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Elektronisches Ablesegerät Es besteht ein großes Bedürfnis, gedruckte
oder gezeichnete Symbole irgendwelcher Art, wie Schriftzeichen oder Zahlen, automatisch
lesen und damit unmittelbar Druck- oder Rechenwerke oder irgendwelche andere mechanische
oder elektrische Einrichtungen steuern zu können.
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Die bisher gemachten Vorschläge laufen meistens darauf hinaus, irgendwelche
Eigenschaften der Zahlensymbole, die nicht von vornherein in ihnen liegen, sondern
die man ihnen erst verleihen muß, wie ihre verschieden große, aber in gleichen Abständen
steigende Grundfläche oder das jeweilige Bedecken von verschiedenen Punktkombinationen
durch das Zahlensymbol oder eine bestimmte Farbe oder eine sonstige chemische oder
physikalische Eigenschaft, als Steuerungs- und Automatisierungsmittel heranzuziehen.
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Ein weiterer Vorschlag ermöglicht nun zwar ein direktes Lesen mit
Hilfe des Vergleichs des Lichteindruckes des zu lesenden Symbols mit dem eines mechanisch
bewegten Vergleichskörpers. Bei der Kleinheit der Symbole ist jedoch jeder mechanisch
bewegte Teil nur bei großer Herstellungspräzision wirksam, und weiterhin erfordert
der Ablauf des Vergleichs immer noch zu viel Zeit.
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Gegenstand der Erfindung ist nun eine Anordnung, bei der das Ablesen
und Auswerten von Symbolen durch zeitlich nacheinander erfolgenden Vergleich des
Symbolbildes mit den auf einer besonderen Vorrichtung dargestellten Symbolen innerhalb
einer Hochvakuumelektronenröhre erfolgt; die mit einer bei Lichteinwirkung elektronenaussendenden
und lichtdurchlässigen Schicht, auf die das abzulesende Symbolbild projiziert wird,
ferner mit einer mehrere Symboldarstellungen enthaltenden Symbolplatte und mit einer
die Wirkung der einzelnen Symboldarstellungen auf der Symbolplatte auswählenden
Ablenkvorrichtung versehen ist. Der
Vergleich erfolgt trägheitslos
durch Veränderung der Ablenkspannung und durch Eintreten einer Minimumswirkung beim
Zusammentreffen der Wirkung einer bestimmten Symboldarstellung mit der Wirkung des
Bildes auf der lichtelektrischen Schicht. Die Symboldarstellungen sind in der sonst
für Elektronen undurchlässigen Symbolplatte ausgespart. Synchron mit der Veränderung
der Ablenkspannung erfolgt der Antrieb eines Anzeige-oder Registri:ergliedes, der
beim Eintreten der Minimumswirkung unterbrochen wird.
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In einem ersten Ausführungsbeispiel überstreicht ein Kathodenstrahl,
dessen Querschnitt größer ist als die Symboldarstellungen, die Symbolplatte. Nach
dem Durchtreten durch die Symbolplatte hat er den Querschnitt einer entsprechenden
Symbol-Barstellung und trifft infolge der Wirkung einer Elektronenoptik auf das
Bild des Symbols auf der lichtelektrischen Schicht. Der Kathodenstrahl liefert diejenigen
Elektronen nach, die durch die lichtelektrische Wirkung des Symbolbildes aus der
lichtelektrischen Schicht ausgetreten sind, und zwar wird ein Minimum von Elektronen
nachgeliefert, wenn der Kathodenstrahl den gleichen Querschnitt wie das Bild auf
der lichtelektrischen Schicht hat.
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In einem zweiten Ausführungsbeispiel werden die aus der lichtelektrischen
Schicht austretenden Elektronen durch eine Elektronenoptik auf die Symbolplatte
geworfen und durch die veränderliche Ablenkspannung entsprechend abgelenkt. Die
Elektronen treffen dann nach Durchtreten durch die Symbolplatte auf eine elektronenempfindliche
Schicht und rufen dort beim Zusammentreffen des Symbolbildes mit der richtigen Symboldarstellung
eine Minimumwirkung hervor.
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Aufbau und Wirkungsweise der Anordnung nach der Erfindung sind an
Hand der Fig. i bis 3 beschrieben, in welchen rein schematisch zwei geeignete Verwirklichungen
wiedergegeben sind, ohne daß dadurch die Zahl der praktisch möglichen Ausführungsformen
erschöpft sein soll.
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Fig. i zeigt die besondere Elektronenröhre mit den Zubehörteilen.
Sie besteht aus einem auf Hochvakuum gebrachten Kolben, in dem sich unten ein System
ähnlich dem einer Braunschen Röhre befindet. Es ist i die Kathode mit dem Glühdraht,
2 das Wehnelt-Gitter zur evtl. Hell-Dunkel-Steuerung, 3 die hohle Anode, durch die
der Kathodenstrahl hindurchtritt, und q. eine oder mehrere Ablenkplatten. Bis hierher
ist der Aufbau der einer Braunschen Röhre. Nun folgt als wesentlicher Bauteil die
Symbolplatte 5. Sie besteht aus einem für den Kathodenstrahl undurchlässigen Material,
aus dem die Zahlensymbole ausgestanzt sind. Die Symbolplatte kann auch aus einem
Material bestehen, in das die Symbole aus dünnem, anderem Material eingelassen sind,
das sehr viel Sekundärelektronen aussendet, wenn es vom Kathodenstrahl getroffen
wird. Die mit 6 bezeichneten Elektroden stellen eine Elektronenoptik dar. 7 ist
eine Absauganode. Mit 8 ist der Bildschirm bezeichnet, der aus lichtelektrischem
und lichtdurchlässigem Material besteht. 9 ist ein optisches Linsensystem, io das
abzulesende Symbol, das von der Beleuchtungsvorrichtung i i beleuchtet wird. 12
ist eine rotierende Potentiometereinrichtung, durch die eine schrittweise oder stetig
steigende Ablenkspannung an die Ablenkplatte q. gebracht wird: 13 ist eine Zahlentrommel
zum Ablesen oder ein anderes Organ, das die Weiterverwertung des abgelesenen Symbols
in Druck- oder Rechenwerken bewerkstelligt und mit der Potentiometereinrichtung
12 synchron umläuft, aber durch die Kupplung 14 abgetrennt werden kann, wenn das
richtige Vergleichssymbol erschienen ist, d. h. wenn gelesen wird. 15 ist eine Verstärkereinrichtung,
symbolisch durch eine Triode dargestellt, die die am Bildschirm 8 entstehenden Stromstöße
entsprechend verstärkt und umgestaltet.
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Wirkungsweise: Von dem durch ii beleuchteten Symbol io wird durch
das Linsensystem g auf dem Bildschirm 8 ein optisches Bild entworfen. Dieses Symbolbild
muß während der Zeit des Abtastens unbewegt bleiben; diese Zeit kann aber wegen
der trägheitslosen Elektronensteuerung äußerst kurz sein.
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Am Beginn der Abtastgesamtzeit ist die Pötentiometereinrichtung i2
in einer Stellung, in der sie den Ablenkplatten eine solche Spannung verleiht, daß
diese den Kathodenstrahl am weitesten nach links ablenken. Der Kathodenstrahl wird
also die Symbolplatte 5 bei dem Symbol 0 treffen. Der Kathodenstrahl hat nun nicht
einen möglichst punktförmigen Querschnitt, wie etwa beim Fernsehen oder bei der
Braunschen Röhre, sondern sein Querschnitt bedeckt die Fläche eines Symbols ganz:
Auf der oberen, der Kathode abgekehrten Seite der Symbolplatte hat der Kathodenstrahl
nun den Querschnitt des Symbols und wird durch eine Elektronenoptik 6 immer an dieselbe
Stelle des Bildschirmes 8 gebracht. Bei weiterer Umdrehung der Potentiometereinr
ichtung 12 liegt nun eine solche Ablenkspannung an, daß der Kathodenstrahl das Symbol
i bedeckt usf.
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Auf dem Bildschirm, der aus einer lichtelektrischen und lichtdurchlässigen
Substanz besteht, ist das Symbolbild (im Beispiel d:) projiziert und löst an der
lichtelektrischen Schicht an den beleuchteten Stellen Elektronen aus, an den unbeleuchteten
Stellen (also wieder an der Fläche .a.) aber nicht. Die lichtelektrischen Elektronen
werden durch die Absaugelektrode 7 abgesaugt. Trifft der Kathodenstrahl auf dieses
lichtelektrische Bild auf, so wird er die abgesaugten Elektronen wieder zuführen,
d. h. das Potential von 8 wird zunehmen und dort ein Stromstoß entstehen, jedoch
nur, wenn nach Fig.2 der Kathodenstrahl nicht den Querschnitt des projizierten Bildes
hat (im Beispiel hell, Symbol 3), denn dann wird er immer auf eine beleuchtete Fläche
treffen und Elektronen zuführen können. Lediglich wenn er selbst den Querschnitt
q. hat, wird er nur auf eine unbeleuchtete Fläche treffen, die also vorher keine
Lichtelektronen ausgesandt hat, und der Stromstoß wird ausbleiben. Dieser Ausfall
des Stromstoßes wird über die Verstärkereinrichtung 15 an die Kupplung 14. geleitet.
Der
Verstärker 15 wird durch bekannte Mittel nur wirksam gemacht,
wenn der Kathodenstrahl gerade ganz durch eine Symboldarstellung hindurchgeht. Im
Moment des Fehlens des Stromstoßes wird die bisher mitlaufende Zahlentrommel 13
abgekuppelt, und der anliegende Wert kann abgelesen oder sonstwie verwertet werden.
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In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt. Hier stellt 21
wieder den Bildschirm, 22 eine magnetische Fokusierungslinse für die Bündelung der
an 21 entstehenden Bildelektronen und 23 eine elektrische oder magnetische Ablenkeinrichtung
dar. Die innere Seite von 21 ist mit einer lichtelektrischen Schicht bedeckt, auf
die das Zahlensymbol projiziert wird. Auf der lichtelektrischen Schicht entsteht
ein Elektronenbild, und dieses Bild wird mittels der Elektronenlinse 22 in bekannter
Weise auf die Symbolplatte weiterprojiziert. Die Ablenkvorrichtung 23 steht, wie
beim ersten Ausführungsbeispiel, mit einer mit der Zahlentrommel synchron umlaufenden
Einrichtung so in Verbindung, daß sie die Ablenkeinrichtung 23 das Bild vom Bildschirm
21 über die Symbolplatte, aus der wieder die Zahlensymbole ausgestanzt sind, führen
läßt. Gleitet das Bild nun nicht über sein eigenes Symbol in der Symbolplatte, so
ruft ein Elektronenstrom von der beleuchteten Stelle des Bildschirmes einen Stromstoß
auf einer elektronenempfindlichen Schicht 25 hervor. Lediglich wieder in dem Moment,
in dem das Bild sein eigenes Symbol überstreicht, wird das hinter 24 völlig dunkle
Bild keinen Stromstoß auf 25 hervorrufen. Die Verwertung des Ausbleibens des Stromstoßes
erfolgt analog dem ersten Ausführungsbeispiel.