DE3048576C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zeichenleser der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Solche Zeichenleser werden beispielsweise in Banken verwendet, um Zeichen von Schecks, Rechnungen und sonstigen Belegen zu lesen, wobei diese Zeichen in Gestalt magnetischer oder opti­ scher Farbmuster der CMC7- oder der E13B-Schriftart verschlüs­ selt vorliegen.

Ein Zeichenleser der eingangs genannten Art, der für E13B- Zeichenmuster ausgelegt ist, ist aus der DE-AS 15 49 766 be­ kannt. Die Digitalisierschaltung dieses bekannten Zeichenle­ sers besteht aus einem Oben-Unten-Integrator, einem Plus- Minus-Integrator und einem Spitzenwert-Klassifizierungs­ register mit nicht weniger als 49 bistabilen Speicherelemen­ ten. Diese Digitalisierschaltung ist mithin äußerst aufwendig gestaltet und erfordert weitere Bauelemente in der Vorstufe, wie einen Spitzenwertspeicher und einen Spitzenwert-Detektor.

Aus der DE 28 56 693 A1 ist ein Verfahren zum Lesen von CMC7- Zeichenmustern unter Verwendung von zwei magnetischen Leseköp­ fen bekannt, wobei der Abstand der Wandlerelemente dieser bei­ den Leseköpfe in einer Folgelektronik ausgenützt wird, um aus den Leseimpulsen die zur Zeichenerkennung notwendigen Informa­ tionen zu gewinnen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines ver­ einfachten Zeichenlesers der eingangs genannten Art.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Neben einer Komparatoreinrichtung wird demnach für die Digita­ lisierschaltung erfindungsgemäß lediglich ein einziges Spei­ cherelement in Form eines Abtast-Haltekreises zur Abspeiche­ rung des dem aktuellen Momentanwertes vorangehenden Momentan­ wertes sowie eine Einrichtung zur Gewinnung des aktuellen Mo­ mentanwertes benötigt, so daß der erfindungsgemäß ausgelegte Zeichenleser sich durch einen im Vergleich zum Stand der Tech­ nik wesentlich vereinfachten Aufbau auszeichnet.

Nachfolgend soll die Erfindung an Hand der Zeichnung näher er­ läutert werden; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung einer üblicherweise verwendeten Schriftart für magnetische Zeichen, deren Muster zum Lesen mittels des er­ findungsgemäßen Zeichenlesers in Frage kommt,

Fig. 2 ein Blockschaltbild des für das Lesen magnetischer Zeichenmuster ausgelegten erfindungsgemäßen Zeichenlesers,

Fig. 3 ein Schaltbild des Zeichenlesers gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer für den Zeichenleser gemäß Fig. 2 und 3 geeigneten Anordnung aus Magnetkopf und Aufzeichnungsträger-Fördereinrich­ tung,

Fig. 5A bis 5I Wellenformdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Zeichenlesers,

Fig. 6A und 6B graphische Darstellung von in der Er­ kennungsschaltung des Zeichenlesers gemäß Fig. 2 und 3 verwendeten Diskriminier- und Zeichenmustern und

Fig. 7 ein detailliertes Blockschaltbild der Erkennungs­ schaltung des Zeichenlesers nach Fig. 2 und 3.

Gemäß Fig. 1 sind auf eine Karte 1 E13B-Zeichen 1 a aufge­ druckt, die zum Lesen durch den Zeichenleser gemäß den Fig. 2 und 3 geeignet sind.

Gemäß den Fig. 2 und 3 sind ein Magnetkopf 2 zum Erfassen von durch magnetisierte E13B-Zeichen erzeugten Magnetflußänderungen und eine Vorrichtung 4 zum Magnetisie­ ren dieser Zeichen vorgesehen, die beide in Fig. 4 näher ver­ anschaulicht sind. Die in Magnetfarbe aufgedruckten Zeichen werden durch die Magnetisiervorrichtung 4, die ein Elektro- oder Dauermagnet sein kann, sämtlich mit derselben Polari­ tät magnetisiert, bevor sie zwischen dem Magnetkopf 2 und der Andruckrolle 3 hindurchlaufen. Letztere kann dabei durch die Mitnahmekraft der den Magnetkopf 2 passierenden Karte 1 oder über eine Antriebswelle 3 a durch einen nicht dargestell­ ten Antrieb in Richtung des Pfeils A in Drehung versetzt werden. In der Nähe der Mantelfläche der Andruckrolle 3 befindet sich eine Magnetisiervorrichtung 6, durch welche an der Andruckrolle 3 haftende Magnetfarbteilchen 5 mit einer der Polarität der Zeichen auf der Karte 1 entgegen­ gesetzten Polarität magnetisiert werden.

Wenn die Karte 1 den Magnetkopf 2 passiert, werden durch diesen die von den Zeichen 1 a erzeugten Magnetflußände­ rungen so erfaßt, daß der Magnetkopf 2 entsprechende analoge Ausgangs- bzw. Lesesignale liefert.

Im folgenden ist der Fall beschrieben, in welchem der Mag­ netkopf 2 z. B. ein E13B-Zeichen entsprechend der Ziffer "1" ausliest, deren Muster in Fig. 5A dar­ gestellt ist. Bei dieser Auslesung liefert der Magnetkopf 2 ein analoges Signal gemäß Fig. 5B. Das Ausgangssignal, das der Magnetkopf 2 auf Grund von Magnetflußänderungen infolge von an der Andruckrolle 3 (Fig. 4) haftenden Magnetfarb­ teilchen liefert, ist dagegen in Fig. 5H veranschaulicht. Dabei handelt es sich um ein Signal, das von einer Seite her ansteigt, welche der Anstiegsseite des Ausgangssignals gemäß Fig. 5B entgegengesetzt ist.

Das analoge Lesesignal gemäß Fig. 5B wird einer Integrierschal­ tung 14 und einem monostabilen Multivibrator 15 eingespeist, von denen erstere gemäß Fig. 3 aus einem Operationsverstär­ ker 14 a, einem Rückkopplungswiderstand 14 b und einem Rück­ kopplungskondensator 14 c besteht. Die Integrierschaltung 14 integriert die Lesesignale gemäß Fig. 5B und 5H zu ana­ logen Signalen, wie sie in Fig. 5C bzw. 5I darge­ stellt sind. Diese integrierten Lesesignale werden einer Offset-Schal­ tung 16 und einer Abtast-Halteschaltung 17 eingespeist. Ge­ mäß Fig. 5C und 5I unterscheidet sich das bei der Zeichen­ auslesung von der Integrierschaltung abgegebenen Signal deut­ lich von dem Signal, das bei der Erfassung der Magnetfarb­ teilchen erzeugt wird. Diese beiden Lesesignale lassen sich mithin eindeutig unterscheiden. Im Fall der Signale gemäß Fig. 5C und 5I kann somit eine Fehlerfas­ sung auf Grund des Vorhandenseins verstreuter Magnetfarb­ teilchen 5 dadurch vermieden werden, daß die Verwendung des Signals negativer Polarität als Zeichensignal verhindert wird.

Im folgenden sind die Offset-Schaltung 16 und die Abtast- Halteschaltung 17 beschrieben.

Wenn das analoge Lesesignal gemäß Fig. 5B dem monostabilen Multi­ vibrator 15 eingegeben wird, liefert dieser einen Impuls mit einer vorbestimmten Impulsbreite entsprechend der Zeit t gemäß Fig. 5D. Dieser Impuls wird einem Taktimpulsgenerator 18 eingespeist, der während der Impulsdauer t Taktimpulse abgibt, welche einem Abtast-Impulsgenerator 19 eingespeist werden.

Der Abtast-Impulsgenerator 19 liefert jeweils einen Abtast­ impuls (Fig. 5F), so oft der Taktimpuls gemäß Fig. 5E ab­ fällt. Diese Abtastimpulse werden der Abtast-Halteschaltung 17 zugeführt.

Die Abtast-Halteschaltung 17 umfaßt gemäß Fig. 3 einen Schalter S₁ und einen Kondensator C. Der Schalter S₁ wird bei Eingang jedes Abtastimpulses kurzzeitig geschlossen. In der Abtast-Halteschaltung 17 werden daher die Spannun­ gen des an den Punkten A₁-A₈ in Fig. 5C angedeuteten Analogsignals durch den Kondensator C gespeichert.

Der Ausgang der Abtast-Halteschaltung 17 ist mit der Minus- Eingangsklemme eines ersten Komparators 20 und der Plus- Eingangsklemme eines zweiten Komparators 21 verbunden. Die Plus-Eingangsklemme des Komparators 20 ist mit dem oberen Korrekturausgang der Offset-Schaltung 16 verbunden, wäh­ rend die Minus-Ausgangsklemme des Komparators 20 mit dem unteren Korrekturausgang der Offset-Schaltung 16 verbun­ den ist.

Die Offset-Schaltung 16 ist so ausgelegt, daß eine kleine Potentialänderung des Analogsignals gemäß Fig. 5C vernach­ lässigt, d. h. nicht als tatsächlich für ein Zeichen stehen­ des Signal angesehen wird.

Wenn die Spannung einer Gleichspannungsquelle Vcc an der Offset-Schaltung 16 anliegt, teilt diese das Potential des Analogsignals (Fig. 5C) in ein hohes und ein niedriges Potential. Ersteres wird ständig an die Plus-Eingangs­ klemme des Komparators 20 angelegt, weil diese Klemme mit dem oberen Korrekturausgang 16 a der Offset-Schaltung 16 verbunden ist, während das niedrige Potential ständig an die negative bzw. Minus-Eingangsklemme des Komparators 20 angelegt wird, weil diese Klemme mit dem unteren Korrek­ turausgang 16 b verbunden ist.

Wenn das Potential an der Plus-Eingangsklemme des Kompara­ tors 20 niedriger ist als das an der Minus-Eingangsklemme, wird ein Signal entsprechend einer Binärziffer "1" einem D-Flip-Flop 22 angelegt. Wenn das Potential an der Minus- Eingangsklemme des Komparators 21 dasjenige an der Plus- Eingangsklemme übersteigt, wird ein Ausgangssignal ent­ sprechend einer Binärziffer "1" an ein D-Flip-Flop 23 an­ gelegt.

Potentiale entsprechend den Abtastpunkten A₁-A₈ werden an die Plus-Eingangsklemme des Komparators 20 angelegt, während Potentiale, die um einen Abtastpunkt vor den ge­ nannten, an den Abtastpunkten A₁-A₈ abgegriffenen Poten­ tialen liegen, nämlich Abtast-Haltepotentiale, an die Minus-Eingangsklemme des Komparators 20 angelegt wer­ den. Infolgedessen werden benachbarte bzw. aufeinander­ folgende Ausgangssignale entsprechend den Abtastpunkten A₁-A₈ durch den Komparator 20 ständig verglichen. Die Arbeitsweise des Komparators 21 ist ähnlich wie die vor­ her beschriebene Arbeitsweise des Komparators 20.

Da der Komparator 20 so ausgelegt ist, daß er ein Signal entsprechend einer Binärziffer "1" liefert, wenn ein einer oberen Korrektur unterworfenes Potential niedriger ist als das Abtast-Haltepotential, stellt er fest, ob das Analogsignal gemäß Fig. 5C abfällt oder nicht. Da anderer­ seits der Komparator 21 ein Signal entsprechend einer Binärziffer "1" abgibt, wenn ein einer unteren Korrektur unterworfenes Potential größer ist als das Abtast-Halte­ potential, stellt er fest, ob das Analogsignal gemäß Fig. 5C ansteigt oder nicht.

Die D-Flip-Flops 22 und 23 liefern Ausgangssignale ent­ sprechend ihren Eingangssignalen, so oft sie durch den Abtastimpuls getriggert werden. Die so gelieferten Aus­ gangssignale werden einer Erkennungsschaltung 24 zuge­ führt. Die Ausgangssignale der Komparatoren 20 und 21 werden somit als Binärziffern "0" bzw. "1" über die Flip- Flops 22 und 23 an die Erkennungsschaltung 24 angelegt, deren Aufbau in Fig. 7 im einzelnen veranschaulicht ist.

Wenn die Erkennungsschaltung 24 das Muster eines E13B- Zeichens gemäß Fig. 5A liest, werden ihr Erkennungsda­ ten gemäß Fig. 5G eingegeben. In den Erkennungsdaten ist an einem ersten Abtastpunkt A₁ weder für eine Vergrößerungs- noch für eine Verringe­ rungsrichtung eine Dateneinheit vorhanden, weil am ersten Abtastpunkt A₁ kein zu vergleichendes Ausgangssignal vorhanden ist.

Diskriminiermuster für zu erkennende Zeichen, wie sie in Fig. 6A für die Unterscheidung von "gültigen" und "ungül­ tigen" und Zeichenmustern dargestellt sind (vgl. z. B. Fig. 6), sind in der Erkennungsschaltung 24 gespeichert. Wenn das Muster eines Zeichens digitalisiert wird, enthält das Zei­ chen Teile, von denen nicht bekannt ist, ob die Bits "0" oder "1" sind. Zur Erkennung solcher Teile sind die Dis­ kriminiermuster vorgesehen.

Durch Kombinieren von durch die Erkennungsdatenauswahl­ vorrichtung gelieferten Erkennungsdaten mit einem Dis­ kriminiermuster kann eine Ziffer entsprechend der vom Magnetkopf 2 ausgelesenen Zeichenkonfigurationen identi­ fiziert werden. Beispielsweise sei angenommen, daß die Erkennungsdaten gemäß Fig. 5G vorhanden sind. In diesem Fall werden die Erkennungsdaten mit dem Diskriminiermuster so kombiniert, daß die Erkennungsdaten und die Daten des Diskriminiermusters einer UND-Verknüpfung unterworfen wer­ den. Infolgedessen werden die Daten gemäß Fig. 7B gelie­ fert. Wenn die resultierenden Daten mit einem Zeichen­ muster entsprechend der Ziffer "1" koinzidieren, wird festgestellt, daß die Ziffer "1" ausgelesen worden ist. Andere Zeichen können auf dieselbe Weise gelesen werden.

Obgleich der Zeichenleser vorstehend in Verbindung mit dem Lesen von E13B-Schriftzeichen beschrieben ist, können durch einfache Änderung der Zahl der Abtastpunkte oder -stellen auch CMC7-Schriftzeichen gelesen werden.

Obgleich der Zeichenleser vorstehend weiterhin in Verbindung mit magnetischen Zeichenmustern beschrieben ist, ist er grundsätzlich auch als optischer Zeichenleser verwendbar, wenn an Stelle eines Magnetkopfes ein optischer Lesekopf vorge­ sehen wird. Hierbei sind die von letzterem gelieferten Analogsignale bereits integrierte Analogsignale, so daß keine Integrierschaltung vorgesehen zu werden braucht.

Claims (4)

1. Zeichenleser zum Lesen eines Zeichenmusters von einem Auf­ zeichnungsträger, mit
einer Einrichtung zum Vorbeifördern des Aufzeichnungsträ­ gers an einer Leseeinrichtung, die ein den Zeichenmuster entsprechendes analoges Lesesignal erzeugt,
einer Schaltung zum Digitalisieren des analogen Lese­ signals, die eine Einrichtung zum Abtasten des analogen Lese­ signals zum Gewinnen von Momentwerten hiervon umfaßt,
und einer Erkennungsschaltung, in der das digitalisierte Lesesignal mit abgespeicherten Digitaldaten gültiger Zei­ chen verglichen werden, um bei Übereinstimmung ein dem aus­ gelesenen Zeichenmuster entsprechendes Zeichen auszugeben,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Digitalisierschaltung eine Komparatoreinrichtung (20, 21) umfaßt, die jeweils mit einem von einer Schaltung (16) gewonnenen aktuellen Momentwert der Integralform des analogen Lesesignals sowie mit dem vorausgehenden Moment­ wert beaufschlagt wird, der mittels einer Abtast-Halte- Schaltung (17) als Momentwert der integrierten Form des analogen Lesesignals abgespeichert wurde, der eine von der Abtasteinrichtung (15, 18, 19) festgelegte Abtastperiode vor dem aktuellen Momentwert an der Abtast-Halte-Schaltung (17) angelegen hat,
wobei die Komparatoreinrichtung (20, 21) als Vergleichser­ gebnis eine Binärziffer ausgibt, mit welcher die Erken­ nungsschaltung (24) als digitaler Momentwert des analogen Lesesignals beaufschlagt wird.

2. Zeichenleser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltung zur Gewinnung des Momentanwerts der Inte­ gralform des analogen Lesesignals eine Offset-Schaltung (16) ist, mit
einem ersten Widerstand, der mit einer ersten Klemme an eine positive Spannungsquelle (Vcc) angeschlossen ist,
einer ersten Diode (16 a), deren Anode mit einer zweiten Klemme des ersten Widerstands verbunden ist,
einer zweiten Diode (16 b), deren Anode mit der Kathode der ersten Diode (16 a) verbunden ist,
einem zweiten Widerstand, dessen erste Klemme mit der Kathode der zweiten Diode (16 b) und dessen zweite Klemme mit Masse verbunden ist,
einem ersten Potentiometer, dessen erster Endkontakt an die zweite Klemme des ersten Widerstands und dessen zweiter Endkontakt an die Kathode der ersten Diode (16 a) angeschlossen ist, und
einem zweiten Potentiometer, dessen erster Endkontakt an den zweiten Endkontakt des ersten Potentiometers und dessen zweiter Endkontakt an die Kathode der zweiten Di­ ode (16 b) angeschlossen ist,
wobei das integrierte analoge Lesesignal an die Kathode der ersten Diode (16 a) angelegt ist,
daß die Komparatoreinrichtung zwei Komparatoren (20, 21) um­ faßt, von denen der erste Komparator (20) an seinem positi­ ven Eingang mit dem Schleiferkontakt des ersten Potentiome­ ters und an seinem negativen Eingang mit dem Ausgang der Abtast-Halteeinrichtung (17) verbunden ist, während der zweite Komparator (21) an seinem negativen Eingang mit dem Schleiferkontakt des zweiten Potentiometers und an seinem positiven Eingang mit dem Ausgang der Abtast-Halte­ einrichtung (17) verbunden ist, und
daß zwei Flip-Flops (22, 23) vorgesehen sind, von denen das eine Flip-Flop (22) mit seinem Dateneingang an den Ausgang des ersten Komparators (20) und von denen das zweite Flip- Flop (23) an seinem Dateneingang mit dem Ausgang des zwei­ ten Komparators (21) verbunden ist, während beide Flip- Flops (22, 23) von aus dem analogen Lesesignal abgeleiteten Abtastimpulsen für die Abtasthalteinrichtung (17) beauf­ schlagt und mit ihren Ausgängen an die Erkennungsschaltung (24) angeschlossen sind.

3. Zeichenleser nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Magnetkopf (2) zum Lesen magnetischer Zeichenmuster vom Aufzeichnungsträger (1), wobei eine Integrierschaltung (14) zum Erzeugen der integrierten Form des analogen Lese­ signals vom Magnetkopf (2) vorgesehen ist.

4. Zeichenleser nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Lesesignale integrierter Form liefernden optischen Lesekopf zum Lesen optischer Zeichenmuster vom Aufzeich­ nungsträger (1).