DE1524368A1

DE1524368A1 - Lochstreifenleser

Info

Publication number: DE1524368A1
Application number: DE19661524368
Authority: DE
Inventors: Laidlaw Neil Rutherford
Original assignee: Ferranti PLC
Current assignee: Ferranti International PLC
Priority date: 1965-11-30
Filing date: 1966-11-29
Publication date: 1970-09-03
Also published as: DE1524368B2; NL6616733A; US3431426A; FR1501691A; JPS521241B1; GB1122341A

Description

PATENTANWA-.

STUTTGART

Richard-Wagner-Siroße 16 Telefon 244446

28. November 1966

,.' PERR A H T I : ltd. "

HoIl inwo ο d -^Lancashire ; ■

Patentanmeldung; Deutschland
Kennwort: Lochstreifenleser
A 10 582

■ κι/κ. ; - :

Lochstreifenleser

Die Erfindung betrifft einen Lochstreifenleser mit einer Optik far jede Lochspur, die einen Lichtstrahl einer Lichtquelle auf einen Lochstreifen in den Weg von in Spuren angeordneten Löchern wirft und mit einem .Bandtransport, der das ■ Band stützt und seine Löcher durch den Lichtstrahl hindurchbewegt_c

Der einfachste Weg, - Lochstreifen in dieser Art zu lesen, besteht in der Verwendung einer Lichtquelle auf der einen Seite des. Lochstreifens" und einer Fotozelle auf der anderen Sei-^: ' te des Lochstreifens ο Bei diesem Verfahren entstehen jedoch Schwierigkeiten, wenn der Lochstreifen, wie üblich, nicht ganz .-lichtundurchlässig ist. Die fotozelle wird dann nämlich auch von gestreutem. Licht beleuchtet, selbst wenn kein Loch vorliegt. Ist der Lochstreifen mit Fett in Berührung gekommen, so •"'wird er bis zu einem gewissen ürade lichtdurchlässige Das Aus- -gangsüignal einer Fotozelle, die durch solche Fettflecken

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,iLJojas -2- 152A368 '.

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fallendes Licht beaufschlagt wird, ist genügend groß, um die Anwesenheit eines Lochs vorzutäuschen. Selbst wenn man solche extreme Bedingungen verhindert, ist der Unterschied zwischen.. den Signalen, welche ein Loch anzeigen und welche entstöten, wenn kein Loch vorhanden ist, so klein, daß die nachfolgenden Stufen genau eingestellt werden müssen, die vom Lochstreifenleser angesteuert werden.

Bekannte Verfahren zur Steigerung dieses Unterschieds umfassen lieflexionssysteme, bei denen der Lichtstrahl zwei oder' mehr Male durch den Lochstreifen geworfen wird. !lan bedient sü dabei eines oder mehrerer Spiegel. Liegt kein Loch vor, so wird das Licht bei jedem Durchgang durch den Lochstreifen gestBut und ein sehr kleiner Bruchteil erreicht die i'otozelle. Wenn jedoch das Licht eine gerade anzahl von LIaIen durch den Lochstreifen geschickt wird und wenn die Fotozelle und die Lichtquelle auf derselben Jeite des Lochstreifens liegen, trifft man auf .ähnliche-.Schwierigkeiten, wenn man genügend große Signalunterschiede erzeugen ".'ill, weil auch hier die Fotozelle auf Licht anspricht, das von den Lochstreifen gestreut wird, wenn kein Loch vorhanden ist.

Eine erfindungsgemäße Aufgabe besteht daher in der Schaffung eines Lochstreifenlesers, der gut unterscheidbare Signale zu erzeugen vermag. "· . . .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein erster, fotoelektrischer Wandler so angeordnet ist, daß er vom ' Lichtstrahl getroffen wird, wenn ein Loch vorliegt, daß ein. zweiter fotoeleirischer Wandler vom Lichtstrahl entfernt

0 0 9-836/155 7 ' badofhöinal .-.._■

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angeordnet ist und auf Streustrahlung des Lochstreifens anspricht, die vom Lichtstrahl herrührt und ein Ausgangssignal erzeugt/ das kleiner als dasjenige des ersten Wandlers ist, wenn ein Loch vorliegt aber nicht kleiner ist als dasjenige, wenn kein Loch vorliegt und daß eine die algebraische Differem zwischen den AusgangaaLgnalen bildende elektrische Schaltung vorgesehen ist. *

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsbeiapiele hervor. In der Zeichnung zeigent

Fig» 1 eine vereinfachte, teilweise geschnittene .Darstellung des ersten Ausfiihrungsbeispiels}

Fig." 2 ein Schaltbild für das erste Ausführungsbeispiel und Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 1 in einer Abwandlung.

Über die eine Seite einer undurchsichtigen Maske 11 ist ein Lochband 12 geführt, das sehr nahe und parallel zur Liaske

11 verläuft und durch nicht gezeigte Antriebsmittel vcn einer Rolle 13 zu einer Rolle 14 transportiert wird. Das Lochband

12 ist in einem beträchtlichen Grade lichtdurchlässig. Die Zeichnung stellt einen Schnitt längs einer Mittenlinie von Lochspuren dar, die in der Seichenebene liegt. Aus G-ründen der Vereinfachung wurde das Lochband jedoch nur gestrichtelt dargestellt. .

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Für diese Loehspur weist die Maske 11 eine Durchbrechung in Form eines Schlitzes 15 auf, der sich quer zur Bewegungs- , bahn der Löcher erstreckt und senkrecht zur Zeichenebene liegt. Wenn sich das lochband 12 beweg-t, so überqueren die Löcher den Schlitz 15« Die Länge des Schlitzes ist größer als der Durchmesser eines Lochs, so daß sich der Schlitz über ein ganzes Loch erstreckt, wenn beide übereinander liegen. Die Breite des Schlitzes ist j.edoch wesentlich kleiner.

Auf der anderen Seite der Maske 11 ist eine Optik vorgesehen, die eine Lichtquelle 16 und eine Linse 17 umfaßt. Durch diese wird Licht durch den Schlitz 15 geworfen, das das Lochband 12 in Form eines bandförmigen Strahls 18 trifft, der vom Schlitz 15 aufgeblendet wird und quer zur Bewegungsrichtung der Löcher liegt ο

Auf der anderen Seite des Lochbands 12 ist eine Hauptfotozelle A und eine Hilfsfotozelle B vorgesehen. Diese können vorzugsweise Fotodioden sein. Die Hauptfotozelle A ist so angeord» net, daß sie vom divergierenden Teil 18 des Strahls 18 bestrahlt wird j der durch, ein Loch hindurchfällt, wenn ein Loch durch einen Strahl läuft» Die Hilfsfotozelle B ist parallel zur Bewegungsrichtung des Lochbands: 12 versetzt und wird von dem Strahl 18 nicht getroffen,, liegt jedoch viel näher am Lochband 12 als die Hauptfotozelle A. Danit man abhängig vcn der algebraischen Differenz zwischen den .ausgangssignalen der beiden Fotozellen ein Signal ableiten kann -sozusagen ein Signal,, dessen Kichtungssinn davon abhängt, welche Zelle das stär- * kere Ausgangssignal hat - sind sie gemäß Fig. 2 gegeneinander geschaltet und mit dem Eingang eine-s Verstärkers 21 verbunden.

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A 10 582 -5- . ' J Ο Z 4 J b O

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Das Ausgangssignal des Verstärkers wird einem beliebigen auswertenden Gerät 22 zugeführt <> ■ ,

Wenn im Betrieb ein Loch der Spur die Lesestellung erreicht,

indem es über· den Schlitz 15 zu liegen, kommt, so gelangt der

1
Strahl 18 zur Hauptzelle A und verursacht, daß diese ein Ausgangssignal großer Amplitude erzeugt» Da die Hilfsfotozel-Ib B außerhalb des Strahls liegt und nur Streustrahlen er-

halt, die vom Strahl 18 stammen oder von den Kanten des Schlitzes reflektiert werden, erzeugt sie daher nur ein Ausgangssignal wesentlich kleinerer Amplitude. Damit wird die große Amplitude des Verstärkerausgangssignals nahezu ausschließlich vom Signal der Hauptfotozelle A bestimmt."

Wenn kein Loch gelesen wird, so wird der Strahl 18 durch das durchscheinende Lochband 12 über eine'n großen räumlichen Winkel gestreut, der beide lOto-zellen umfaßt= Beide erhalten daher Licht vom Lochband« Da die Hauptfotozelle A relativ . weit weg vom Lochband 12 ist, erhält sie relativ wenig Licht und hat deshalb ein kleines Ausgangssignal.

Die fotozelle B andererseits erhält wegen ihrer ITähe relativ viel Licht und erzeugt daher das größere Ausgangssignal„ Damit wird die Polarität des resultierenden Signals von der Hilfsfotozelle B bestimmt und liegt entgegengesetzt zum Signal der Fotozelle Ao Ob ein Loch vorhanden ist oder nicht, wird daher durch verschiedene Polaritäten angezeigt.

Die andern Spuren auf dem Lochband 12 haben ihren eigenen 009836/1557 BADomtsm*, ~⁶~

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Schlitz in der Maske 11 und zwei dazugehörige Fotozellen. Die Maske ist allen Spuren gemeinsam» Die Schlitze können ineinander übergehen und sich so kontinuierlich über alle Spuren hinweg erstrecken, wogegen die Lichtquelle-16 und die Linse 17 allen gemeinsam sein kann.

Damit keine Nebensprecherscneinungen auftreten, weil die Hilfsfotoz.elle B Licht erhalten kann, das von anderen Spren ren gestreut wird, kann man optische Schirme 23 zwischenbenachbarten Hilfsfotozellen B vorsehen,

Diese Schirme können genügend-groß sein, um die Hilfsfotozellen ganz oder vollständig abzuschirmen. Da jedoch die Hauptfotozellen A nur mit einem kleinen Ausgangssignal auf das gestreute Licht ansprechen, ist das Abschirmen vongerin-• gerer Bedeutung. Das nebensprechen kann man dadurch noch weiter heruntersetzen, indem man ijeder einzelnen Spur ihren zugehörigen Schlitz in der I,±aske 11 gibt, anstatt die Schlitze ineinander übergehen zu lassen.

Die Fotodioden erzeugen einen Ausgangsstrom, der von der Intensität des einfallenden Lichts abhLLn&t und in Durchlaßrichtung fließt. Wenn angenommen wird, daß der Arbeitswiderstand beider Zellen niedrig ist, so erreicht ihre Ausgangs- / spannung lediglich eine solche Höhe, die ihre eigenen Ausgangsklemmen nicht kurzschließt. Im Schaltbild nach Fig» 2 wird ihr Arbeitswiderstand durch den Eingangswiderstand des Verstärkers 21 gebildet» Wenn die beiden Fotozellen gleich beleuchtet werden, so fließt kein Strom durch den Arbeitswiderstand und daher entsteht auch keine Spannungi. Ungleiche Be-■ 009836/1557 bad-ORIGINAL "

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leuchtung führt zu Spannungsabfällen mit der einen oder anderen Polarität.

.Man kann auch andere Fotozellen verwenden und -ihre Ausgänge mit einem Differenzverstärker verbinden und damit Differenz-Spannungen erzeugen.

• Der relative Abstand der Fotozellenvom Lochband 12 in einer Ebene senkrecht zu derjenigen des Schlitzes 15 ist nicht kritisch, vorausgesetzt, daß die Entfernung & (Fig. 1) mindestens gleich der Entfernung Jb ist, so daß, wenn kein Loch vorliegt, das Ausgangssignal der Hilfsfotozelle 3 nicht.kleiner iet als dasjenige der Hauptfotozelle A. Wenn die Entfernung a etwa gleich b_ ist und man durch eine kleine Korrektur berücksichtigt, daß das Lochband 12 nicht über einen Raumwinkel von 180 ideal streut, sondern mehr Licht in Richtung auf die Hauptfotozelle A als auf die Hilfsfotozelle B durchläßt, so sind die Ausgangssignale der Fotozellen gleich und ihre Differenz null. Damit hat man die bis jetzt nie erreichte ideale Bedingung geschaffen, daß das Ausgangssignal gleich null ist, wenn ein Loch, fehlt. Vorzugsweise wird jedoch die Entfernung a wesentlich größer gehalten als die Entfernung b. lian erhält damit ein Ausgangssignal der einen Polarität, wenn ein Loch vorliegt und ein Ausgangssignal der anderen Polarität, wenn ein Loch fehlt. Dieses Ausgangssignal kann dazu verwendet werden, nachfolgende Schaltungen zu betätigen. Es hängt nicht besonders stark von den Änderungen in der Lampenleuchtkraft oder der Lichtdurchlässigkeit des Lochbands 12 ab. ' ·

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Der Schlitz kann einen kleinen Abstand von der Lochbandebene haben. Man vermeidet dadurch Reibung und daß sich der Schlitz mit Abrieb füllt* Der Abstand zwischen Lochband und Schlitz ist nicht kritisch,vorausgesetzt, daß die Kanten des Schlitzes einen einigermaßen scharfen Schatten auf das Lochband 12 werfen. Wahlweise kann auch die Optik so beschaffen sein, daß sie ein scharfbegrenztes Schlitzbild auf das Lochband wirft. Der Schlitz kann dann ah.bliebiger Stelle im System angeordnet sein.

Die Erfindung kann auch dazu verwendet werden, Fehlbetätigungen zu vermeiden, die von diffuser Reflexion eines undurchsichtigen Bandes herrühren, wenn der Strahl eine gerade Anzahl von Malen durch das Lochband geschickt wird. Bei einem solchen Ausfuhrungsbeispiel kann die Anordnung nach Figo 1 gemäß Figo 3 abgewandelt werden. Dort werden gleiche Bezugszahlen für sehen erwähnte Teile verwendet.

Die Hauptfotozelle A und die Hilfsfotozelle B liegen nun auf der gleichen Seite des Lochbandes 12 wie die Lichtquelle 16. Deren Licht erreicht die Hauptfctozelle A nach Reflexion an einera Spiegel 31, der auf der anderen Seite des Lcchbands liegt. Aus Gründen der besseren Übersicht ist nur die optische ,achse des Lichtstrahls gezeigt. V/ie bei solchen Vorrichtungen üblich, ist die Aciise zum Lochband geneigt und liegt nicht senkrecht, wie 'bei deu Ausführungsbeispiel nach Figo 1 „ !,lan vermeidet damit- die idöglichkeit von Eehlbetätigungen aufgrund des Ansprschen's der'Hauptf otczelle A auf Spiegelreflexionen, doll, auf regelmäßige -liefelxicrxsn. im Gegensatz zu diffusen

■Reflexionen, r/enn das'Material des Lcchbands 12 glänzt, ^c'n ■ -QO 9 8 3-6/15 5.7

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diesmal liegt die Hilfsfotozelle B viel näher am Band und ist . ganz ähnlich in einer Bichtung parallel zur Bandbewegung versetzt* Jedoch wird dieses Mal die Hilfsfotozelle B durch die diffuse Reflexion des IJochbands durch den Schlitz 15 beleuchtet und nicht durch die durch das Lochband 12 hindurchtretende Streustrahlungο Wenn das Lochbanämaterial glänzt, sollte die Hilfsfotozelle B so angeordnet sein, daß sie auf Spiegelungsreflexionen ebenfalls anspricht und dann ein stärkeres Ausgangssignal liefert, wenn kein Loch vorliegt.

Darüber hinaus arbeitet die Vorrichtung wie schon weiter oben beschrieben._: _

Bei beiden Ausfilhrungsbeispielen- ist es hinsichtlich der Hilf sfotozelle B nicht wesentlich, da:p sie näher am Lochband liegt wie die Hauptfotozelle A, vorausgesetzt, daß die Hilfsfotozelle B eine ausreichend höhere Empfindlichkeit besitzt oder ihr Ausgangssignal mehr verstärkt wird. Lian kann damit : sicherstellen, daß das Ausgangssignal der Hilfsfotozelle B nicht kleiner ist als dasjenige der Hauptfotozelle A, wenn kein Loch vorliegt» _:- ; ;

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Claims

ANS P H Ü O H E

1.) Lochstreifenleser mit einer Optik für jede Lochspur, die einen Lichtstrahl einer Lichtquelle auf einen Lochstreifen in den Weg von in Spuren angeordneter Löcher wirft und mit einem Bandtransport, der das Band stützt und seine Löcher durch den Lichtstrahl hindurch bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster fotoelektrischer Wandler (A) so angeordnet ist, daß er vom Lichtstrahl (18 , 32) getroffen -wird, wenn ein Loch vorliegt, daß ein zweiter fotoelektrischer Wandler (B) vom Lichtstrahl (18 , 32) entfernt angeordnet ist, auf Streustrahlung des Lochstreifens (12) anspricht, die vom Lichtstrahl (18 , 32)* herrührt und ein Ausgangssignal erzeugt, das kleiner als dasjenige des ersten Y/andlers (a) ist, wenn ein Loch vorliegt, nicht/
aber kleiner ist als dasjenige, wenn kein Loch vorliegt und daß eine die algebraische Differenz zwischen den ausgangssignalen bildende elektrische Schaltung vorgesehen ist»

2.) Lochstreifenleser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wandler (B) wesentlich näher ara Lochstreifen (12) liegt als der erste Wandler (A).

3.) Lochstreifenleser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeiciinet, daß mehrere Spuren vorgesehen sind und die zwei zweiten ^% "rVandler (B) einer jeden benachbarten Spur voneinander durch optische Schirme (23) von. dem gestreuten Licht der benachbar-:;-ten dpur abgeschirmt sind.. , - :

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-11-

α ίο sag -11- 1524388

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4») Lochstreifenleser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Optik eine Maske (TT) umfaßt, die eine den Lichtstrahl definierende Öffnung (15) aufweist.

5«) Lochstreifenleser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler (A, B) Fotozellen sind, die antiparallel geschaltet sind.

ι -. or--

L e e r s e i t e