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Mikrofilm-Karte und Mikrofilm-Lesegerät
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mit automatischer Positionierung der Filmbühne
Die
Erfindung betrifft eine Mikrofilmkarte und ein Mikrofilm-Lesegerät mit automatischer
Positionierung der Filmbühne, dergestalt, daß das die gesuchte Information enthaltende
Bild der Filmkarte selbsttätig in den Projektionsstrahlengang einfährt.
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Es ist bei !Nikrofilm-Lesegeräten bereits bekannt, die Filmbühne motorisch
in Richtung der x und y Koordinaten zu verstellen und die motorische Verstelleinrichtung
mit einem Vorwahlgerät zu verbinden. Dadurch ist es möglich, die Filmbühne selbsttätig
in die am Vorwahlgerät. eingebene x- und y-Position einfahren zu lassen und somit
automatisch das gewünschte Bild der Filmkarte auf der Mattscheibe des Lesegerätes
erscheinen zu lassen ( DE-OS 25 45 499).
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Dabei ist es allerdings erforderlich, daß man vorher bereits weiß,
auf welcher von mehreren Filmkarten und in welchem der zahlreichen auf der richtigen
Filmkarte vorhandenen Bilder die gesuchte Information enthalten ist, und wie dessen
Koordinaten sind. D.h. zum richtigen Gebrauch der bekannten Vorrichtung ist es erforderlich,
daß die x/y-Codierung der gewünschten Information bereits bekannt ist.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Vorrichtung, bestehend aus
einer Mikrofilmkarte und
einem Mikrofilm-Lesegerät anzugeben, bei der eine automatische Positionierung der
Mikrofilmkarte auch dann möglich ist, wenn nur das Stichwort der gesuchten Information,
nicht aber deren Anordnung in x/y-Richtung auf der Filmkarte bekannt ist.
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Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe durch eine aus einer Mikrofilmkarte
und einem dazu passenden Mikrofilm-Lesegerät bestehende Vorrichtung gelöst, welche
die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale aufweist.
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In der Zeichnung ist die erfundene Vorrichtung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Es zeigen: Fig.1 einen Ausschnitt einer Mikrofilmkarte mit auf ihr
in optisch codierter Form angebrachten Inhaltsverzeichnis, Fig. 2 das Schaltschema
eines Lesekopfes zum Lesen eines Kanals des optisch codierten Inhaltsverzeichnisses,
und Fig. 3 ein Blockschaltbild des Lesegerätes zum Aufsuchen einer bestimmten Information
in der Mikrofilmkarte mit Hilfe einer alphanumerischen Tastatur.
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Aufbau der Mikrofilmkarte Die iicrofilmkarte ist in Fig.1 mit MFK
bezeichnet, auf der die einzelnen Bilder A1, A2 usw., B1, B2 usw.angeordnet sind.
Von der Karte ist schematisch nur ein Ausschnitt dargestellt.
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Die in Reihen und Spalten aufgeteilte Mikrofilmkarte MFK enthält in
optisch codierter Form das Inhaltsverzeichnis 2 Als Code wird ein Binärcode für
alphanumerische Zeichen und Sonderzeichen, z.B. ASCJJ-Code, angewandt. Der Code
wird in Form von dunklen bzw. hellen Balken 1 je nach Charakter des Films positiv
oder negativ in die Mikrofilmkarte einbelichtet. Das codierte Inhaltsverzeichnis
2 wird zweckmäßigerweise in Form eines Streifens wahlweise in Richtung der y-Koordinate
(fig. 1), oder auch in Richtun der x-Koordinate, parallel zu einer Seitenkante auf
der Filmkarte angeordnet. Es kann z.B. eine Reihe, oder wie in Fig.1 dargestellt,
eine Spalte der Mikrofilmkarte für das Inhaltsverzeichnis vorgesehen sein.
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Im vorliegenden Beispiel ist in diesen Streifen nur eine Spur mit
sieben Kanälen 3 für den Binärcode untergebracht.
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Bei hohem Informationsgehalt des Inhaltsverzeichnisses können auch
mehrer Spuren mit jeweils sieben Kanälen parallel zueinander vorgesehen werden.
Neben dem eigentlichen Code ist ein weiterer Kanal, nämlich eine Taktspur mit abwechselnd
hellen und dunklen Balken zur Erzeugung vo Taktimpulsen vorgesehen.
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Das Inhaltsverzeichnis stellt die Zuordnung von beispielsweise alphabetisch
aufgelisteten Begriffen zu den jeweilig Bildkoordinaten in x- und y-Richtung her.
Für jedes in der Mikrofilmkarte enthaltene Einzelbild ist im Inhaltsverzeic:
mindestens
ein "Wort" enthalten, das -z.B. aus sechs oder acht Zeichen besteht. Dieses "Wort"
kann beispielsweise der in alphabetischer Reihenfolge erste oder letzte aufgelistete
Begriff auf dem Betreffenden Einzelbild sein; es kann sich jedoch auch um eine Kombination
von Begriffen und Zahlen oder um eine reine Zahlenkombination handeln.
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Zu jedem ort" sind die Koordinatenwerte für das zugehörige Mikrofilmbild
im Inhaltsverzeichnis enthalten.
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Daneben sind im Inhaltsverzeichnis weitere Daten der Mikrofilmkarte
in codierter Form enthalten, z.B. die Angabe des Teilungsfaktors in x- und y-Richtung,
Verkleinerungsfaktor, Herstellungsdatum, eine Kennummer des Films und die Anzahl
der zu einem Objekt gehörenden Filmkarten.
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Die Struktur des optischen Codes für das Inhaltsverzeichnis entspricht
in Balkenstärke und -Abstand etwa der Strichstärke der in der Mikrofilmkarte enthaltenen
Schrift, so daß der Code bei gleicher Rückvergrößerung wie die Schrift gelesen werden
kann.
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Lesen des Inhaltsverzeichnisses Das Lesen des optisch codierten Inhaltsverzeichnisses
der Mikrofilmkarte erfolgt durch einen Lesekopf (19) im vergrößerten Bild in der
Nähe der Mattscheibenebene des Lesegerätes. Die Rückvergrößerung ist in dieser Ebene
so groß, daß der Code hier mit üblichen optoelektronischen Sensoren, z.B. Silizium-Fotodioden,
gelesen werden kann.
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Von dem Lesekopf werden sämtliche Kanäle 3 des Codes in einer Spur
gleichzeitig (parallel) gelesen. Dazu ist in dem Lesekopf je Kanal mindestens eine
Fotodiode angeordne In der Praxis können wegen der starken Rückvergrößerung durch
Kratzer oder Staubpartikel im Film Störungen beim Lesen der Hell-Dunkel-Balken 1
entstehen. Deshalb wird jeder Balken, wie in Fig.2 dargestellt, von drei Fotodioden
gleichzeitig registriert.
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Das Licht, das hier durch den beispielsweise hellen Balge des Codes
fällt, trifft auf die Fotodioden 11, 12 und 13.
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Diese sind jeweils mit den Eingangsklemmen der Spannungskomparatoren
14, 15, 16 verbunden. Bei Auftreffen von Licht auf die Fotodioden ergibt sich am
Ausgang der Komparatoren ein Signal. Durch eine Koinzidenzschaltung mit den UND-Gattern
17, 18, 19 und dem ODER-Gatter 50 sind die Ausgänge der Komparatoren so miteinander
verbunden, daß am Ausgang des ODER-Gatters 50 nur dann ein Signal registriert wird,
wenn der Balken 1 des Codes ton mindestens zwei Fotodioden gleichzeitig erkannt
wird.
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Dadurch werden kleinere Störungen beim Lesen des Codes, die durch
Kratzer oder Staubpartikel verursacht werden, unterdrückt.
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Der eigentliche Lesevorgang des Inhaltsverzeichnisses erfolgt durch
ein Vorbeifahren des Codes an dem orstfest
angeordneten Lesekopf
19. Dazu wird die nicht dargeatellto Filmbühne des Lesegerätes, in die die Mikrofilmkarte
mit dem codierten Inhaltsverzeichnis eingelegt ist, motorisch in der Kanalrichtung
des Codes bewegt, 8o daß der Code durch die Optik des Lesegerätes vergrößert über
den Lesekopf 19 läuft (Fig.3). Durch die zusätzliche Taktspur 4 mit abwechselnd
hellen und dunklen Balken wird zu jedem Zeichen des Codes ein Taktimpuls erzeugt,
der den Einlesevorgang in einen elektronischen Schreib-Lese-Speicher 20 steuert.
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In der Praxis kann der Einlesevorgang des Inhaltsverzeichnisses durch
das Bedienungsprogramm des Lesegerätes mit dem Filmwechselvorgang gekoppelt werden.
Da die Films bühne zum Filmwechsel in eine Sonderposition gebracht w werden muß,
die z.T. außerhalb des Gerätes liegt, kann beim Wiedereinfahren der Filmbühne in
eine Leseposition gleichzeitig auch der Einlesevorgang des Inhaltsverzeichnisses
erfolgen. Dadurch wird erreicht, daß nach jedem Filmwechsel auch das zugehörige
Inhaltsverzeichnis eingelesen wird, das dann sofort für den weiteren Ablauf zur
Verfügung steht. Mit dem Inhaltsverzeichnis wird auch der Code für die übrigen Daten
des Films eingelesen.
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Speichern des Inhaltsverzeichnisses Zum Speichern des binär codierten
Inhaltsverzeichnisses ist im Lesegerät ein elektronischer Schreib-Lese-Speicher
20,
vorzugsweise ein IIRMI .(=Random Access Memory) vorgesehen
(Fig.3). In dem Speicher 20 stehen für jedes Zeichen beispielsweise 8 Bit = 1 Byte
zur Verfügung. Für jeden im Inhaltsverzeichnis enthaltenen Begriff bzw. "ort" sind
im Speicher z.B. 6 Byte vorgesehen, dazu je 1 Byte für die x- und die y--Koordinate.
Die einzelnen Speicherzellen des Speichers 20 sind über Adresseingänge anwählbar
Das Einschreiben des Inhaltsverzeichnisses beginnt mit einer bestimmten Speicherzelle.
Durch den Taktimpuls wird die Adresse nach jedem eingeschriebenen Zeichen um 1 erhöh
Am Ende der Zeichenfolge, die ein "Wort" darstellt, wird ein Sonderzeichen "Wortende"
eingeschrieben. Am Ende des gesamten Inhaltsverzeichnisses der Mikrofilmkarte wird
ein Sonderzeichen "Kartenende" eingeschrieben.
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Danach werden.noch in speziellen Speicherbereichen, z.B. einem Speicher
21 für die Filmdaten und einem Speiche 42 für Teilungsfaktoren, die binär codierten
Zusatzdaten der Mikrofilmkarte eingeschrieben. Die den Benutzer des Gerätes interessierenden
Daten werden von einem Decoder 22 decodiert und auf einer Anzeigeeinheit 23 dargestellt.
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Die Teilungsfaktoren für das Bildraster werden direkt zur Steuerung
des Bildschrittes in x-..und y-Richtung ausgewertet. In ähnlicher Weise kann bei
Lesegeräten mit zwei oder mehreren Vergrößerungsfaktoren die Angabe des Verkleinerungsfaktors
der Mikrofilmkarte dazu ausgenutzt werden, das Lesegerät automatisch auf den richtigen
Rückvergrößerungsfaktor zu schalten.
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Der Schreib-Lese-Speicher 20 kann auch so groß ausgelegt werden, daß
die Inhaltsverzeichnisse mehrerer Filmkarten gleichzeitig gespeichert sein können.
Dann muß bei jedem Filmwechsel nur die Kennummer der Filmkarte eingelesen werden.
Mit diesem Wert wird dann der Speicherbereich für das zugehörige Inhaltsverzeichnis
ausgewählt.
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Aufsuchen der Information Zum Aufsuchen der gewünschten Information
wird der Suchbegriff in eine alphanumerische Tastatur 27 eingegeben.
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Der eingegebene Begriff wird in einem Codierer 26 in den gleichen
Code1 in dem das Inhaltsverzeichnis vorliegt (z.B. ASCJJ-Code), dodiert und in einem
Register 25 für die Tastatureingabe abgespeichert. Die Eingabe der Begriffe erfolgt
dabei zweckmäßigerweise im gleichen Format für die wortlänge", das auch im Inhaltsverzeichnis
angewandt wird.
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Der nun folgende Suchvorgang kann z.B. dadurch erfolgen, daß das im
Tastaturregister 25 eingeschriebene Wort durch einen an sich bekannten und daher
nicht näher beschriebenen Komparator 24 stufenweise mit den "Worten" im Inhaltsverzeichnis
verglichen wird. Der Vorgang beginnt mit dem höchstwertigen Zeichen im Tastaturregister
25, d.h. mit dem Anfangsbuchstaben bzw. der ersten Ziffer des Suchbegriffes. Dieses
Zeichen wird durch den Komparator 24 mit dem ersten Zeichen des ersten Wortes im
Inhaltsverzeichnis
verglichen. Wenn keine Ubereinstimmung besteht,
wird der Vergleich mit dem ersten Zeichen des zweiten Wortes im Inhaltsverzeichnis
fortgeführt usw. Dazu wird die Anfangsadresse für die einzelnen "Worte" im Speicher
20 jeweils um die "Wortlänge" = 8 erhöht. Dieser Vorgang wird so lange fortgesetzt,
bis eine Übereinstimmung zwischen dem ersten Zeichen des Tastaturregisters 25 und
dem ersten Zeichen eines 'Wortes" im Inhaltsvcrzeichnis festgestellt wird.
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Nun muß die Übereinstimmung auch für das zweite Zeichen usi festgestellt
werden. Dazu wird das zweite Zeichen des Tastaturregisters mit dem jeweils zweiten
Zeichen der Worte im Inhaltsverzeichnis verglichen. Dieser Vorgang beginnt mit dem
zweiten Zeichen des "Wortes", für das die Übereinstimmung im ersten Zeichen bereits
gefunden wurde, d.h. mit der um 1 erhöhten Anfangsadresse dieses "Wortes".
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Falls hier keine Übereinstimmung festgestellt wird, muß der Vergleich
mit den jeweils zweiten Zeichen der folgendei Worte fortgeführt werden, wozu die
Adresse bei jedem Schrei um 8 erhöht wird. Dieser Prozeß setzt sich mit dem dritten
und den weiteren Zeichen fort, bis eine maximale Übereinstimmung gefunden ist.
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Es wird jedoch in vielen Fällen keine vollständige Üb ereinstimmung
des Suchbegriffes im Tastaturregister 25 mit einem "ort" des Inhaltsverzeichnisses
im Speicher 20
erreicht werden, da im Inhaltsverzeichnis nur das
jeweils erste "Wort" einer ganzen Seite der Mikrofilmkarte enthalten ist. Es muß
also von Fall zu Fall entschieden werden, ob das im Tastaturregister stehende "Wort",
für das keine vollständige Übereinstimmung zu erzielen ist, in alphabetischer oder
numerischer Reihenfolge vor oder nach einem im Inhaltsverzeichnis enthaltenen "Wort"
kommt.
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Der Vergleichsvorgang für jedes Zeichen erfolgt z.B. durch Subtraktion
des im ASCJJ-Code codierten Zeichens im Inhaltsverzeichnis von dem entsprechend
codierten Zeichen im Tastaturregister. Dieser Code ist so aufgebaut, daß ein später
im Alphabet kommendes Zeichen einen höheren binären Wert hat, als ein vorausgehendes
Zeichen, ebenso wie eine höhere Zahl einen höheren Binärwert hat, als eine niedrigere.
Dadurch entsteht bei der Subtraktion ein positiver Wert, wenn das Zeichen im TastatuxregiaXer
in der Reihenfolge nach dem Zeichen im Inhaltsverzeichnis kommt. Nur in diesem Fall
wird die jeweilige Adresse um 8 erhöht und der Vergleich mit dem entsprechenden
Zeichen des nächsten Wortes wiederholt. Entsteht bei der Subtraktion die Differenz
"O", so ist Übereinstimmung erreicht.
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Wenn keine Übereinstimmung zu erreichen ist, entsteht bei einem bestimmten
Schritt bei der Subtraktion eine negative Differenz. Das bedeutet, daß das betreffende
Zeichen
im Inhaltsverzeichnis in der Reihenfolge später kommt,
als das entsprechende Zeichen des Suchbegriffes im Tastnturregister. Da die "Worte"
im Inhaltsverzeichnis jeweils den Anfang einer Seite darstellen, bedeutet dies,
daß der gesuchte Begriff auf der vorangehenden Seite zu finden isl Die Adresse muß
also bei Auftreten einer negativen Differenz wieder um 8 erniedrigt werden.
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Die Nicht-Übereinstimmung kann grundsätzlich bei jedem Zeichen eines
"Wortes" auftreten, sie entsteht aber meistens bei einem der niederwertigeren Zeichen.
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Der Suchvorgang ist nbgeschlossen, wenn Übereinstimmung erreicht wurde,
oder wenn nach einer Nicht-Übereinstimmung die Adresse um 8 reduziert wurde. Innerhalb
des so gefundenen "Wortes". sind die Koordinatenwerte des zugehörigen Mikrobildes
in der Mikrofilmkarte enthalten, z.B. als 7. Zeichen die x-Roordinate und als 8.Zeichen
die y-Koordinate. Diese Werte werden durch entsprechende Adressierung nacheinander
aus dem Speicher 20 abgerufen und, gesteuert durch die Gatter 28 und 29, in je einen
Zwischenspeicher 30 und 31 für die x- und y-Koordinate übernommen. Die Koordinatenwerte
stehen hier permanent für den weiteren Ablauf der Filmbühnenpositionierung zur Verfügung.
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Positionierung der Filmbühne Zur Positionierung der Filmbühne auf
das gesuchte einzelne Bild wird beispielsweise für jede Koordinate eine Nachlaufsteuerung
mit je einem Gleichstrommotor 36, 37 und je einem Servopotentiometer 38, 39 angewandt.
Dazu müssen die binär codierten Koordinatenwerte zunächst in eine der Filmbühnen-Position
entsprechende Gleichspannung umgewandelt werden. Dies erfolgt mit Hilfe der Digital/
Analog-Wandler 72, 33 deren Auflösungsvermögen und Linearität der Zahl der möglichen
Einzelbilder in der Mikrofilmkarte und der geforderten Positioniergenauigkeit angepaßt
sein muß. Die Digital/Analog-Wandler liefern am Ausgang eine Gleichspannung, die
der Sollposition der Filmbühne entspricht.
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Die Ausgangsspannung der Digital/Analog-Wandler entsteht durch Multiplikation
des an den Eingängen anstehenden Binärwerts mit einer bestimmten Referenzspannung.
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Diese Referenzspannung kann im allgemeinen mit Hilfe eines regelbaren
Widerstandes stufenlos verändert erden.
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Dadurch kann der Spannungssprung, der sich am Ausgang bei Erhöhung
des Binärwertes um 1 ergibt, stufenlos eingestellt und damit jeder beliebige Filmbühnenschritt
erreicht werden.
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Um nun auf einfache Weise die unterschiedlichen Teilungsfaktoren verschiedenen
Mikrofilmkarten zu berücksichtigen,
kann z.B. die Referenzspannung
der Digital/Analog-Wandler entsprechend dem erforderlichen Filmbühnenschritt gestener
werden. Die Erzeugung dieser Referenzspannung erfolgt danr zweckmäßigerweise mit
weiteren Digital/Analog-Wandlern 43, 44, denen als Eingangssignal der binär codierte
Teilungsfaktor der Mikrofilmkarte zugeführt wird.
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Die Ausgangsspannung dieser mit einer festen Referenzspannung betriebenen
Digital/Analog-Wandler 9, 44 entspricht dann dem Abstand der Bilder auf der Mikrofilmkarte
in x- und y-Richtung.
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Durch das hohe Auflösungsvermögen der Digital/Analog-Wandler ist es
möglich, den Filmbühnenschritt mit sehr feinen Abstufungen von z.B. 1/100 mm zu
verändern.
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Durch Multiplikation der den Schritten der Filmbühne in x- und y-Richtung
entsprechenden Spannungswerte mit den binär codierten Koordinatenwerten, ergeben
sich an den Ausgängen der Digital/Analog-Wandler 32, 33 die den Sollpositionen in
x- und y-Richtung entsprechenden Spannungswerte.
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Die Schleifer der Servopotentiometer 38, 39 sind mechanisch mit der
Bewegung der Filmbühne gekoppelt. Die von ihnen abgegebene Spannung entspricht daher
der jeweiligen Ist-Position der Filmbühne.
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Die Spannungen für die Soll- und die Ist-Position werden für jede
Koordinate den Eingangsklemmen je eines Differenzverstärkers 34, 35 zugeführt. Besteht
eine Differenz zwischen Soll- und Ist-Spannung, so tritt am Ausgang der Verstärker
eine Spannung auf, deren Polarität dem Richtungssinn der Abweichung entspricht.
Diese Spannungen werden je einem Gleichstrommotor 36, 37 zugeführt, deren Drehrichtungen
in pbhängigkeit von der Polarität so festgelegt sind, daß sie die Filmbühne im Sinne
einer Verminderung der Differenz zwischen Soll- und Ist-Spannung bewegen. Jeder
Motor bewegt die Filmbühne so lange, bis die Differenz der beiden Spannungen Null
geworden ist, d.h. bis die Sollposition der Filmbühne erreicht ist.
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Ablaufsteuerung Zum Wechseln der Mikrofilmkarte MFK ist es erforderlich,
die Filmbühne in eine Sonderposition zu bringen. Dafür ist an der Tastatur 27 eine
separate Taste "Filmwechsel" vorgesehen. Bei Betätigung dieser Taste werden die
in einem Festwertspeicher 42 gespeicherten Koordinatenwerte für die Filmwechselposition
abgerufen und über die ODER-Gatter 40,41 in die Speicher 30, 31 für die x- und y-Koordinate
übernommen. Die vorher dort gespeicherten Daten werden dabei gelöscht, so daß die
Filmbühne unverzüglich in die Filmwechs elpos ition fährt.
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Nach dem Wechselvorgang kann sofort mit der Eingabe des Suchbegriffes
in die Tastatur 27 begonnen werden. Mit dem ersten Eingabeimpuls für ein beliebiges
Zeichen wird von dem Festwertspeicher 42 die Endposition für den Einlesevorgang
des Inhaltsverzeichnisses abgerufen und in die Speicher 30 und 31 übernommen. Auf
dem Weg von der Filmwechselposition zu dieser Endposition wird das Inhaltsverzeichnis
gelesen und in den Schreib-Lese-Speicher 20 übernommen.
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Während dieses Vorganges kann der Suchbegriff weiter in die Tastatur
eingegeben werden. Wenn die Eingabe beendet ist, wird in der Regel auch das Inhaltsverzeichnis
vollständig gespeichert und das Zeichen "Kartenende" erreicht sein. Dadurch wird
der Suchvorgang und die PoSitionierung praktisch ohne zusätzliche Zeitverzögerung
ermöglicht.
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Nach Beendigung eines Suchvorganges bleiben die Koordinatenwerte in
den Speichern 30 und 31 erhalten, bis ein neuer Suchbegriff eingegeben wird, d.h.
die Filmbühne bleibt so lange in der alten Position Bei einer Neueingabe wird zunächst
=Er das Tastaturregiste 25 gelöscht. Die Eingabe muß mit der festgelegten Zeichenzahl
von z.B. sechs Zeichen erfolgen., oder es muß bei kürzeren Suchbegriffen eine Taste
"Eingabe-Ende" betätigt werden. Erst dann beginnt der Suchvorgang im
Inhaltsverzeichnis
mit .anschließender Ausgabe der neuen Bildkoordinaten in die Speicher 30 und 31.
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Der Schreib-Lese-Speicher 20 wird durch eine Batterie oder einen aufgeladenen
Kondensator auch bei Netzausfällen oder bei vorübergehendem Ausschalten des Gerätes
mit Spannung versorgt, so daß das gespeicherte Inhaltsverzeichnis erhalten bleibt.
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