DE1272583B - Verfahren zur photooptischen Aufzeichnung bzw. Speicherung von aus Einzelsymbolen bestehenden Informationen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4MWWl· PATENTAMT Int. Cl.:

G02b

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 42 h - 38

Nummer: 1272583

Aktenzeichen: P 12 72 583.6-51 (P 36495)

Anmeldetag: 9. April 1965

Auslegetag: 11. Juli 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur photooptischen Aufzeichnung bzw. Speicherung von aus Einzelsymbolen bestehenden Informationen mittels stufenweiser Lichtstrahlablenkung.

Es ist bekannt, die Einzelsymbole einer Information punktweise abzutasten. Dazu kann man sich eines Lichtablenkverfahrens bedienen, bei dem ein Lichtstrahl, vorzugsweise ein Laserstrahl, in verschiedene Fortpflanzungsrichtungen abgelenkt wird. Der Laserstrahl durchläuft dabei einen z. B. Kerr- ίο zellen und doppeltbrechende Prismen enthaltenden digitalen Ablenker kollimiert, d. h. als Parallelstrahl. Schaltet man hinter den Ablenker eine Linse, so wird der Laserstrahl in der Brennebene der Linse fokussiert. Die Ablenkwirkung des Ablenkers äußert sich dann in einer Bewegung des Laserstrahlfokus in der Brennebene. Die Bewegung kann mit Hilfe eines digitalen Signals in Form einer entsprechenden Ablenkspannung stufenartig gesteuert werden. Die Bewegung des Punktes kann je nach Konstruktion des Ablenkers ein- oder zweidimensional sein. Damit ist es möglich, z. B. auf photographischen Film, der sich in der Brennebene der Fokussierlinse befindet, beliebige Symbole aufzunehmen. Dabei muß aber jedes Symbol punktweise abgetastet werden. Dieser Vorgang erfordert erstens eine entsprechende, nicht sehr einfache Kodierung der Steuersignale und zweitens für das Aufzeichnen eines jeden Symbolpunktes einen Schaltvorgang im Lichtablenker, was mit einem entsprechenden Zeit- und Energieverbrauch verbunden ist.

Es ist ferner bekannt, Einzelsymbole mittels eines nach deren Durchstrahlung ablenkbaren Laserlichtstrahls auf bestimmte Stellen von Schirmen od. dgl. zu projizieren. Dabei ist jedoch keine unabhängige Trennung zwischen der Einzelsymbolauswahl und der Aufzeichnungsortauswahl möglich, so daß eine aus beliebig auszuwählenden Einzelsymbolen bestehende fortlaufende Informationswiedergabe nicht erzielt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Verfahren der eingangs genannten Art eine aus beliebig auszuwählenden Einzelsymbolen bestehende fortlaufende Informationswiedergabe zu erreichen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß Einzelsymbole von einer in der Brennebene eines Objektivs befindlichen Vorlage durch stufenartig steuerbare Laserlichtstrahlablenkung vor diesem Objektiv ausgewählt und die über ein zweites Objektiv kollimierten Lichtstrahlbündel einem weiteren Ablenker derart zugeführt werden, daß ein stationärer Strahl erhalten wird, der wiederum von Verfahren zur photooptischen Aufzeichnung bzw. Speicherung von aus Einzelsymbolen
bestehenden Informationen

Anmelder:

Philips Patentverwaltung G. m. b. H.,

2000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Phys. Dr. Uwe Schmidt,
2000 Hamburg-Wandsbek

einem steuerbaren Lichtablenker mit nachfolgendem Objektiv aufgenommen und auf die Aufzeichnungsbzw. Speicherfläche gelenkt wird.

Die Einzelsymbole können nunmehr als Ganzes auf eine willkürlich bestimmte Stelle der Aufnahmefläche projiziert werden. Durch eine einfache Vorrichtung können die Symbole unabhängig vom Projektionsort vorgewählt werden, wodurch die Logik des Steuervorganges wesentlich vereinfacht ist. Außerdem wird die Aufzeichnungsgeschwindigkeit gegenüber Verfahren, die jeden zu druckenden Buchstaben elementenweise abtasten, erheblich erhöht.

Bei dem neuen Verfahren werden der Prozeß der Einzelsymbolauswahl und der der Auswahl des Ortes, an dem das Einzelsymbol aufgezeichnet bzw. gespeichert werden soll, getrennt, wodurch jede Information an jeder beliebigen Stelle aus beliebigen Einzelsymbolen zusammengesetzt werden kann.

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele von Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens dar. Es zeigt

F i g. 1 eine Anordnung für einen direkten Lichtstrahl,

Fig.2 eine Anordnung für einen umgelenkten Lichtstrahl,

Fi g. 3 und 4 Abwandlungen nach der Anordnung nach der F i g. 2,

F i g. 5 eine Linsenanordnung.

Nach F i g. 1 passiert das von einer Lichtquelle ausgestrahlte kollimierte Bündel L, vorzugsweise ein Laserlichtbündel, einen Lichtablenker A₁ und wird von einem Objektiv O₁ in dessen Brennebene fokussiert. In dieser Brennebene befindet sich eine Vorlage, z. B. ein Film F, der alle zu druckenden Symbole als Positiv oder Negativ enthält. Der Durchschnitt des Lichtbündels mit der Filmebene F soll so

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groß sein, daß er die Fläche eines Symbols bedecken kann. Im Fall eines Lasers heißt das, daß der Laserstrahl eine der Auflösung des Symbolfeldes entsprechende Anzahl von Moden enthält, oder im Fall einer geringeren Anzahl von Moden entsprechend defokussiert ist.

Der FiImF befindet sich weiterhin in der Brennebene des Objektivs O₂, so daß die von den Symbolelementen ausgehenden Lichtbündel als kollimierte Bündel das Objektiv O₂ verlassen. Der folgende Ablenker A ₂ macht die Strahlablenkung rückgängig, so daß der Strahl den Ablenker A₂ stationär verläßt. Würde man hinter diesen Ablenker direkt ein weiteres Objektiv O₃ schalten, so würde in dessen Brennebene ein Bild des jeweils gewählten Symbols erscheinen. Das Bild würde unabhängig von der Wahl des Symbols an ein und demselben Ort erscheinen. Durch Zwischenschaltung eines weiteren Ablenkers A₃ läßt sich nun dieser Ort variieren.

Die Wirkungsweise der Ablenker A₁.. .A₃ beruht ao auf der Kombination von doppeltbrechenden Prismen und Polarisationsschaltern, wie z. B. Kerrzellen. Durch geeignete Spannungsimpulse, die an die Elektroden der Kerrzellen angelegt werden, kann ein dieses System durchlaufender Lichtstrahl abgelenkt werden.

Gemäß weiterer Erfindung wird nach Fig.2 ein hinter dem Objektiv L₂O₂ befindliches Umkehrprisma R für eine Richtungsumkehr der kollimierten Strahlenbündel vorgesehen. Auf diese Weise werden die Symbolmasken in der Vorlage an der Stelle Br zum zweiten Male vom Laserstrahl in umgekehrter Richtung durchsetzt, wie in F i g. 2 durch die punktierten Geraden ausgedrückt werden soll. Der Laserstrahl wird nun durch das Objektiv L₁O₁ wieder kollimiert und tritt in den Ablenker A₁ unter derselben Richtung ein, unter der er denselben verlassen hat. Damit ist erreicht, daß der Laserstrahl den Ablenker unabhängig von dessen Ablenkzustand stationär verläßt. Der Strahlenteiler St bewirkt, daß das Objektiv O₃ in seiner Brennebene D ein Bild der jeweiligen vom Laserstrahl durchsetzten Symbolmaske erzeugen kann.

Hinter dem Objektiv L₂O₂ ist zweckmäßigerweise noch ein Phasenkompensator F_k angebracht, damit bei den optischen Vorgängen auftretende Phasenfehler ausgeglichen werden können.

Das jeweilige Bild der Symbolmaske kann nun seinerseits als Lichtquelle für einen weiteren Ablenker dienen, mit dessen Hilfe das zu druckende oder aufzuzeichnende Einzelsymbol auf eine vorbestimmte Stelle eines photoempfindlichen Materials gebracht werden kann. Dabei kann dieser Ablenker sowohl ein ein-, zwei- oder sogar ein dreidimensionaler Ablenker sein. Im Dreidimensionalfall enthält der Ablenker noch weitere optische Elemente, die gestatten, den Fokus in Richtung der optischen Achse des Systems zu verschieben. Diese optischen Elemente können z. B. weitere Kerrzellen und Linsen aus doppeltbrechendem Material sein.

Bei der Konstruktion des Einzelsymbolvorwählers ist zu erstreben, daß das Laserlichtstrahlbündel das Umkehrprisma möglichst zentral und unter möglichst kleinem Winkel zur optischen Achse trifft. In vielen praktischen Fällen wird das dadurch erreicht, daß bei gegebenem Durchmesser des Objektivs L₁O₁ — der wiederum vom Durchmesser und der Auslenkung des Laserstrahles bestimmt ist — die Brennweite Z₁ möglichst klein und die Brennweite Z₁ des Objektivs L₂O₂ möglichst groß gewählt wird. Außerdem ist es günstig, das Umkehrprisma R nicht aus Spiegeln, sondern massiv aus möglichst hochbrechendem Material, z. B. Flintglas, zu bauen, so daß im Inneren des Umkehrprismas der Winkel zwischen Systemachse und Laserstrahl möglichst klein wird.

Eine weitere Anordnung, die es gestattet, den Einzelsymbolvorwähler zweifach auszunutzen, ist schematisch in den F i g. 3 und 4 dargestellt. In diesem Fall wird als Umkehrelement nicht ein Umkehrprisma, sondern ein Katzenauge benutzt. Ein Katzenauge besteht aus einer Linse L und einem Planspiegel Sp, der sich in einer der beiden Brennebenen der Linse befindet (Fig. 5). Ein Parallelstrahlenbündel, das durch die Linse L auf den Planspiegel Sp fokussiert wird, wird vom Planspiegel in die Linse zurückreflektiert. Nach den bekannten Gesetzen der geometrischen Optik wird dann das reflektierte Licht die Linse als Parallelstrahlenbündel in der Richtung des einfallenden Bündels wieder verlassen. Wie im Fall des Umkehrprismas kann allerdings dabei eine Parallelversetzung auftreten. In welchem Umfang sich diese Parallelversetzung vermeiden läßt, wird von Fall zu Fall verschieden sein.

In manchen Fällen wird eine Anordnung von LinsenL₁, L₂ wie in Fig.4 von Nutzen sein, falls direkter Kontakt des Spiegels Sp mit einem Objekt, das sich in der Brennebene F der Linse befindet, z. B. ein photographischer Film, vermieden werden soll.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur photooptischen Aufzeichnung bzw. Speicherung von aus Einzelsymbolen bestehenden Informationen mittels stufenweiser Lichtstrahlablenkung, dadurch gekennzeichnet, daß Einzelsymbole von einer in der Brennebene eines Objektivs befindlichen Vorlage durch stufenartig steuerbare Laserlichtstrahlablenkung vor diesem Objektiv ausgewählt und die über ein zweites Objektiv kollimierten Lichtstrahlbündel einem weiteren Ablenker derart zugeführt werden, daß ein stationärer Strahl erhalten wird, der wiederum von einem steuerbaren Lichtablenker mit nachfolgendem Objektiv aufgenommen und auf die Aufzeichnungs- bzw. Speicherfläche gelenkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der stufenweisen Ablenkung eine Kombination von optischen Polarisationsschaltern, wie z.B. Kerrzellen und doppeltbrechenden Prismen, benutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ablenkbare Lichtstrahl hinter dem zweiten Objektiv umgelenkt und in den Ablenker über das erste Objektiv zurückgegeben und durch einen im Weg des ursprünglich einfallenden Lichtstrahls angeordneten Strahlenteiler in eine andere Richtung zu diesem Lichtstrahl gebracht wird.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Kerrzellen und doppeltbrechende Prismen enthaltenden Lichtstrahlablenker hintereinander angeordnet sind und die mit den Einzelsymbolen versehene Vorlage im Lichtweg zwischen zwei zwischen den beiden

ersten Ablenkern liegenden Objektiven angebracht ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und dritte Ablenker auf derselben Seite der Vorlage angeordnet sind wie der erste Ablenker.

6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Objektivanordnung des ersten Lichtablenkers ein Umkehrspiegelprisma angeordnet ist, der oder das den Lichtstrahl über die Objektivanordnung in den Lichtablenker zurückwirft.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Umkehrprisma aus Material möglichst hohem Brechungsindex, z. B. Flintglas, besteht.

8. Anordnung nach Ansprache, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehranordnung aus einer Linse mit einem Planspiegel besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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