Verfahren zur Wahrnehmung von Kennzeichen Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wahrnehmung von Kennzeichen auf einem Schriftstück und insbesondere auf die Feststellung einer kennzeichnenden Markierung auf einem Brief.
In Sortieranlagen ist die Steuerung eines Gegen standes zu seiner Bestimmung anhand von Kenn zeichen bekannt. Das Kennzeichen kann dabei aus einer graphischen oder magnetischen Markierung be stehen. Im Fall einer graphischen Markierung kann das Kennzeichen durch photoelektrische Mittel aus gewertet werden; im Falle einer magnetischen Markie rung wird es durch einen Ablesekopf definiert. Der Gegenstand muss abgetastet werden, damit das Kenn zeichen darauf wahrgenommen werden kann.
In Briefsortieranlagen muss der Briefumschlag auf das Vorhandensein eines Postwertzeichens ge prüft werden. Dabei wird der reflektierte Lichtwert, der von diesem Wertzeichen stammt, wertmässig un tersucht und veranlasst weitere Sortiervorgänge, sofern es erforderlich ist. Viele Briefumschläge besitzen zu sätzliche Aufdrucke, welche ebenfalls durch das Wert zeichen-Auswertmittel wahrgenommen werden. Daher ist einer der Zwecke der vorliegenden Erfindung, die Möglichkeit auszuschalten, dass solche Aufdrucke die Steuervorgänge der Sortiermaschine beeinflussen.
Die Einrichtung muss ebenfalls imstande sein, zwischen Reflexionswerten eines Wertzeichens (Stempels oder Marke) und dem Reflexionswert der Unterlage bzw. des Briefumschlages zu unterscheiden.
Die Erfindung besteht in einem Verfahren, in welchem das Kennzeichen, das auf einem Schriftstück aufgebracht ist, durch eine photoelektrische Einrich tung wahrgenommen wird. Diese Einrichtung misst die Helligkeitsdifferenzen, welche von einer Licht quelle herrühren, die von einen Teil der Oberfläche des Schriftstückes des festzustellenden Kennzeichens und anderen auf dem Schriftstück befindlichen Zei chen reflektiert werden.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass einerseits durch ein Zeichen erzeugte elektrische Impulse und anderseits durch die von der Oberfläche des Schriftstückes reflektierten Lichtflecken erzeugten Impulse an einen Torstrom kreis geführt werden, die nur geöffnet sind, wenn beide Impulsarten gleichzeitig eintreffen, wobei das Tor blockiert bleibt, bis solche simultane Impulse auftreten.
Die lichtempfindliche Einrichtung kann eine photoelektrische Zelle sein, die durch eine Maske bedeckt ist, welche einen engen Schlitz offen lässt. Der Schlitz ist angenähert so breit wie das Kenn zeichen, das durch die photoelektrische Einrichtung wahrzunehmen ist. Es ist jedoch schmal im Ver gleich zur Länge des Gegenstandes, der abzutasten ist.
Da jedoch der Schlitz nicht allzu schmal gemacht werden kann, ist seine Dimension derart, dass er auf eine bestimmte Fläche des abzutastenden Gegen standes passt, so dass eine plötzliche Änderung der Lichtreflexion vom Gegenstand, der abgetastet wird, eine graduelle Änderung des Helligkeitswertes, der abgeleitet wird, verursacht. Dementsprechend sind die vorderen und hinteren Kanten der Ausgangskurve der lichtempfindlichen Einrichtung gleichartig flach.
Nachstehend wird anhand eines Ausführungs- beispieIes und der Zeichnung die Erfindung erklärt. In der Zeichnung zeigt die Fig. 1 ein Gesamtblockschema einer Ausfüh rungsanordnung nach der Erfindung,
die Fig. 2 ein Diagramm der Spannungsverhält nisse an den verschiedenen Punkten der Fig. 1 und die Fig. 3 ein etwas expliziteres Schaltbild der Fig.1. In der Fig. 1 ist eine Anzahl Abtasteinrichtungen Bi <I>. . .</I> B6 dargestellt. Diese mögen Photozellen oder andere angemessene photoempfindliche Detektoren sein.
Der Ausgang jedes der Elemente Bi . . . B6 wird an einen Eingang des zugeordneten Verstärkers V1 <I>. . .</I> V6 angelegt. Die Verstärker V1 . . . V4 besitzen einen anderen Eingang, der von einer Steuer schaltung U abgenommen ist. Diese Steuerschaltung wird durch einen Ausgang der Verstärker V<B><I>5</I></B>, V6 ge steuert. Damit der Verstärker V1 also wirksam sei, muss er gleichzeitig einen Eingangsimpuls von seiner zugeordneten Photozelle Bi und einen Impuls von der Einrichtung U erhalten.
Der Ausgang der Ver stärker V1 <I>. . .</I> V4 wird beim Punkt 2 zusammen genommen und von da an die Auswerteinrichtung H1 gelegt. Ein anderer Ausgang der Verstärker V" und V6 wird ebenfalls zusammengenommen und an die Auswerteinrichtung H2 gelegt. Die Elemente B", B6 tasten verschiedene Teile des zu untersuchenden Gegenstandes ab, von welchen eine getrennte Steuer spannung erhalten wird, welche jedoch hier keine wei tere Bedeutung hat.
In der Auswerteinrichtung Hl wird der Eingang, welcher an den Verstärkern V1 <I>. ..</I> V4 abgenommen wird, parallel eingeführt. Eine dieser Einführungen, und zwar die untere, geht zum Element M, das einen Breitenmessstromkreis bildet. Die obere Einführung führt zum Integrator J. Der Ausgang des Integrators J ist am Punkt 3 in zwei Teile aufgeteilt. Der obere Teil führt zum Filter F und der untere zur Störimpulsaustastschaltung <I>St.</I> Der Ausgang des Filters F wird an einen Eingang eines Tores T mit drei Eingängen gelegt.
Der Aus gang des Stromkreises M geht zum Register Sp und zu einem zweiten Eingang des Tores T. Der Aus gang des Begrenzers<I>St</I> wird an den dritten Eingang des Tores T gegeben.
Der am Punkt 6 gezeigte Ausgang des Tores T führt zum Stromkreis UC. Die Details dieses Ge brauchsstromkreises UC werden nicht gezeigt, sie sind jedoch dem Fachmann bekannt.
Das Tor T ist so eingerichtet, dass es bei Koin zidenz von Spannungen, die an seine drei Eingänge gelegt werden, welche vom Filter F, vom Register Sp und von der Störirnpulsaustastschaltung <I>St</I> herrühren, öffnet.
Das Register Sp ist ein Flip-Flop und besitzt einen Rückstelleingang, der mit der Einrichtung U ge koppelt ist. Der Begrenzer<I>St</I> differenziert das Signal, das durch den Integrator J wahrgenommen worden ist und erzeugt dabei positive Spannungsspitzen im Falle von ansteigenden Spannungskurven und nega tive Spitzen im Falle abfallender Kurvenflanken. Die Austastschaltung <I>St</I> wirkt ebenfalls als Polaritäts- unikehrung für die angelegten Impulse.
In der Fig. 2 zeigt der Teil 1 einen Briefumschlag mit dem Postwertzeichen A und einem weiteren fremden Kennzeichen C, das vom Stempel oder der Marke beabstandet ist. Die Linie D kennzeichnet den Rand des Umschlages. Es sei angenommen, dass der Umschlag von links nach rechts abgetastet werde. Der Verstärker V der Fig. 1 liefert dazu Ausgangsspan nungen, die in der Kurve 2 gezeigt sind, wobei die Abszisse in Millisekunden und die Ordinate in Volt aufgeteilt ist. Die Hintergrundteile des Umschlages 1 erzeugen eine Spannung, die über drei Volt liegt.
Ein Kennzeichen A, das eine geringere Reflexionsfläche aufweist als der Umschlag, erzeugt eine geringere Spannung als jene, die der Umschlag selbst erzeugt. Das Fremdkennzeichen C erzeugt noch eine niedri gere Spannung, da seine Reflexionswirkung noch ge ringer ist als jene des Wertzeichens und sowieso als jene der Umschlagfläche. Nachdem der Umschlag 1 durch die Abtasteinrichtung B läuft, nimmt an seiner Kante D die Ausgangsspannung wiederum auf einen Wert ab, der mit der Spannung vergleichbar ist, welche durch das Fremdkennzeichen C erzeugt wird. Die in der Kurve 2 gezeigten Wellenformen werden an das Integrationselement J, in der Fig. 1 gezeigt, angelegt.
Die Integration wird in einem Filter aus geführt, der obere und untere Schwellenbegrenzun gen aufweist, wie in der Fig. 3 gezeigt. Es ist aus der Kurve 3 ersichtlich, dass die Spannungen der Kurve 2 zeitlich verzögert erscheinen und die schnellen Signaländerungen abgeflacht werden, um ein Signal mittleren Wertes zu ergeben. Ferner ist zu ersehen, dass die Spannung, welche durch das Wert zeichen erzeugt wird, Maximalwerte zwischen den Grenzen<I>a</I> und<I>b</I> aufweist, während die Spannung, die vom Fremdkennzeichen C herrührt, die Gr-nzen des Filters überschreitet. Wie die Kurve 4 zeigt, werden die Kanten der Kurve 3 mittels einer Stör- impulsaustastschaltung differenziert.
Diese Impulse und jene, die in der Fig. 5 gezeigt sind, werden zu sammen an das Tor T gelegt und wirken, um dieses Tor während eines Zeitintervalls zu sperren, während welchem die viereckigen Impulse der Kurve 5 einen bestimmten Wert überschreiten. Wie ersichtlich ist, werden die rechteckigen Impulse, welche durch das Wertzeichen A erzeugt werden, etwas schmaler, wie die Kurve 6 zeigt, die den Ausgang des Tores T dar stellt.
Die Impulse, die durch das Fremdkennzei chen C in der Kurve 5 erzeugt werden, werden in der kürzeren Zeit, welche durch den Impuls in der Kurve 3 gefordert wird, durch das Kennzeichen C erzeugt und veranlasst, von der unteren Grenze b zur oberen Grenze a zu gehen und später durch diese Grenzen zurückzukehren. Deshalb entspricht die Dauer dieser kurzen Impulse in der Kurve 5 der Zeitdifferenz zwischen dem unteren und oberen Schwellenwert des Filters. Diese kurzen Viereck impulse fallen in den Sperrbereich der differenzier ten Spannung, welche in der Kurve 4 gezeigt ist und werden daher unterdrückt und erscheinen nicht am Ausgang des Tores T.
Die Fig. 3 zeigt die detaillierte Schaltung von Fig. 1. Dabei zeigt<I>B</I> eine der Photozellen Bi <I>. . .</I> B4 und<I>VV</I> einen der Verstärker V1 <B>...</B> V4, der er zu geordnet ist. Der Ausgang der Photozelle B geht durch den Widerstand RV und die Spannung über diesen entspricht dem Helligkeitswert des Abtast- signals. Der Verstärker<I>VV</I> ist ein Kathodenverstär ker, dessen Ausgang an die Basis des Transistors TVl geführt ist. Dieser Transistor verstärkt die Ausgangs spannung und vermittelt sie an den Integrator J über seinen Kollektor.
Der Transistor TV1 wird durch den Transistor TV2 gesteuert, der seinerseits durch die Einrichtung U kontrolliert wird. Der Filter J ent hält ebenfalls einen Transistor TJ, dessen Basis mit dem Kollektor des Transistors TVl verbunden ist. Die Widerstände RJ1, RJ2, der Kondensator CR1, CR2 und die Induktion LJ bilden ein Tiefpassfilter, kombiniert mit Integrationsstufen, und sind mit dem Kollektor des Transistors TJ gekoppelt.
Der Aus gang der Stufe J wird an das Amplitudenbegren- zungsfilter F gegeben, und zwar über den Gleichrich ter DF1. Das Filter besteht aus einem Transistor TF1, dessen Basis mit dem Gleichrichter DFl gekoppelt ist und dessen Kollektor über einen Vorspannungs- widerstand RF1 mit einem negativen Potential ver bunden ist. Der Emitter des Transistors TFl ist mit einer positiven Potentialquelle UFl verbunden.
Die Vorspannung des Transistors TR2 ist derart, dass er normalerweise leitet und über den Widerstand RFl ein Spannungsabfall vorhanden ist. Das positive Po tential auf der Kollektorseite des Widerstandes RF1 wird parallel zur Basis des Transistors TF2 verbun den bzw. zum Kollektor des Transistors TF5. Da alle diese Transistoren der p-n-p-Type sind, ist es erfor derlich, dass an ihre Basen und Kollektoren ein im Verhältnis zur Emitterspannung negatives Potential angelegt wird, damit der Transistor leitend wird.
Die Basis des Transistors TF4 ist mit dem Ausgang des Tiefpassfilters <I>J</I> über den Gleichrichter DF2, der nor malerweise leitet, gekoppelt. Der Vorspannungs- widerstand RF2 hält ein positives Potential an der Basis des Transistors TF5 aufrecht, wodurch dieser gesperrt bleibt.
Der Wert der Vorspannung über den Widerstand RF2 ist beträchtlich grösser als jener des Widerstandes RF1, so dass der Transistor TF4 durch den positiven Impuls, der vom Tiefpassfilter 1l auf einem Pegel, der dem Pegel a der Kurve 3, Fig. 2, entspricht, abgenommen wird, darauf abzielt, ab geschaltet zu werden. Der Transistor TFl ist so vor gespannt, dass er nicht auftrennt, bis der Eingangs impuls einen Wert erreicht, der durch die Linie b der genannten Kurve bestimmt wird.
Die Auftrennung des Transistors TF4 löst normalerweise den Tran sistor TF5 aus und macht ihn leitend. Wenn jedoch die positive Spannung, die vom Tiefpassfilter ab genommen wird, die Spannung, welche von der Ab tastung des Kennzeichens (Wertzeichens) stammt, übertrifft, dann wird der Transistor TF1 abgeschal tet und das volle negative Potential wird an die Ba sis des Transistors TF2 gegeben, womit dieser lei tend wird.
Das Tor T, welches das Ausgangssignal liefert, umfasst drei Dioden DT <I>1,</I> DT2, DT3 und einen Transistor TT als Hauptelemente. Die Signale, die durch ein Postwertzeichen auf dem Briefumschlag zu erzeugen sind, werden geliefert, wenn der Tran- sistor TT leitend ist. Dies ist der Fall, wenn immer alle Dioden gesperrt sind.
Die Diode DT <I>1</I> empfängt das ihr zukommende Steuersignal, sobald die Photozelle B und die Ein richtung U zusammen über den Integrator J und das Filter F auf den Verstärker V wirken. Die Diode DT2 erhält ihr Steuersignal, sobald als die Photo zelle B und die Einrichtung U über den Weisswert- Messkreis M zusammen auf den Verstärker V wirken. Dieser wird gleichzeitig durch die Einrichtung U be einflusst und gibt seinen Ausgang über das Register Sp zur Diode DT2.
Gleich wie die Dioden DTl und DT2 wird die Diode DT3 durch den Ausgang von<I>V</I> über den In- tegrator J gesteuert, dies jedoch über die Störimpuls- tastschaltung <I>St.</I>
Es bestehen sechs beachtenswerte Zustände: Es ist kein Brief in der Abtasteinrichtung und die ganze Schaltung ist in Ruhelage; der zweite Zustand ergibt sich, sobald der weisse Briefumschlag vor die Prüfeinrichtung gelangt; der dritte Zustand ergibt sich, wenn ein schwar zer Punkt vor die Photozelle B gelangt; der vierte Zustand zeigt den Übergang von einem weissen Umschlag auf einen grauen Punkt und um gekehrt an; im fünften Zustand ist das Postwertzeichen unmittelbar vor der Abtasteinrichtung und im sechsten Zustand wird ein schwarzer Punkt auf einer weissen Unterlage abgetastet, ohne jedoch ein Ausgangssignal hervorzurufen.
<I>1.</I> Ruhezustand Die Photozelle<I>B</I> leuchtet nicht. Die Einrichtung<I>U</I> sperrt den Schalttransistor TV2, der seinerseits den Transistor TV1 blockiert. Dementsprechend ist der Transistor Ti leitend und sein Ausgang wirkt über DF1, um den Transistor TF1 zu sperren. über die leitende Diode DFl wird der Transistor TF4 ge sperrt, wodurch TF5 leitet und TF6 gesperrt werden.
Daher wird der Transistor TF3 leitend und verursacht folglich DT <I>1,</I> leitend zu werden.
Die Einrichtung U sperrt ebenfalls den Transistor TMI. Dadurch wird TM2 leitend und der Transistor TSpl des Registers Sp wird über DSp gesperrt und TSp2 wird leitend und deshalb ebenfalls DT2. Da das Ausgangssignal von J keine Änderung erfährt, kann am Eingang von<I>St</I> kein Signal erscheinen, d. h. an der Basis des Transistors TStl. Dies bedeutet, dass TStl nor malerweise im geschlossenen Stromkreis Strom führt.
Eine angemessene Vorspannung der Emitter sichert, dass in diesem Falle TSt2 gesperrt ist, während TSt3 leitend und TSt4 gesperrt ist. Da TSt2 und TSt4 parallel zu einander liegen und beide gesperrt sind, ist die Diode DT3 auch gesperrt. Diese Diode wirkt jedoch nicht auf den Transistor TT, da die Dioden DT <I>1</I> und DT2 leitend sind.
<I>11.</I> Abtastung <I>eines grossen Briefes</I> Die Photozelle B steht unter Strom. Die Ein richtung<I>U</I> veranlasst den Schalttransistor TV2, leitend zu sein. Der Strom im Transistor TVl ist nur gering. Die Leitfähigkeit des Transistors TJ nimmt ab. Die Transistoren TFl-TF5 bleiben, wie unter I gesagt, im Ruhezustand, ungeachtet dieses Verhaltens.
Die Einrichtung U wirkt ausserdem noch, um die Sperrung des Transistors TML zu annullieren. Dieser wird leitend, da die Diode<I>DM</I> durch den Ausgang des Transistors TV1 gesperrt ist. Dadurch wird auch der Transistor TM2 blockiert und der Transistor TSp <I>1</I> wird über DSp leitend. Daraus ergibt sich, dass der Transistor TSp2 blockiert verbleibt, bis der Abtast- vorgang, der gerade stattfindet, beendet ist.
Auf diese Weise wird die Diode DT2 ebenfalls gesperrt, wo durch eines der Erfordernisse, damit der Ausgangs transistor T leitend werde, Genüge getan ist.
Dieser Zustand lässt jedoch die Elemente der An ordnung<I>St</I> bis jetzt unberührt. Sie sind immer noch in Ruhelage, da am Eingang von<I>St</I> keine Spannungs änderungen auftreten. Ild. <I>Erscheinen eines dunklen Punktes</I> <I>vor der Photozelle B</I> Die Photozelle B wird durch einen dunklen Punkt meistens vollständig gesperrt. Dadurch wird der Strom in der Röhre V V nur ganz gering. Durch die Ein richtung U wird der Schalttransistor TV2 leitend<I>ge-</I> macht. Die Leitfähigkeit des Transistors TVl nimmt zu und der Strom in der Röhre<I>VV</I> ist nun geringer, als er zuvor war.
Der Strom im Transistor TJ nimmt ebenfalls ab, wodurch DFl gesperrt wird, während TFI leitend ist. DF2 ist ebenfalls gesperrt und ver anlasst TF4, leitend zu sein, wodurch TF5 ebenfalls gesperrt wird. Der nun leitende Transistor TFl ver ursacht, dass ein Potential an TF2 angelegt wird. So wird TF3 und ebenfalls die Diode DTl leitend. Wie jedoch unter I festgestellt, beeinflusst die Diode DTl den Transistor TT nicht.
Gesteuert durch den Tran sistor TI ist jedoch die Diode<I>DM</I> leitend, um den Transistor TM1 zu sperren. Die anderen Elemente von M und St bleiben in Ruhelage. <I>IV. Die</I> Abtastung <I>verläuft vom Briefumschlag</I> <I>auf das</I> Wertzeichen a) Übergang von weiss auf grau. Wenn immer das Ausgangssignal von J geändert wird oder sich ändert, wirkt das Differentiationsglied, welches den Kondensator CSt enthält, um einen ne gativen Impuls an den Transistor TStl zu legen. Dem entsprechend nimmt der Strom in diesem Transistor augenblicklich zu.
Deshalb wird die Diode DSt2 lei tend, um den Transistor TSC zu sperren. Die Diode DStl ist gleichfalls leitend, um den Transistor TSt2 zu sperren. Der gesperrte Transistor TSC verursacht, dass der Transistor TSt4 und die Diode. DT3 leitend werden. Auf diese Weise wird während des Anhal tens des Impulses vom Kondensator CSt, d. h.
während der Dauer der Abtastung, welche von weiss auf grau übertritt, der Transistor TT gesperrt, um den Beginn eines Ausgangssignals zu verzögern. b) Übergang von grau auf weiss.
Am Ende des Ausgangssignals erfolgt eine Be schleunigung, da in diesem Augenblick ein positiver Impuls am Kondensator CSt erscheint. Dieser Impuls verursacht, dass der Strom im Transistor TStl ab nimmt. TSC und TSC sind auf diese Weise leitend und TSt4 ist gesperrt. Die Diode DT3 ist ebenfalls während der Dauer dieses Impulses leitend, um den Transistor TT <I>zu</I> sperren.
<I>V. Ein Postwertzeichen</I> wird <I>abgetastet</I> Die Photozelle B führt einen Strom mittleren Wertes. Durch die Einrichtung<I>U</I> wird TV2 leitend gemacht. TV1 und deshalb TJ führen ebenfalls einen Strom mittleren Wertes, während TF1 gesperrt und TF4 sowie TF5 leitend sind, während TF2 und TF3 gesperrt sind.
Da am Kondensator CSt der durch den Übergang verursachte Impuls abgeklungen ist, ist die Diode DT3 nun gesperrt und genügt damit einer der Bedingungen zur Auslösung des Ausgangstran sistors TT. Da TF3 und demzufolge ebenfalls DTl gesperrt wurden, wird die zweite Auslösebedingung für TT ebenfalls erfüllt. Da jedoch nun auch TM1 leitend ist, wird TM2 gesperrt, und TSpl ist leitend, so dass DT2 ebenfalls gesperrt ist.
Auf diese Weise ist auch die dritte Auslösebedingung für TT erfüllt, wo durch der Transistor TT dazu veranlasst wird, ein Signal zum entsprechenden Steuermechanismus zu geben.
VI. <I>Ein dunkler Punkt, der</I> flicht <I>einem Postwert-</I> <I>zeichen entspricht, wird</I> abgetastet Der weisse Hintergrund des Umschlages verursacht das Register Sp, die Diode DT2 <I>zu</I> sperren (siehe unter Il). Infolge der durch den Integrator J be wirkten Verzögerung verursacht die Anordnung F einen kurzen Ausgangsimpuls, welcher DTl augen blicklich sperrt. Die Anordnung F verhindert jedoch das Öffnen des Transistors TT, da kein Wertzeichen auf dem Briefumschlag sich befindet.
Dieser Vor gang läuft folgendermassen ab: Während des Über ganges von weiss auf schwarz und umgekehrt, ent sprechend den Zuständen IVa und iVb, die zuvor beschrieben wurden, wird TSt4 durch die Änderung am Eingang von<I>St</I> leitend gemacht, wodurch Dt3 ebenfalls leitend ist und der Transistor TT deshalb unabhängig von den Zuständen der Dioden DTl, DT2 gesperrt wird.
Es sei festgehalten, dass die Erfindung sich nicht auf das hier beschriebene Beispiel beschränkt, son dern dass Änderungen, die unter die Ansprüche fällen, darin vorgenommen werden können.