Zusatzpatent zum Hauptpatent Nr. 386144 Einrichtung zum magnetischen Lesen und Erkennen von Schriftsymbolen Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zum ma gnetischen Lesen und Erkennen von Schriftsymbo len, insbesondere Ziffern, die in Form einer sichtba ren Schicht, die magnetisches Material enthält, auf einen aus nicht magnetisierbarem Material bestehen den Aufzeichnungsträger aufgebracht sind.
Weiterhin ist im Hauptpatent eine Einrichtung beschrieben zur Durchführung dieses Verfahrens mit einer Abtastvorrichtung zur Erzeugung eines für das abgetastete Symbol charakteristischen Signalwellen zuges, mit einer Verzögerungsleitung zur Darstellung des Signalwellenzuges, mit einer Identifizierungs- schaltung, mit einer Fehleranzeigeschaltung zur Er zeugung eines Fehlersignals bei Vorliegen von Er kennungssignalen an den Ausgängen zweier oder mehrerer Zeichenmeldekanäle, wobei die Verzöge rungsleitung mit Anzapfstellen versehen ist,
an denen die sich bei einem in Bezugslage befindlichen Wellenzug ergebenden Potentiale geprüft werden, und wobei mit diesen Anzapfstellen Zeichenmeldeka- näle zur Identifizierung verbunden sind, zwecks Er zeugung eines Ausgangssignals, das eine grösste Am plitude bei Prüfung eines die Identifizierungsbedin- gungen eines dieser Kanäle erfüllenden Wellenzuges aufweist, wobei eine sämtliche Kanäle überprüfende Anordnung nachgeschaltet ist zum Feststellen derje nigen Ausgangsleitung mit dem grössten Ausgangs signal, die dem abgetasteten Signal zugeordnet ist.
Magnetische Symbole tragende Dokumente ent halten öfters Fehler, wie z. B. magnetische Unregel- mässigkeiten. Diese magnetischen Unregelmässigkei- ten treten häufig in zwei Formen auf. Die eine Form ist auf Spritzer von magnetischem Farbstoff beim Drucken der Symbole zurückzuführen.
Die andere Form kommt dadurch zustande, dass in das Doku ment bzw. den Aufzeichnungsträger bei seiner Her- stellung magnetische Abfallprodukte, wie ibeispiels- weise Eisenpartikeln eingebettet werden. Wenn, ein Abtaster eine von diesen magnetischen Unregelmäs- sigkeiten erfasst, wird ein diesen Unregelmässigkeiten entsprechender Wellenzug gebildet.
Dieser Wellenzug unterscheidet sich von den irgendwelchen Symbolen zugeordneten Wellenzügen, d. h. er stellt einen nicht verarbeitbaren Wellenzug dar, der an zwei oder mehr Ausgängen der im Hauptpatent beschriebenen Ein richtung Ausgangssignale hervorrufen kann. Wenn mehrere Ausgangsignale auftreten, ist dies eine An zeige für eine fehlerhafte Abtastung, so dass die ab getasteten Daten nicht weiter verarbeitet werden.
Da ein erheblicher Teil der magnetische Symbole tragenden Aufzeichnungsträger derartige Unregel- mässigkeiten enthalten kann, wird ein grosser Teil der gewonnenen Daten zurückgewiesen, und zwar selbst dann, wenn die Symbole selbst richtig gedruckt und an dem Abtaster vorbeigeführt werden.
Es ist daher ein Zweck der vorliegenden Erfin dung, eine verbesserte Einrichtung zu schaffen, bei welcher die gewonnenen Daten nicht deswegen zu rückgewiesen werden, weil der Aufzeichnungsträger magnetische Unregelmässigkeiten der erwähnten Art enthält.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist gekenn zeichnet durch einen weiteren Zeichenmeldekanal zum Identifizieren von durch Spuren magnetischen Materials hervorgerufenen Wellenzügen.
Eine Reihe von Fehlern beim Abtasten von Schriftsymbolen ist auf die Abtastung von notwendi gerweise geringfügige Störquellen enthaltenden, un bedruckten Flächen zurückzuführen. Zur weiteren Herabsetzung der Wahrscheinlichkeit von Fehlabta- stungen können daher eine elektrooptische Abtast- vorrichtung vorgesehen sein, die sich in dem Weg des Trägers befindet, wenn dieser der Einrichtung zuge führt wird, ein Signalstromkreis mit einer vorgegebe nen Verzögerungszeit, die angenähert gleich der Zeit ist,
die zwischen dem Erfassen des Trägers durch die Abtastvorrichtung und der Ankunft der Symbole an der Stelle verstreicht, an der sie durch das Gerät er- fasst werden können, elektrische Stromkreise, die den elektrooptischen Abtaster mit dem Signalstromkreis verbinden, um diesen zu erregen, wenn die Kante des Trägers durch den elektrooptischen Abtaster er- fasst wird, und an den Signalstromkreis angeschlos sene Stromkreise, die den Zeichenmeldekanälen ein Signal übermitteln und hierdurch deren Betrieb nur nach Ablauf der Verzögerungszeit zulassen.
Die Erfindung soll anschliessend anhand der bei liegenden Zeichnungen beispielsweise näher erläutert werden, wobei darstellen: Fig. 1 eine Wellenform, die einem Symbol ent spricht und die durch die Einrichtung erfasst werden soll, entsprechend der Wellenform der Fig.4 des Hauptpatentes, Fig.2 die Wellenform, die von einer magneti schen Unregelmässigkeit erzeugt wird, und Fig. 3 ein Linienschaltbild von zwei zusätzlichen Widerstandsmatrizen und den mit diesen verbunde nen Summationsstromkreisen.
Bei der Abtastung von magnetischen Symbolen erzeugt das Abtastorgan magnetische Wellenformen, die charakteristisch für jedes Symbol sind. Ein derar tiges Symbol ist in Fig. 1 gezeigt.
Wenn in dem abgetasteten Gebiet magnetische Unregelmässigkeiten enthalten sind, werden auch diese magnetisiert, so dass das Abtastorgan eine ent sprechende Wellenform abgibt.
Wie im Hauptpatent ausgeführt, arbeitet die dort beschriebene Einrichtung unter der Voraussetzung, dass in der Verzögerungsleitung nicht mehr als eine Wellenform oder ein Teil hiervon enthalten ist und. dass die in der Verzögerungsleitung befindliche Wel lenform zu der Gruppe gehört, die die Einrichtung wiedererkennen kann, d. h. dass ein Identifizierungs- stromkreis für diese Wellenform vorgesehen ist.
Min destens eine von diesen Voraussetzungen ist nicht zutreffend, wenn ein schlecht gedrucktes oder un geeignetes Symbol, d. h. ein Symbol, für dessen Er mittlung die Einrichtung nicht geschaffen ist, abgeta stet wird oder wenn zwei oder mehr Dokumente zu sammenhaften und gleichzeitig an dem Abtaster vor beibewegt werden. In diesen Fällen erzeugt ein Iden tifizierungsstromkreis zwar ein Ausgangs-Signal, wel ches grösser ist als dasjenige der anderen Identifizie- rungsstromkreise, jedoch ist diese Ausgangsspannung nur um einen relativ geringen Wert grösser als die nächsthöhere Ausgangsspannung. Wenn die höchste Ausgangsspannung die zweithöchste Ausgangsspan nung nicht um einen vorgegebenen Wert übertrifft, gibt ein Fehlerdetektor ein Fehlersignal ab.
Beim Auftreten eines derartigen Fehlersignales wird die weitere Verarbeitung der von diesem Dokument ge- wonnenen Daten unterbrochen, d. h. die Daten wer den zurückgewiesen.
Eine magnetische Unregelmässigkeit erzeugt eine ungeeignete Wellenform, d. h. eine Wellenform, die in einem Symbol-Wiedererkennungssystem, dessen Identifizierungsstromkreise den Wellenformen der jeweiligen Symbole genau angepasst sind, nicht ver arbeitet werden kann. Ein derartiges System weist somit alle Daten, die von Dokumenten mit magneti schen Verunreinigungen gewonnen wurden, zurück.
Ein Identifizierungsstrornkreis, der einer Wellenform angepasst ist, die von einem zu erkennenden Sym bol stammt, soll nachfolgend als Symbol-Identifizie- rungsstromkreis bezeichnet werden, und ein zusätz licher Identifizierungsstromkreis, der einer Wellen form angepasst ist, die von einer magnetischen Un- regelmässigkeit hervorgerufen wird, soll Unregelmäs- sigkeits-Identifizierungsstromkreis genannt werden.
Der Unregelmässigkeits-Identifizierungsstromkreis verhindert die Zurückweisung von Daten, wenn kleine Unregelmässigkeiten in den Teilen des Ge samtbereiches vorhanden sind, in denen sich keine Symbole befinden. Dieser Identifizierungsstromkreis erzeugt eine Ausgangsspannung, die grösser ist als die der Symbol-Identifizierungsstromkreise, wenn nur eine kleine magnetische Unregelmässigkeit erfasst wird. Es sind dabei Mittel vorgesehen, um alle Ausgangsspannungen von Identifizierungsstromkreisen zu erfassen.
Wenn die grösste Ausgangsspannung von dem Unregelmässigkeits-Identifizierungsstromkreis stammt, gibt das System keine Ausgangsspannung ab. Wenn daher kleine magnetische Unregelmässigkeiten von den magnetischen Symbolen räumlich getrennt sind, gibt das Ges,amtsys.te:m kein Fehlersignal aus, so dass auch die von den Symbolen gewonnenen Informationen nicht zurückgewiesen werden.
Der Wellenzug<B>101</B> der Fig. 1 wird bei der Abta- stung des Symbols 0 gewonnen. Diese Figur ist identisch mit der Fig. 4 des Hauptpatentes; sie wurde hier lediglich deswegen erneut angeführt, damit der Unterschied gegenüber der Welle 125 der Fig. 2 ge zeigt werden kann.
Die Widerstandsmatrizen von allen Identifizie- rungsstromkreisen des gesamten Systems sind mit den Abgriffpunkten A-H der Verzögerungsleitung 103 verbunden. Die Spannungsteiler von allen den Symbolen zugeordneten Widerstandsmatrizen und von der Unregelmässigkeits-Widerstandsmatrix lie gen parallel zwischen Masse und den jeweiligen Ab- griffspunkten der Verzögerungsleitung. Zusätzlich zu den beispielsweise fünfzehn Widerstandsmatrizen ist nun die weitere, noch näher, zu erläuternde Matrix vorhanden, die eine Anzeige für die Anwesenheit eines Wellenzuges darstellt.
Der Wellenzug 125 der Fig.2 entsteht bei der Abtastung einer magnetischen Unregelmässigkeit, die klein im Vergleich zu den zu erfassenden Symbolen ist. Es hat sich experimentell herausgestellt, dass ma gnetische Unregelmässigkeiten, die von magnetischen Partikeln oder Punkten ausgehen, Wellenformen der in Fig. 2 beschriebenen Art hervorrufen. Der Wel lenzug ist verglichen mit den von Symbolen hervor gerufenen Wellenzügen von kurzer Dauer und enthält eine positive und eine negative Halbwelle von im we sentlichen gleicher Grösse.
In der Darstellung fällt die positive und die negative Spitze des Wellenzuges 125 mit den Abgriffpunkten G und H in der Bezugs lage zusammen. Wenngleich der Abstand zwischen der positiven und der negativen Spitze sich mit der Grösse der magnetischen Unregelmässigkeit verän dert, ist eine sehr grosse Abweichung zufolge der Grenzfrequenz des Abtasters und gegebenenfalls eines einzuschaltenden Filters nicht möglich. Dieser Abstand ist somit bei Partikeln, die klein gegenüber einem Symbol sind, relativ konstant.
Unterschiede in der magnetischen Verteilung der Unregelmässigkei- ten beeinflussen die Wellenform der Fig. 2 nur uner heblich, so dass der Identifizierungsstromkreis. zum Erfassen dieser Wellenform anspricht.
Der Identifizierungsstromkreis für die magneti schen Unregelmässigkeiten enthält eine Widerstands matrix 126 (Fig.3) mit den Spannungsteilern 127 und 128. Die Spannungsteiler 127 und 128 liegen zwischen den Abgriffspunkten G und H der Ver zögerungsleitung 103. Die Spannungsteilerverhältnis- se der Spannungsteiler 127 und 128 sind im wesentli chen gleich.
Die von den Spannungsteilern 127 und 128 abge gebenen Spannungen werden einem Differentialver stärker 130 zugeführt. Das Ausgangssignal des Diffe rentialverstärkers 130 repräsentiert die Summe der Absolutgrössen der beiden von den Spannungsteilern 127 und 128 abgegebenen Spannungen, wenn sich der Wellenzug 125 in seiner Bezugslage befindet. Die von dem Spannungsteiler 128 abgegebene Spannung wird dem Steuergitter eines ersten Röhrensystems 131 zugeführt. Die von dem Spannungsteiler 127 ab gegebene Spannung wird dem Steuergitter eines zwei ten Röhrensystems 132 zugeführt. Das Röhrensystem 132 arbeitet als Kathodenausgangsverstärker und erzeugt eine Ausgangsspannung an dem Belastungs widerstand 133.
Die Ausgangsdifferenzspannung, die von dem System 131 erzeugt wird, erscheint an dem Belastungswiderstand 134, der an die Anode des Röhrensystems<B>131</B> angeschlossen ist. Das Aus- derVerzögerungsleitung seineBezugslage erreicht hat.
Eine Widerstandsmatrix<B>150,</B> die ebenfalls in Fig. 3 gezeigt ist, dient zur Feststellung eines Wellen zuges in der Verzögerungsleitung. Die Widerstands matrix enthält dabei die Spannungsteiler<B>151,</B> 152 und 153, die mit den Abgriffpunkten <I>A, B</I> und C der Verzögerungsleitung 103 verbunden sind. Die Aufga be der Widerstandsmatrix 150 und der mit ihr ver bundenen Schaltelemente besteht darin, die Vorder kante einer Wellenform zu erfassen, wenn diese in die Verzögerungsleitung 103 eintritt, und als Folge hiervon ein Signal abzugeben, wenn der Wellenzug in der Verzögerungsleitung seine Bezugslage erreicht hat.
Das Spannungsteilerverhältnis aller drei Span- nungsteiler 151, 152 und. 153 ist gleich und kann numerisch mit Y angegeben werden. Die Abgriffs- punkte der Spannungsteiler 152 und 153 sind mit einem Summationsstromkreis 154 verbunden. Die Ausgangsspannung des Summationsstromkreises 154 und die Ausgangsspannung des Spannungsteilers 151 werden den Gittern von zwei Röhrensystemen 157 und 158 eines Differentialverstärkers 156 zugeführt. Der gemeinsame Kathodenwiderstand ist mit 159, der Anodenwiderstand mit 160 bezeichnet.
An dem Aus gang 161 kann das Signal abgenommen werden. Es ist zu ersehen, dass der Differentialverstärker 156 gleich ausgebildet ist, wie der oben beschriebene Dif ferentialverstärker.
Unabhängig davon, ob die Wellenform 101 oder 125 in die Verzögerungsleitung gelangt, erscheint an dem Abgriffpunkt A eine positive Ausgangsspan nung. Die Vorderkante dieser Wellenformen erzeugt ein zunehmend negatives Ausgangssignal an dem Differentialverstärker 156. Beim weiteren Fort schreiten des Wellenzuges in der Verzögerungsleitung 103 nehmen die Ausgangsspannungen der Abgriffs- punkte B und C, die zusammengefasst sind, zu.
Das Signal, das von dem Summationsstromkreis 154 er- fasst wird, wird nun gleich gross wie das von dem Spannungsteiler 151 .erfasste Signal, so dass die Aus gangsspannung des Differentialverstärkers 156 zu nächst Null und dann positiv wird.
Diese Polaritäts- umkehr am Ausgang des Verstärkers 156, die durch das Vorrücken der vorderen Kante der Wellenform in der Verzögerungsleitung 103 hervorgerufen wird, wird als Anzeige für das Vorhandensein einer Wel lenform in der Verzögerungsleitung und zum Aus lösen des erwähnten Prüfsignales verwendet.
Diese Massnahme ist zur Erzeugung von Zeitsignalen für alle Symbole und auch für magnetische Unregelmäs- sigkeiten günstig, da bei der Abtastung von magneti schen Symbolen und Unregelmässigkeiten auf nicht magnetischem Papier in dem Signal bei der Abta- stung des ersten Teiles des Symbols oder der Unre- gelmässigkeit eine positive Spitze hervorgerufen wird.
Für die Berechnung der Widerstandswerte der Widerstandsmatrize und für die Betriebsweise der einzelnen Kreiselemente sei auf das Hauptpatent sowie auf die Patentschrift No. 365567 und die dort angeführte Literatur verwiesen.
Die Ausgangsspannung des Differentialverstär kers 130, die an dem Ausgang 135 erscheint, wird einem zusätzlichen Kanal zugeführt, der gleich ist wie die den Symbolen zugeordneten Kanäle, die im Hauptpatent beschrieben sind. Der an den Ausgang 135 angeschlossene Kanal besitzt jedoch keine End stufe.
Ein Gerät zum Erkennen von Symbolen weist die Information von richtig gedruckten und abgetasteten Dokumenten nicht nur dann zurück, wenn die Unre- gelmässigkeiten in dem abgetasteten Gebiet vorhan den sind. Die Identifizierungsstromkreise können daher auch dann gesperrt werden, wenn ein Gebiet abgetastet wird, auf dem keine magnetischen Symbo- 1e erwartet werden.
Durch die Sperrung der Identifi- zierungsstromkreise kann kein falsches Ausgangssi gnal erzeugt werden und kein Fehlersignal abgegeben werden, wenn die Grenze des Trägers an dem Abta- ster vorbeibewegt wird.
Ein Lichtstrahl wird nun so gerichtet, dass er auf eine strahlungsempfindliche Vorrichtung, beispiels weise einen Phototransistor auftrifft. Der Phototran sistor gibt dann ein relativ grosses Ausgangssignal ab, wenn der Strahl von der Lichtquelle genau auf ihn auftrifft. Wenn hingegen der Strahl unterbrochen wird, vermindert sich das Ausgangssignal des Photo transistors bis auf einen relativ kleinen Wert. Wenn die Kante eines Dokumentes wie beispielsweise eines Schecks den Lichtstrahl unterbricht, sinkt das Aus gangssignal des Phototransistors ab und bleibt solan ge auf einem niedrigen Wert, bis die Schlusskante des Dokumentes den Lichtstrahl wieder freigibt.
Das Ausgangssignal des Phototransistors wird über einen Verstärker einem monostabilen Multivi- brator zugeführt. Das Absinken des Ausgangssignales des Phototransistors bringt den monostabilen Multi vibrator in seinen unstabilen Zustand, in dem er für eine vorgegebene Zeitspanne verharrt. Die Dauer des während dieser Zeit abgegebenen Impulses ist so bemessen, dass sie etwa gleich der Zeitspanne ist, die zwischen dem Augenblick verstreicht, in dem die Kante den Lichtstrahl unterbricht und dem Augen blick, in dem die Grenze des die Symbole enthalten den Gebietes den Abtaster erreicht hat.
Wenn der Phototransistor vor dem Abtaster liegt, muss die Dauer des Synchronisierimpulses entsprechend grösser sein, als das Zeitintervall, das die rechte Grenzlinie benötigt, um zu dem Abtaster zu gelangen. Vorzugsweise wird ein Sicherheitsbereich eingeschal tet, um hiermit Schwankungen von irgendwelchen Stromkreisparametern und Abweichungen von der Sollgeschwindigkeit des Dokumentes zu berücksichti gen, so dass der Synchronisierimpuls keinesfalls erst nach dem Eintreten der Wellenform des ersten Sym bols in die Verzögerungsleitung endet.
Der Synchronisierimpuls des Multivibrators wird einem monostabilen Multivibrator zugeführt. Dieser Multivibrator wird durch die Vorderkante des Syn- chronisierimpulses in seinem instabilen Zustand ver setzt und gibt ein Signal ab, was eine Anzeige für die Anwesenheit z. B. eines Schecks ist. Die Dauer dieses Impulses ist etwa gleich der Zeitspanne, die das Feld mit den Symbolen benötigt, an dem Abtaster vorbei zuwandern.
Der die Anwesenheit des Schecks anzei gende Impuls wird einer Sperre zugeführt, die mit dem Wiedererkennungsstromkreis verbunden ist, so dass die Sperre nur dann Signale durchlässt, wenn sich das Feld bzw. Gebiet vor dem Abtaster befindet.
Die Prüfbefehlsignale werden somit dann unter drückt, wenn die rechte und die linke Grenze der ab getasteten Zone des Dokumentes an dem Abtaster vorbeiwandert. Es können somit keine falschen Aus gangs- oder Fehlersignale abgegeben werden, die auf magnetische Unregelmässigkeiten zurückgehen, die sich in dem Dokument befinden und die durch Erfas sung einer vorderen oder hinteren Kante des Doku mentes oder auf andere Geräusch- oder Störquellen zurückgehen. Wenn sich kein Dokument bei dem Abtaster befindet, verhindert der beschriebene Stromkreis ebenfalls die Abgabe von durch irgend welche Störquellen verursachten Ausgangssignalen.