Устройство для фотоэлектрического считывания информации Советский патент 1981 года по МПК G06K7/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СЧИТЫВАНИЯ Изобретение относится к автоматике и -вычислительной технике и может быть использовано в фотоэлектрических датчиках приращений станков с программным управлением, а также в каналах формирования синхро сигналов устройств ввода информации с перфоносителей и кодовых масок. Известно устройство для фотоэлек трического считывания информации с носителя регулярных оптически прозрачных участков, которое содержит осветитель и фотоприемники, соедине :ные со входами дифференциального усилителя l3. Основным недостатком известного устройства является низкая достовер ность считывания в условиях воздействия продольных биений носителя и помех. Причем эти факторы представл ют наибольшую опасность в окрестнос точек прохождения разностного сигнал фотоприемников через ноль. ИНФОРМАЦИИ Наиболее близко к предлагаемому устройство для фотоэлектрического считывания информации с носителя регулярных оптически прозрачных участков, содержащее осветитель, фотоприемники, соединенные со входами дифференциального усилителя, выход которого подключен к коммутирующему входу блока формирования сигнала разбаланса, выход которого соединен с одним из входов дифференциального усилителя, а сигнальный вход подключен к формирователю тока разбаланса, вход которого соединен с выходом элемента задержки, включенного последовательно с источником постоянного напряжения, представляющего собой выпрямитель напряжения накала осветительной лампы С23. Недостатками этого устройства являются его сложность и низкая достоверность считывания, обусловленная нескомпенсированностью бокового смещения носителя, изменения переходного сопротивления патрона,осветительной лампы, ее старения и т.д. Цель изобретения - упрощение устройства и повьшение достоверности считывания. Указанная цель достигается тем, что в устройство для фотоэлектрического считывания информации, содержащее осветитель, фотоприемники, соединенные со входами дифференциального усилителя, выход которого подключен к коммутирующему входу блока формирования сигнала разбаланса, выход которого соединен с одним из входов дифференциального усилителя., введены два дополнительных фотоприемника, один из которых размещен в пределах рабочей зоны осветителя со смещением относительно серёдийы расстояния между основными фотоприемниками вдоль линии, проходящей через их центры, на величину, кратную шагу оптически прозрачных участков носителя информации, второй - со смещением относительно первого вдоль этой же линии на половину этого шага, а выходы дополнительных фотоприемников соединены с сигнальнь м входо ,блока формирования сигнала разбагганс На чертеже представлена функциональцая схема устройства для фотоэлектрического считывания информации Устройство содержит осветитель (не показан), фотоприемники I и 2, выходы которых .соединены со входами дифферешщального усилителя 3, выход которого подключен к коммутируняцему входу блока 4 формирования сигнала разбаланса, причем выход блока 4 сое динен с одним из входов (инвертирующим) дифферешдиально1 о усилителя 3, а сигнальный (режимозадающий) вход блока 4 формирования сигнала разбаланса соединен с выходами дополнительных фотоприемников 5 и 6, один из которых (5) размещен в пределах рабочей зоны осветителя со смещением относительно середины расстояния между основными фотоприемниками и 2 вдоль линии 7, проходящей через их центры, на величину, кратную шагу оптически прозрачных участков носителя (на чертеже изображен частный случай нулевой кратности), а второй из них (6) смещен относительно первого (5) дополнительного фотоприемника вдоль указанной линии 7 на половину шага оптически прозрачных .участков носителя (не показан). Все 4 упоминаемые размеры указаны приведенквими в оптической системе осветителя к плоскости перемещения Носителя. Устройство работает следующим образом. Когда в процессе перемещения носителя центр рассматриваемого оптически прозрачного участка его находится еще в пределах фотоприемника 1, выходной сигнал усилителя 3 положителен и на коммутирующий вход блока 4 формирования сигнала разбаланса по- ступает запирающий сигнал. При приближении центра рассматриваемого участка к середине расстояния между фoтoпpиeмникa sl 1 и 2 выходной сигнал фотоприемника I убывает, а выходной сигнал фотопрйемника 2 нарастает. При изменении знака разностного сигнала фотоприе «1 ков 1 и 2 в сторону преобладания сигнала е топриемника 2 изменяется знак выходного сигнала дифференциального усилителя 3 на отрицательный, и на коммутирующий вход блока 4 формирования сигнала разбаланса йоступаеФ отпирающий сиг нал. Вследствие этого сигнал разбаланса, определяемый суммой выходных сигналов .площадок фотоприемннков 5 и 6, поступает на инвертирующий вход усилителя 3, поВБШ1ая его устойчивость к продольным биениям носителя и Помехам. Когда сигнал от очередного оптически прозрачного участка носителя, снимаемый с фотоприемника 1, превышает по величине суммарный сигнал от рассматриваемого оптически прозрачного участка носителя с фотоприемдака 2 и с выхода блока 4 формирования сигнала разбаланса, происходит изменение знака выходного сигнала усилителя 3 на положительный. Это приводит к запиранию блока 4 формирования сигнала разбаланса по коммутирукяцему ВХОДУ, и процесс пдвторится. Указанное размещение дополнительных, фотоприемников 5 и 6 обеспечивает получение с них выходных сигналов в процессе перемещения носителя, максимумы которых расположены как раз в окрестности прохождения разностного сигнала фотоприемников 1 и 2 через ноль, где собственная устойчивость устройства к продольным биениям носителя и помехам минимальна. Дпя автокомпенсации дестабилизирующего влияния бокового (поперечного) смещения носителя необходимо обеспечить одинаковый размер фотоприемников 1 и 2, 5 и 6 вдоль нормал к линии 7, с которой совпадает линия центров оптически прозрачных участков носителя при отсутствии бокового смещения. А наибольшая степень автокомпенсации влияния изменения яркости осветителя и температурной состав ляюцей нестабильности чувствительности фотоприемников может бытьjочевидно, получена в случае их изготовления на одном кристалле в едином технологическом процессе. Причем интегралыйй фотоприемник с четьфьмя фоточувствительными площадками обеспечивает в случае носителя с ненулевой прозрачностью автокомпенсацию влияния оптических неоднородностей (включая масляные пятна и т.п.) при расположении всех площадок под едишом отверстием диафрагмы устройства (применение диафрагмы при ненулевой прозрачности носителя является обяза .тельным независимо от размеров фоточувствительных площадок) .В частном случае (при размере фотоприемников 5 и 6 вдоль линии 7, меньшем размера фотоприемников 1 и 2, и интегральной реализации всех фотоприемников) блок 4 формирования сигнала разбаланса моасет представлять собери простой ключ, управляе14ый выходным сигналом усилителя 3. , Таким образом, технико-экономичес кий эффект от применения предлагаемого устройства определяется использованием идентичности законов изменения сигнала разбаланса, получаемого с помсадью дополнительных фотоприемников-, и разностного сигнала основных фотЛтриемников от воздействия различных дестабилизирующих факторов, включая изменение яркости светителя (как дт его старения, так от изменения переходного сопротивения патрона осветительной лампы или естабильности источника ее питания), боковое (поперечное) смещение носитея и т.п. при простоте его реализации. Формула изобретения Устройство для фотоэлектрического считывания информации, содержащее осветитель, фотоприемники, соединенные со входами дифференциального усилителя, выход которого подключен к коммутирзгницему входу блока формироваг. НИН сигнала разбаланса, выход которого соединен с одним из входов дифференциального усилителя, о т л и ч а ю щ а е с я тем, что, с цепью упрощения устройства и повышения достоверности считывания, в него введены два дополнительных фотоприемника, один из которых размещен в пределах рабочей зоны осветителя со смещением относительно середины расстояния между основными фотоприемииками вдоль линии, проходящей через их центры, на величину, кратную шагу оптически прозрачных участков носителя информации, второй - со смещением относительно первого вдоль этой же лшшш на половину этого шага, а выходы дополнительных фотоприемников соединены с сигнальным входом блока формирования сигнала разбаланса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 619934, кл. G 06 К 7/14, 1976. I 2. Авторское свидетельство СССР № 758205, кл. G 06 К 7/14, 1977 (прототип).