DE2260022B2 - Vorrichtung zum konvertieren eines durch abtasten einer beleuchteten graphischen vorlage erzeugten analogen signals in eine rechteckwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Konvertieren eines durch Abtasten einer beleuchteten graphischen Vorlage erzeugten analogen Signals, welches zwischen einem hohen Signalwert und einem niedrigen SignJwert entsprechend einer großen Amplitude und einer niedrigen Amplitude schwankt, i., eine Rechteckwelle.

Der Anwendungsbereich, bei welchem der Gegenstand der Erfindung zur Anwendung gelangen kann, wird am besten unter Hinweis auf Fig. 1 verstanden. Fig. 1 zeigt einen Behälter Ii. der eine graphische Vorlage 12 trägt, die aus dunklen und hellen Abschnitten besteht, und der sich entlang eines Förderers Π in Richtung des Pfeiles 14 bewegt, so daß der Behälter der. Abtastbercich bzw. Erfassungsbereich eines Abtastmechanismus passiert, der allgemein mit 16 bezeichnet ist. Der Abtastmechanismus 16 enthält ein Prisma 17 mit mehreren Flächen, welche um eine mittlere Achse rotiert, um die Ausgangsenergie einer Energiequelle 18. beispielsweise eine!· Laserstrahl, zum Behälter 11 zu schicken und ihn durch die graphische Vorlage 12 reflektiert auf eine andere Seite des Prismas 17 auftreffen zu lassen, wobei er dann schließlich durch einen Detektor 19. wie beispielsweise eine photoelektrische Röhre, empfangen wird.

Die graphische Vorlage oder Aufschrift 12 trügt dunkle und helle Abschnitte, welche unterschiedliche Energiereflcxionseigenschafter. aufweisen, so daß der reflektierte Lichtstrahl abhängig von den Abschnitten auf der Aufschrift moduliert wird. Irgendeine in der Aufschrift 12 kodierte Information moduliert durch die Änderung der Breite der Abschnitte den reflektierten Strahl in Einklang mit dem Kode. Es ist daher möglich, die Information in der graphischen Vorlage bzw. Aufschrift zu dekodieren, indem man die reflektierte Energie erfaßt und dekodiert.

In dem Abtastmechanismus ist ebenso ein Energiedetektor, beispielsweise eine Photozelle 21 und eine kleine Probeaufschrift 22, enthalten. Die Photozelle 21 und die Aufschrift 22 sind so angeordnet, daß sie den ausgesendeten Strahl unterbrechen, wenn die Winkelablenkung oder Richtung des Strahls derart verläuft, daß der Strahl auf den Behälter 11 auftrifft, jedoch nicht begonnen hat, die Aufschrift 12 abzutasten. Wenn der ausgesendete Strahl zufällig auf den Photodetektor 21 auftrifft, so wird eine automatische Eichschaltung betätigt, um die von der Probeaufschrift 22 reflektierte Energie zu eichen. Dies gestattet eine automatische Eichung des Abtastsystems, um Ansammlungen von Schmutz oder anderen optischen Fehlern und anderen SysiemparamctcränderLTigen. die zeitweilig auftreten können, Rechnung zu tragen.

Die von der graphischen Vorlage bzw. Aufschrift 12 reflektierte Energie wird von dem Detektor 19 zu einer Verstärker- und Detektoreinheit 23 geschickt. Der Detektor 19 und der Verstärker/Detektor 23 arbeiten zusammen und konvertieren die modulierte Energiewelle in eine Rechteckwelle, deren Amplituden und Impulsbreiten proportional zur Modulation des Lichtstrahls sind und die demzufolge proportional zu den Abschnittbreiten sind, die auf der Aufschrift t2 vorhanden sind.

Es gibt zur Zeit eine Reihe von Systemen, um Energie in eine Rechteckwelle zu konvertieren, die von einer graphischen Vorlage reflektiert wird. Diese Systeme sind jedoch mit verschiedenen Nachteilen behaftet, wie beispielsweise einer Empfindlichkeit gegen Geräusch und gegenüber Hintergrundrauschen. Diese Nachteile folgen häufig aus der Art und Weise der Konvertierung in eine Rechteckwelle. Ein Beispiel zeigt F i g. 2a und 2b. In Fig. 2a bleibt der Stromwert entsprechend der dunklen Fläche aus dem Detektor virtuell unverändert, wenn von einem Abtastungsobjekt kein Reflexionssignal empfangen wird. Wenn jedoch ein Reflexionssignal empfangen wird, so ändert es den Detektorstrom in Einklang mit der Reflexionsfähigkeit der Abschnitte der Aufschrift. In Fig. 2a ist dies als sinusförmige Wellenform dargestellt. Die Umformung in eine Rechleckwelle wird durch die Verwendung des Signalpegels oberhalb eines Schwellenwertes als die große Rechteckwellenainplitude und Verwendung des Signalwcrtes unterhalb des Schwellenwertes als die niedrige Rechteckwellenamplitude erreicht.

Dieser Systemtyp ist für überwachte Bereiche oder Umgebungen annehmbar. Jedoch in Umgebungen, bei denen die Lichtwerte des Umgebungslichtes sich ändern, oder das reflektierte Signal mii Geräusch behaltet ist. oder der Kontrast zwischen den Abschnitten gering ist, nimmt die Verwendbarkeit und Annehmbarkeit dieses Systems ab.

Dies läßt sich unter Hinweis auf F i g. 2b besser verstehen, wobei der Schwellenwert nicht in die Nähe des Zentrums des reflektierten Signals fällt und zwar aufgrund von Umgebungsbedingungen. Es ist somit die Rechteekwellenaus^angsgrößc verzerrt und sie gibt nicht genau das reflektierte Signal wieder. Darüber hinaus Kann die Geräuschkomponente in dem reflektierten Signal bewirken, daß das Signal unter den Schwellenwert fällt, wodurch die Rechteckwcllenausgangsgröße noch weiter verzerrt wird.

F 1 g. 2c zeigt ein weiteres Manko der Systeme nach dem Stand der Technik. In Fig. 2c verändert sich der Nenndetektorstrom (Wellenform 26) mit dem Abtastwinkel und zwar aufgrund der Spiegeleigenschaften des reflektierten Lichts. Die reflektierten Signale 27 ergeben daher eine einheitliche Rechteckwelle 28, da der Schwellenwert dicht am Mittelpunkt des reflektierten Signals gelegen ist. Die bei einer anderen Abtastwinkelposition auftretenden reflektierten Signale 29 führen jedoch zu einer verzerren Rechteckwelle 30, da der Schwellenwert nahe einer Auslenkung des reflektierten Signals gelegen ist. Weiter liegen die reflektierten Signale 31 oberhalb des Schwellenwertes und werden damit nicht erfaßt. Bei bekannten Systemen der vorliegenden Art gelangen gewöhnlich komplizierte Filterverfahren zur Anwendung, um diese Nachteile zu beseitigen, was jedoch im allgemeinen nicht zu dem gewünschten Erfolg führt.

Bei bekannten Systemen gelangt auch manchmal eine automatische Verstärkungsregelung zur Anwendung, indem das vom Hintergrund des Gegenstandes, der gelesen werden soll, reflektierte Licht gemessen wird, und dann die Systemverstärkung als Funktion des Wertes des modulierten Signals eingestellt wird.

welches von dem abgetasteten Objekt, über dem Hintergrundwert, empfangen wird. Bei diesem Systemtyp befindet sich häufig der Hintergrund nahe am Detektor und nimmt normalerweise einen wesentlichen Abschnitt des Abtastfeldes ein. Das Messen des Signals, um die Verstärkung einzustellen, erfolgt auf einer kontinuierlichen periodischen Grundlage und kann daher leicht in ein automatisches Verstärkungsregelungs-Signal umgeformt werden, da das automatische Verstärkungsregelungs-Signal effektiv von einem gesteuerten Hintergrund abgeleitet wird.

Aus der DT-AS 14 12 727 ist eine Schaltungsanordnung für Faksimilisender mit einer Regeleinrichtung bekannt, die in Abhängigkeit vom Reflexionsgrad des Bilduntergrundes arbeitet. Die Schallungsanordnung umfaßt ein photoelektrisches Element, einen von diesem angesteuerten Bildsignalverstärker und eine Regeleinrichtung, welche aus den Bildsignalen die dem Reflexionsgrad des Bilduntergrundes entsprechenden Signale herausfiltert und in Abhängigkeit davon eine Verstellung des Arbeitspunktes des photoelektrischen Elements vornimmt.

Um ein Abtasten von Nachrichtenträgern mit generell unterschiedlichem oder auch in sich schwankenden Reflexionsgrad und veränderlichen Kontrastverhältnissen zu ermöglichen, sind gemäß diesem bekannten System im Sender ein Begrenzer zur beidseitigen Begrenzung der Bildsignale sowie ein Umformer zur Umsetzung der Bildsignale in Schwarz-Weiß-Signale vorgesehen. Weiter ist die Regeleinrichtung zur kontinuierlichen Verlagerung des mittleren Potentials der Bildsignale am Begrenzereingang auf einen etwa mittig zwischen den Begrenzungspotentialen liegenden Pegel gelegt und weiter ist zwischen dem Bildsignalverstärker und dem Umformer eine Einrichtung zur Glättung der Bildsignale und zur stärkeren Abflachung der einer Schwarzänderung des Biidinhaits entsprechenden Signalflanken als der einer Weißänderung entsprechenden Signalflanken geschaltet.

Das bekannte System arbeitet etwa in der folgenden Weise:

Die aus einer Photovervielfacherröhre abgegebenen Signale gelangen zunächst durch einen Bildsignalverstärker und dann zu der Glättungseinrichtung, weiter zu einem Begrenzer, einem weiteren Begrenzer und zu der Regeleinrichtung. Der erstere Begrenzer führt dem Eingang des Verstärkers eine Vorspannung zu, deren Amplitude von der Amplitude seines Eingangssignals abhängt. Dieser Begrenzer ist so eingestellt, daß der Verstärker ein Signal abgibt, wenn das dem Begrenzer zugeführte Signale unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegt. Unterhalb dieses Wertes wird die Arbeitsweise des Verstärkers nicht durch den Begrenzerbeeinflußt.

Der zweite Begrenzer und die Regeleinrichtung weisen ferner einen Transistor auf, dessen Basis über einen Widerstand mit dem Emitter eines weiteren Transistors verbundeiTist. Der Emitter des erstgenannten Transistors erhält über einen Spannungsteiler eine Vorspannung. Der Kollektor dieses Transistors liegt über einen Kondensator an Masse und ist weiterhin an den Verzweigungspunkt zwischen zwei in Reihe mit einem Potentiometer liegenden Widerständen angeschlossen. Wenn das der Basis des erstgenannten Transistors zugeführte Signal negativer wird als die an den Emitter dieses Transistors angelegte Vorspannung. so sperrt der Transistor. Dadurch verändert sich das der Fotovervielfacherröhre über den Spannungsteiler zugeführte Potential in negativer Richtung, so daß der Verstärkungsgrad der Röhre geändert wird.

Der Kondensator bewirkt dagegen in Verbindung mit einem Widerstand, daß das zur Steuerung der Fotovcrvielfacherröhre zurückgekoppelte Signal den langsamen Änderungen des Eingangssignals folgt, welche aut Schwankungen im Reflexionsvermögen des Untergrunds beruhen.

Diese bekannte Schaltungsanordnung läßt sich bei im ίο wesentlichen gleichbleibenden Lichtverhältnissen, d. h. für eine Abtastung des zu übertragenden Bildes aus nächster Nähe verwenden.

Bei Auftreten von Streulicht oder unterschiedlicher Helligkeit der Umgebung kann jedoch der Diinkelwert der dunklen bzw. schwarzen Abschnitte des abzutastenden Bildes stark verfälscht werden, wobei jedoch dann diese bekannte Schaltungsanordnung nicht mehr einwandfrei funktionieren kann, da lediglich Fehler im Helligkeitswert des Untergrunds kompensiert werden. so daß also beispielsweise dann, wenn die Mitte eines mit Schreibmaschine geschriebenen O verschmiert ist. dieses Zeichen durch die Wirkung der genannten Begrenzer und der Regeleinrichtung regeneriert wird und in diesem Fall nicht als schwarzer Punkt übertragen wird. Wenn sich jedoch bei dieser bekannten Schaltungsanordnung der Dunkelwert irgendwelcher Zeichen ändert, beispielsweise aufgrund von Streulicht oder einer wechselnden Helligkeit des UmgebungsÜchtes, so kann diese bekannte Schaltungsanordnung keine Regenerierung des Dunkelwertes vornehmen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird daher darin gesehen, die Vorrichtung der eingangs definierten Art derart zu verbessern, daß sie weitgehend gegen Störeinflüssc. wie beispielsweise durch Alterung bedingte Systemveränderungen oder insbesondere durch Interferenz mit Umgebungseinflüssen (Streulichtveränderungen) unempfindlich ist.

Ausgehend von der Vorrichtung der eingangs definierten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine erste Schaltungsanordnung zum Erfassen und Speichern des Signalwertes entsprechend dem einen Amplitudenwert und durch eine zweite Schaltungsanordnung zum Erfassen und Speichern des Signalwertes entsprechend dem anderen Amplitudenwert, weiter durch eine mittelwertsbildende Schaltung, um aus den Ausgangsgrößen der ersten und zweilen Schaltungsanordnung einen Mittelwert bzw. Mittelwenssignal hinsichtlich der Amplitudenwerte zu erzeugen, und durch eine Schaltung, die das Mittelwertssignal und das analoge Signal empfängt und eine rechteckförmige Ausgangsspannung erzeugt, die immer beim Mittelwertssignal zentriert ist. derart, daß die rechteckförmige Ausgangsspannung einen hohen Pegel tiat, wenn das analoge Signal über das Mittelw-srtssignal steigt, und einen niedrigen Pegel hat, wenn das analoge Signal unter das Mittelwertssignal fällt.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist also so aufgebaut, daß auch Streulichteinflüsse bzw. unterschiedliche Helligkeit der Umgebung automatisch kompensiert werden, wobei die Vorrichtung nach der Erfindung etwa in der folgenden Weise arbeite¹:

Während bei der erwähnten bekannten Schaltungsanordnung die Verlagerung des mittleren Potentials der Bildsignale durch Regelung des Verstärkungsfaktors des Abtastelements bzw. der Fotovervielfacherröhre erreicht wird, so daß also beispielsweise bei einem zu kleinen Weiß-Signal die Verstärkung so weit erhöht wird, daß das Weiß-Signal in den Beerenzungsbereich

bzw. dicht an diesen herankommt, während das Dunkel-Signal ungeachtet der zugenommenen Verstärkung auf dem Begrenzungswert gehalten wird, wird bei der Vorrichtung nach der Erfindung jedes Signal entsprechend einem Hellwert als auch entsprechend einem Dunkelwert gespeichert. Aus den jeweils gespeicherten Signalen wird dann hinsichtlich der Amplitude dieser Signale ein Mittelwert gebildet und dieser Mittelwert wird als Bezugsschwelle verwendet und paßt sich laufend irgendwelchen Signalveränderungen an, ungeachtet, ob diese nun durch eine Schwarzänderung oder eine Weißänderung verursacht werden.

Im Gegensatz z.u dem Bekannten ist also die Vorrichtung nach der Erfindung auch für die Abtastung von Informationen auf eine größere Entfernung geeignet und ist weitgehend gegenüber Störeinflüssen unempfindlich.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung, bei der eine graphische Vorlage zur Anwendung gelangt, wird der Hintergrund nicht gesteuert, und das automatische Verstärkungsregelungssignal wird während eines sehr kurzen Abschnittes des Abtastvorganges bzw. des Abtastfeldes abgeleitet. Damit ist das automatische Verstärkungs-Regelungssignal nicht gleichförmig und wird in Form von ein paar Datenbus der gesamten Abtastung empfangen.

Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung bcteht auch darin, daß sie eine automatische Verstärkungsregelung aufweist, bei der automatisch die Verstärkung der Schallungsanordnung geändert wird. um langandauernde Schwankungen, wie beispielsweise Schwankungen in den Eigenschaften des Detektors bzw. Fotoclektronenverstärkerröhre. wie Ansammlung von Schmutz, an der optischen Einrichtung der Vorrichtung und andere ahnliche Änderungen zu kompensieren, die schrittweise, jedoch einschneidend, die Gesamtchuliikieiistik der Vorrichtung ändern. Auch werden automatisch Veränderungen oder Schwankungen in dem Bereich zwischen dem Abtastmechanismus und der abgetasteten grafischen Vorlage kompensiert und ebenso Änderungen im Kontrast der Abschnitte der grafischen Vorlage bzw. Aufschrift, wenn beispielsweise unterschiedlich farbige Abschnitte für unterschiedliche Aufschriften verwendet werden.

Besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der F.rfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 12 beschrieben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines Abtastsystems, bei welchem das System nach der Erfindung zur Anwendung gelangen kann;

Fig. 2a, 2b und 2c Wellcnformen. die bei den Systemen nach dem Stand der Technik erzeugt werden und dazu dienen, die Nachteile bei den Systemen nach dem Stand der Technik zu erläutern;

F i g. 3 eine bevorzugte Ausführungsform des Verstärker/Detektors nach der Erfindung;

Fig. 4 eine bevorzugte Ausführungsform einer Technik zum Vorsehen einer automatischen Verstärkungsregelung, um Abtastbereich- und Aufschriftencharakteristik-Schwankungen zu kompensieren;

Fig. 5 einen Satz von Zeitsteuer-lmpulsweüenformen, die zum Verständnis der Betriebsweise des Systems nützlich sind; ^h<

F i g. 6 einen Satz von Wellenformen. die die Betriebsweise des Systems veranschaulichen, wenn die Kodeaufschrift abgetastet wird;

F i g. 7 zeigt, auf welche Weise der Schwellenwert des Systems nach der Erfindung dem Strom des Photoelektronenvervielfaehers folgt, wenn sich dieser mit der Entfernung oder anderen Faktoren ändert;

Fig. 8 eine bevorzugte Ausführungsform eines Systems zum Erzeugen von Zeitsteueriirpulsen; und

Fig. 9 eine bevorzugte Ausführungsform eines Systems zum Erzeugen des Meßsignals, welches in der Verstärkungsregelung von F i g. 4 verwendet wird.

In F i g. 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Verstärker/Detektors nach der Erfindung gezeigt, und die Betriebsweise dieser Ausführungsform ist in F i g. 7 veranschaulicht. In F i g. 7 ändert sich der Detektoroder Fotovervielfacher-Strom in Einklang mit dem Abstand zwischen dem Abtastmechanismus und der abgetasteten Aufschrift oder aufgrund von Umgebungsoder Geräusch-Zuständen oder aus irgendwelchen anderen Gründen. Bei den bekannten Systemen bewirkt diese Schwankung in dem FotovervielfacherStrom häufig, daß die von der Aufschrift 12 reflektierten Signale so schwanken, daß die Schwelle nicht in die Mitte dieser Schwankungen fällt, wodurch eine verzerrte Wellenform verursacht wird. Bei dem System nach der Erfindung folgt jedoch die Schwelle dem Fotoverviclfachcr-Strom, so daß die durch Reflexionsänderungen an der Aufschrift bewirkten Schwankungen immer zentriert um den Schwellenwert gelegen sind. Dies wird durch Erfassen des PMT-Stromwertes und durch Einstellen des Schwellenwertes auf einen bestimmten Wert oberhalb dem Fotovcrviclfacher-Wcrt erreicht.

Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Verstärker/Detektornetzwerkes, das allgemein in F i g. 1 als Verstärker/Detektor 23 veranschaulicht ist. In Fig. 3 wird die Ausgangsgröße der Photoelektroncnvervielfacherröhre 19 zu einem Verstärker 36 geleitel. Wenn eine Aufschrift abgetastet wird, so ist die Ausgangsgröße vom Fotovervielfacher 19 eine sich ändernde Wellenform, wie sie in F i g. 7 veranschaulicht ist. Die schwankenden Spannungswerte 32 werden dann durch den Verstärker 36 verstärkt und werden an eine Kapazität 37 angelegt. Es sei hervorgehoben, daß aufgrund der Betriebsweise vom Fotovervielfacher 19 der größte Ausgangswert empfangen wird, wenn kein Reflexionssignal als Eingangsgröße für den Fotovervielfacher 19 zur Verfügung steht, und daß der niedrigste Wert zur Verfugung steht, wenn ein heller (oder weißer' Abschnitt abgetastet wird. Die höchste Spannung welche der Kapazität 37 zugeführt wird, ist demnach diejenige Spannung, die empfangen wird, wenn eir dunkler Abschnitt einer Aufschrift abgetastet wird, unc die niedrigste Spannung, die von der Kapazität 3i empfangen wird, ist diejenige Spannung, die empfanget wird, wenn ein heller Abschnitt einer Aufschrif abgetastet wird.

Die Kapazität 37 ist mit einem weiteren Verstärker 3! an einem Verbindungspunkt 38 verbunden. De Verbindungspunkt 38 führt ebenso £u einer Klemmdio de 41. so daß die am Verbindungspunkt 38 vorhandem Spannung nicht über die höchste Spannung hinausge langen kann, die durch die Eigenschaften der Diode 4 und die dem Anschluß 42 zugeführte Spannunj bestimmt wird. Die Diode 41 dient somit dazu, dei Verbindungspunkt an eine maximale vorgewählt positive Spannung anzuklemmen. Diese vorgewählt Spannung stellt den Dunkelwert dar. der von de dunklen Abschnitten der Probeaufschrift empfange wird. Demzufolge läßt sich die Spannung, auf welche der Verbindungspunkt 38 gehalten wird, gemäß eine

von zwei Möglichkeiten einstellen. Erstens kann man eine negative Spannung dem Eingangsanschluß 42 zuführen, wobei die negative Spannung so gewählt ist, daß sie die dunkelste Umgebung kennzeichnet, die jemals abgetastet wird. Dies würde dem Inneren des Abtastmechanismus entsprechen und würde einem Wert entsprechen, der gleich oder geringfügig kleiner ist als der Wert, welcher als Fotovervielfacher-Dunkelitromwert von F i g. 7 angezeigt ist.

Da der Verbindungspunkl 38 an eine vorgewählte Spannung geklemmt ist, kann die Ladung auf der Kapazität 37 diese Spannung niemals überschreiten. Wenn jedoch stark reflektierende oder helle Flächen abgetastet werden, so fällt die Spannung unterhalb den vorgewählten Wert, so daß die Eingangsgröße zum Verstärker 39 aus einer Spannung besteht, die nahezu entsprechend den Impulsen 32 in F i g. 7 schwankt.

Die zweite Möglichkeit oder das zweite Verfahren, eine Spannung am Anschluß 42 anzulegen, besteht darin, die Spannungen entsprechend der geringen Reflexion oder Dunkelfläche zu erfassen, so daß die Spannung am Verbindungspunkt 38 sich in Einklang mit den erfaßten Hell- und Dunkel-Spannungen ändert.

Die Ausgangsgröße des Verstärkers 39 wird zum Verstärker 36 über einen Schalter 44, einen weiteren Verstärker 46 und eine AVR-Schaltung 47 zurückgekoppelt. Der Schalter 44 wird dazu verwendet, eine Spannung aufzubauen, die kennzeichnend für die stark reflektierenden Flächen an der Probeaufschrift 22 ist, weiche in Fig. 1 veranschaulicht ist. Der Schalter 44 stellt daher schematisch eine schaltende Schaltung dar, die entweder einen Feldeffekttransistor oder einen Transistor und ein Diodennetzwerk enthalten kann. Der Schalter 44 stellt daher nicht nur einen EIN-AUS-Schaltcr dar, sondern er weist auch eine variable Spannungsausgangsgröße auf. In einem von den Fällen hängt die Ausgangsspannung des Schalters 44 von der Lichtwertspannung ab. die von der Probeaufschrift 22 stammt, so daß die Kapazität 48 auf diesen Wert geladen wird. Die Eingangsgröße zum Verstärker 46 wird daher auf einem Wert gehalten, der kennzeichnend für den Signalwert des von den stark reflektierenden Abschnitten der Probeaufschrift reflektierten Lichtes ist. Der Schalter 44 wird durch einen T30-lmpuls betätigt, dessen Erzeugung an späterer Stelle erklärt werden soll. Aufgrund dieser Erregung wird der Schalter 44 nur geschlossen, wenn der weiße Abschnitt der Probeaufschrift abgetastet wird, so daß dieser Abschnitt die untere Grenze der Eingangsgröße zum Verstärker 46 aufbaut.

Der Verstärker 46 empfängt eine Bezugsspannung am Eingangsanschluß 45. Der Verstärker 46 ist ein Differentialverstärker, so daß er eine Ausgangsgröße liefert, die proportional zur Differenz zwischen den zwei Eingangsspannungen ist. Die Ausgangsgröße des Verstärkers 46 gelangt zu einem Verstärker 36 über eine AVR-Schaltung 47, so daß die Verstärkung des Verstärkers 36 automatisch in Einklang mit dem Unterschied zwischen den zwei Eingangsgrößen zum Verstärker 46 geregelt. Die Ausgangsgröße des Verstärkers 39 erreicht daher den gleichen Wert, jedesmal, wenn der Schalter 44 betätigt wird. Damit ivird jedesmal, wenn ein weißer Abschnitt der Probeaufschrift 22 abgetastet wird, die Ausgangsgröße des Verstärkers 39 auf eine vorgewählte Spannung eingestellt.

Die AVR-Schaltung 47 kann aus einem Feldeffekttransistor bestehen, dessen Steueranschluß mit dem Ausgang des Verstärkers 46 gekoppelt ist, und welcher

in einem Potentiometerbetrieb betrieben wird, so dal seine Ausgangsgröße in Abhängigkeit von seinei Eingangsgröße schwankt. Es sei hervorgehoben, daß di< Eingangsspannung der AVR-Schleife von dem von den hellen Abschnitt der Probeaufschrift 22 reflektierter Signal abhängig ist. Wenn weiter das optische Systen verschmutzt wird, oder Fotovervielfacher geschwäch wird, oder wenn sich andere Parameter des System: ändern, so ändert sich auch die Eingangsgröße zun

ίο Verstärker 46, und es wird die Verstärkung de: Verstärkers 36 geändert. Das System kompensier demnach die langsamen, lang dauernden Systempara meter-Veränderungen automatisch.

Der Ausgang des Verstärkers 39 ist mit entgcgcnge setzt gepolten Dioden 49 und 51 verbunden. Die Diod< 49 ist so gepolt, daß sie nur die Hellwertspannungcr hindurchläßt, und die Diode 51 ist so gepolt, daß sie nui die Dunkelwert-Spannungen hindurchläßt. Die Aus gangsgröße der Diode 49 gelangt zu einem Verstürkei 52 über einen Verbindungspunkt 53. Zwischen der Verbindungspunkt 53 und Masse ist eine Kapazität 5-geschaltet. Die Kapazität 54 lädt sich somit auf die höchste Hellwert-Spannung auf und speichert diese Spannung als Eingangsgröße für den Verstärker 52. Dei Verbindungspunkt 53 führt ebenso zu einer Entladeschaltung 56, die dazu verwendet wird, die Kapazität 5' jedesmal zu entladen, wenn das empfangene Signal von Hellwert zum Dunkelwert übergeht. Die Entladeschal tung 56 kann daher einen Transistor enthalten, desser Kollektor mit dem Verbindungspunkt 53 verbunden ist und dessen Basis und Emitter richtig vorgespannt sind Die Basis des Transistors empfängt die Ausgangsgröße des ODER-Gatters 57, welches jedesmal betätigt wird wenn dieT2-lmpulse, die in F i g. 6f veranschaulicht sind

bei dem Übergang vom Weißwert auf den Schwarzwer der reflektierten Wellenform erzeugt werden. Finzc! heilen der Wellenformen von F i g. 5 und 6 werden :v. späterer Stelle erläutert.

Die Kapazität 59. die an den Verbindungspunkt 58 dei

Diode 51 und des Verstärkers 61 gekoppelt ist. arbeite in dergleichen Weise wie die Kapazität 54: aufgrund dei Polarität der Diode 51 hält sie jedoch die Dunkelwert spannung. Diese Spannung wird über ein Entladenei/ werk 62 entladen, welches identisch mit demjenigen dei Hellhalte-Schaltung 56 aufgebaut ist. Die Kapazität 5' wird durch Erregung des ODER-Gatters 63 entladen u.zw. jedesmal, wenn T1-lmpulse von Fig.be erzeug werden, u. zw. beim Übergang der Eingangswellenforn vom Dunkelwert auf den Hellwert.

Es geht nunmehr hervor, daß der Verstärker 52 dif Hellwertspannung empfängt und verstärkt, wahrem der Verstärker 61 die Dunkelwert-Spannung empfang und verstärkt. Diese zwei Spannungen gelangen zi einer mittelwertbildenden Schaltung 64, deren Aus

gangsgröße den Mittelwert der Hellwert- und Dunkel wert-Spannungen darstellt. Die Ausgangsgröße dei mittelwertbildenden Schaltung 64 wird als Eingangsgrö ße für den Operationsverstärker 66 verwendet. Da dif Ausgangsgröße aus der mittelwertbildenden Schaltung

64 der Mittelwert der Dunkelwert- und Hellwert-Span nungen ist, stellt sie den Mittelpunkt zwischen der Dunkelwerten und den HeUwerten der Wellenform dar die in F i g. 6a gezeigt ist. und dient als Schwellenwert der in F i g. 7 gezeigt ist. Wenn der Fotovervielfacher

Niedrigreflexions-Strom abgetastet wird, so ändert siel die Wellenform gemäß Fig. 7. Wenn jedoch dif Niedrigspannung angeklemmt wird, wie in Fig.-gezeigt ist, so wird die Spannung konstant, die Schwell«

ändert sich jedoch, da sich der Hellwert ändert.

Der Verstärker 66 empfängt ebenso die Ausgangsgröße des Verstärkers 39, so daß das von der abgetasteten Aufschrift (Fig. 6a) reflektierte schwankende Signal ebenso dem Verstärker 66 eingespeist wird, jedesmal, wenn das Signal aus dem Verstärker 39 über den Mittelwert ansteigt, welcher aus der mittelwertbildenden Schaltung 64 empfangen wurde, so wird durch den Verstärker 66 ein Hochwert-Ausgang erzeugt, und wenn das Signal aus dem Verstärker 39 to unter den mittleren Spannungswert, der aus der mittelwertbildenden Schaltung 64 empfangen wird, fällt, so erzeugt der Verstärker 66 eine Niedngwert-Ausgangsgröße. Die Ausgangsgröße des Verstärkers 66 besteht damit aus einer Rechteckwelle, die in Pulsbreite is moduliert ist, u. zw. in Abhängigkeit von den Breiten der Reflexionsabschnitte der abgetasteten Aufschrift. Die Ausgangsgröße der mittelwertbildenden Schaltung 64 besteht aus dem Schwellenwert, welcher in Fig. 7 veranschaulicht ist. Wenn daher die Amplituden sich aus irgendeinem Grund ändern, wie bei der Abtastung einer unterschiedlichen Aufschrift, wie dies durch die Impulsgruppe 33 veranschaulicht ist, wird die Schwelle automatisch auf ca. die Mitte der reflektierten Signale eingestellt.

Da die Ausgangsgröße des Verstärkers 66 aus einer Rechteckwelle besteht, kann diese als Rechteckwellen-Ausgangsgröße des Systems dienen. Es kann jedoch eine Schwierigkeit entstehen, da Kurzzeit-Geräuschimpulse das reflektierte Signal veranlassen können, über den Schwellenwert hinauszugelangen, wodurch eine ungenaue Rechteckwelle erzeugt wird. Dies wird dadurch vermieden, indem mm die Ausgangsgröße des Verstärkers 66 zwei Verzögerungsschaltungen 67 und 68 zuführt. Die Eingangsgröße zur Verzögerungsschaltung 67 erfolgt über einen Inverter 69. Die Verzögerungsserutllung 67 wird durch die Übergänge von Weißwert nach Schwarzwert betätigt, was als T5-Signa-Ie in F i g. 6b wiedergegeben ist. In ähnlicher Weise wird die Verzögerungsschaltung 68 durch die Übergänge der Wellenform von Dunkelwert auf Hellwert betätigt, was als T6-Signale in Fig. 6c veranschaulicht ist. Jede der Verzögerungsschaltungen 67 und 68 weist eine gleiche zeilliche Verzögerung auf. die so gewählt ist. daß sie größer als die meisten Geräuschimpulse ist, jedoch kürzer als die schmalen Impulse ist. die von den schmalen Abschnitten der Kodeaufschrift 12 empfangen werden.

Die Ausgangsgrößen der Verzögerungsschaltungen 67 und 68 werden direkt den UND-Gattern 7i und 72 fcugeführt. Diese beiden UND-Gatter empfangen auch die Ausgangsgröße des Verstärkers 66. Die Ausgangsgrößen der UND-Gatter 71 und 72 gelangen jeweils zu den Einstell- und Rückstelleingängen einer Flip-FIop-Schaltung 73. Die Ausgangsgröße der Flip-Flop-Schaltung 73 wird als Rechteckwellen-Ausgangsgröße des Systems verwendet.

Die Verzögerungsschaltungen 67 und 68 in Verbindung mit den UND-Gattern 71 und 72 machen das System unempfindlich gegenüber kurz währenden Geräuschimpulsen. Jeder negative oder positive Übergang der Ausgangsgröße des Verstärkers 66 betätigt entweder die Verzögerungsschaltung 67 oder 68. Wenn der Übergang sich aus einem Aufschriftenabschnitt ergibt, so besteht die Änderung auch noch am Ende der Verzögerungsperiode, und es wird entweder das UND-Gatter 71 oder 72 geöffnet und betätigt den FÜD-FloD 73. Wenn jedoch ein Kurzzeit-Rauschimpuls den Übergang verursacht hat, so ist die Änderung bereits vor der Verzögerungsperiode zu Ende, und keines der UND-Gatter 71 oder 72 öffnet. Demnach wird der Flip-Flop 73 nur durch gültige Übergänge der Ausgangswellenformen des Verstärkers 66 in den einen Zustand oder in den anderen Zustand gestellt, und die Ausgangsgröße des Systems, welche in Fig. 6d gezeigt ist, besteht aus der Ausgangsgröße des Flip-Flops 73. Die Ausgangsgröße des Flip-Flops 73 entsprechend dem einen Zustand betätigt das Differenziernetzwerk 76, und die Ausgangsgröße entsprechend dem anderen Zustand (Reset) betätigt ein anderes Differenziernetzwerk 77. Die Ausgangsimpulse der differenzierenden Netzwerke 76 und 77 dienen jeweils als Tl- und T2-lmpulse. die in den Fig.6e und 6f veranschaulicht sind.

Die Tl- und T2-lmpulse der differenzierenden Netzwerke 76 und 77 gelangen jeweils zu den ODER-Gattern 63 und 57. Die Kapazitäten 54 und 59 werden demzufolge synchron mit den Übergängen der reflektierten Wellenform zwischen den hohen und niedrigen Amplitudenwerten entladen. Dies verhindert die Langzeitspeicherung des höchsten Wertes, der jemals durch die Kapazitäten 54 und 59 empfangen wird. Da die TI-Impulse offensichtlich bei den hell-nach-dunkel-Übergängen erzeugt werden und die T2-Impulse bei den Dunkel-Hell-Übergängen. werden die Kapazitäten 54 und 59 nicht gleichzeitig entladen, sondern werden nur mit den geeigneten Übergängen entladen.

Die TI- und T2-Impulsc. welche jeweils die Ausgangsgrößen der Differenziernetzwerke 76 und 77 darstellen, gelangen zu einem ODER-Gatter 78. Die Ausgangsgröße des ODER-Gatters 78 betätig! eine dritte Verzögerungseinrichtung 79. Die Verzögerungseinrichtung 79 weist eine Periode auf, die die Zeitdauer des breitesten Abschnitts der Aufschrift, die abgetastet wird, um einen vorgewählten Betrag, wie beispielsweise 50% überschreitet. Die Verzögerungseinrichtung 79 wird wiederholt durch Anlegen der Tl- und T2-Impulse an das ODER-Gatter 78 zurückgestellt und sie erzeugt daher keine Ausgangsgröße, wenn nicht die Ausgangsgröße des Verstärkers 66 innerhalb der Zeitperiode det Verzögerung ausfällt bzw. ihren Zustand ändert. Wenr die Verzögerungseinrichtung 79 eine Ausgangsgröße erzeugt, so wird diese in dem Netzwerk 81 differenzier! und den ODER-Gattern 57 und 63 zugeführt, um die Kapazitäten 54 und 59 zu entladen. Dies wir durchgeführt, um zu verhindern, daß das System auf eir ungewöhnlich hohes Signal anspricht, welches voi einem unerwartet stark oder niedrig reflektierende! Element in der Nachbarschaft der Aufschrift empfange] wird. Wenn ein solches Element vorhanden ist, wir« entweder die Kapazität 54 oder die Kapazität 59 au einen Wert aufgeladen, der weit über dem Wert lieg welcher kennzeichnend für den Reflexionsabschnitt de Aufschrift ist. Dadurch wird der Mittelwert de Ausgangsspannung der mittelwertbildenden Schaltun 64 drastisch geändert, und es wird der Schwellenwei von F i g. 7 stark geändert, so daß Übergänge durch di Schwelle nicht auftreten und die Ausgangsgröße de Verstärkers 66 niemals die Zustände oder Bedingunge ändert. Diese Vielfunktionen wird durch das Vorhat densein der Verzögerungseinrichtung 79 verhindert, d wenn ein solcher Zustand auftritt, die AusgangsgröC des Verstärkers 66 die Bedingungen oder Zustänc nicht ändert, u. zw. während der Zeitperiode, die durc die Verzögerungsschaltung 79 aufgebaut ist, und es wii

weiter ein Ausgangssignal durch die Verzögerungsschaltung 79 abgegeber. Dieses Ausgangssignal wird in dem Differenziernetzwerk 8i differenziert und gelangt zu den ODER-Gattern 57 und 63, um eine Entladung der Speicherkapazitäten 54 und 59 zu bewirken. Das System wird somit daran gehindert, auf ein Signal anzusprechen, welches von einem Element empfangen wurde, das eine wesentlich von der höchsten und niedrigsten Reflexion der gewöhnlich erwarteten abgetasteten Ortungsobjekt-Zustände abweichende Reflexionsfähigkeit aufweist Es sei erwähnt, daß, wenn dies gewünscht wird, getrennte Verzögerungseinrichtungen durch die Netzwerke 76 und 87 betätigt werden können, um getrennt die Kapazität 54 und 59 zu entladen.

Die Zeitsteuerung der verschiedenen zuvor geschildenen Vorgänge kann am besten verstanden werden, indem man auf Fig. 1 näher eingeht. Gemäß dieser Figur empfängt das photoempfindliche Element 21 Laserlicht vor der Aufschrift 12 am Behälter 11. Die Ausgangsgröße des Photodetektors 21 wird zu einem photoelektrischen Verstärker 82 geleitet, der in F i g. 8 gezeigt ist, wodurch ein TiO-Impuls erzeugt wird, der in F i g. 5a veranschaulicht ist. Wenn es gewünscht wird, kann der Detektor 21 von F i g. 1 dazu verwendet werden, den Univibrator von Fig.8 zu betätigen. Die abfallende Flanke des TlO-Impulses betätigt den Univibrator 83, dessen Ausgangsgröße als T20-Impuls dient, wie in Fig. 5b gezeigt ist. Die Abfallflanke des T20-lmpulses betätigt einen weiteren Univibrator 84. dessen Ausgangsgröße als T30-Impuls dient, welcher in I" ig. 5c veranschaulicht ist. Die Abfallflanke des T30-lmpulses betätigt einen weiteren Univibrator 85. um einen T40-Impuls gemäß Fig. 5d zu erzeugen. Da jeder Satz von vier Impulsen (TI 0. T20, T30 und T40) in weniger als zwei Millisekunden erzeugt wird, treten diese Impulse auf, wenn die Probeaufschrift 22 abgetastet wird, jedoch bevor die Kodeaufschrift 12 abgetastet wird. Demzufolge werden diese Impulse dazu verwendet, um das System automatisch zu eichen, um Systemparametcr-Änderungen, wie beispielsweise eine verschmutzte Optik, Änderungen in der Fotoverviclfachcr-Charakteristik und Änderungen im Wert der Schaltungselemente, die inherent durch Alterung auftreten, zu kompensieren.

Jeder der vier Impulse TlO. T20. T30 und T40 wird spezifisch verwendet. Der Impuls TlO zeigt. da^rJ dtr photoelektrische Detektor 21 abgetastet wurde, und daß die Probeaufschrift 22 als nächstes abgetastet wird. Der Impuls T20 führt eine Zeitverzögerung ein. um sicherzustellen, daß der T30-lmpuls erzeugt wird, wenn ein weißer Abschnitt der Probeaufschrift 22 abgetastet wird.

F i g. 3 zeigt, daß der T30-lmpuls dazu verwendet wird, den spannungsempfindlichen Schalter 44 zu betätigen, um die Systemverstärkung in Abhängigkeit von der Reflexion von einem weißen Aufschriftenabschnitt einzustellen. Wenn es gewünscht wird, einen Dunkclwert zu erfassen und diesen dem F.ingangsanschluß 42 zuzuführen, anstelle der Verwendung eines vorgewählten Wertes, so wird der T20-lmpuls dazu «1 verwendet, diese Funktion durchzuführen, wenn die Probeaufschrift 22 zuerst einen dunklen Abschnitt aufweist. Wenn die Probcaufschrift 22 zuerst einen weißen Abschnitt aufweist, kann es erforderlich sein, einen Univibrator in F i g. 8 hinzuzufügen, um den μ Dunkelweri zu erfassen. Diese Änderungen liegen jedoch im Rahmen fachmännischen Handelns. In F i g. 3 ist weiter gezeigt, daß der T40-lmpuls den ODER-Gattern 57 und 63 zugeführt wird, um die Entladung der Kapazitäten 54 und 59 zu bewirken, bevor mit dem Abtasten der Kodeaufschrift 12 begonnen wird.

In Fig. 1 tritt eine vollständige Abtastung des Behälters 11 auf, u.zw. für jeden Flächenabschnitt 17 des Prismas 16. Demnach wird durch jeden Flächenabschnitt ein Abtastwinkel von ca. 90° beschrieben. Weniger als 60° dieses Abtastwinkels werden zum Abtasten des Behälters 11 verwendet, und die verbleibenden 30° stehen daher für andere Flächen zur Verfügung. Das Abtasten der Probeaufschrift 22 und die daraus resultierende Erzeugung der Zeitsteuerimpui*>e TlO, T20, T30 und T40 findet daher innerhalb dieser »Extra«-30° statt und findet auch für jeden Flächenabschnitt 17 des Prismas 16 statt.

Die vorangegangene Beschreibung beschäftigte sich mit einem System, welches 1.) eine nicht verzerrte Wellenform, trotz starken Änderungen der Umgebungsbedingungen, erzeugen kann und 2.) eine automatische Verstärkungsregelung aufweist, um automatisch Langzeitsysteniparameter-Änderungen zu kompensieren, und welch js 3.) gegenüber Langzeit- und Kurzzeit-Umgebungsgeräuschbedingungen unempfindlich ist. die üblich die Rechteckwellenausgangsgrößc verschlechtern oder das System aufhalten. Das bis hierher beschriebene System enthält jedoch keine Mittel, um Änderungen in dem reflektierten SignaSpegel zu kompensieren, die mit Abtast-Abstandsänderungen auftreten, oder eine Einrichtung zum Kompensieren der Änderung im Reflexionsfähigkeitsverhältnis, die auftritt, wenn die Abschnitts-Farbkombination der Kodeaufschrift geändert wird oder sich ändert. F i g. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Systems, mit dessen Hilfe sich die zwei zuvor geschilderten Eigenschaften erreichen lassen.

t's sei hervorgehoben, daß F i g. 4 ein Zusatz zu F i g. 3 ist, jedoch keinen Ersatz für Fig. 3 darstellt. Dies läßt sich dadurch erkennen, daß die Verstärker 36,39 und die automatische Verstärkungsregelungsschaltung 46 und deren zugeordnete Schaltungsabschnitte, wie AVR 47 und der Schalter 44. in beiden F i g. 3 und 4 vorkommen. Darüber hinaus ist auch der Detektor 43 in F i g. 4 vorhanden. Fig.4 weist damit zusätzlich den Verstärker 86 und die zugeordneten Schaltungsabschniue auf. was im folgenden beschrieben werden soll. Der Verstärker 86 ist hinzugefügt, um die Systemverstärkung in Abhängigkeit von Abstandsänderungen zwischen dem Abtastmechanismus und der abgetasteten Aufschrift zu ändern, und ebenso als Mechanismus zum Kompensieren von unterschiedlichen Reflexionsfähigkeits-Verhältnissen der Abschnitte der abgetasteter Aufschrift. Dies wird durch die Steuerung dei A VR-Schaltung 87 erreicht, welche die Verstärkung de; Verstärkers 86 in Einklang mit dem empfangenen Signa steuert. Die AVR-Schaltung 87 wird mit Hilfe eine: UND-Gatters 88 gesteuert, welches ein Abtast-Startsi gnal empfängt. Dieses Signal ist das Signal, welches dei Start der Abtastung des Behälters 11 anzeigt, also nich mit dem TlO-lnipuls verwechselt werden darf, der durcl den Photodetektor erzeugt wird.

Dieses Signal ist vorhanden, bis durch den logischei Prozessor 93 ein das F.nde der Dose oder des Behälter anzeigendes Signal erzeugt wird.

Das UND-Gatter 88 ist mit einem Kippschalter ode Flip-Flop 89 verbunden, welcher zwei Ausgang aufweist. Ein Ausgang betätigt das Hochverstärkung« Netzwerk 91. und der andere Ausgang betätigt da Niedrigverstärkungs-Netzwcrk 92. Die Ausgangsgrc

/O

Ben der zwei Verstärkungs-Netzwerke 91 und 92 steuern die AVR-Schaltung 87 und steuern somit die Verstärkung des Verstärkers 86. Es sei hervorgehoben, daß nur zwei Verstärkungszustande gezeigt sind — eine hohe Verstärkung und eine niedrige Verstärkung. Es ist jedoch für den Fachmann offensichtlich, entweder verschiedene ■ Inkrement-Steuereingangsgrößen der AVR-Schaltung 87 zuzuführen oder eine proportionale Steuereingangsgröße für die AVR-Schaltiing 87 vorzusehen, so daß die Verstärkung des Verstärkers 86 genauer bzw. dichter gesteuert werden kann.

Die Ausgangsgröße des Detektors 43 gelangt zu einer logischen verarbeitenden Schaltung 93. Dies ist eine verarbeitende Schaltung, welche die vom Detektor 43 empfangene Wellenform dekodiert und welche die Inhalte des Behälters, welcher die Kodeaufschrift trägt, indentifiziert.

Wenn zu einem Zeitpunkt eine gültige Aufschrift abgetastet wurde, so erzeugt der logische Prozessor 93 ein das Ende der Aufschrift angebendes Signal, welches _zo dem einen Eingang des Verstärkungsblockicr-Flip-Flops 94 zugeführt wird. Der Prozessor 93 stellt auch ein Taktsignal am Takteingang des Verstärkungsblockierriip-Flops 94 zur Verfügung. Die Ausgangsgröße des "lip-Flops 94 ist mit dem anderen Eingang des JND-Gatters 88 verbunden.

Im Betrieb, wenn das System zunächst erregt wird. ;jibi ein Prozessor 93 eine Takteingangsgröße an den vOrstärkungsblockier-Flip-Flop 94 ab, so daß ein I-Fingang an einem Eingangsanschluß des UND-Gateis 88 zur Verfugung steht. Wenn demzufolge das den Start der Abtastung wiedergebende Signal durch das UND-Gatter 88 empfangen wird, wird eine Ausgangsgröße erzeugt, die den Flip-Flop 89 entweder in den Hochvcrstärkungs- oder Niedrigverstärkungs-Zustand »ehaltet, und die AVR-Schaltung 87 stellt die Verstärkung des Verstärkers 86 in Abhängigkeit von der Verstärkungs-Steucreingangsgröße ein. Es sei angenommen, daß zuerst die Hochverstärkungs-Schaltung 91 durch den Flip-Flop 89 betätigt wird. Der Verstärker 86 wird dann auf einen Mochverslärkungs-ZuMand umgestellt.

Die Ausgangsgröße des Verstärkers 86 gelangt /um Detektor 43. welcher das von der Aufschrift empfangene analoge Signal in eine Rechteckwelle konvertiert und die Rechteckwelle zur Prozessorlogik 93 schickt, die dann die Rechteckwellenform dekodiert. Beim Ende der ersten Abtastung und unter der Annahme, daß diese gültig war, wird durch den logischen Prozessor 93 ein das F.ndc der Aufschrift wiedergegebenes Signal erzeugt, so daß der Verstärkungs-Blockier-Flip-Flop 94 in den einen Zustand (set) gestellt wird, wodurch die !-Eingangsgröße aus dem UND-Gatter 88 entfernt wird, und diese Schaltung entregt wird. Der Schalter oder Flip-Flop 89 bleibt daher auf dem Hochverstärkungs-Ausgangszustand, so daß die Verstärkung der AVR-Schaltung 87 konstant bleibt. Wenn die Abtastung nicht gültig war. so wird kein das Aufschriftenende wiedergebendes Signal erzeugt, und der Kippschalter 84 ■■:■■ ird umgeschaltet, und der Verstärker 86 wird auf den Niedrigverstärkungszuslaiid für die nächste Abtastung

Wird angenommen, daß beim Anlegen des Abtast-Startsignals an das UND-Gatter 88 der Kippschalter 89 auf den Niedrigverstärkungs-Zustand eingestellt ist. so hält die AVR-Schaltung 87 den Verstärker 86 in dem Niedrigverstärkungs-Zustand. Wenn der Niedrigvc-stärkuniys/iistand des Verstärkers 86 dem Detektor 4 5 erlaubt hat. das Signal richtig zu erfassen, so wird durch den logischen Prozessor 93 ein das Ende der Aufschrift kennzeichnendes Signal erzeugt, und der Flip-Flop 94 wird in den einen Zustand gebracht, um das UND-Gatter 88 außer Bereitschaft zu setzen und den Verstärker 86 im Niedrigverstärkungszustand zu halten. Wenn jedoch am Ende der ersten Abtastung die logische Prozessorschultung 93 den Kode nicht lesen kann, so wird ein das Ende der Aufschrift kennzeichnendes Signal nicht erzeugt, und der Verstärkungsblockier-Flip-Flop 94 bleibt in dem rückgestellten Zustand, und das Anlegen einer 1 -Eingangsgröße an das UND-Gatter 88 wird fortgesetzt. Der Schalt-Flip-Flop 89 wird dadurch auf den Hochverstärkungszustand geschaltet, um die Verstärkung des Verstärkers 86 zu erhöhen, so daß der Detektor 43 Signale mit größerer Amplitude empfängt. Der Detektor 43 verarbeitet dann die S ignale mit größerer Amplitude in einer verbesserten Rechteckwelle und bietet diese Rechteckwelle der logischen Schaltung 93 an, die dann besser den Kode lesen kann und ein das Ende der Aufschrift kennzeichnendes Signal erzeugt, um den Flip-Flop 94 in den einen Zustand (set) zu bringen und das UND-Gatter 88 zu sperren.

Aus der vorangegangenen Beschreibung der Betriebsweise geht hervor, daß das System auf Abweichungen in der Amplitude des reflektierten Signals anspricht, um die Verstärkung des Verstärkers zu ändern, so daß dadurch das System automatisch Zunahmen oder Abnahmen in der Entfernung kompensiert, die zwischen dem Abtastmechanismus und der abgetasteten Aufschrift auftreten.

Aus der vorangegangenen Beschreibung gehl auch hervor, daß Zu'tände existieren, in welchen das System die Aufschrift bei einem niedrigen Grcnzverstärkungszustand liest. In solchen Fällen kann es möglich sein oder nicht möglich sein, die Aufschrift bei der nächsten Abtastung zu lesen, was von dem Umgebungsgeräusch· zustand abhängig ist. Dieser Zustand kann bei einer Abtastentfernung auftreten, die zu einer Abnahme des reflektierten Signals auf einen niedrigen Wert führt. Dieser Zustand kann auch auftreten, wenn die Farbkombination der Aufschriften-Abschnitte geändert wird, so daß der Reflexionskontrast der Abschnitte von einem optimalen Kontrast, der von einer schwarzen und weißen Aufschrift erhalten wird, vermindert wird. Uin dies zu kompensieren, ist die Meßsignalschaltung 96 vorgesehen, welche Hoch- und Niedrigverstärkungs Einstellausgangsgrößen erzeugt, um den Zustand de Schalt--Flip-Flops 89 zu ändern und um dadurch die Verstärkung des Verstärkers 86 durch die AVR Schal lung 87 /u verändern. Die Meßsignalschaltung 96 wire durch ein Meßsignal betätigt, welches in der Weist erzeugt wird, wie es unter Hinweis auf Fig.' beschrieben werden soll. Es sei hervorgehoben, daß de Zweck des Messens der Größe des Signals mit Hilfe de Schaltung % darin besteht, zu verifizieren, daß dii Amplitude des Signals, welches von der abgetastete! Aufschrift erhalten wurde, innerhalb eines bestimmte! Bereiches fällt. Die Schaltung vergleicht daher da empfangene Signal mit einem Bczugssignal und erzeug ein Signal, welches anzeigt, daß das empfangene Sign; entweder einen Nennwert hat. einen niedrigen Wert ha oder einen hohen Wert hat. Das Erzeugen de Bezugssignals ist für den Fachmann offensichtlich. Da in die Meßsignalschaltung % eingespeiste Mcßsipn; wird dazu verwendet, sicherzustellen, daß die Messun während ties Abtastens der kodierten Aul'schri stattfindet. Dies wird unter Hinweis auf F i j: ^c näht

17 *' 18

frläutert. tastung gültig war, so wird ein das Ende der Aufschrift

F i g. 9 enthält zwei Zeitsteuerzähler 97 und 98, wobei kennzeichnendes Signal erzeugt, und der Verstärkungsder Zähler 97 das den Start der Abtastung kennzeich- blockier-Flip-Flop 94 erzeugt eine Ausgangsgröße, nende Signal direkt empfängt, und der Zähler 98 das den Damit wird während der zweiten Abtastung der Start der Abtastung kennzeichnende Signal durch ein S Aufschrift das UND-Gatter 99 betätigt, und der UND-Gatter 99 empfängt. Das UND-Gatter 99 Zeitsteuerzähler 98 zählt die Impulse, die während der empfängt ebenso das Ausgangssignal aus dem Verstär- zweiien Abtastung empfangen werden. Die Impulse aus kungsblockier-Flip-Flop 94 von Fig.4, während die dem Zähler 98 und dem Addierer 101 werden einer Zeitsteuerschaltung 97 das das Ende der Aufschrift Vergleichsschaltung 103 zugeführt, die ein Meßsignal kennzeichnende Signal empfängt, welches durch den io erzeugt, wenn verglichene Zählungen empfangen logischen Prozessor 93 von F i g. 4 erzeugt wurde. Da werden, um sicherzustellen, daß die kodierte Aufschrift der Zeitsteuerzähler 97 das den Start der Abtastung abgetastet wurde. Das Vergleichssignal gelangt zur kennzeichnende Signal empfängt, beginnt er mit dem Meßsignalgrößen-Schaltung 96 von Fig. 9, woraus sich Zählen in dem Moment, in .welchem da^r- Signal die Messung der Amplitude des empfangenen Signals empfangen wird, und er zählt weiter, bis er durch das das 15 ergibt, welches in diesem Moment auftritt.
Ende der Aufschrift kennzeichnende Signal gestoppt Die Meßsignalgrößen-Schaltung % mißt das empfan-

wird, weiches durch die Prozessorlogik 93 erzeugt wird. gene Signal, und wenn sie feststellt, daß die Amplitude Die Zählungs-Ausgangsgröße aus dem Zähler 97 einem Nennwert entspricht, so schickt sie ein Nennsigelangt zu einem Addierer 101. Da die Gesamtzählung gnal zur Prozessorlogik 93, und der Betrieb des Systems des Zählers 97 die Probeaufschrift und irgendeine 20 wird in normaler Weise fortgesetzt. Wenn jedoch die weitere Abtastung enthält, die zwischen der Probeauf- Amplitude des gemessenen Signals als niedrig festgeschrift und der kodierten Aufschrift auftritt, ist es stellt wird, so erzeugt die Meßsignalgrößei:-Schahung erforderlich, sicherzustellen, daß die Zählung innerhalb % eine Niedrigwert-Ausgangsgröße, die daza verwender Abtastung der kodierten Aufschrift fällt. Dies wird det wird, den Schalt-Flip-Flop 89 auf einen Huchvererreicht, indem man einen Aufschriftenbreite-Zähler in 25 stärkungs-Zustand einzustellen, wodurch die Verstärden Addierer 101 über die Eingangsleitung 102 einspeist. kung des Verstärkers 86 erhöht wird. In ähnlicher Der Addierer 101 ist in Wirklichkeit ein Subtrahierer Weise, wenn die gemesene Amplitude als hoch und er zieht daher diese zwei Zählungen voneinander festgestellt wird, so wird durch die Meßsignalgrößenab, so daß die Ausgangszählung eine Zahl oder Zählung Schaltung 96 eine Hochpegel-Ausgangsgröße erzeugt, darstellt, die in die Abtastung der kodierten Aufschrift 30 um den Schalter-Flip-Flop 89 auf einen Niedrigverstärfällt. kungs-Zustand einzustellen, wodurch die Verstärkung

Die bis hierher geschilderten Ereignisse treten des Verstärkers 86 vermindert wird, und die Ausgangswährend der ersten Abtastung der Aufschrift auf, und größe desselben auf den Nennwertbereich gebracht daher bleibt der Zähler 98 leer, da das UND-Gatter 99 wird,
nicht geöffnet wurde. Wenn die erste Aufschriften-Ab- 35

Hierzu 5 Blatt Zeichnuniien

Claims (12)

't Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Konvertieren eines durch abtasten einer beleuchteten graphischen Vorlage erzeugten analogen Signals, welches zwischen einem hohen Signalwert und einem niedrigen Signalwert entsprechend einer großen Amplitude und einer niedrigen Amplitude schwankt, in eine Rechteckwelle, gekennzeichnet durch eine erste Schaltungsanordnung (49, 54) zum Erfassen und Speichern des Signalwertes entsprechend dem einen Amplitudenwert und durch eine zweite Schaltungsanordnung (51, 59) zum Erfassen und Speichern des Signalwertes entsprechend dem anderen Amplitudenwert. weiter durch eine mittelwertsbildende Schaltung (64), um aus den Ausgangsgrößen der «rsten (49, 54) und zweiten Schaltungsanordnung i(51, 59) einen Mittelwert bzw. Mittelwertssignal hinsichtlich der Amplitudenwerte zu erzeugen, und durch eine Schaltung (66), die das Mittelwertssignal und das analoge Signal empfängt und eine rechteckförmige Ausgangsspannung erzeugt, die immer beim Mittelwertssignal zentriert ist, derart, daß die rechteckförmige Ausgangsspannung einen hohen Pegel hat, wenn das analoge Signal über das Mittelwertssignal steigt, und einen niedrigen Pegel hat, wenn das analoge Signal unter das Mittelwertssignal fällt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verstärkermittel (36) zum Verstärken des analogen Signals und zum Zuführen des verstärkten Signals zur ersten und zweiten Schaltungsanordnung (49, 54; 5t, 59) für die Demodulation vorgesehen sind; daß weiter eine automatische Verstärkungsregeleinrichtung (44, 46, 47) vorgesehen ist. die auf eine der Analogsignalamplituden anspricht, um die Verstärkung der Verstärkermittel (36) in Einklang mit einer Probe der einen Amplitude zu steuern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkermittel (36) eine Einrichtung (4t, 42) zum Festklemmen der Ausgangsgroße der genannten Verstärkermittel (36) umfassen, um diese Ausgangsgröße auf einen vorherbestimmten Wert zu verstärken, der kennzeichnend für die andere der Analogsignalamplituden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite Entladeeinrichtung (56, 62) vorgesehen sind, um jeweils die erste und die zweite Schaltungsanordnung (49, 54; 51, 59) für eine Demodulation innerhalb vorgewählter Zeitperioden zu entladen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Verzögerungseinrichtung (68) vorgesehen ist, die auf die Übergänge der Rechteckwelle vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel anspricht, und daß eine /weite Verzögerungseinrichtung (68) vorgesehen ist, die auf die Übergänge der Rechteckwelle vom niedrigen Pegel auf den hohen Pegel anspricht, daß beide Verzögemngseinrichuingen die vorgewählten Zeitperioden ftstsetzen und daß die erste und die zweite Verzögerungseinrichtung (67, 68) jeweils die erste und die zweite Entladeeinrichtung (56,62) betätigen, um die erste und die zweite Schaltungsanordnung (49, 54; 51, 59) für Erfassungs- und Speicherzwecke am Ende der vorgewählten Zeitperiode zu entladen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Verzögerungseinrichtung (79) vorgesehen ist, die auf die erste und die zweite Verzögerungseinrichtung (67, 68) anspricht, daß die dritte Verzögerungseinrichtung (79) eine voreingestellte zeitliche Verzögerung aufweist, welche die längste Zeitperiode zwischen aufeinanderfolgenden Übergängen der Rechteckwelle überschreitet, und daß die dritte Verzögerungseinrichtung (79) am Ende der voreingestellten Zeitverzögerung die erste und die zweite Entladeeinrichtung (56,62) betätigt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstärkungseinrichtung (86) zur weiteren Verstärkung des analogen Signals vorgesehen ist; daß weiter eine Verstärkungsregeleinrichtung (87, 88, 89, 91, 92, 94, 96) zum Regeln der Verstärkung der Verstärkereinrichtung (86) in Abhängigkeit von den Änderungen in den hohen und niedrigen Amplituden vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß eine logische Prozessoreinrichtung (93) vorgesehen ist, die auf die Verstärkereinrichtung (86) anspricht und ein Weller.form-Beendigungssignal erzeugt, wenn eine gültige Rechteckweile von der Verstärkereinrichtung (86) empfangen wurde; daß die Verstärkungsregelungseinrichtung (87,88,89,91,92,94,%) eine den Verstärkungswcn einstellende Schaltung (89, 91, 92) aufweist, welche auf das Wellenform-Beendigungssignal anspricht und den Verstärkungswert der Verstärkungsregeleinrichtung (87, 88, 89, 91, 92, 94, 96) einstellt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (89, 91, 92) zum Einstellen des Verstärkungswertes Mittel (91, 92) enthält, um Verstärkungswert-Signalc zu erzeugen. um dadurch die Verstärkung der Verstärkungseinrichtung (86) zu steuern bzw. zu regeln; und weiter eine bistabile Schaltung (39) aufweist, die auf das Wellenform-Beendigungssignal anspricht, um die Mittel (91,92) zum Erzeugen der Verstärkungswert-Signale zu steuern.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (96) zum Messen der Amplituden und zum Erzeugen eines Niedrigwertsignals, eines Hochwertsignals und eines Nennwertsignals entsprechend der Amplitudenänderung relativ zu den Bezugswertamplituden vorgesehen ist, daß die Einrichtung (89, 91, 92) zum Einstellen des Verstärkungswertes diese Wertsignale empfängt und die Verstärkung der Verstärkungseinrichtung (86) in Abhängigkeit von den Wert-Signalen steuert.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (96) zum Messen der Amplituden eine Schaltung (97—103) zum Erzeugen eines Meßsignals enthält um sicherzustellen, daß das Hochwertsignal, das Niedrigwertsignal und das Nennwertsignal innerhalb einer vorgewählten Zeit der Rechteckwellc erzeugt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11. dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (97-103) zum Erzeugen eines Meßsignals folgende Einrichtungen und Merkmale aufweisen: einen ersten Zähler (97), der während der ersten Zeitperiode, während welcher die Wellenform erzeugt wird, zählt; eine Zähl-Addiereinrichtung (101), welche die Ausgangsgröße des ersten Zählers (97) und eine Bczugszählung empfängt, um eine Vergleichszählung zu

erzeugen; einen zweiten Zähler (98), um während der zweiten Zettperiode, während welcher die Wellenform erzeugt wird, zu zählen; eine Vergleichseinrichtung (103), welche die Zählung vom zweiten Zähler (98) und die Vergleichszählung empfängt und das Meßsignal erzeugt, wenn die Zählung des zweiten Zählers und die Vergleichszählung gleich sind.