschaltung unter Einsatz des Speicherkonden- In bis l_mn, die in Form einer Matrix mit τη Zeilen und η }« sators Cio und der laufenden Nachstellung der Schwel- Spalten angeordnet sind und analoge elektrische Signa-Ü lenspannung für die Vergleicher wird eine Korrektur le Ji bis I_n in Richtung der Spalten parallel abgeben. ff erreicht, die erst ein sicheres Abtasten mittels eines Beispielsweise werden für das analoge elektrische Sipi· Handabtasters ermöglicht. 45 gnal I\ die Ausgangsspannungen (das Potential des ί' Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Weißpegels ist höher als das des Schwarzpegels/ der £ Binärcodierschaitung sind in den Unteransprüchen ge- fotoelektrischen Wandlerelemente In bis \_m\ in den b kennzeichnet Zeilen L\ bis L_n, der Spalte CLt sukzessive immer dann f| Aus US-PS 31 59 815 ist es zwar bekannt, je einen abgegeben, wenn eine von einem Taktimpuls markierte |i Maximalpegel- und einen Minimalpegel-Detektor vor- 50 vorbestimmte Zeitperiode vorüber ist. Das so abgege- !λ zusehen und daraus eine Schwellenspannung abzulei- bene analoge elektrische Signal gelangt an die Binärco-

ten; diese Technik bringt im Zusammenhang mit der dierschaltung des Ausführungsbeispiels.

;': erfindungsgemäßen Binärcodierschaltung eine weitere Die Signalformen der in Fig.2 gezeigten Signale /1

Steigerung der Sicherheit bei der Abtastung. bis h werden unter der idealen Bedingung erzeugt, daß

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Binär- 55 die Lichtquelle ein Blatt 2 gleichmäßig ausleuchtet und

codierschaltung werden nachstehend anhand der Zeich- das Blatt 2 parallel zu der Lichtempfangsfläche der foto-

nung näher erläutert. Es zeigt elektrischen Wandlereinrichtung 1 angeordnet ist.

Fig. l(a) eine Darstellung einer Anordnung von foto- Jedoch kann die Lichtempfangsfläche der fotoelektri- : elektrischen Wandlerelementen in einer fotoelektri- sehen Wandlereinhsit 1 bezüglich des Blatts 2 auf eine sehen Wandlereinrichtung sowie die Richtungen, in de- 60 oder zwei unterschiedliche Arten geneigt sein. Bei einer nen die analogen elektrischen Signale gelesen werden, dieser Arten ist die fotoelektrische Wandlereinheit 1 in Fi g. l(b) und l(c) Ansichten, die den Neigungswinkel Spaltenrichtung geneigt, wie in Fig. t(b) gezeigt !st, so V der Lichtempfangsfläche der fotoelektrischen Wandler- daß das obere Ende der fotoelektrischen Wandlereineinrichtung in Richtung der Spalten und in Richtung der richtung 1 sich dichter an dem Blatt 2 befindet. In diesem Zeilen veranschaulichen, 65 Fall ergeben sich SignMformen gemäß F i g. 3. Wie man F i g. 2 Signalformeri der analogen elektrischen Signa- aus F i g. 3 ersieht, sind die Pegel der Signale /1 bis J_n in Ie bei zum Aufzeichnungsträger vollständig paralleler der Nähe der Zeile L_n, abgesenkt. Wenn daher eine feste Lichtempfangsfläche der fo.oelektrischen Wandlerein- Bezugsspannung V_ref verwendet wird, können die analo-

gen Signale für den Hintergrundbereich (Weißpegel) irrtümlich als solche für einen Zeichenbereich (Schwarzpegel) binär kodiert werden.

Diese Schwierigkeit kann durch die Anwendung des nachstehend erläuterten Verfahrens beseitigt werden. Die stärksten Weißpegel der analogen elektrischen Signale werden zu den jeweiligen Signalverarbeitungszeiten erfaßt, und die Bezugsspannungen V„t werden kontinuierlich auf der Grundlage der so erfaßten stärksten Weißpegel variiert. Es sollte jedoch beachtet werden, daß dieses Verfahren angewendet wird, wenn die Lichtempfangsfläche in Richtung der Zeilen parallel zu dem Blatt 2 angeordnet ist.

In der Praxis ist die Lichtempfangsfläche häufig bezüglich des Blatts 2 in Zeilenrichtung geneigt, wie in is Fig. l(c)angedeutet ist, wobei das linke Ende der fotoelektrischen Wandlereinheit 1 dichter an dem Blatt 2 liegt In diesem Fall haben die analogen elektrischen Signale /ι bis I_n die in F i g. 4 dargestellten Signalformen. Wie man klar aus Fig.4 erkennt, sind die Pegel der λ Signale h bis I_n auf der rechten Seite niedriger als auf der linken Seite.

Daher können selbst dann, wenn die stärksten Weißpegel der Signale /ι bis I_n in Zeilenrichtung erfaßt werden, um die Pegel der entsprechenden Bezugsspannungen Vref in der oben erläuterten Weise zu korrigieren, die Signale aus der Nähe der Spalte CL_n, welche den Hintergrundbereich repräsentieren, fehlerhaft binärkodiert werden als solche, die einen Zeichenbereich repräsentieren. Anders ausgedrückt: Die Pegel der Signale h bis I_n zu den jeweiligen Signalverarbeitungszeiten sind derart beschaffen, daß der Pegel des Signals /ι höher liegt als derjenige des Signals I_n, und der stärkste Weißpegel der Signale, die von den Zeilen L\ bis L_n, definiert werden, ist der Weißpegel des Signals A. Folglich könnend die Pegel derjenigen Signale, die von den fotoelektrischen Wandlerelementen in der Nachbarschaft der Spalte CL_n (inklusive) abgegeben werden, irrtümlich als Schwarzpegel bestimmt werden, selbst wenn sie den Hintergrundbereich darstellen. Dieser Nachteil kann vermieden werden, indem der Pegel der Bezugsspannung V„t\ verschoben wird. Dies hat jedoch den weiteren Nachteil zur Folge, daß gedruckte Zeichen geringer Schwärzungsdichte als »weiß« bestimmt werden können.

Die Binärcodiereinrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig.5 gezeigt Sie enthält Spalten-Pegeleinstellschaltungen 13i bis 13„ (n gleich Anzahl der Spalten), um die oben erläuterten Fehler aufgrund der Neigung der Lichtempfangsfläche bezüglich des Blatts in Zeilenrichtung zu korrigieren. Die analogen elektrischen Signale I\ bis /„ gelangen an die Spalten-Pegeleinstellschaltungen 13i bis 13» wo Fehler aufgrund der Neigung der Lichtempfangsfläche bezüglich des Blatts in Richtung der Zeilen korrigiert werden. Die Signale /| bis /„ werden somit als Signale J\ bis Jr. von den Pegeleinstellschaltungen 13| bis 13_n abgegeben. Die Signale /1 bis /„ werden an Vergleicher 14i bis 14„ und an eine Detektorschaltung 15 für den stärksten Weißpegel gelegt, um den Pegel der Bezugsspannung Vrcft bezüglich solcher Fehler zu korrigieren, die aufgrund der Neigung in Spaltenrichtung verursacht werden. In der Detektorschaltung 15 wird der stärkste Weißpegel W_n^_x unter den Weißpegeln der analogen elektrischen Signale /1 bis /„ in Zeilenrichtung erfaßt und damit die Bezugsspannung V_r„- eines Bezugsspannungsgebers 16 eingestellt Die Bezugsspannung V_rct wird mit den Signalen /1 bis /„ in den Vergleicherschaltungen 14| bis I4„ verglichen. Als Vergleichsergebnis werden den analogen Signalen j\ bis /„ entsprechende Binärsignale B\ bis B_n von den Vergleichern 14| bis 14„ an eine Erkennungsschaltung 17 abgegeben. Die so erhaltenen Binärsignale B₁ bis B_n sind korrigiert bezüglich der Fehler durch die Neigung der fotoelektrischen ^! Wandlereinrichtung in Zeilen- und Spaltenrichtung und sind in exakter Weise repäsentativ für den Hintergrundbereich und den Zeichenbereich.

Wie in Fig.6 gezeigt ist, enthält die Schaltung 13t einen Operationsverstärker OP\o, einen Eingangswiderstand Ri, einen Rückkopplungswiderstand Rf. Widerstände /7io. R\u einen Kondensator Ci0 und eine Diode £>io zum Einstellen des Pegels des Hintergrundbereichs, , Pegeleinsteilwiderstände r_t und rj, sowie einen Konden- ' sator Ci. ·;

Nach Zuführung des Signals h zu der Spalten-Pegeleinstellschaltung 13| wird der Weißpegel des abgegebenen Signals ]\ des Operationsverstärkers OPi0 im Konucuäätür «-to geSpciCncri, UHu ZUtTi ι €561 u€3 auSiCgCH elektrischen Signals I₁ addiert. Als Ergebnis wird der stärkste Weißpegel des analogen elektrischen Signals /ι in die Nähe einer Bezugsspannung geschoben, die durch , die Widerstände η und ο bestimmt wird. Ein Abfallen des Signals /ι aufgrund des Vorhandenseins eines Zeichens wird durch den Operationsverstärker Ο/Ίο mit ; dem Rückkoppplungswiderstand Rf und dem Eingangswiderstand Ri invertiert und verstärkt und dann auf den stärkten Weißpegel addiert, der in die Nähe der Bezugsspannung Vref geschoben wurde. Dies geht deutlich hervor aus Fig.7(a) und Fig.7(b). Das Signal l\ in ■/ F i g. 7(a) wird zu dem Signal /ι in F i g. 7(b). Bei letzte- ' rem befindet sich der Pegel des Hintergrundbereichs dicht bei dem Pegel der Bezugsspannung V_rcr. Die Einstellung des Pegels des Hintergrundbereichs, bezogen auf die Bildung des analogen elektrischen Signals /ι. das abgegeben wird, wenn dss analoge elektrische Signal I₁ den Hintergrundbereich repräsentiert, vermindert die Differenz AI_cn*_x zwischen den Spalten-Hintergrundpegeln auf:

Rf (R_w+R_u)
Ri (R₁₀+R_n+Rf)

Λ Im

Bei dieser Ausführungsform kann mit R\o=R\\ = Λ/720 und Rf= 2Ri axe oben erwähnte Differenz auf etwa 1/10 herabgesetzt werden.

Die Schwankungen der Pegel des Hintergrundbereichs, repräsentiert durch die analogen elektrischen Signale I₂ bis /„ gemäß F i g. 4, und hervorgerufen werden durch die Neigung der Lichtempfangsfläche in Zeilenrichtung (F i g. l(b)) werden durch die Spalten-Pegeleinstellschaltungen 13₂ bis 13„ korrigiert, die denselben Aufbau haben wir die oben erläuterte Spalten-Pegeleinstellschaltung 13i. Somit können die analogen elektrischen Signale in Kombination mit der Detektorfunktion des stärksten Weißpegels in Zeilenrichtung korrekt in Binärsignale umgewandelt werden, gleichgültig, ob die Lichtempfangsfläche in vertikaler oder horizontaler Richtung geneigt ist.

Der gesamte Schaltungsaufbau des den Detektor für stärksten Weißpegel enthaltenden Ausführungsbeispiels ist in F τ g. 8 gezeigt. Es sind Dioden D\ \ bis D_n vorgesehen. Es wird der stärkste Weißpegel W_milx erfaßt, indem das Durchlaßpotentia! der Dioden D_n bis C D_n auf den stärksten Weißpegel von denjenigen Weiß- ·, pegeln der analogen elektrischen Signale }\ bis J_n ad- V

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diert wird, die durch die Spalten-Pegeleinstellung erhal- Spalten der analogen elektrischen Sigmilc /ι bis /„, so

ten werden. Ansprechend auf diese Erfassung erzeugt daß sie einander gleichen, ein WciUpcgeldetektor 23

der Bezugsspannungsgeber 16 die Bezugsspannung zum Erfassen des stärksten Weißpegels der Pegel in

V_Kr ι, die dadurch erhalten wird, daß ein vorbestimmtes jeder Zeile von den Ausgangssignalen J\ bis J_n der Pe- Potcntial auf den stärksten Weißpegel W_nax addiert 5 geleinstellschaltungen LCi bis LC_n, ein Schwarzpegel-

wird. Auf diese Weise werden die in Fig.4 gezeigten detektor 24 zum Erfassen des stärksten Schwarzpegels

analogen elektrischen Signale /ι bis I_n in die entspre- der Ausgangssignale J\ bis J_n der Pegeleinstellschaltun-

chenden analogen elektrischen Signale /i bis J_n umge- gen LC< bis LC_n, ein Bezugsspannungsgeber 25 für eine

wandelt, as: in F i g. 9 gezeigt sind, und sie werden mit Bezugsspannung V_rci, der das Ausgangssignal W_p des

der Bezugsspannung V_r?n als Schwellenwert binärko- io Weißpegeldetektors 23 und das Ausgangssignal B_p des

diert. Schwarzpegeldetektors 24 verarbeitt». und Vergleicher

Bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel wird CPi bis CP_n zum Binärkodieren der A jsgangssigriale J₁ die Bezugsspannung V_nr\ anhand des stärksten Weiß- bis J_n derjenigen Spalten, deren stärkste Weißpegel anpegels W_mtx bestimmt. Das technische Konzept der vor- einander angeglichen wurden, wobei die Bezugsspanliegenden Erfindung kann jedoch angewandt werden 15 nung V„i herangezogen wird. Die binärkodieerten Ausauf ein Verfahren, bei dem die Bezugsspannung sowohl gangssignale B\ bis B_n der Vergleicher CPi bis CP_n weraus dem stärksten Weißpegel als auch dem stärksten den einer (nicht gezeigten) Erkennungsschaltung zuge-Schwarzpegel bestimmt wird. Im letzteren Fall erfolgt führt, wo die Zeichen erkannt werden. Die Pegeleinstelldie binäre Kodierung, indem die Dichte der Zeichen schaltungen LCi bis LC_n entsprechen den Spaltenpegelberücksichiigi wird. 20 einsieüschaküngcn !3, bis 13„ der F i g. S, ebenso die

Weiterhin werden bei dem oben erläuterten ersten Vergleicher CPi bis CP_n den Vergleichern 14| bis 14„. Ausfuhrungsbeispiel die Ausgangsgrößen der fotoelek- Die Schaltung gemäß F i g. 11 ist im einzelnen in

trischen Wandlerelemente, die in Zeilenrichtung der fo- F i g. 12 dargestellt. In F i g. 10 zeigen die Wellenformen

toelektrischen Wandlereinrichtung 1 angeordnet sind, /i bis Js die Ausgangssignale J\ bis /5 der Pegeleinstell-

parallel eingegeben, und daher werden die Spalten-Pe- 25 schaltungen LCi bis LC_n für den Fall, daß die stärksten

gelkorrekturen durch die Spalten-Pegeleinstellschaltun- Weißpegel der entsprechenden analogen elektrischen

gen 13] bis 13„ ausgeführt Wenn die Ausgangsgrößen Signale I₁ bis h einander angeglichen wurden. Beim

der fotoelektrischen Wandlerelemente, die in Spalten- zweiten Ausführungsbeispiel sind die Ausgangssignale

richtung der fotoelektrischen Wandlereinrichtung 1 an- J\ bis Js invertiert dargestellt. Wie man aus den in

geordnet sind, parallel eingegeben werden, können die 30 Fig. 10 gezeigten Wellenformen J\ bis Js ersieht, sind

Zeilen-Pegelkorrekturen von Schaltungen vorgenom- die invertierten stärksten Weißpegel auf der Niedrig-

men weruen, die ähnlich aufgebaut sind wie die Spalten- Spannungsseite der Ausgangssignale Jx bis J_n der Spal-

Pegeleinstellschaltungen. Im letztgenannten Fall wird ten einander gleich.

der stärkste Weißpegel in Spaltenrichtung erfaßt, und Die Pegeleinstellschaltungen LCi bis LC_n sind speziell

der Schwellenwert wird nach Maßgabe des erfaßten 35 in Fig. 12 dargestellt. Jede Pegeleinstellschaltung ent-

Wertes verschoben, wodurch in ähnlicher Weise wie im hält einen Operationsverstärker 26, einen Eingangswi-

oben erläuterten Ausführungsbeispiel die durch die Nei- derstand R₃O, einen Rückkopplungswiderstand R_3x, eine

gung der fotoelektrischen Wandlereinrichtung 1 in ver- Pegeleinstelldiode Dm. einen Kondensator C21, Wider-

tikaler oder horizontaler Richtung verursachten Fehler stände Rp und Ä33. Pegeleinstellwiderstände Rm und

korrigiert werden können. 40 R₃s und einen Beschleunigungskondensator C₂₀.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 12 soll ein Als Beispiel soll der Betrieb der Pegeleinstellschalzweites Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert tung LCi erläutert werden. Der Weißpegel des Auswerden. Die hier verwendete fotoelektrische Wandler- gangssignals /1 gelangt über die Diode 20 an den Koneinrichtung ist die gleiche wie in F i g. 1. densator C₂i, wo er gespeichert wird. Der so gespeicher-

F i g. 10 zeigt Beispiele von Signalen /1 bis /5, die er- 45 te Weißpegel wird auf das analoge elektrische Signal I\ zeugt werden, wenn ein Blatt 2 einen Winkel mit der addiert, wodurch der stärkste Weißpegel des Ausgangs-Lichtempfangsfläche der fotoelektrischen Wandlerein- signals /1 dicht an die Einstellspannung V₂₀ geschoben richtung 1 bildet, wie in Fig. l(c) gezeigt ist und die wird, die durch die Widerstände Ä34 und Ä35 definiert Lichtquelle eine ungleichmäßige Ausleuchtung bewirkt, wird. Der Abfall des Signals Λ aufgrund des Vorhandenso daß die Beleuchtung der unteren Zeilen relativ gering 50 seins eines Zeichens wird durch den Operationsverstärist Wenn in diesem Fall die Binärkodierung mit einer ker 26 in Verbindung mit der Schaltung, welche den festen Bezugsspannung a durchgeführt wird, die durch Eingangswiderstand R₃₀ und den Rückkopplungswidereine strichpunktierte Linie angedeutet ist, kann der Hin- stand Ä31 enthält, invertiert und verstärkt und dann auf tergrund eines Teils des Blatts, wo die Beleuchtung un- den stärksten Weißpegel addiert, der dicht an die Einzureichend ist, und der (für gewöhnlich weiße) Hinter- 55 Stellspannung V» geschoben vurde.
grund eines weiter von der Lichtempfängsfläche der Der Weißpegeldetekto; 23 erfaßt ilen stärksten fotoelektrischen Wandlereinrichtung entfernt liegenden Weißpegel unter den Weißpegeln in jeder Zeile der Teils als ein Zeichenbereich erfaßt werden, und ein Stör- Ausgangssignale J\ bis J_n derjenigen Spalten, deren signal, wie beispielsweise ein Teil A im Signal U gemäß stärkste Weißpegel in der erläuterten Weise einander F i g. 10 kann fehlerhaft als Zeichenbereich erfaßt wer- 60 angeglichen wurden. Die in F i g. 12 im einzelnen dargeden. stellte Schaltung 23 enthält Detektordioden D_w 1 bis LV_n

Dieses Ausfühningsbeispiel wird unter der Annahme für den stärksten Weißpegel, einen gemeinsamen Wierläutert, daß der Hintergrundbereich weiß und der Zei- dersiand Ä36, einen Operationsverstärker 27, einen Einchenbereich schwarz ist F i g. 11 ist ein Blockdiagramm, gangswiderstand Ä37, einen Rückkopplungswiderstand das eine Schaltung des zweiten Ausführungsbeispiels 65 R₃Z, Pegeleinstellwiderstände Ä39 und &«, eine Ladedider Erfindung zeigt In der Schaltung gemäß Fig. 11 ode D₂₁, eine Lade- und Entladeschaltung, bestehend sind vorgesehen: Pegeleinstellschalrungen LCi bis LC_n aus einem Kondensator C₂₂ und einem Widerstand Ä«, zum Einstellen der stärksten Weißpegel in Richtung der einen Operationsverstärker 28, Verstärkungsfaktor-

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Einstellwiderstände Ra₂ und R₄₃, einen Entladetransistor B_p kann mittels des veränderbaren Widerstands VA₂ Qu einen Eingangswiderstand R₄₄, einen Vorspannwi- eingestellt werden.

derstand A₄₅, einen Negator 29, einen Entladungswert- Die oben angesprochenen Ausgangsgrößen W_p und

Reguliertransistor Q₂, einen veränderbaren Widerstand B_p werden an den Bezugsspannungsgeber 25 gegeben, VRt und einen Widerstand R₄^ ^{5 der} beispielsweise den in F i g. 12 gezeigten Aufbau auf-

Im Betrieb wird die minimale Spannung (stärkster weist. Weißpegel) unter den Spannungen der Ausgangssignale Der Bezugsspannungsgeber 23 gemäß Fig. 12 ent-

/1 bis J_n der Pegelregulierschaltungen LQ bis LC_n über hält einen Operationsverstärker 32, Eingangswiderstäneine der Dioden D_v\ bis D_w„ an den Operationsverstär- de R₅₄ und R₅₅. einen Rückkopplungswiderstand R₅6, ker 27 gegeben, wo sie invertiert und verstärkt wird. 10 einen veränderbaren Widerstand VR₂ und einen Wider-Diese verstärkte Spannung lädt den Kondensator C₂₂ stand R₅₇ zum Einstellen des Mittenwerts der Bezugsüber die Diode D₂X auf, und sie wird durch den Opera- spannung. Dioden D₂₃ und D₂*, einen Widerstand Rw tionsverstärker 28 verstärkt, der ein Ausgangssignal W_p und einen Minimum-Schwarzpegel-Einstellwiderstand abgibt, das kennzeichnend ist für den stärksten Weißpe- VR_A, der veränderbar ist.

gel in jeder Zeile. Bei diesem Vorgang wird immer, 15 Im Betrieb wird die Ausgangsgröße W_p des WeiUpewenn die fotoelektrische Wandlereinrichtung in der gel-Detektors 23 durch den Operationsverstärker 32 in-Spaltenrichtung-Abtastbetriebsart arbeitet, ein Syn- vertiert und verstärkt. Das Ausgangssignal B₁, des chronisationspegel, der »weißer« ist als der Weißpegel Schwarzpegeldetektors 24 wird zur Mittenspannuiig des Hintergrunds, zu den analogen elektrischen Signa- addiert, die durch den veränderbaren Widerstand VHi !cn Λ bis I_n addiert Um abträgliche Erscheinungen auf- 20 und den Widerstand Rn eingestellt wird, und die resulgrund der Erfassung dieses Pegels zu vermeiden, wird tierende Spannung gelangt über die Diode D₂₃ zu dem der Kondensator C₂₂ über die Transistoren Qt und Q₂ Operationsverstärker 32, wo sie verstärkt wird. Somit unter Zuhilfenahme eines Synchronisationsimpulses wird die Summe der verstärkten Spannung und der in-3T77C von der fotoelektrischen Wandlereinrichtung vertierten und verstärkten Spannung als Bezugsspanentladen. Nachdem der Kondensator C₂₂ entladen ist, 25 nung V_n, abgegeben. Eine Spannung, die über den verwird die Spannung durch den veränderbaren Wider- änderbaren Widerstand VA₄ und die Diode D₂₄ an den stand VA₁ eingestellt. Die durch den Kondensator C₂₂ Operationsverstärker gegeben wird, wird von letzterem und den Widerstand A₄, definierte Zeitkonstante wird verstärkt und auf die Bezugsspannung V_n, addiert. Dies so bestimmt, daß der prozentualen Weißpegelschwan- erzeugt eine Minimum-Bezugsspannung für den Fall, kung in Spaltenrichtung der Ausgangssignale J₁ bis /„ 30 daß der Schwarzpegel teilweise niedrig ist. Rechnung getragen wird, wenn der Neigungswinkel Die Zeitkonstanten in dem Weißpegeldetektor 23 und

zwischen dem Blatt 2 und der Lichtempfangsfläche der dem Schwarzpegeldetektor 24 sind so eingestellt, daß fotoelektrischen Wandlereinrichtung maximal ist. Vor- die maximale prozentuale Änderung der Bezugsspanzugsweise wird die Zeitkonstante jedoch so eingestellt, nung V_n,, welche von dem Bezugsspannungsgeber 25 daß die prozentuale Weißpegeländerung geringere 35 unter Zuhilfenahme des größten Schwarzpegels B_p und Ausmaße annimmt, als die Änderung in den Zeichenbe- des größten Weißpegels W„ abgegeben wird, in jeder reichen. Zeile kleiner ist als die prozentuale Weißpegeländerung.

Der Schwarzneeeldetektor 24 zum Erfassen der die geliefert wird, wenn der Neigungswinkel bezüglich stärksten Schwarzpegel der Ausgangssignale J₁ bis /„ der Spaltenrichtung maximal ist. Dies wird durcn geDroder Spalten ist in Fig. 12 detailliert dargestellt Er ent- 40 chene Linien in dem Wellenformdiagramm J_x bis /5 m hält Detektordioden D_B\ bis D_8n zum Erfassen der Fig. 10 angedeutet. Die Bezugsspannung V^ wird mit stärksten Schwarzpegel einen gemeinsamen Wider- den Schwankungen in Spaltenrichtung variiert, während stand A₄₇, einen Koppcikpndensator C₂₃, einen die Er- eine Potentialdifferenz b aufrechterhalten wird, welche fassung steuernden Transistor Q₃, Vorspannwiderstän- dadurch definiert wird, daß die Helligkeit und die Abstude Ras und A₄₉, einen Operationsverstärker 30, Verstär- 45 fungen der Zeichen als im wesentlichen konstant bezugkungsfaktor-Einstellwiderstände R₅₀ und R₅i, eine lieh der Weißpegel der Ausgangssignale h bis J₂ ange-Ladediode D₂₂, eine zum Laden und Entladen bestimm- nommen werden.

te Schaltungsanordnung bestehend aus einem Wider- Wenn folglich die Ausgangssignale J_x bis /„ der gestand A₅₂ und einem Kondensator C₂₄, einen Opera- meinsamen Bezugsspannung V_rc,an die Vergleicher CPi tionsverstärker 31, einen Verstärkungsfaktor-Einstell- 50 bis CP_n gegeben werden, wird der Schwarzpegel der widerstand VR₂, der veränderlich ist, und einen Wider- Zeichen als schwarz binärkodiert, weil er sich mit grostand R₅₃. ^ßer Amplitude und rasch ändert. Andererseits wird der

Die maximale Spannung (stärkster Schwarzpegel) un- Schwarzpegel, der aufgrund einer Störung A entsteht, ter den Spannungen der Ausgangssignale /, bis /„ der und nur eine kleine Änderung darstellt. £ls weiß binar-Pegelregulierschaltungen LC₁ bis LC_n wird mittels der 55 kodiert Dann werden die stärksten Weißpegei, die sich Dioden D_B , bis D_Bn herausgezogen, und ihr veränderli- in Richtung auf den Schwarzpegel ändern, als weiß bicher Anteil wird auf die Vorspannung am Kondensator närkodiert, weil die Bezugsspannung V_n, in ahnlicher C₂₃ addiert Die resultierende Spannung wird von dem Weise geändert wird.

Differentialverstärker 30 verstärkt Die so verstärkte Gemäß obiger Beschreibung werden in dem Fall, daß

Spannung lädt über die Diode D₂₂ den Kondensator C₂₄ eo die Lichtempfangsfläche U bezüglich der Zeilennchauf und wird dann durch den Differentialverstärker 31 tung gekippt ist (vgl. F1 g. l(c)). die stärksten Weißpegel verstärkt, der ein Ausgangssignal B_p abgibt welches re- der Spalten einander durch die Pegelregulierschaltunpräsentativ ist für den stärksten Schwarzpegel. gen LC₁ bis LC_n gleichgesetzt wodurch die Fehler beim

Die durch den Kondensator C₂₄ und den Widerstand binären Kodieren aufgrund von Schrägstellungen elimi-R₅₂ definierte Zeitkonstante wird so eingestellt daß die 65 niert werden Andererseits ermöglicht in dem Fall, daß Ladespannung für eine Periodendauer aufrechterhalten die Lichtempfangsfläche U m Zeilennchtung geneigt wird, die zum Abtasten eines einzelnen Büdes benötigt ist, die Erfassung des stärksten Weißpegels in jeder Z.eiwird. Die veränderliche Amplitude des Ausgangssignals Ie, daß die Bezugsspannung V_n, den Änderungen des

11 12

stärksten Weißpegels folgen kann, wodurch Fehler kodierung für solche Zeichen korrekt durchgeführt wer beim Binärkodieren aufgrund von Schrägstellungen in den, die größer sind als der Bereich der fotoelektrischen .''-ähnlicher Weise eliminiert werden. Die Bezugsspan- Wandlereinrichtung. Weiterhin ist die Zeilenbreite nach nun,? V_rCf wird auch durch den stärksten Schwarzpegel dem Binärkodieren ausreichend breit, selbst wenn ein geändert. Selbst wenn also der Bereich der fotoeiektri- 5 Zeichen schwache und schattige Stellen aufweist. Auf· : sehen Wandlereinrichtung in seiner Gesamtheit von grund der oben erläuterten Effekte kann die Erfindung ; »schwarz« belegt ist, was z. B. dann der Fall ist, wenn ein wirksam bei von Hand betätigten optischen Zeichen-Zeichen einen verlängerten Abschnitt in Zeilenrichtung Lesegeräten eingesetzt werden sowie bei einem opti-¹ aufweist, kann der Bereich als schwarz binärkodiert sehen Zeichen-Lesegerät zum Lesen handgeschriebener ■werden. Ferner wird selbst dann, wenn ein, Zeichen 10 Zeichen oder dergleichen.

■■schwache oder schattige Abschnitte aufweist, die Zei- Eine dritte bevorzugte Ausführungsform der Erfin-

lenbreite nach der Binärcodierung nicht durch die helle dung soll nun unter Bezugnahme auf die F i g. 13 bis 16

■ oder schattige Stelle beeinflußt. . beschrieben werden.

Als Beispiel werden für die Bauelemente in der in Fig. 13 ist ein Blockschaltbild, das Teile einer Binär- Fig. 12 gezeigten Schaltung folgende Werte angege- 15 codie*schaltung gemäß dem dritten Ausführungsbei-

': ben: spiel der Erfindung zeigt, insbesondere einen Abschnitt

• der Schaltung, der das analoge elektrische Signal /1 ver-

/?30 und /?3i... 20 ΚΩ; arbeitet, sowie einen Abschnitt, der für gewöhnlich die

!,. Rn, R33 und Ras ... 1 ΚΩ; übrigen analogen elektrischen Signale h bis I_n verarbei-

JT5 /Ϊ34...3.9ΚΩ; 2ö let

,,; Ä35. ·. 1.5 ΚΩ; Wie in F i g. 13 gezeigt ist, wird das analoge elektri-

ί /?36,Ä37, Ru, l<43, Α48.Λ51.Λ55. R56 sehe Signal /_t über eine Pegeleinstellschaltung 32a an

■« und Ä57... 10 ΚΩ; eine Eingangsklemme 33a eines Vergleichers 33 gelegt

;i ■ Ä39... 5.6 ΚΩ; Entweder eine Bezugsspannung V_Kr als Binärkodie-

i &W...4.7 ΚΩ; 25 rungs-Schwellenwert von einem Bezugsspannungsge-

H Ra\ und Rs2 ■ · ■ 500 ΚΩ; ber 34 oder eine Korrektur-Bezugsspannung V₀Jr* von

■ Ä42, Rm und y?53... 22 ΚΩ; einem Korrekturwert-Einstellsignalgeber 35 wird selek-

1 Ä44... 2 ΚΩ; tiv an den anderen Eingangsanschluß 336 des Verglei-

•i /?46-.-13ΚΩ; chers 33 über einen Analogschalter 36 angelegt Die

j Λ» und Λ«... 30 ΚΩ; 30 Bezugsspannung V„f ist der Binärkodierungs-Schwel-

I Rja ... 2 ΚΩ; lenwert, der beim Lesen von Zeichen mit dem optischen I Α58...ΙΟΟΚΩ; Zeichenlesegerät verwendet wird. Die Korrektur-Be-

^!i VRi und VR₂... 100 ΚΩ; zugsspannung Vor, ist derjenige Schwellenwert, der da-

ί VR₃ ... 20 ΚΩ; zu verwendet wird, Korrekturwerte VO>r zu bilden, um

■'? C20.. · 200 pF; 35 die Schwankungen der Kennlinien der fotoelektrischen

i C21.. .4.7 μΡ; Wandlerelemente Iu bis 1™ zu korrigieren; die Span-

i: Cn... 2200 pF; nung wird folglich sukzessive variiert

== Cn... 1 μΡ; Der Korrekturwert-Einstellsignalgeber 35 in diesem

^::- C₂₄...0.1 μΡ; Ausführungsbeispiel enthält einen Zähler 35a und eine

? + Vcc...5 V;und 40 D/A-Wandlerschaltung356. De* Zähler 35a liefert eine

'|,^:· —VCC...MW. Korrektur-Bezugsspannung V_mrb, die sukzessive vari-

% iert und immer dann binär kodiert wird, wenn das ent-

'■; Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sprechende analoge elektrische Signal l\ für jede Zeile

p wurde davon ausgegangen, daß der Hintergrundbereich geliefert wird. Die D/A-Wandlerschaltung 356 wandelt

jf> weiß und der Zeichenbereich schwarz ist. Jedoch kann 45 die Korrektur-Bezugsspannung V_n,^ in ein Analogsi-

^ auch der Hintergrundbereich schwarz und der Zeichen- gnal um und verstärkt das Analogsignal dabei, um die

% bereich weiß sein. Ferner wurden die stärksten Weißpe- entsprechende Korrektur-Bezugsspannung V^. zu bil-

f| gel der Spalten durch die Pegeleinstellschaltungen LCi den.

K bis LC_n einander gleichgesetzt In dem Fall jedoch, daß Die von dem Zähler 35a abgegebene Korrektur-Be- P die analogen elektrischen Signale in Zeilenrichtung par- 50 zugsspannung V_mrb wird ferner an einen Speicher 37 S allel abgegeben werden, werden die stärksten Weißpe- gelegt der einen Schreib/Lese-Speicher (RAM) auf- S^ gel der Zeilen einander gleichgesetzt Im letzteren Fall weist. Der Speicher 37 empfängt als Schreibbefehl S»·

" * erfaßt der Weißpegeldetektor 23 den stärksten Weißpe- das Ausgangssignal des Vergleichers 33. Das heißt, der

- gel in jeder Zeile. Ferner s'nd die Pegeleinstellschaltun- Speicher 37 speichert die Korrektur-Bezugsspannung

.* gen LCi bis LC_n nicht nur auf solche beschränkt, bei 55 Vor* unter Steuerung des zeitlichen Auftretens des

1 denen Eingangssignale invertiert und verstärkt werden. Schreibbefehls.

i| Auch sind der Weißpegeldetektor 23, der Schwarzpe- Eine Korrektur-Addierschaltung 32 addiert den Kor-

^ geldetektor 24, der Bezugsspannungsgeber 25 und die rekturwert Vc₀₁-ZU dem analogen elektrischen Signal /1,

⁸S Vergleicher CPi bis CP_n nicht auf die in F i g. 12 darge- wenn Zeichen oder dergleichen mit dem optischen Zei-

j| stellte Ausführungsform beschränkt 60 chen-Lesegerät gelesen werden. Die Schaltung 32 ent-

f Wie oben beschrieben wurde, kann selbst dann, wenn hält die oben erläuterte Pegeleinstellschaltung 32a, so-

.; die analogen elektrischen Signale keinen einheitlichen wie eine D/A-Wandlerschaltung 326. Letztere wandelt

fi Pegel aufweisen, weil die Lichtempfangsfläche der foto- die Korrektur-Bezugsspannung V₀₀T₆, nämlich die Aus-

J elektrischen Wandlereinrichtung bezüglich des Blatts gangsgröße des Speichers 37 immer dann, wenn ein Legeneigt ist oder weil die Beleuchtung nicht einheitlich ist 65 sebefehl S_r vorliegt, in ein entsprechendes Analogsignal,

^g oder weil nichteinheitliche Reflexionsfaktoren eine RoI- um den KorrektuPA'ert Vor zu bilden, welcher der Pe- ;S Ie spielen, gewährleistet werden, daß beim binären Ko- geleinstellschaltung 32a zugeführt wird. In der Pegelein-B dieren kein Fehler entsteht Weiterhin kann die Binär- Stellschaltung 32a wird der Korrekturwert Vcor auf das

13 14 g

analoge elektrische Signal Zi addiert Die Pegeleinsteil- Adreßsignal 5« aufgerufen und die Kodierung dort ge- U

schaltung 32a bewirkt daß die maximalen Hintergrund- speichert Da das Adreßsignal ebenfalls ein binärkodier- §|

pegel der Zeilen bezüglich des analogen elektrischen tes Signal ist können 64 Adressen bei diesem Ausfüh- Sl

Signals Zi miteinander in Übereinstimmung gebracht rungsbeispiel der Erfindung aufgerufen werden. Die von M

werden, und daß ferner der oben erläuterte Addiervor- 5 der Kodierung dargestellte Korrektur-Bezugsspannung ||

gang stattfindet Dies ist zurückzuführen auf die Tatsa- VOw₆ ergibt sich aus einem Vergleich des analogen elek- t§

ehe, daß der Operationsverstärker der Pegeleinstell- trischen Signals Zi, das von einem der fotoelektrischen §|

schaltung 32a gemeinsam als der Operationsverstärker Wandlerelemente In bis I_n, ι entsprechend der Adresse |?

für die Korrekturwert-Addierschaltung herangezogen abgegeben wurde, mit der Korrektur-Bezugsspannung x;

wird. Ein Operationsverstärker kann somit fortgelassen io Vor* als Schwellenwert Entsprechend der Kodierungen

werden. der Korrektur-Bezugsspannung Vcorb, die abhängig ■

Es ist eine Steuerschaltung 38 vorgesehen, um den vom Zuführen des Lesesignals S_r nach der Adressierung Analogschalter 36, den Zähler 35a, den Speicher 37 und durch das Adreßsignal S, gelesen wird, wird einer der -' einen Schalter 39 zu steuern. Insbesondere veranlaßt die Korrekturwerte V_OT mit einem Pegel von einem von | Steuerschaltung 38 den Analogschalter 36 zum Auswäh- 15 acht unterschiedlichen Schritten an dem gemeinsamen >X len einer der Bezugsspannungen V₁* und Ve«·*· Die Verbindungspunkt der Widerstände Rm, Ä70 und R₇₁ Λ Steuerschaltung 38 veranlaßt den Zähler 35a zur Abga- gebildet die den D/A-Wandler 32a in der Korrektur- .P be der Korrektur-Bezugsspannung Vcorb, wenn der wert-Addierschaltung 32 darstellen. Der so gebildete Analogschalter 36 die Korrektur-Bezugsspannung VO_x-* Korrekturwert wird auf das über einen Widerstand Rot auswählt Im Hinblick auf den Speicher 37 bringt die 20 gelieferte analoge elektrische Signal Zi addiert Das Er-Steuerschaltung 38 den Schalter 39 in den Zustand gebnis dieser Addition gelangt über einen Operations- »Ein«, wenn der Analogschalter 36 die Korrektur-Be- verstärker OP31 an den Vergleichet,
zugsspannung Vcort auswählt um dadurch de". Schalter Die für die Verarbeitung der anderen Analogsignale 39 zu veranlassen, den Schreibbefehl Sw zu liefern. An- h bis Z_n verwendeten Schaltungselemente sind ähnlich sprechend auf die Bereitstellung des Schreibbefehls lie- 25 denjenigen, die für die Verarbeitung des Analogsignals fen die Steuerschaltung 38 ein Adreßsignal S«, um Zi benötigt werden, und die anhand von Fig. 13 erläu-Adressen entsprechend den fotoelektrischen Wandler- tert wurden. Es sind identische Schaltungselemente für elementen 1 η bis I_n, 1 für den Schreibvorgang zu spezifi- die Verarbeitung der analogen Signale /1 bis Z_n vorgesezieren. Wenn der Analogschalter 36 die Bezugsspan- hen, welche von den Spalten CLi bis CL_n der fotoelektrinung Vrcf auswählt gibt die Steuerschaltung 38 den Le- 30 sehen Wandlereinrichtung 1 bereitgestellt werden,
sebefehl S_r und das Adreßsignal S, ab, um Adressen zu Die Arbeitsweise der Binärkodierschaltung in einem spezifizieren, die den fotoelektrischen Wandlerelemen- optischen Zeichen-Lesegerät soll nun erläutert werden, ten 111 bis l_m 1 entsprechen, um den Lesevorgang auszu- Es ist wesentlich, die Schwankungen der Empfindlichführen. Somit arbeitet die Steuerschaltung 38 synchron keit der fotoelektrischen Wandlereiemente 111 bis l_nm in mit dem Taktsignal CK, das zum Lesen der Inhalte der 35 der fotoelektrischen Wandlereinrichtung 1 zu korrigiefotoelektrischen Wandlereinrichtung 1 verwendet wird. ren, bevor das optische Zeichen-Lesegerät zum Lesen

Die Korrektur-Addierschaltung 32, der Korrektur- von Zeichen oder dergleichen in Betrieb genommen

wert-Einstellsignalgeber 35 und der Speicher 37 sollen wird. Hierzu wird die Steuerschaltung 38 derart betrie-

im folgenden unter Bezugnahme auf Fi g. 14 detaillier- ben, daß sie den Analogschalter 36 derart an den Kor-

ter erläutert werden. 40 rekturwert-Einstellsignalgeber 35 anschließt daß der

Der Zähler 35a erzeugt die genannte Korrektur-Be- Schalter 39 eingeschaltet wird, während die Zuführung zugsspannung V₀₀Tb in Form einer dreiziffrigen Binärko- des Lesesignals S_r verhindert wird. Unter dieser Bedindierung. Insbesondere liefert der Zähler 35a acht ver- gung wird die fotoelektrische Wandlereinrichtung 1 beischiedene Kodierungen. Der Inhalt des Zählers 35a wird spielsweise über ein weißes Blatt abtastend geführt immer dann gelöscht, wenn jede Zeile der fotoelektri- 45 Wenn in diesem Fall die fotoelektrischen Wandlereleschen Wandlerelemente In bis l_mi gelesen wurde und mente In bis 1_ππ sämtlich die gleichen Kennlinien aufdie Korrektur-Bezugsspannung V₀₀Tb zyklisch erzeugt weisen, dann haben die abgegebenen analogen elektriwurde. In dem D/A-Wandler 356 wird die die Korrek- sehen Signale Zi bis Z_n der fotoelektrischen Wandlereintur-Bezugsspannung V₀₀Tb bildende Kodierung an einen richtung 1 gleichen Pegel. In der Praxis jedoch weichen Anschluß jedes Widerstands R%\, Rn und R^ gelegt 50 nicht nur die Kennlinien der fotoelektrischen Wandler-Nach Maßgabe der Binärkombination der so angeleg- elemente voneinander ab, sondern auch die Beleuchten Kodierung wird das Teilungsverhältnis einer die Wi- tungsverteilung durch die Lichtquelle und das Linsensyderstände Rt*, Ra und R& umfassenden Schaltung van- stern, mit dem das weiße Blatt bestrahlt wird, ist nicht iert und so die Kodierung in ein Analogsignal am ge- einheitlich. Folglich haben die an die Binärkodierschalmeinsamen Verbindungspunkt der Widerstände /fo, Äei 55 tung gelieferten analogen elektrischen Signale Λ bis I_n und Re* unter Zuhilfenahme des in dem Widerstand /?«> unterschiedliche Pegel. Wenn die analogen elektrischen fließenden Stroms umgewandelt Diese Spannung wird Signale unverändert für die Verarbeitung herangezogen durch einen Operationsverstärker OPm verstärkt des- werden, wobei die Bezugsspannung V„t als Schwellensen Ausgangssignal an einen Widerstand R₆J geführt wert dient, würden die Pegel der analogen elektrischen wird, an dem die Korrektur-Bezugsspannung V_n,,.* ab- eo Signale niedriger sein als der Schwellenwert mit der gegriffen wird, welche die Form eines stufenförmigen Folge, daß die analogen elektrischen Signale als Analogsignals hat, welches sich sukzessive in acht Schwarzpegel-Signale aufgefaßt würden.
Schritten ändert. Die von dem Zähler 35a abgegebene Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, werden bei Korrektur-Bezugsspannung V_LWb wird zu allen Zeiten diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung die von der an den Speicher 37 gelegt, und der Speicher 37 speichert 65 fotoelektrischen Wandlereinrichtung 1 abgegebenen die Kodierung der Korrektur-Bezugsspannung V_w6, analogen elektrischen Signale l_t bis /„ in der Vergleiwenn das Schreibsignal S. an den Speicher gelegt wird. cherschaltung 33 einem Vergleich unterworfen, mit der

Bei diesem Vorgang wird eine Adresse durch das Korrektur-Bezugsspannung V_mra des Korrekturwert-

15 16

Einstellsignalgebers 35, wobei die Spannung als der tung 32a vorgesehen. Schwellenwert sukzessive schrittweise schwankt Wenn Die Pegeleinstellschaltung 32a (F i g. 14) besteht aus

somit der in der oben erläuterten Weise variierende dem Differentialverstärker OPn, dem Eingangswider-Schwellenwert sehr dicht bei dem Wert des entspre- stand Res. einem Rückkopplungswiderstand R₇₂, einer chcndcn analogen elektrischen Signals I_x bis /„ liegt, lic- 5 Pegelregulicrdiode D₃O. einem Kondensator Cj₀. Widerfert der Vergleicher 33 ein Ausgangssignal. Dieses Aus- ständen Rn und Ä74. Pegeleinstellwiderständen Λ75 und gangssignal wird als Schreibsignal S_w für den Speicher Ä76 und einem Beschleunigungskondensator C31.
37 herangezogen, und es wird der Schwellenwert in dem Die Arbeitsweise der Pegeleinstellschaltung 32a soll

Moment unter der richtigen Adresse im Speicher 37 als Beispiel anhand des Signals Λ erläutert werden. Der gespeichert, wenn die Korrektur-Bezugsspannung Vcw-ö 10 von dem Differentialverstärker OP31 abgegebene Weißvon dem Zähler 35a geliefert wird In der oben geschil- pegel eines Signals /1 gelangt über die Diode D30 an den derten Weise werden die Korrektur-Bezugsspannungen Kondensator Qo, wo das Signal gespeichert wird. Der Vrorft für die fotoelektrischen Wandlerelemente In bis so gespeicherte Weißpegel wird auf das Signal h adlmi.1i2bisl_n,2,..,li(n-i)bisl_nYn-i)undl!_nbisl_nOTinden diert, wodurch der stärkste Weißpegel des Signals h jeweiligen Adressen des Speichers 37 gespeichert wo- 15 dicht an eine Einstellspannung V₃₀ geschoben wird, die bei die Adressen durch die Zeilen und Spalten definiert durch die Widerstände Ä75 und Rje bereitgestellt wird, werden. Andererseits wird ein Abfall des Analogsignals U aufWenn mit dem optischen Zeichen-Lesegerät Zeichen grund des Vorhandenseins eines Zeichens oder derglei- oder dergleichen gelesen werden, wird die Steuerschal- chen von dem Operationsverstärker OP31 über den tung 38 so betrieben, daß sie den Analogschalter 36 an 20 Rückkopplungswiderstand R₇₂ und den Eingangswiderden Bezugsspannungsgeber 34 anschließt, so daß dann, stand Res invertiert und verstärkt und dann auf den wenn der Schalter 39 abgeschaltet wird, das Lesesignal stärksten Weißpegel, der dicht an die Einstellspannung S_r erzeugt werden kann. In diesem Zustand liest das V₃₀ geschoben wurde, addiert Bei dieser Anordnung optische Zeichen-Lesegerät Zeichen, so daß die foto- werden Effekte aufgrund einer schrägen Lage der Lichtelektrische Wandlereinrichtung 1 die analogen elektri- 25 empfangsfläche la eliminiert

sehen Signale /1 bis V_n abgibt die repräsentativ sind für Gemäß der Beschreibung des dritten bevorzugten

das Zeichen. Bei diesem Vorgang werden abhängig von Ausführungsbeispiels werden bei der Erfindung die der Zuführung der analogen elektrischen Signale /1 bis Korrekturwerte für die Schwankungen der Kennlinien /„ zu der Korrekturwert-Addierschaltung 32 entspre- der die fotoeiektrischen Wandlereinrichtung bildenden chend den Spalten die Adreßsignale S, und die Lesesi- 30 fotoelektrischen Wandlerelemente in dem Speicher gegnale S_r an den Speicher 37 gegeben, woraufhin die speichert, und die Korrekturwerte werden auf die ana-Korrektur-Bezugsspannung Vera-6, die in den Adressen logen elektrischen Signale addiert, während die Zeichen gespeichert sind, welche den fotoelektrischen Wandler- mit dem optischen Zeichen-Lesegerät gelesen werden, elementen In bis I_n,,, 1|₂ bis I₁₇₁₂, ■■■, 1i(„-i) bis I_nYb-I) Daher werden nicht nur Schwankungen in den Kennliundl i„ bis lmn entsprechen, aus dem Speicher 37 gelesen 35 nien der fotoelektrischen Wandlerelemente sondern werden. Die so gelesenen Korrektur-Bezugsspannun- auch Schwankungen in der Ansprechempfindlichkeit gen Vcorb werden in die Korrekturwerte V_mr umgewan- korrigiert, darunter der Verlauf der Beleuchtungsverteidelt, und die Korrekturwerte V_mr werden auf die analo- lung der Lichtquelle und des Linsensystems. Ferner wird gen elektrischen Signale U bis I_n in der Korrekturwert- durch die Erfindung eine Pegeleinstellschaltung ge-Addierschaltung 32 addiert. Die Additionsergebnisse 40 schaffen, die wirksam die Effekte aufgrund einer Neiwerden an die einen Eingangsklemmen 33a des Verglei- gung der Lichtempfangsfläche der fotoelektrischen chers 33 gelegt. Bei diesem Vorgang wird die Bezugs- Wandlereinrichtung bezüglich des gelesenen Blatts elispannung V„/ oder der binärkodierte Schwellenwert, miniert

der von dem Bezugsspannungsgeber 34 geliefert wird,

an die andere Eingangsklemme 33b des Vergleichers 33 45 Hierzu 11 Blatt Zeichnungen

gelegt. In Abhängigkeit davon gibt der Vergleicher 33

Binärsignale ab, die exakt dem Zeichenbereich und dem Hintergrundbereich entsprechen, und die nicht durch Schwankungen der Kennlinien der fotoelektrischen Wandlerelemente 1,, bis l_mn beeinflußt sind. 50

Als nächstes sollen Aufbau und Arbeitsweise der Pegeleinstellschaltung 32a im einzelnen beschrieben werden.

Die in Fig. 15 gezeigten Wellenformen 1\ bis /5 sind
Beispiele für die analogen elektrischen Signale I₁ bis A 55
für den Fall, daß (wie in F i g. 1(c) gezeigt ist), das Blatt
einen Winkel mit der Lichtempfangsfläche la der fotoelektrischen Wandlereinrichtung 1 bildet. Wenn in diesem Fall eine Binärkodierung mit einer festen Bezugsspannung V_nIerfolgt, wie in Fig. 15 durch die strich- eo
punktierten Linien angedeutet ist, kann der für gewöhnlich weiße Hintergrundbereich eines etwas weiter von
der Lichtempfangsfläche lader fotoelektrischen Wandlcreinrichtung 1 weiter entfernten Teils des Blatts als ein
Zeichenbereich erfaßt werden, während ein Störsignal, 65
wie beispielsweise der Te;! A in der Welle /4 in F i g. 15
als ein Zeichenbereich erfaßt werden kann. Um diese
Schwierigkeit zu vermeiden, ist die Pegeleinstellschal-

Claims

Patentansprüche:

1. Binärcodierschaltung, bei der elektrische Analogsignale parallel in Zeilen- oder Spaltenrichtung von einer fotoelektrischen Wandlereinrichtung mit einer Vielzahl von Wandlerelementen erzeugt und in einen Zeichenbereich und einen Hintergrundbereich darstellende Binärsignale umgewandelt werden, wobei die Analogsignale jeweils Pegeleinstellschaltungen zugeführt werden, die den Hintergrundbereichspegel auf einen allen Analogsignalen annähernd einheitlichen Pegel einstellen und denen jeweils Vergleicher nachgeordnet sind, in denen die eingestellten Signale mit einer aus diesen Signalen abgeleiteten Schwellenspannung verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Pegeleinstellschaltung fl3t bis 13„; LCi bis LC_n; 32a) einen Speicherkondensator (Qo, C21; C30) aufweist, an dem sich beim Anliegen eines elektrischen Analogsignals eine Spaniting aufbaut, die von einer Bezugsspannung (V_m-, ?2o, Veor) und der dem jeweiligen Hintergrundpegel entsprechenden Spannung abhängt, und die dazu verwendet wird, den Hintergrundpegel in die Nähe der Bezugsspannung zu verschieben, und daß die Schwellenspannung für die Vergleicher (14t bis 14„; CPi bis CP_n; 33) kontinuierlich dem maximalen Weißpegel aller eingestellten Signale angepaßt wird.

2. Binärcodierschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Pegeleinstellschaltung einen Operationsverstärker (Op\o, 26, Opn) aufweist, dessen nicht invertierender Eingang mit der Bezugsspannung {Vred ^uno< dessen invertierender Eingang mit dem Kondensator (C₁₉, C?j, C30) verbunden ist und an dessen invertierenden Eingang das elektrische Analogsignal (I\) angelegt wird.

3. Binärcodierschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klemme des Kondensators (Qo, Cn. C30) über Widerstände (Rio, Rw, R32, R33; Rn, Λ74) einerseits mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (Όριο, 26, Opu) und andererseits mit dessen Ausgang verbunden ist

4. Binärcodierschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eingestellten elektrischen Analogsignale an den Ausgängen ihrer Pegeleinstellschaltungen (13| bis 13„) einer gemeinsamen Detektorschaltung (15) zugeführt werden, deren Ausgang an einem Bezugsspannungsgeber (16) angeschlossen ist, der die Bezugsspanung (V„n) für die Vergleicher (14i bis 14„; CPi bis CP_n; 33) liefert.

5. Binärcodierschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ferner an die Pegeleinstellschaltungen (LQ bis LC_n) Detektorschaltungen (23, 24) für die maximalen aller Hintergrund- bzw. Zeichenbereichspegel angeschlossen sind und daß die Schwellenspannung (V_n!) für die Vergleicher (CPi bis CP_n) in Abhängigkeit von dem maximalen Hintergrundpegel und dem maximalen Zeichenbereichspegel eingestellt wird.

6. Binärcodierschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorschaltung (23) für den maximalen Hintergrundpegel und die Detektorschaltung (24) für den maximalen Zeichenbereichspegel KC-Glieder (R*\, C₂₂; Rn. C24) aufweisen mit Zeitkonstanten, von denen diejenige der erstgenannten Schaltung wesentlich geringer als diejenige

der zweitgenannten Schaltung ist

7. Binärcodierschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pegeleinstellschaltung (32a) ein Digitalspeicher (37) zugeordnet ist, in den bei einer Probeabtastung für jede Pegeleinstellschaltung (32a) jeweils individuell ein einem Bezugsspannungswert entsprechender Digitalwert (Vcort) eingespeichert und für die nachfolgenden Zeichenabtastungen verwendet wird.