DE2145909A1 - System zur Erkennung der Begrenzungslinien von Einzelheiten eines Gegenstandes - Google Patents

Description

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Dr-lng. Walter Abitx 2 H5909

Dr. Dieter f. Mörf 14. September 1971

Dr. Hans-A. Brauns ^J*S-8726

ITEK CORPORATION

IO Maguire Road, Lexington, Mas^Ns., V.St.A.

System zur Erkennung der Begrenzungslinien von Einzelheiten eines Gegenstandes

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Bestimmung der Begrenzungslinien von Einzelheiten in Gegenständen und insbesondere ein System, in welchem die Begrenzungslinien' ermittelt werden, indem Gradienten im Niveau der vom Gegenstand abgegebenen Strahlungsenergie bestimmt werden.

In vielen Fällen ist es erwünscht, die Begrenzungslinien einer Einzelheit eines Gegenstands zu ermitteln. In manchen Fällen wird eine dauernde Aufzeichnung der ermittelten Begrenzungslinie gewünscht, während in anderen Fällen die Begrenzungslinie lediglich für eine augenblickliche Beobachtung oder für irgendeine Ausgangsfunktion benötigt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung von Linien, welche Begrenzungslinien von Einzelheiten in einem Schwarz-Weiss- oder einem Farbdiapositiv darstellen. Weitere Anwendungen für Detektoren von Ein-

" ^Λ ~ ORIGINAL INSPECTED

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zelheit-Begrenzungslinien umfassen beispielsweise die Interpretation von medizinischen Röntgenstrahlen, das selbsttätige, durch Maschinen erfolgende Lesen von gedrucktem Material, die Verstärkung von Umrissen in Fernsehbildern, äiB Trennung spezifischer Gegenstände, wie etwa von Flugzeugen von ihrer Umgebung und dgl.

Bekannte Detektorsysteme zur Erkennung von Einzelheiten-Begrenzungslinien verwenden üblicherweise Fernseh-Abtastvorrichtungen, welche Fernsehsignale erzeugen, die ein Mass für die Intensität einer Einzelheit längs Abtastrichtungen in dem zu untersuchenden Gegenstand darstellen. Signalniveaugradienten, welche die Einzelheit-Begrenzungslinien darstellen, werden dann ermittelt, indem die Signale differenziert werden oder indem das Fernsehsignal mit einer zeitverzögerten Kopie derselben verglichen wird. Detektoreysteme dieser Ausbildung werden in den US-Patentschriften 2 851 522 und 3 361 8?2 beschrieben. Der Hauptnachteil dieser bekannten Systeme besteht darin, dass das Erkennungsvermögen nicht unabhängig von der Orientierung der Grenzlinie ist. Aus diesem Grund wird eine vollständige Grenzlinienermittelung nur durch eine orthogonale Abtastung erhalten, wodurch sowohl die Analyse und die Aufzeichnung der Ausgangsinformation erschwert, als auch die für die Untersuchung eines bestimmten Gegenstands erforderliche Zeit erhöht wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zu schaffen, durch welches die Einzelheit-Begrenzungslinien in bestimmten Gegenständen wirksamer als mit bekannten Detektorsystemen ermittelt werden können.

Die Erfindung ist durch ein System zur Ermittlung von Einzelheit-Begrenzungslinien in bestimmten Gegenständen gekennzeichnet. Ein Energie-Ubertragungssystem überträgt Strahlungsenergie aus einer Mehrzahl von zweidimensional im Abstand

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voneinander liegenden Zpnen eines bestimmten Bereichs des Gegenstands. Die Zonen sind in ihrer Zahl begrenzt und umfassen jeweils einen merklichen Teil des gegebenen Bereichs. Die übertragene Energie wird von einem !Empfänger aufgenommen, welcher Signalwerte abhängig von den Strahlungsenergiewerten erzeugt, die von den einzelnen Zonen abgegeben werden. Ein Analysator erzeugt ein Gradienten-Detektorsignal, abhängig von den Signalwert-Differenzen der Einzelheit-Begrenzungslinien, die durch Unterschiede in den Strahlungs energiewert en aus den einzelnen Zonen verursacht sind. Eine Untersuchung der Gesamtoberfläche des Gegenstandes erfolgt durch eine Abtastvorrichtung, welche systematisch die Stelle des bestimmten Bereichs im Gegenstand ändert, von welchem Energie zum Empfänger übertragen wird. Da die verglichenen Energiewerte von zwei-dimensional im Abstand voneinander liegenden Zone ι ausgehen, ist die Empfindlichkeit für die Gradientenerfassung des Systems unabhängig von der Lage der Begrenzungslinie gegenüber der Richtung, in welcher der Gegenstand durch die Abtastvorrichtung abgetastet wird. Daher können Einzelheit-Begrenzungslinien jeglicher Richtung mittels eines Abtastmfsters erfasst werden, dessen Linien alle parallel verlaufen. Aus diesem Grunde ist das Erfordernis einer komplizierten .. und zeitlich aufwendigen orthogonalen Abtasttechnik beseitigt.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung betrifft die Anwendung im Signal-Analysator eines logarithmischen Verstärkers, bei welchem dem Gradienten-Detektorsignal eine logarithmische Kennlinie gegeben wird. Der logarithmische Verstärker ergibt ein stufenartiges Ansprechen auf die Energiewert-Gradienten, welches unabhängig vom Signalpegel ist. Aus diesem Grunde besitzt das System eine gleiche Empfindlichkeit für die Grenzlinienerfassung in den licht- und Schattenbereichen des Gegenstands. Dieses Merkmal ist besonders vorteilhaft in Anwendungen, bei "' welchen es erwünscht ist, bei einem Farbgegenstand ein angenähert menschliches Ansprechen zu erhalten, da ein Farbwert einen psychologisch erfassten Bestandteil des Lichtes bildet

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und eine psychologische Reaktion logarithmisch erfolgt, nähert sich der von einem logarithm!sehen Verstärker bei einem Farbgegenstand gelieferte Ausgang in der im gleichen Falle erhaltenen menschlichen visuellen Reaktion an.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegen die einzelnen Bereichszonen in Quadranten eines bestimmten Abschnittes und das Energieübermittlungs-System trennt die aus jeder der Quadranten abgegebene Energie voneinander. Getrennte Energiedetektoren.empfangen die Energie aus jedem der ■Quadranten und liefern getrennte Ausgangssignale, der^n Werte den erhaltenen Energiewerten'entsprechen. Der Analysatorkreis erzeugt ein erstes Signal, abhängig vom Unterechied zwischen den Signalwerten, welche die Strahlungsenergiepegel aus einem Diagonalsatz der Quadranten darstellen, sowie ein zweites Signal, abhängig vom Unterschied zwischen den Signalwerten, welche die Strahlungsenergiepegel aus dem anderen Diagonalsatz der Quadranten darstellen. Das erste und das zweite Ausgangssignal werden zunächst jeweils mit sich selbst multipliziert, damit Ausgänge erhalten werden, die unabhängig von der Lage der Einzelheit-Begrenz ungs linien sind, worauf die Ausgangssignale summiert werden, um das Gradienten-Detektorsignal zu ergeben. Durch die Trennung der Energie, welche von Quadranten der abgetasteten Fläche abgestrahlt wird und durch geeignete Bearbeitung der erhaltenen Ausgangssignale ist das System gleichmässig empfindlich für Begrenzungslinien beliebiger Orientierung im abgetasteten Bereich. Begrenz ungs linien, welche einem gewünschten Minimum-Gradienten entsprechen, werden ermittelt, indem das Gradienten-Detektorsignal einer geeigneten Schwellenwert-Einrichtung zugeführt wird. Der Ausgang der Schwellenwert-Einrichtung kann dazu dienen, um entweder eine kurzzeitige Anzeige oder eine dauernde Aufzeichnung des ermittelten Musters der Einzelheit-Begrenzungslinien zu liefern.

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Gemäss einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung weist das Energieübertragungssystem eine Ablenkungssteuerung auf, durch welche die Quadranten des bestimmten abgetasteten Bereiches, aus dem die abgegebene Strahlungsenergie vom Empfänger aufgenommen wird, ständig geändert werden. Der Ausgang des Empfängers besteht aus einem Wechselstromsignal, dessen Amplitude von den Strahlungsenergiepegeln der sich ständig ändernden Quadranten abhängt. Energiegradienten im abgetasteten Bereich, die durch die Begrenzungslinien hervorgerufen werden, sind im Ausgangssignal durch Signa!komponenten mit der für die Ablenkungssteuerung verwendeten Frequenz dargestellt. Die Trennung dieser Frequenzkoniponente mittels eines geeigneten Bandfilters liefert ein Gradienten-Detektorsignal, welches den Einzelheit-Begrenzungslinien beliebiger Orientierung in den abgetasteten Bereichen entspricht.

Ein bevorzugtes Ablenksteuerungssystem zum kontinuierlichen Wechseln der Bereichszonen weist ein rotierendes optisches Element auf, welches einen Energiestrahl in einer Kreisbewegung innerhalb der vorgegebenen abgetasteten Fläche am Untersuchungsobjekt führt. Der von der Einzelheit des Gegenstandes modulierte Energiestrahl, welcher vom Gegenstand ausgeht, wird von einem Energiedetektor empfangen, welcher ein Wechselstrom-Ausgangssignal liefert. Dieses System eignet sich besonders gut zur Bestimmung von Einzelheit-Begrenzungslinien in photographischen Transparentbildern, wobei der rotierende Lichtstrahl durch das Transparentbild geleitet wird. Die Abtaststeuerung in diesem System besteht vorzugsweise aus einer x-y-Stufe, durch welche das Transparentbild in rechtwinklig zueinander angeordneten Eichtungen gegenüber dem rotierenden Lichtstrahl bewegt wird.

Ein weiteres bevorzugtes Ablenksteuerungssystem enthält eine Kathodenstrahlröhre, welche einen Lichtstrahl durch das Untersuchungsobjekt schickt. An den Ablenkspulen der Röhre liegen

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Signale, welche während der Bewegung des Lichtstrahles längs Bifonen, die systematisch den gesamten Gegenstand abtasten, dem Lichtstrahl eine Kreisbewegung erteilen. In einer abgeänderten Ausführungsform dieser Anordnung wird der Gegenstand auf der Kathode einer Bildzerlegerröhre abgebildet. Dabei wird wiederum der Abtaststrahl der Eöhre in einer kreisförmigen Bewegung abgelenkt, während er den Gegenstand systematisch abtastet. In beiden Fällen erzeugt die Kreisbewegung des Strahles kontinuierliche Änderungen in den Zonen, von welchen Strahlungsenergie erhalten und verarbeitet wird, um das wechselnde Gradienten-Detektorsignal zu erzeugen.

Die Erfindung wird anschliessend an Hand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Pig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Hg. 2 einen Querschnitt längs der Linien 2-2 der lüg. 1;

JIg. 3 eine Darstellung des betrachteten Bereichs, welcher durch das optische System gemäss den J¹Ig. 1 und 2 erhalten wird;

S¹Ig. 4 eine schematische Ansicht einer x-y-Transportvorrich tung zur Verwendung mit der Anordnung nach Fig. 1;

Hg. 5 ein Blockschaltbild eines Analysatorkreises zur Verwendung mit der Anordnung nach K.g. 1;

Pig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Analysatorkreises zur Verwendung mit der Anordnung nach Fig. 6;

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Fig. 8 eine Darstellung eines betrachteten Bereiches, welche durch das optische System der Fig. 6 erhalten wird;

Pig. 9 ein Kurvenbild mit Kurven, die auf den verschiedenen Signalleitungen der Schaltkreises der SIg. 7 erzeugt werden;

Fig. 10 eine schematische Ansicht einer weiteren "bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 11 eine schematische Darstellung einer weiteren "bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 12 eine abgeänderte Ausführungsform des in Fig. 5 dargestellten Schaltkreises und

Fig. 15 ein Blockschaltbild des Kichtungsanalysatorsystem gemäss Fig. 6.

In Fig. 1 ist ein Detektorsystem 21 für Einzelheit-Begrenzungslinien dargestellt, welches ein optisches übertragungssystem 22 zur Übertragung von Lichtenergie aufweist, welche von einem Gegenstand 23 abgegeben wird, der auf einer x-y-Transportvorrichtung 24 befestigt ist. Der Gegenstand 23 kann beispielsweise aus einem photographischen Transparentbild bestehen und die x-y-Transportvorrichtung 24· wird später im einzelnen beschrieben. Das von der Lampe 25 erzeugte Licht ,wird mittels eines Kondensors 26 durch das Transparentbild 23 geleitet, nachdem es in einer Filteranordnung 27 gefiltert wurde. Idchtenergie vom übertragungssystem 22 wird von einem auf Strahlungsenergie ansprechenden Empfänger 28 empfangen, welcher Ausgangssignale an einen Analysatorkreis 29 über Signalleitungen 31-34 liefert. Der Analysatorkreis wird ebenfalls später im einzelnen beschrieben.

Das optische übertragungssystem 22 enthält eine Lochmaske 35»

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welche im Brennpunkt des Objektives ·36 und vor vier zusammenbefestigten rechteckigen Lichtleitungen 41-44 angeordnet ist, die ebenfalls in Fig. 2 dargestellt sind. Die Lichtleitungen 41-44 sind derart angeordnet, dass sie den durch eine Öffnung 45 in der Lochmaske 35 durchgelassenen Lichtstrahl in vier gleich grosse sektorförmige Abschnitte 41'-44' gemäss Ug. aufteilen. Vier Photo-Vervielfältiger 46-49 empfangen jeweils das von den Lichtleitungen 41-44 übertragene Licht. Geniäjss Fig. 2 befinden sich die Photo-Detektoren 46-49 zwischen konzentrischen Hülsen 51 .mid 52 und sind durch radial angeordnete Trennwände 53 getrennt.

In Fig. 4 ist schematisch die x-y-Transportvorrichtung 24 der Fig. 1 dargestellt. Ein Schlitten ^ wird in y-Eichtung mittels eines Mikrometerantriebs 56 bewegt, welcher durch ein Getriebe 58 mit einem Synchronmotor 57 gekoppelt ist. Vom Getriebe 58 werden ferner ein Potentiometer 59 und ein Nockenpaar 61, 62 angetrieben, durch welches Jeweils Mikroschalter 63 und 64 betätigt werden. Die Bewegung der Schlitten 55 in x-Bichtung wird durch einen weiteren Mikrometerantrieb 65 erzeugt, welcher mittels eines Getriebes 67 mit einem Schrittschaltwerk 66 verbunden ist, wobei das Getriebe ferner ein weiteres Potentiometer 68 betätigt. Die relative x- und y-Position des Schlittens 55 wird in üblicher Weise durch die Ausgänge der Potentiometer 59 und 68 angegeben.

In Fig. 5 werden in einem Blockschaltbild Einzelheiten des in Fig. 1 dargestellten Analysatorkreises 29 dargestellt. Die Ausgänge der Photo-Vervielfältiger 46-49 werden auf den Leitungen 31-34- jeweils logarithmischen Verstärkern 70 und 72-74 zugeführt. Die logarithmischen Ausgänge der Verstärker 70 und 72 werden von einem Differenzverstärker 75 aufgenommen, welcher ein erstes Differenzausgangssignal auf der Leitung 76 liefert. In ähnlicher Weise gelangen die logarithmischen Ausgänge der Verstärker 73 und 74 an einen Differenz-

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verstärker 76, der ein zweites Differenzsignal auf der Leitung 78 erzeugt. Das erste und das zweite Differenzsignal auf den Leitungen 76 und 78 werden in einem Summierverstärker 79 summiert, nachdem jeweils durch die Verstärker 80 und 80' ihr quadratischer Wert ermittelt wurde. Der Ausgang des Verstärkers 79 auf der Leitung 81 wird von einem Schwellenwertkreis 82 aufgenommen, welcher einen Eingang für die Lesevorrichtung 8J darstellt.

In einem typischen Anwendungsbeispiel wird die Vorrichtung 21 dazu verwendet, Linienzeichnungen von Einzelheit-Begrenzungslinien zu erzeugen, die in Schwarz-Veiss- oder IWbtransparentbildern vorliegen. Befindet sich das Transparentbild 23 auf der x-y-Transportvorrichtung 24, so wird durch das Energieübertragungssystem 22 und insbesondere die öffnung 45 in der Lochmaske 35 Lichtenergie aus dem angegebenen Bereich 40 (schematisch in Fig. 3 dargestellt) des Transparentbildes zum Empfänger 28 übertragen. Die Lichtleitungen 41-43 trennen Abschnitte,der übertragenen Energie, welche aus jeden der vier gleich grossen Zonen austritt, die schematisch durch die Sektoren 41'-44' in Fig. 3 dargestellt sind. Die durch die Lichtleitungen 41-44 getrennten Lichtausgänge werden jeweils von den Photo-Vervielfältigern 46-49 aufgenommen, welche entsprechend auf den Ausgangsleitungen 31-34 Ausgangssignale liefern, abhängig von den Lichtenergiewerten, die von den einzelnen zwei-dimensional im Abstand voneinander liegenden Zonen 41'-44' eines gegebenen Bereichs 40 abgegeben werden. Infolge ihrer Modulation durch die Einzelheit des Transparentbildes 23 sind die Signalwerte auf den Leitungen 31-34 ein Mass für die betreffende Einzelheit des Gegenstands.

Unter Bezugnahme auf üg. 5 ist ersichtlich, dass das Ausgangssignal 31, welches den vom Sektor 41' austretenden Energiewert darstellt, vom Signal 33 abgezogen wird, welches den vom diametrc'/. entgegengesetzten Sektor 43' austretenden

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Energiewert bildet, ©aher ist der Ausgang des Differentialverstärkers 75 auf der Leitung 76 abhängig von einer Komponente des Energiegradienten in einer Kichtung, die durch die .gestrichelte Linie A in Pig. 3 dargestellt wird. In ähnlicher Weise wird das Ausgangs signal 32, welches die vom Sektor 42' austretende Energie darstellt, vom Ausgangssignal 34- abgezogen, welches die vom diametral entgegengesetzten Sektor 44' austretende Energie darstellt. Daher hängt der Ausgang des Differenzverstärkers 77 auf der Leitung 78 von einer Strahlungsenergie-Komponente in einer Richtung ab, welche durch die gestrichelte Linie B in Fig. 3 angegeben ist. Die Summieruiig der quadratischen Werte der Signale aus der Leitung 76 und 78 im ßummi erverstärk er 79 erzeugt ein Gradienten-Detektorsignal auf der Leitung 81, welches von der Vektorgrösse eines im Bereich 40 ermittelten iaergiewertgradienten abhängt. Die Grosse des Ausgangssignals auf der Leitung 81 ist als Vektorgrösse unabhängig von der Gradientenrichtung gegenüber der Durchschnittsrichtung der erzeugten Abtastung, wie später beschrieben wird. Wie jedoch vox'ausgehend ausgeführt wurde, sind die Lichtenergien, welche von den Sektoren 41'-44' austreten, durch die Einzelheiten des Gegenstands im Bereich 40 des Transparentbilds 23 bestimmt. Daher hängt die Amplitude des'Gradienten-Detektorsignals auf der Leitung 81 davon ab, in welchem Ausmass Einzelheit-Begrenzungslinien im Bereich 40 vorhanden sind.

Die x-y-Transportvorrichtung 24 wird in üblicher Weise betrieben, um systematisch das Transparentbild 23 abzutasten und dadurch kontinuierlich die auf Einzelheit-Begrenzungslinien untersuchte Fläche zu ändern. Der Synchronmotor 57 wird eingeschaltet, um den Mikrometerantrieb 56 zu betätigen, wodurch eine Bewegung des Schlittens 55 in y-Eichtung erhalten wird. Nach einer Verschiebung, welche für das Transparentbild 23 zur Vollendung einer vollständigen Lichtumkehr in y-Richtung des in Fig. 1 dargestellten Lichtstrahls erforderlich ist, betätigen die Nocken 61 und 62 jeweils Mikro-

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schalter 63 und 64. Ein nicht-dargestellter Schaltkreis spricht auf die Betätigung der Schalter 63 und 64 durch Umschaltung des Synchronmotors 57 und Betätigung des Schrittschaltwerks 66 an, um eine kleine Bewegung des Schlittens in x-Eichtung zu erzeugen. Anschliessend erfolgt ein weiteres L'bers tr eichen des Transparentbilds 23 in entgegengesetzter y-Ifichtung und geringfügig in x-Eichtung verschoben. Die Transportvorrichtung 24 erzeugt daher eine Abtastung des Transparentbildes 23 längs eines Weges, der in ELg. 4 schematisch durch die Linien 85 angegeben ist. Da, wie vorausgehend beschrieben wurde, die Ermittlung der Energiegradienten unabhängig von ihrer Lage ist, wird durch die in Fig. 4 durch die Linien 85 dargestellte Abtastung jegliche Einzelheit-Begrenzungslinie unabhängig von ihrer Lage im Transparentbild 23 ermittelt, vorausgesetzt, dass der zwischen den Abtastlinien im richtigen Verhältnis zur des abgetasteten Bereichs 40 steht. Die Empfindlichkeit der Ermittlung der Begrenzungslinien wird selbstverständlich durch die Einstellung der Bezugsspannung des Schwellenwertkreises 82 bestimmt. Kr die Lesevorrichtung 83 können verschiedene Einrichtungen verwendet werden, beispielsweise ein Faksimiledrucker, eine Kathodenstrahlröhre oder ein mechanisches Aufzeichnungsgerät, welches durch ein Magnetband und ein Rechnersystem gesteuert wird.

Die Verwendung der logarithmischen Verstärker 70 tmd 72-74-zur Erzielung eines logarithmischen Ansprechens auf das Gradienten-Detektorsignal stellt ein wichtiges Merkmal der Erfindung dar. Die logarithmischen Verstärker ergeben ein stufenweises Ansprechen auf die Energiewertgradienten, welches unabhängig vom Signalpegel ist. Aus diesem Grunde zeigt die Anordnung 2i die gleiche Empfindlichkeit für Einzelheit-Begrenzungslinien in Schatten- und Hochglanzflächen eines Gegenstandes. Das logarithmische Ansprechen ist insbesondere von Vorteil bei Anwendungen, in welchen ein näherungsweise menschliches Ansprechen auf Färb eindrücke erzielt werden soll.

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Da die Farbe ein psychologisch aufgenommener Bestandteil des Lichtes ist und das psychologische Ansprechen- seiner Natur nach logarithmisch erfolgt, kommt der vom logarithmischen Verstärker bei einem Farbbild erhaltene Ausgang sehr nahe an das menschliche visuelle Ansprechen auf ein Farbbild heran.

Fig. 6 stellt eine weitere Ausführung 91 dar, bei welcher ein Gegenstand, wie beispielsweise ein photographisches Transparentbild 92, wiederum auf der x-y-Transportvorrichtung 24 befestigt ist, die vorausgehend in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben wurde. Ein optisches übertragungssystem sendet Licht aus einer Bogenlampe 94- durch das Transparentbild 92 und zu einem Empfänger 95* welcher beispielsweise aus einer Photodiode bestehen kann. Im System 95 ist zwischen dem Transparent 92 und dem Empfänger 95 ein Sammelobjektiv 98, ein Spiegel 99 und eine Kondensoranordnung 100 vorgesehen. Weitere Bauteile des Systems 93i die zwischen dem Transparentbild und der Lampe 94- angeordnet sind, bestehen aus einer -Schwenkplatte 101, einer Filteranordnung 102 und einem Objektiv 1OJ. Die Klarglasplatte 101 liegt unter einem kleinen Winkel gegen die Normalebene zur optischen Achse des Systems 93 geneigt auf einem Drehtisch 104, welcher in einem Lager 105 gehalten wird. Die Drehung des Drehtisches 104- erfolgt durch ein mit Reibungsantrieb arbeitendes Rad 106, das durch einen Motor 107 mit konstanter Drehzahl angetrieben wird.

Fig. 7 zeigt in einem Blockschaltbild die Schaltkreis-Einzelheiten des Analysatorkreises 96 gemäss Fig. 6. Der Signalausgang der Photodiode 95 ^au-f der Leitung 97 wird zuerst in einem Verstärkernetzwerk 110 vorverstärkt und anschliessend über die Leitung 111 auf einen zweiten Verstärker 112 mit logarithmischem Ansprechverhalten eingegeben. Ein Bandfilterkreis 113 nimmt den Ausgang des logarithmischen Verstärkers auf der Leitung 114 auf und ergibt einen Eingang für einen Schwellenwertdetektorkreis 115 ^auf der Signalleitung 116.

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Der Ausgang des Schwellenwertkreises 115 auf der Leitung 117 wird in einem Impulsverstärker 118 verstärkt und auf der Leitung 119 einer Lesevorrichtung 121 zugeführt.

Bei Betrieb der Ausführungsform 91 wird das von der Lampe 94-erzeugte Licht als Ptinkt vom Objektiv 103 auf dem Transparentbild 92 abgebildet, nachdem es durch die Schwenkplatte und die leiteranordnung 102 hindurchgetreten ist. Die Filteranordnung 102 kontrolliert die spektrale Verteilung des Lichts, welches schliesslich den Bnpfänger 95 erreicht, während die Wirkung der Platte 101 später beschrieben wird. Das von Einzelheit-Begrenzungslinien modulierte Licht, welches vom Transparentbild 92 austritt, wird vom Objektiv 98 gesammelt und vom Spiegel 99 zum Kondensor 100 reflektiert, welcher die Üff^nung des Objektivs 98 auf der Photodiode 95 abbildet. Diese optische Anordnung verhindert eine Änderung in der Lage der Lichtverteilung auf der lichtempfindlichen Oberfläche der Photodiode 95 ungeachtet der anschliessend beschriebenen Abweichung ues Lichtstrahls, weiche durch die Schwenkplatte 101 erzeugt wird. ■

if-

Infolge der Brechung ändertdie Schwenkplatte 101 die scheinbare Lage des von der Lampe 94- erzeugten Lichtflecks gegenüber der optischen Achse um einen Betrag £- t/n sin 0, wobei t die Dicke, η den Brechungsindex und 0 den Schwenkwinkel darstellt. Da die Platte 101 durch die Scheibe 106 mittels Reibung angetrieben wird, läuft die VJinkelabweichung mit der Scheibe um, so dass der Lichtfleck scheinbar um die optische Achse rotiert. Das Bild des Lichtflecks auf dem Transparentbild 92 ist ein umlaufender Lichtfleck.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Anordnung 91 wird der Schwenkwinkel für die Platte 101 so ausgewählt, dass der Lichtfleck am Transparentbild 92 um einen Punkt an dessen Umfang rotiert. Wie aus Fig. 8 schematisch ersichtlich ist, nimmt der Lichtfleck nacheinander eine Lage ein, welche durch

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die Kreise 131-153 dargestellt ist, wenn der Lichtfleck innerhalb eines, gegebenen Bereichs 135 des Transparentbildes 92 umläuft. KLe Amplitude des von der Photodiode 95 erzeugten Ausgangssignales besitzt daher Augenblickswerte, welche von der Lichtenergie abhängen, die von den zweidimensional im Abstand voneinander liegenden Zonen 131-133 abgestrahlt werden, die nacheinander im Bereich 135 vom umlaufenden Lichtfleck ausgefüllt werden. Die Lichtwerte, welche aus den einzelnen Zonen austreten, sind selbstverständlich durch das Ausmass der Lichtmodulation bestimmt, die durch die Einzelheiten des Gegenstandes innerhalb dieser Zonen erfolgt. Damit stellt die Amplitude des auf der Leitung 97 erhaltenen Wechselstromsignals die Dichte einer Einzelheit des Gegenstands innerhalb der zweidimensional im Abstand angeordneten Zonen 131-133 dar, die aufeinanderfolgend vom Lichtfleck eingenommen werden.

Wie in der vorausgehend beschriebenen Anordnung wird Cle x-y-Transportvorrichtung 24- in üblicher Weise betätigt, um systematisch das Transparentbild 92 abzutasten und damit kontinuierlich den bestimmten Bereich 135 des Transparentbildes zu ändern, welcher auf Einzelheit-Begrenzungslinien untersucht wird. Da die vom Transparentbild austretenden Lientenergiegrössen durch das Ausmass der auftretenden, durch die Einzelheiten des Gegenstands hervorgerufenen Modulation bestimmt sind, führen die Einzelheit-Begrenzungslinien in einem gegebenen Bereich 135 zu einer Änderung der Amplitude des auf der Leitung 97 erzeugten Signales. Infolge der Kreisbewegung der Lichtfleckes überquert der Lichtfleck jeden Gradienten in einem gegebenen Bereich in allen Piehtungen, so dass, falls eine Signalerhöhung in einem Bereich in einem Rotationszyklus auftritt, bei einer Drehung des Lichtflecks um 180° bei weiterer Bewegung in entgegengesetzter Richtung eine Signalverringerung erhalten wird. Die Einzelheit-Begrenzungslinien führen daher in das Ausgangs-

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signal auf der Leitung 97 eine Wechselstromkomponente mit der Umlauffrequenz des Lichtflecks ein.

Der Betrieb des Analysatorkreises 96 wird in Verbindung mit If¹Xg. 9 beschrieben, auf welcher charakteristische Wellenformen dargestellt sind, die auf den Signalleitungen der Fig. 7 erzeugt werden. IiLe auf der Leitung 111 zwischen Τ.-Ϊ. vorhandene Kamraausbildung des Signales zeigt die Anwesenheit von Mnzelheit-Begrenzungslinien im abgetasteten Bereich an. Wie bereits erwähnt wurde, entspricht die Eammfrequenz näherungsweise der Umlauffrequenz des Lichtflecks. Die grösseren Amplituden der Kammausbildung zum Zeitpunkt Tp und T, gegenüber den Zeitpunkten T. und T^ ergeben sich aus höheren Lichtenergiewerten, weiche aus den jeweiligen Bereichen erhalten werden, die zum Zeitpunkt Tp und T, abgetast^rt werden. Beispielsweise würden die zum Zeitpunkt T* und T. festgestellten Signalkämme typischerweise eine Einzelheit-Begrenzungslinie in tiefen Schattenbereichen des Transparentbildes 23 angeben, während die Signalkämme zum Zeitpunkt Tp und T-, typischerweise Einzelheit-Begrenäungslinien in den hellen Stellen des Transparentbildes darstellen. Wie aus der Wellenform für die Signalleitung 114 ersichtlich ist, wird diese unerwünschte Abhängigkeit vom Durchschnittsenergiewert durch den logarithmischen Verstärker 112 beseitigt, welcher eine Kammausbildung liefert, die im wesentlichen unabhängig vom Durchschnitts-Signalwert ist. Das Bandfilter 113 ₅ welches auf die Umlauf frequenz des Lichtflecks abgestimmt ist, trennt die von' Begrenzungslinien erzeugten Kämme im Signal ab und liefert die auf der Leitung 116 dargestellte Wellenform. Falls die vom Bandfilter 113 abgetrennten Signalwerte den Bezugswert des Schwellenwertkreises 116 überschreiten, so wird die dargestellte Wellenform auf der Leitung

117 erhalten, welche nach einer Verstärkung im Verstärker

118 die Lesevorrichtung 121 betätigt.

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Die mit einem umlaufenden Lichtfleck arbeitende Detektoranordnung 91» welche unabhängig Von der Lage der Begrenzungslinien oder Energiegradienten ist, simuliert das Verhalten , eines mit einer Summe von Quadratwerten arbeitenden Quadrantendetektoss 21 gemäss der vorausgehenden Beschreibung.

Ein kurzer Nachweis hierfür wird im folgenden gegeben:

Gegeben ist ein Gradient grad B = dD/dr, welcher gegenüber der Abtastrichtung χ um einen Winkel O geneigt ist, sowie ein Lichtfleck, dessen Bewegung durch die Beziehung χ = vt + R sin (co t + f) gegeben ist, sowie durch y «= R cos (&Jt + P), wobei D = D_Q bei χ = y «= O. Das auf der Leitung 114 erhaltene Signal wird

D = D₀ + dD/dr (x cos 0 + y sin 0) = D₀ + dD/dr /vt cos Q + R sin (al t + p +0)

Nach dem Filtern ergibt sich D¹ = 1/io dD/dt und das Signal aus der Leitung 116 wird

dr

j. cos 0 + R cos (ft/t +p+ O)

)J

Bei Verwendung des Quadrantendetektors 21 wird für das von jeden der vier Detektorelemente 46-49 erhaltene Signal folgender Wert ermittelt:

D_o + dD/dr ix + A-J cos 0

\ ^{β D}o⁺ § f^{x cos} °⁺ 4*^sin

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cos Q - 4¹ si^{Q e})

Wird in die Vervielfältiger 80, 80' und deni Verstärker 77 die Summe der Quadratwerte der Differenzbeträge eingegeben welche durch die Differenzverstärker 71 und. 75 geliefert werden, so ergibt sich für das Signal

»■ -^-V^rV

gλ U Ax)² cos² 0 + Uy)² sin² θ

falls Jx = Aj, so ergibt sich

Die Bedingungen, bei welchen die Verfahren gleich sind, lassen sich durch Vergleich der Ergebnisse ermitteln. So wird

D¹ AiD¹ ^, falls vA> <£-E fUr Scheitelwerte von cos quad spot' ^

+ ψ + ö). Ist die'Lichtpunktbewegung klein genug, so

dass die einzelnen Lichtpunkte verschmelzen, so sind die Methoden im wesentlichen gleichwertig.

In Fig. 10 ist eine weitere Ausführungsform 141 eines Detektors für ELnzelheit-Begrenzungslinien gezeigt. Wiederum überträgt ein Übertragungssystem 142 Idchtenergie von einem Gegenstand, wie beispielsweise einem photographischen Transparentbild 143, auf einen Photodetektor-Bnpfanger 144. Das Übertragungssystem 142 weist eine Kathodenstrahlröhre 145, ein Objektiv 146 und eine Kondensoranordnung 147 auf. Die Ablenkungssignale für die horizontale und die vertikale Ablenkspule der Kathodenstrahlröhre 145 werden jeweils durch einen

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Summiendverstärker 143 und einen Summierverstärker 14y geliefert. Der Suinmierverstärker 148 vereinigt den Signalausgang eines Horizontal-Ablenkgenerators 151 mit einem (a cos co t)-"Signal, welches auf der Leitung 152 durch einen Oszillator erzeugt wird. Das Signal auf der Leitung 152 wird ferner in ein Phasenschieber-Netzwerk 154 eingespeist, wodurch auf der Leitung 155 ein (a sin s^t)-Signal erhalten wird, welches im Summierverstärker 149 mit dem Signalausgang eines Vertikalablenkgenerators 156 vereinigt wird. Der Gradienten-Detektorsignalausgang des Photodetektois 144 auf der Leitung 157 wird einem Analysatorsystem 158 zugeführt, welches mit dem Analysatorsystem 96 der ]?ig. 7 identisch ausgebildet ist.

Während des Betriebs der Ausführungsform 141 wird der am Schirm der Kathodenstrahlröhre 145 erzeugte Lichtfleck auf dem Transparentbild 143 durch das Objektiv 146 abgebildet. Die von den Einzelheiten des Gegenstandes modulierte vom Transparentbild 143 abgestrahlte Lichtenergie gelangt über die Kondensoranordnung 147 zum Pnotodetektor 145· Die Einspeisung der (a coscut)- und (a sin <υ t)-Signale an den Ablenkspulen der Kathodenstrahlröhre 145 ergibt eine Kreisbewegung des auf dem Transparentbild 143 abgebildeten Lichtflecks. Die Amplitude a der auf den Leitungen 152 und 155 erzeugten Signale wird vorzugsweise so ausgewählt, dass eine Leuchtpunktbewegung der vorausgehend beschriebenen Art erhalten wird, welche schematisch in Fig. 8 dargestellt ist. Damit hat das vom Detektor 144 auf der Leitung 157 erzeugte Detektorsignal wiederum eine Amplitude, welche von den Energiewerten abhängt, die von den zweidimensional im Abstand voneinander liegenden Zonen eines gegebenen Bereichs des Transparentbilds 143 abgestrahlt werden. Die Abtasfbewegung des umlaufenden Lichtflecks längs eines gewünschten Weges im Transparentbild 143 wird in dieser Ausführungsform durch die Einspeisung von geeigneten Ablenksignalen an der Kathodenstrahlröhre 145 vorgenommen, welche in üblicher Weise durch den Horizontalab—

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lenkgenerator 151 und den Vertikalablenkgenerator I56 erzeugt werden. Das Gradienten-Detektorsignal auf der Leitung 157 wird im Analj'satorsystein. 158 in der vorausgehend in Verbindung mit der Ausführungsform 91 beschriebenen Weise analysiert.

In Fig. 11 ist schematisch eine weitere Ausführungsform 161 dargestellt, welche ähnlich wie die Ausführungsform 141 der Kg. 10 aufgebaut ist. Das von einer Bogenlampe 162 erzeugte Licht wird mittels eines Kondensors 164 durch ein Transparentbild I63 geschickt und ein Objektiv 165 erzeugt ein Bild der Einzelheit-Begrenzungslinien im Transparentbild I63 auf der Kathode 166 einer Bildzerlegerröhre 167· Ein Ablenksteuerungssystem 168 führt die auf den Leitungen 169 und 171 vorhandenen Signale den Ablenkspulen der Bildzerlegerröhre 167 zu. Der Gradienten-Detektorsignalausgang der Bildzerlegerröhre auf der Leitung 172 wird einem Analysatorsystem 175 zugeführt, welches wiederum mit dem in JBIg. 7 dargestellten Analysatorsystem 96 übereinstimmt.

Die vom Ablenksteuerungssystem 168 auf den Leitungen 169 und 171 erzeugten Ablenksignale sind mit jenen identisch, die der Kathodenstrahlröhre 145 in Hg. 10 zugeführt werden. Dabei werden Elektronen aufeinanderfolgend auf die Anode der Bildzerlegerröhre 167 von umfangsseitig verteilten Punkten auf der Kathode 166 zugeführt. Die Grosse der Punkte im Vergleich zum Bereich ihrer Kreisbewegung wird vorzugsweise gemäss der schematischen Darstellung in Hg. 8 ausgewählt. Gleichzeitig ändern die Ablenksignale der Abtastung systematisch den gegebenen untersuchten Kreisbereich, um die Einzelheiten des auf der Kathode 166 erzeugten Transparentbilds 163 vollständig abzutasten. Änderungen in der Amplitude des Ausgangssignals auf der Leitung 172 stellen Einzelheit-Begrenzungslinien dar, die in den abgetasteten Bereichen vorliegen und werden vom Analysator 173 iⁿ der vorausgehend in

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Verbindung mit der Ausführungsform 91 beschriebenen Weise ermittelt. .

Fig. 12 zeigt ein Blockschaltbild eines abgeänderten Gradienten-Analysatorsystems zur Verwendung mit der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform 21. Der Zweck des in Fig. 12 dargestellten Schaltkreises, welcher im Analysatorsystem 29 gemäss Fig. 5 verwendet werden könnte, liegt in der Ermittlung der relativen Lage der festgestellten Einzelheit-Begrenzungslinien. Bauteile der Anordnung nach l'lg. 12, welche der Anordnung nach Fig. 5 äquivalent sind, werden durch die gleichen Bezugszeichen und den Indene a bezeichnet. So werden die Ausgänge der Differenzverstärker 75 und 77 (Fig. 5) i*¹ Fig. 12 jeweils auf Signalleitungen 76a und 78a den Vervielfachern 80a und 80'a zugeführt. Die Ausgänge der Vervielfacher werden wiederum in einem Summierverstärker 79a summiert, dessen Ausgang einem Schwellenwertkreis 82a auf einer Signalleitung 81a zugeführt wird. In dieser Ausführungsform werden die Ausgänge der Differenzverstärker jedoch auf den Leitungen 76a und 78a zusätzlich den UND-Toren 182 und 183 zugeführt. Ferner wird von jedem der UlTD-Tore 1"82 und 183 der Ausgang des ßchwellenwertkreises 82a auf der Signalleitung 181 aufgenommen. Eine Rechner-Speichervorrichtung 184 empfängt den Ausgang von beiden UND-Toren 182 und I83.

Während des Betriebes arbeiten die Vervielfacher 80a und 80'a, der Verstärker 79a und der Schwellenwertkreis 82a in der vorausgehend beschriebenen Weise, um auf der Leitung 181 ein Signal zu erzeugen, welches während der Abtastung eines Gegenstandes, beispielsweise des in Fig. 1 dargestellten Transparentbildes ?3, die Einzelheit-Begrenzungslinien darstellt. Das Signal wird verwendet, um die UND-Tore 182 und I83 zu schalten, welche jeweils ferner die Signale auf der Leitung 76a und 78a ■ aufnehmen. Wie vorausgehend beschrieben wurde, ergibt das Signal auf der Leitung 76a sowohl die Gröcse wie den Eichtungssinn jeder festgestellten Energiegradienten-Komponente, -ÄA,

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in der in Fig. 3 durch die gestrichelte Linie A angegebenen Richtung an. In entsprechender Weise gibt das Signal auf der Leitung 78a sowohl die Grosse als auch den Richtungssinn jeder ermittelten Energiegradienten-Komponente, Δ B, in der durch die gestrichelte Linie B in Fig. 3 angegebenen Richtung an. Überschreitet der Betrag der ermittelten Gradiente einen vorgegebenen durch den Schwellenwertkreis 82a festgelegten Wert, so werden die UND-Tore 182 und 183 geöffnet, um die Signale, welche die Gradientenkomponenten AA und AB darstellen, zurRechner-Speichervorrichtung 184 weiterzugeben, welche die Richtung des ermittelten Gradientenvektors durch Berechnung der Winkels 0 ermittelt, deren Tangente durch

"2Pg dargestellt wird. Eine in üblicher Weise erfolgende Korrelation der von der Rechner-Speichervorrichtung 184 gelieferten Information und der Stellungswerte liefernden Ausgänge der Codiervorrichtungen 59 und 68 (Fig. 4) ergibt eine Aufstellung von Richtungsangaben und relativen Lagen aller Einzelheit-Begrenzungslinien, die im abgetasteten Gegenstand vorliegen. Diese Information ist beispielsweise für eine Bildanalyse bei Aufgaben der Zeichenerkennung nützlich.

Ein Wechselstrom-Tachometergenerator 186 und ein Gradienten-Richtungsanalysatorsystem 187 geinäss Fig. 6 bestimmen in ähnlicher Weise die relative Lage der von der Ausführungsform 91 ermittelten Einzelheit-Begrenzungslinien. Der Tachometergenerator 186 ist an den Drehtisch 104 angekoppelt und liefert auf der Ausgangsleitung 188 ein sinuswellenförmiges Ausgangssignal, dessen Frequenz der Umfangsgeschwindigkeit der Schwenkplatte 101 entspricht. Dieses Signal wird zusammen mit den Ausgängen des Analysatorsystems 96 auf den Leitungen 116 und 119 dem Gradienten-Detektoranalysatorsystem 187 zugeführt, welches später näher beschrieben wird.

Fig. 13 zeigt in einem Blockschaltbild die in dem in Fig. 6 dargestellten Analysatorsystem 187 vorhandenen Elemente.

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ELn Phasenkomparator 191 erzeugt auf der Leitung 193 ein Analogsignal abhängig von dem gemessenen Phasenunterschied zwischen den Eingangs signal en auf der Leitung 116 und 188. Das Analogsignal auf der Leitung 193 wird durch den A/D-Wandler 192 in digitale Form umgewandelt. Ein UND-Tor 195 nimmt den digitalen Ausgang des A/D-Wandlers 192 auf der Leitung 194- und ein Eingangssignal auf der Leitung 119 vom Analysator 36 (Hg. 7) auf. Der Ausgang des UlTD-Tors 195 wird auf der Leitung 197 einer Speichervorrichtung 196 zugeführt.

Bei der Erläuterung der Betriebsweise des Biehtungs-Analysatorsystems 187 wird erneut auf des Diagramm der !"ig. 8 Bezug genommen. Wie vorausgehend beschrieben wurde, erzeugen Einzelheit-Begrenzungslinien, welche im Bereich 135 durch einen umlaufenden Lichtpunkt erfasst werden, ein Vechselstromsignal mit einer Frequenz, welche der Umlaufgeschwindigkeit des Lichtpunktes entspricht, die selbstverständlich der Drehzahl der Schwenkplatte 101 (JIg. 6) entspricht. Diese Signale werden durch das Bandfilter 113 C^ig· 7) abgetrennt und auf der Leitung 116 dem in Fig. 13 dargestellten Phasenkomparator 191 zugeführt. Die Phase eines Gradienten-Detektorsignales auf der Leitung 116 hängt von der relativen Lage des umlaufenden Lichtpunkts innerhalb eines Bereichs 135 ab, wenn eine Einzelheit-Begrenzungslinie erfasst wird. Diese Lagen werden offensichtlich ihrerseits durch die Lage einer erfassten Einzelheit-Begrenzungslinie gegenüber der Abtastrichtung bestimmt. Daher liefert ein Phasenvergleich zwischen dem Signal auf der Leitung 116 und dem Tachometerausgang-Bezugssignal auf der Leitung 188 ein Analogsignal auf der Leitung 193j welches die relative Lage einer Einzelheit-Begrenzungslinie darstellt. Nach Umwandlung in digitale Form mittels des A/D-Wandlers 192 wird dieses Signal durch das UND-Tor 195 der Speichervorrichtung 196 zugeführt, vorausgesetzt, dass das UND-Tor 195 durch ein Signal auf der Leitung 119 geöffnet ist. Wie vorausgehend beschrieben wurde, wird

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auf der Leitung 119 durch den Impulsverstärker 118 (Jig. 7) ein Auecangssignal erzeugt, wenn der ermittelte Energiegradient oberhalb eines gewünschten Bezugswerts liegt, welcher durch den Schwellenwertkreis 115 gegeben ist. Die Speichervorrichtung 196 arbeitet in üblicher Weise, um die Lage der Einzelheit-Begrenzungslinie zu bestimmen, welche durch den digitalen Ausgang des A/D-Wandlers 192 dargestellt wird. Die relative Lage eines ermittelten Gradienten im abgetasteten Gegenstand wird ermittelt, indem der Ausgang des UIiD-I¹OrS 195 in geeigneter Weise mit den Ausgängen der Lage-Codiervorrichtungen 59 und 68 gemäss Hg. 4 in Korrelation gebracht wird. Es ist offensichtlich, dass das Gradienten-Hichtungsanalysatorsystem 187 in analoger Weise mit den Ausführungsformen 141 und 161 verwendet werden kann, die jeweils in den Fig. 10 und 11 dargestellt sind. In diesen Ausführungsformen wird die Phase eines Gradienten-Detektorsignales, welches in einem der Analysatorsysteaie 158 oder 173 erzeugt wird, mit dem vom Oszillator 153 (51g. 10) erzeugten Bezugssignal verglichen.

Es ist offensichtlich, dass weitere Abänderungen der Erfindung möglich sind. Obwohl das beschriebene Verfahren zur · Herstellung von Linienzeichnungen, ausgehend von photographischen Transparentbildern, eine bevorzugte Anwendung bildet, ist es einleuchtend, dass die beschriebenen Detektorausführungen in vielen anderen Anwendungsgebieten eingesetzt werden können.

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Claims (1)

1. Patenten s ρ rüche

   1» System zur Erkennung der Begrenzungslinien von Einzelheiten eines Gegenstandes, gekennzeichnet durch

   (a) eine Energieübertragungs-Einrichtung zur Übertragung von Strahlungsenergie von einer Anzahl von zweidimensional in Abstand voneinander ari.geordo.eten Zonen eines gegebenen Gegenstandsbereichs, wobei jede Zone einen merklichen Teil des genannten Bereichs umfasst,

   (b) eine Energieempfänger-Einrichtung zur Aufnahme der von der Energieübertragungs-Einrichtung ausgehenden Energie, welche eine Signalerzeuger-Einrichtung zur Erzeugung von Ausgangssignalwerten aufweist, welche jeweils durch den Pegel der Strahlungsenergie bestimmt sind, die von den genannten Zonen abgegeben wird,

   (c) eine Analyse-Einrichtung zur Analyse der genannten Ausgangssignalwerte zwecks Erzeugung eines Gradienten-Detektorsignals, abhängig von Unterschieden zwischen den Ausgangssignalwerten, welche durch als Folge der Einzelheit-Begrenzungslinien verursachten .änderungen in den von den Zonen ausgestrahlten Energiepegel erzeugt werden und

   (c) eine Abtaststeuerungs-Einrichtung zur systematischen .Änderung der Lage des genannten Bereichs am genannten Gegenstand.

   2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Analysator-Einrichtung einen logarithmischen Schaltkreis aufweist, um dem Gradienten-Detektorsignal eine logarithmische Ansprech-Charakteristik zu verleihen.

   3· System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeuger-Einrichtung eine Detektor-Vorrichtung für Strahlungsenergie aufweist, um eine Anzahl von Ausgangssignalen zu erzeugen, wovon ,jedes einen Wert auf-

   , t

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   weist, welcher dem Pegel der Strahlungsenergie entspricht, die aus einem der verschiedenen genannten Zonen abgegeben wird,

   4-. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysator-Einrichtung eine Differenz-Schaltkreiseinrichtung aufweist, um die genannten Gradienten-Detektorsignale abhängig von Unterschieden zwischen den Werten der genannten Anzahl von Ausgangssignalen zu erzeugen.

   5· System nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysator-Einrichtung ferner eine Polaritätskontroll-Schaltkreiseinrichtung aufweist, um für das Gradienten-Detektorsignal eine konstante Polarität zu liefern.

   6. System nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Analysator-Einrichtung eine logarithmische Schaltkreis-Einrichtung aufweist, um.das Gradienten-Detektorsignal mit einer logarithmischen Ansprech-Charakteristik zu versehen. ·

   7· System nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, dass die Analysator-Einrichtung eine Schwellenwertanordnung auf weist, um das Gradienten-Detektorsignal abhängig von Signalwert-Unterschieden zu erzeugen, die durch die genannte Differenzschaltkreis-Einrichtung ermittelt werden.

   8. System nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, dass die Detektor-Einrichtung für Strahlungsenergie einzelne Strahlungsenergiedetektoren aufweist, um Jeweils eines der Ausgangssignale zu erzeugen·

   9· System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Zonen in Quadrantbereichen des gegebenen Bereichs liegen.

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   10. System nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Signalerzeugung eine Detektoreinrichtung für Strahlungsenergie aufweist, um eine Anzahl von Ausgangssignalen zu erzeugen, wovon jedes einen Wert aufweist, welcher dem Pegel der Strahlungsenergie entspricht, die von einer unterschiedlichen der genannten Zonen austritt.

   11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung für Strahlungsenergie einzelne Strahlungsdetektoren aufweist, welche Strahlungsenergie aufnehmen, die von jeder der genannten Quadrantbereiche abgegeben wird, um die genannte Anzahl von Ausgangssignalen zu liefern.

   12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysator-Einrichtung eine logarithmische Schaltkreis-Einrichtung aufweist, um die genannten Gradienten-Detektorsignale mit einem logarithmischen Ansprechverhalten zu versehen.

   15· System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysator-Einrichtung eine Differenzschaltkreis-Einrichtung aufweist, um ein erstes Signal zu erzeugen, abhängig vom Unterschied zwischen den Werten der genannten Ausgangs signale, welche die Strahlungsenergiepegel aus einem Diagonalsatz der Quadrantenbereiche darstellen und einem zweiten Signal, welches vom Unterschied zwischen den Werten der genannten Ausgangssignale abhängt, welche die Strahlungsenergiepegel aus dem anderen Diagonalsatz der Quadrantenbereiche darstellen.

   System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysator-Einrichtung eine Polaritätskontroll-Schalt kreis einrichtung aufweist, um für die genannten ersten

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   und zweiten Signale eine konstante Polarität festzulegen.

   15· System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Polaritätskontroll-Schaltkreiseinrichtung einen Schaltkreis zur Bildung des Quadrats aufweist, um die Quadratwerte der ersten und zweiten Signale zu bilden.

   16. System nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, dass die Analysator-ELnrichtung eine Summierschaltkreis-ELnrichtung aufweist, um die Werte der ersten und zweiten Signale zu addieren, um das genannte Gradienten-Detektorsignal zu ergeben.

   17. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungs-Einrichtung eine Ablenksteuer ungs-Einrichtung aufweist, um aufeinanderfolgend die Zonen des gegebenen Bereiches zu ändern, aus welcher die Strahlungsenergie durch die Energieempfänger-Einrichtung aufgenommen wird, und dass die Einrichtung zur Signalerzeugung einen Wechselstromsignalausgang mit einer Amplitude liefert, welche sich abhängig von den sich ändernden Energiewerten ändert, die von den sich, wechselnden Zonen abgestrahlt werden.

   18. System nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, dass die Analysator-Einrichtung eine logarithmische Schaltkreis-Einrichtung aufweist, um das Gradienten-Detektorsignal mit einem logärithmisehen Ansprechverhalten zu versehen.

   19· System nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenksteuerungs-Einrichtung eine Prequenzkontroll-Einrichtung aufweist, um für die genannten aufeinander-" folgenden änderungen in den Zonen des Bereiches, aus welchem durch die Energieempfänger-Einrichtung Strahllungsenergie aufgenommen wird, eine konstante ireguenz

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   zu liefern.

   20. System nach Anspruch 19_} dadurch gekennzeichnet, dass die Analysator-Einrichtung eine Bandfilter-Einrichtungaufweist, um eine bestimmte Frequenzband-Komponente aus dem Wechselstrom-Signalausgang abzutrennen.

   21. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenksteuerungs-Einrichtung einen Energiestrahl aufweist, welcher die aufeinanderfolgend wechselnden Bereiche auswahlt, soVie eine zyklische Einrichtung zur Bewegung des Strahls längs eines Weges, bei welchem ringförmig verteilte Zonen in den gegebenen Bereichen ausgewählt werden.

   22. System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysator-Einrichtung eine Schwellenwerteinrichtung aufweist, welche den Ausgang der Bandfilter-Einrichtung aufnimmt und das Gradienten-Detektorsignal erzeugt.

   23· System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenksteuerungs-Einrichtung eine zyklische Einrichtung aufweist, um den genannten Energiestrahl in einem im wesentlichen kreisförmigen Pfad am Gegenstand zu bewegen.

   24. System nach Anspruch 23> dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenksteuerungs-Einrichtung eine Kathodenstrahlröhre enthält, und dass der Energiestrahl aus einem von der Kathodenstrahlröhre erzeugten Lichtstrahl besteht und auf den Gegenstand gerichtet wird, um dabei die vom Gegenstand abgegebene Strahlungsenergie zu liefern, und dass die genannte zyklische Einrichtung aus einer Ablenkkontroll-Schaltkreiseinrichtung besteht, welche ·■ mit den Ablenkspulen der Kathodenstrahlröhre gekoppelt

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   ist, um die im wesentlichen kreisförmige Bewegung des Lichtstrahls am Gegenstand zu erzeugen, und dass die Abtastkontroll-Einrichtung eine Rastergenerator-Einrichtung aufweist, die mit den Ablenkspulen der Kathodenstrahlröhre gekoppelt ist.

   25· System nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine Bildaufnahmeröhre, wobei die Energieempfänger-Einrichtung die Anode der Bildaufnahmeröhre bildet*, und .wobei die übertragungseinrichtung eine optische Einrichtung aufweist, um ein optisches Bild des Gegenstands auf der Ka-. thode der Bildaufnahmeröhre zu erzeugen, und die Ablenkst euerungs-Einrichtung aus einer Ablenkvorrichtung der Bildaufnahmeröhre besteht, und ferner die zyklische Einrichtung eine Ablenksteuerungs-Schaltkreiseinrichtung aufweist, die mit den Ablenkelektroden gekoppelt ist und welche Elektronen aus kreisförmig verteilten Zonen der gegebenen Kathodenbereiche ablenkt, wobei die Abtaststeuerungs-Einrichtung eine Rastergenerator-Einrichtung umfasst, die mit den Ablenkelektroden gekoppelt ist.

   26. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass' die Analysator-Einrichtung ferner eine Detektor-Einrichtung für die Gradientenlage aufweist, um ein Signal abhängig von der relativen Lage der Einzelheit-Begrenzungslinien in einem Gegenstand, durch welche die genannten Änderungen in den abgegebenen Strahlungsenergiepegeln erzeugt werden, ein Signal zu erzeugen.

   27· System nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzkontroll-Einrichtung ein Bezugsphasensignal der genannten konstanten Frequenz liefert und dass die Detektor-Einrichtung für die Gradientenlage eine Phasenvergleichseinrichtung aufweist, um die Phasen des Bezugsphasensignals und der genannten gegebenen Frequenzband-Komponente zu vergleichen.

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   28. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Zonen in Quadrantenbereichen des gegebenen Bereichs liegen, und dass die signalerzeugende Einrichtung aus Strahlungsenergie-Detektoren "besteht, welche die von jedem der Quadrantenbereiche austretende Energie empfangen und Ausgangssignale erzeugen, wovon Jedes einen Wert aufweist, welches den Strahlungsenergiepegel entspricht, der Jeweils von einer der verschiedenen Zonen austritt, und dass die Analysator-Einrichtung eine Differenzkreis-Einrichtung aufweist, um ein erstes Signal abhängig von der Differenz zwischen den Werten der AusgangssignaIe zu erzeugen, welche die Strahlungsenergiepegel aus einem Diagonalsatz der genannten Quadrantenbereiche darstellen und ein zxjeites Signal, das vom Unterschied zwischen den Werten der Ausgangssignale abhängt, Vielehe die Strahlungsenergiepegel aus dem zweiten Diagonalsatz der Quadrantenbereiche darstellen.

   29· System nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass

   die Analysator-Einrichtung ferner eine Detektor-Sinricntung für die Gradientenlage aufweist, um ein Signal zu - erzeugen abhängig von der relativen Lage der Einzelheit- ^; Begrenzungslinien im Gegenstand, Vielehe die Änderungen in den abgegebenen Strahlungsenergiepegeln erzeugen.

   30. System nach Anspruch 29» dadurch gekennzeichnet, dass die Detektor-Einrichtung für die Gradientenlage eine Einrichtung zur Bestimmung der Verhältnisse zwischen den ersten und zweiten Signalen aufweist.

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