DE1942389C - Optical fiber element for facsimile transmission - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht -^:ch auf ein optisches Faserelement zur punktweisen oder flächenmäßigen Beleuchtung des Abtastbereiches einer ebenen zeilenweise abzutastenden Vorlage in einem Faksimilesystem, wobei ein gerichteter Lichtstrahl aus einer gegenüber der Faserachse schräg geschliffenen Lichtaustrittsfläche des Faserelements austritt.The invention relates - ^ch to an optical fiber element for pointwise or areal illumination of the scanning of a flat line at a document to be scanned in a facsimile system, a collimated light beam emerging from a diagonally opposite the fiber axis milled light exit face of the fiber element.

Es ist bereits eine solche optische Faserelemente verwendende Abtasteinrichtung bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 221 270), bei der auf eine abzutastende Vorlage Licht über zwei Faserelemente geführt wird, deren Lichtaustrittsfläche parallel zur Ebene der Vorlage liegt. Furch diese Anordnung der Lichtaustrittsfläche wird bei Betrachtung rechtwinklig zur Vorlage nur eine kleine Fläche belichtet, die nicht von den lichtzuführenden Faserelementen überdeckt wird, wodurch die Möglichkeiten für die Anordnung der Aufnahmeeinrichtung begrenzt sind. Um eine ausreichend große beleuchtete Fläche zu erhalten, muß man mit der Lichtaustrittsfiäche einen relativ großen Absland voü der Vorlage einhalten, wodurch andererseits das Auflösungsvermögen beeinträchtigt und die von der Aufnahmeeinrichtung aufnehmbare Lichtmenge geringer wird. Schließlich fällt durch die Anordnung der Vorlage parallel zur Stirnfläche der Lichtaustrittsfläche der Faserelemente das von der Lichtaustrittsfläche gebrochene Licht schräg auf die Vorlage, so daß nur eine relativ geringe Beleuchtungsstärke bzw. Konzentrierung der Beleuchtung erreicht wird.A scanning device using such optical fiber elements is already known (German Auslegeschrift 1 221 270), in which light is guided over two fiber elements onto an original to be scanned, whose light exit surface is parallel to the plane of the template. For this arrangement of the light exit surface When viewed at right angles to the original, only a small area is exposed that is not exposed by the light-feeding fiber elements is covered, whereby the possibilities for the arrangement of the receiving device are limited. To get a sufficiently large illuminated area, you have to go with keep the light exit area a relatively large distance from the original, which on the other hand Resolving power impaired and the amount of light that can be picked up by the recording device is lower will. Finally, due to the arrangement of the template, it falls parallel to the end face of the light exit surface of the fiber elements the light refracted by the light exit surface obliquely onto the template, see above that only a relatively low illuminance or concentration of the lighting is achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Faksimile-System, bei dem die abzutastende Vorlage über eine Faseroptik beleuchtet wird, das über eine Faseroptik zugeführte Licht auf die abzutastende Fläche der Vorlage derart zu konzentrieren, daß eine erhöhte Lichtintensität und damit eine höhere Auflösung erreicht wird.The invention is based on the object in a facsimile system in which the to be scanned Original is illuminated via a fiber optic, the light supplied via a fiber optic onto the to be scanned To concentrate the surface of the original in such a way that an increased light intensity and thus a higher resolution is achieved.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem optischen Faserelement zur punktweisen oder flachenmäßigen Beleuchtung des Abtastbereiches einer ebenen zeilenweise abzutastenden Vorlage in einem Faksimilesystem, wobei ein gerichteter Lichtstrahl aus einer gegenüber der Faserachse schräg geschlilfenen Lichtaustnttsfläche des Faserelements austritt, zur Erhöhung der Lichtintensität des abzutastenden Bereichs das durch oen Querschnitt des Faserelements zugeführte Licht auf eine gegenüber diesem Querschnitt verminderte Fläche konzentriert wird, indem die Lichtaustrittsfiäche gegenüber der Faserachse abgeschrägt ist und die Vorlage unter einem solchen Winkel gegenüber der Lichtaustrittsfläche unmittelbar an der Seite des Faserelements angeordnet ist, zu der das Licht hingebrochen wird, daß der auf der Vorlage beleuchtete Bereich kleiner als die Lichtaustrittsfläche des Faserelements ist.This object is achieved in that, in the case of an optical fiber element, for point-wise or flat-wise Illumination of the scanning area of a flat original to be scanned line by line in one Facsimile system, with a directed light beam from an inclined plane with respect to the fiber axis Lichtausnttsfläche the fiber element exits, to increase the light intensity of the area to be scanned the light supplied through the cross section of the fiber element to a cross section compared to this The reduced area is concentrated by the fact that the light exit surface is beveled in relation to the fiber axis and the template is directly at such an angle with respect to the light exit surface is arranged on the side of the fiber element to which the light is refracted that on the original illuminated area is smaller than the light exit surface of the fiber element.

Durch das erfindungsgemäße Faserelement wird eine besonders starke Konzentration des Lichts auf die abzutastende Vorlage erreicht. In umgekehrter Arbeitsweise wird dadurch ein hohes Auflösungsvermögen der Abtastung der Vorlage durch das erfindungsgemäße optische Fasereiement erreicht. Dabei ist bei einer großen Lichtausbeute eine hohe Abtastgeschwindigkeit möglich.The fiber element according to the invention results in a particularly strong concentration of light on the Original to be scanned reached. In the opposite way, this results in a high resolution the scanning of the original achieved by the optical fiber element according to the invention. It is with A high scanning speed is possible with a high light yield.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Faserelements besteht darin, daß an seiner Innenseite zur Bildung einer elektrolumineszenten Schicht ein Phosphorüberzug vorgesehen ist auf dessen Innenfläche eine Metallüberzugselektrode aufgebracht ist, so daß durch eine Anordnung des optischen Faserelements direkt an der Stirnfläche des Kolbens einer Kathodenstrahlröhre durch Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl in der elektrolumineszierenden Schicht Licht erzeugt wird, das durch da« optische Faserelement an die abzutastende Vorlage geführt wird.An advantageous embodiment of the optical fiber element according to the invention is that a phosphor coating is provided on its inside to form an electroluminescent layer on the inner surface of which a metal coating electrode is applied, so that by an arrangement of the optical Fiber element directly on the end face of the bulb of a cathode ray tube by irradiation light is generated with the electron beam in the electroluminescent layer, which through the optical fiber element is guided to the original to be scanned.

Das erfindungsgemäße optische Faserelement kanr vorteilhafterweise bei einer Bildaufnahmeröhre füi Fernsehkameras verwendet werden. Dabei wird da; von einer bestrahlten Vorlage reflektierte Licht übei das optische Faserelement auf die photoleitende Schicht der Bildaufnahmeröhre übertragen und dori mittels eines Elektronenstrahls abgetastet.The optical fiber element according to the invention can advantageously be used in an image pickup tube Television cameras are used. There will be; light reflected from an irradiated original the optical fiber element transferred to the photoconductive layer of the image pickup tube and dori scanned by means of an electron beam.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen nähei erläutert.The invention is illustrated below with reference to schematic drawings of exemplary embodiments explained.

F i g. 1 a und 1 b zeigen einen Seitenaufriß bzw eine Stirnansicht einer Ausführungsform des erfin dixgsgcmäßen optischen Faserelements;F i g. 1 a and 1 b show a side elevation and an end view of an embodiment of the inven general optical fiber element;

F i g. 2 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung de; Lichtverlaufs in einer einzelnen optischen Faser:F i g. Fig. 2 is an illustration for explaining de; Light path in a single optical fiber:

F i g. 3 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Beugung- bzw. Reflexionswinkel in der in F i g. 2 dargestellten Lichtfaser;F i g. 3 shows a graph for explaining the diffraction and reflection angles in FIG the in F i g. 2 light fiber shown;

F i g. 4 zeigt eine Skizze zur Veranschaulichung der bei dem erfindungsgemäßen optischen Faserelement auftretenden Winkel;F i g. 4 shows a sketch to illustrate the in the optical fiber element according to the invention occurring angle;

F i g. 5 und ό zeigen weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen optischen Faserelements;F i g. 5 and ό show further embodiments of the optical fiber element according to the invention;

F i g. 7 und 8 zeigen Anwendungsformen des erfindungsgemäßen optischen Faserelements,F i g. 7 and 8 show application forms of the optical fiber element according to the invention,

Das optische Fasereiement. das aus einer Zahl von optischen Fasern aufgebaut ist, kann auf verschiedene Arten ausgestaltet werden, sofern die Absicht, das einfallende Licht wirksam zu nutzen, verwirklicht wird. Ein vorzugsweises Beispiel einer Ausführungsform des Elementes, um dieses angesttebte Ziel zu verwirklichen, ist in den Fig. la und Ib dargestellt. Wie aus der Figur hervorgeht, weist das optische Faserclement 10 an seiner Ausgangsseite zwei aneinandergrenzende Flächen A und B auf, die einen Winkel <* b/w. ,; in bezug auf die Ebene aufweisen, die parallel Zi- der Ebene der Eingangsseite liegt. Mit 11 ist eine Vorlage bzw. abzulichtende Kopie bezeichnet, auf d;e das aus dem optischen Faserelement 10 austretende Licht eingestrahlt wird, wobei die Vorlage direkt aiii' oder in der Nähe der Fläche ß des Elementes 10 ^geordnet ist, wobei sich seine Teile über die Kante:; der Fläche ß hinauserstrecken. Der Winkel « ist so bestimmt, daß der Hauptteil des Lichtes in der optischen Faser an den Enden der optischen Fasern austreten kann, während der Winkel (i entsprechend der gewünschten Richtung des Lichtes gewählt ist, das von der Vorlage reflektiert wird, d. h. in Abhängigkeit davon, ob das austretende Licht im wesentlichen rechtwinklig zu den Achsen der Fasern oder ob es in irgendeiner anderen Richtung reflektiert wird.The optical fiber element. which is composed of a number of optical fibers can be designed in various ways so long as the intention to effectively use the incident light is realized. A preferred example of an embodiment of the element in order to achieve this aim is shown in FIGS. La and lb. As can be seen from the figure, the optical fiber element 10 has on its output side two adjacent surfaces A and B which form an angle <* b / w. ,; have in relation to the plane which is parallel to the plane of the input side. With 11 a template or copy to be photographed is referred to, on which the light emerging from the optical fiber element 10 is radiated, the template being arranged directly aiii 'or in the vicinity of the surface β of the element 10 ^, with its parts over the edge :; extend beyond the surface ß. The angle is determined so that the major part of the light in the optical fiber can exit at the ends of the optical fibers, while the angle (i is chosen according to the desired direction of the light which is reflected from the original, that is, as a function of it whether the emerging light is substantially perpendicular to the axes of the fibers or whether it is reflected in some other direction.

Obgleich die Stirnfläche ß, die der Vorlage 11 gegenüberliegt, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine einflächige Neigung in bezug auf die Ebene der Eingangsseite aufweist, kann die Stirnfläche dennnoch in anderer Weise ausgebildet sein, etwa beispielsweise als gebogene oder konkave Fläche, sofern die VorL &e 11 in ihrer Lage einen Winkel [i in bezug auf die Fläche der Eingangsseite des Elementes 10 aufweist. Although the end face β, which is opposite the template 11, has a single-surface inclination in relation to the plane of the input side in the present exemplary embodiment, the end face can still be designed in another way, for example as a curved or concave surface, provided that the template L & e 11 has an angle [i in its position with respect to the surface of the input side of the element 10.

Im folgenden soll an Hand der F i g. 2 erläutert werden, wie der Winkel α gewählt werden sollte. In dieser Darstellung ist aus Einfachheitsgründen lediglich beispielsweise eine optische Faser 12 dargestellt. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, wird die optische Faser 12 aus einem Kern 12a mit einem Brechungsindex H₁ und einem überzug 12 b gebildet, dessen Brechungsindex H₁ ist, der kleiner als M₁ ist. Das Licht wird, wenn es in dem Kern 12a fortschreitet, wiederholt an der Grenzfläche mit dem überzug 12b total reflektiert. Wenn man annimmt, daß die Faser 12 in einem Winkel « in bezug auf die Ebene senkrecht zu der Achse der Faser 12 endet, so schreitet das Licht, das zuletzt von der Grenzfläche des Kernes unter einem gegebenen 7/inkel Θ reflektiert worden ist, auf drei verschiedenen Lichtwegen fort: ein erster Anteil I des Lichtes kann aus dem Kern durch dessen Endfläche austreten, ein zweiter Anteil II wird rückwärts von der Endfläche total reflektiert,, und ein dritter Anteil III tritt nach einer Totalreflexion an der Endfläche durch die Wand des Überzuges nach außen hin aus. Es soll noch erwähnt werden, daß noch ein weiterer Lichtanteil besteht, der von der anderen Wand reflektiert wird und an der Endfläche der Faserspitze austreten kann. Wenn man somit annimmt, daß das Licht zuletzt an der Grenzfläche des Kernes an eben dem dargestellten Punkt reflektiert worden ist, bevorIn the following, on the basis of FIG. 2 explains how the angle α should be chosen. In this illustration, for reasons of simplicity, only one optical fiber 12 is shown, for example. As can be seen from the drawing, the optical fiber 12 is formed from a core 12a having a refractive index H ₁ and a coating 12 b, the refractive index of which is H ₁ , which is smaller than M ₁ . The light, as it propagates in the core 12a, is repeatedly totally reflected at the interface with the cladding 12b. Assuming that fiber 12 terminates at an angle with respect to the plane perpendicular to the axis of fiber 12, the light that was last reflected from the interface of the core at a given 7 / angle Θ will emerge three different light paths: a first part I of the light can exit the core through its end face, a second part II is totally reflected backwards from the end face, and a third part III passes through the wall of the coating after total reflection at the end face outward. It should also be mentioned that there is still another light component which is reflected by the other wall and can exit at the end face of the fiber tip. Thus assuming that the light was last reflected at the interface of the core at just the point shown before

es die Endfläche erreicht, und wenn man das von der anderen Wand reflektierte Licht berücksichtigt, so kann man als Lage der Endfläche der Faser 12 entweder den Winkel + « oder den Winkel -α annehmen. Wenn man den Winkel +α in Betrachtungit reaches the end face, and taking into account the light reflected from the other wall, so can be used as the location of the end face of the fiber 12 either assume the angle + «or the angle -α. If you consider the angle + α

ίο zieht, so wird der Bereich des Winkels Θ für die obenerwähnten drei Anteile des Lichtes durch die folgenden Ausdrücke gegeben:ίο draws, then the range of the angle Θ for the three parts of the light mentioned above is given by the following expressions:

Θ ^ # R - (α + sin"¹ — ), für den Anteil I, '5 \ /ι, / Θ ^ # R - ( α + sin " ¹ -), for the portion I, '5 \ / ι, /

sinsin

-^- - 2 u < (-) g τ* R -(« + sin"¹ ~λ. - ^ - - 2 u <(-) g τ * R - («+ sin" ¹ ~ λ.

Tür den Anteil II,Door share II,

θ < sin""¹ — 2 α , Tür den Anteil III.θ <sin "" ¹ - 2 α, door the portion III.

"i"i

Ähnliche Ausdrücke können für den Fall erhaltenSimilar expressions can be obtained for the case

werden, daß der Winkel — « in Betracht gezogen wird.that the angle - «is taken into account.

Wenn der Winkel + α in einem bestimmten Ausmaß vergrößert wird, so tritt ein vierter Anteil ITI' des Lichtes auf, der aus der Faser durch die Wand des Überzuges 12b austreten kann. Hier wird der Bereich des Winkels (9 gegeben durch die Beziehung:If the angle + α is increased to a certain extent, a fourth component ITI 'of the occurs Light that can escape from the fiber through the wall of the coating 12b. Here is the area of the angle (9 given by the relation:

(1 ν
α - sin"¹ ).
"1 / (1 ν
α - sin " ¹ ).
"1 /

Damit nunmehr der Hauptteil des austretenden Lichtes auf den Teil der Vorlage gerichtet wird, der sich von der Kante des Elementes 10 aus erstreckt, so muß der Winkel θ in dem Bereich liegen, der ausgedrückt werden kann durch:So that the main part of the emerging light is directed onto the part of the original which extends from the edge of the element 10, the angle θ must lie in the range that can be expressed by:

Dieser besondere Anteil des austretenden Lichtes wird im folgenden als Anteil Γ bezeichnet.This particular portion of the emerging light is referred to below as portion Γ.

Es ist leicht einzusehen, daß das Licht, das in dem Kern gegen die Faserspitze hin fortschreitet, wiederholt von der Grenzschicht des Kernes unter dem Winkel total reflektiert wird, der ausgedrückt werden kann durch:It is easy to see that the light propagating in the core towards the fiber tip repeats is totally reflected from the boundary layer of the core at the angle that can be expressed through:

θ ^ sin"¹ -^- .θ ^ sin " ¹ - ^ -.

Die vorliegende Erfindung schlägt als vorteilhaft die Verwendung des Anteils des Lichtes vor, der in den Bereich fällt, der in F i g. 3 mit i' bezeichnet ist, wobei die F i g. 3 eine graphische Darstellung der oben angegebenen mathematischen Ausdrücke wiedergibt. The present invention proposes as advantageous the use of the portion of the light that is in falls within the range shown in FIG. 3 is denoted by i ', the F i g. 3 is a graphical representation of FIG represents mathematical expressions given above.

Der Winkel α wird, was aus der obigen DiskussionThe angle α becomes what from the discussion above

• hervorgeht, derart bestimmt, daß die folgenden Anforderungen erfüllt sind: ' daß der Hauptteil des einfallenden Lichtes wieder aus den einzelnen Fasern erhalten werden kann, 2. daß das aus den Fasern gegen die Vorlage hin emittierte Licht möglichst wenig diffus ist und daß 3. das von der Vorlage reflektierte L'cht in eine solche ausgewählte Richtung geleitet• It is determined in such a way that the following requirements are fulfilled: 'that the main part of the incident light comes from the individual fibers can be obtained, 2. that the light emitted from the fibers towards the original is as little as possible is diffuse and that 3. the light reflected from the original is directed in such a selected direction

wird, daß das reflektierte Licht nicht wieder in die Fasern zurückgelangen kann.becomes that the reflected light cannot get back into the fibers.

F i g. 4 zeigt in einer graphischen Darstellung, wie der Winkel (i gewählt werden sollte, wobei einfach lediglich der Anteil des Lichtes berücksichtigt worden ist, der in einer Faser in einer Richtung parallel zu der Achse der Faser fortgeschritten ist, da dieser Anteil des Lichtes den Hauptteil des austretenden Lichtes ausmacht.F i g. Figure 4 shows in a graph how the angle (i should be chosen, simply taking into account only the portion of the light that has advanced in a fiber in a direction parallel to the axis of the fiber, since this portion of the light is the main part of the emerging light.

Da das Ende der Faserspitze unter einem Winkel it gegen die Ebene zugeschnitten ist, die quer zu der Achse der Faser verläuft, wird das aus der Faserspitze austretende Licht an der Endfläche der Faser gebrochen. Der Winkel Λ, unter dem das austretende Licht gebrochen wird, kann angegeben werden durch die Gleichung:Since the end of the fiber tip is cut at an angle α from the plane transverse to the axis of the fiber, the light emerging from the fiber tip is refracted at the end face of the fiber. The angle Λ at which the emerging light is refracted can be given by the equation:

Λ = sin"' (π, · sin«) — «Λ = sin "'(π, · sin«) - «

Wenn andererseits das von der Vorlage 11 reflektierte Licht unter einem Winkel γ gegen die Achse der Faser hin gerichtet wird, so kann der Winkel β aus der Gleichung erhalten werden:On the other hand, if the light reflected from the original 11 is directed towards the axis of the fiber at an angle γ , the angle β can be obtained from the equation:

worin f> = sin ' (n, · sin«) - α ist.where f> = sin '(n, · sin «) - α .

Es sollen nunmehr vergleichsweise zwei bezeichnende Fälle betrachtet werden, in denen das von der Vorlage reflektierte Licht im wesentlichen rechtwinklig zu der Faserachse gelenkt wird, wobei in einem Fall der Winkel α als Null angenommen wird und er in dem anderen Fall so gewählt wird, daß er in dem Bereich Γ in F i g. 3 liegt.We will now consider comparatively two significant cases in which the light reflected from the original is directed essentially at right angles to the fiber axis, in which case the angle α is assumed to be zero and in the other case it is chosen to be in the area Γ in FIG. 3 lies.

Wenn diffuses Licht auf das Eingangsende einer optischen Faser einfällt, deren Ausgangsende unter einem Winkel von 0° in bezug auf die Ebene angeordnet ist, die quer zu der Faserachse E verläuft, und wenn die Vorlage in einer Ebene parallel zu der Ebene des Ausgangsendes angeordnet ist, so fällt das aus der Faser austretende Licht im wesentlichen in Form eines Kreises auf die Vorlage, wobei die Größe des Kreises sich mit der sogenannten numerischen Apertur der verwandten Faser ändert. Wenn jedoch die Vorlage in einem bestimmten Winkel in bezug auf die Ebene des Ausgangsendes der Faser angeordnet wird, um das Licht, das von der Vorlage reflektiert wird, in einer bestimmten Richtung abzulenken, so fällt das Licht, das von dem Austrittsende der Faser auf die Vorlage eingestrahlt wird, in Form eines Ovals auf die Vorlage auf.When diffused light is incident on the input end of an optical fiber, the output end of which is arranged at an angle of 0 ° with respect to the plane which is transverse to the fiber axis E , and when the original is arranged in a plane parallel to the plane of the output end , the light emerging from the fiber falls essentially in the form of a circle on the original, the size of the circle changing with the so-called numerical aperture of the related fiber. However, if the original is placed at a certain angle with respect to the plane of the exit end of the fiber in order to deflect the light reflected from the original in a certain direction, the light emitted from the exit end of the fiber will fall on the Template is irradiated, in the form of an oval on the template.

Wenn im Gegensatz hierzu das Ausgangsende der Faser in einem Winkel η angeordnet ist, der in den Bereich fällt, der in F i g. 3 als Bereich Γ bezeichnet ist, so weist das aus der Faserspitze austretende Licht eine größere Richtwirkung in der Λ-Richtung auf als in dem Falle, in dem « = 0 ist, und wenn das reflektierte Licht in dieselbe Richtung wie in dem Fall gerichtet wird, in dem der Winkel a = 0 ist, so verringert sich der Winkel, den die Vorlage in bezug auf die Achse des auf die Vorlage einfallenden Lichtes einnimmt, entsprechend, d. h., daß das Licht, das auf die Vorlage eingestrahlt wird, sich auf dieser über eine geringere Fläche D ausbreitet als in dem Fall, in dem Λ = 0 ist.In contrast, when the exit end of the fiber is disposed at an angle η falling within the range shown in FIG. 3 is designated as area Γ, the light emerging from the fiber tip has a greater directivity in the Λ direction than in the case in which «= 0 and when the reflected light is directed in the same direction as in the case , in which the angle a = 0, the angle which the original assumes with respect to the axis of the light incident on the original decreases accordingly, that is to say that the light which is irradiated on the original is on it spreads over a smaller area D than in the case in which Λ = 0.

Daraus geht hervor, daß ein größerer Teil des einfallenden Lichtes zur Abtastung der Vorlage verwandt werden kann, ohne daß das Auflösungsvermögen durch die Verwendung des gemäß der vorliegenden Erfir.This shows that a larger part of the incident light is used for scanning the original can be without the resolving power by using the according to the present invention.

dung ausgebildeten optischen Faserelementcs beeinträchtigt wird. Dies beruht zum Teil darauf, daß das auf die Vorlage eingestrahlte Licht sich auf dieser über eine verringerte Fläche ausbreitet, und zum Teil darauf, daß das aus den Fasern austretende Licht wirksam auf die Vorlage hin gerichtet wird, indem die Ausgangsenden der einzelnen Fasern unter einem Winkel « angeordnet werden, wodurch das Richtvermögen des austretenden Lichtes beträchtlich verstärktdung formed optical fiber elementcs impaired will. This is partly due to the fact that the light radiated onto the original is reflected on it a reduced area, and in part on the fact that the light emerging from the fibers is effective is directed towards the template by placing the exit ends of each fiber at an angle «, Which considerably increases the directivity of the emerging light

ίο wird. In diesem Fall kann das Auflösungsvermögen in einem beträchtlichen Maße erhöht werden, wenn eine optische Faser mit einer verhältnismäßig kleinen numerischen Apertur verwandt wird, durch die eine erhöhte Richtwirkung des Lichtes erreicht wird.ίο will. In this case the resolving power can can be increased to a considerable extent when using an optical fiber with a relatively small numerical aperture is used, through which an increased directivity of the light is achieved.

F i g. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten optischen Faserelementes, bei dem die Vorlage so angeordnet ist, daß sie parallel zu den Faserachsen liegt, so daß (i = # R gilt.F i g. 5 shows a further embodiment of an optical fiber element formed in accordance with the present invention, in which the template is arranged such that it lies parallel to the fiber axes, so that (i = # R.

F i g. 6 zeigt eine weitere abgewandelte Ausführungsform des optischen Faserelementes, bei dem die Vorlage 11 im rechten Winkel zu den Faserachsen angeordne» ist, so daß β = 0 ist.
Aus diesen abgewandelten Formen des optischen Faserelementes ergeben sich keine praktischen Änderungen, da das optische Faserelement nur so ausgebildet werden muß, daß es eine Neigung an seiner Ausgangsseite aufweist.F i g. 6 shows a further modified embodiment of the optical fiber element in which the template 11 is arranged at right angles to the fiber axes, so that β = 0.
No practical changes result from these modified shapes of the optical fiber element, since the optical fiber element only needs to be formed so that it has an inclination on its exit side.

Es sind verschiedene Anwendungen der Abtasteinrichtung des optischen Faserelementes denkbar, so wie es in den Fig. 1,5 und 6 dargestellt ist, und ein vorzugsweises Beispiel für eine solche Anwendung ist in F i g. 7 dargestellt.Various applications of the scanning device of the optical fiber element are conceivable, as shown in Figs. 1,5 and 6, and a a preferred example of such an application is shown in FIG. 7 shown.

In dieser Figur ist das erfindungsgemäße optische Faserelement auf einen Röhrenkolben mit einer flachen Umhüllung 13, einer Elektronenquelle 14 und einer Ablenkspule 15 von üblicher Bauart angewandt. Mit 10a ist eine Faserplatte bezeichnet, die aus einem optischen Faserelement besteht, das ein Ausgangsende aufweist, das einen Winkel relativ zu der Vorlage 11 bildet, und das an der Stirnseite des Röhrenkolbens 13 angebracht ist. Die Faserplatte 10 a ist auf der Innenseite mit einem Phosphor überzogen (nicht dargestellt), auf den eine Metallüberzugselektrode (nicht dargestellt) aufgebracht ist. Der von der Elel. :ronenquelle 14 emittierte Elektronenstrahl wird gegen den Phosphorüberzug hin beschleunigt, der sodann zui Lumineszenz angeregt wird. Das von dem Phosphorüberzug auf diese Weise ausgestrahlte Licht wird ir die optischen Fasern geleitet, wodurch die Vorlage 11 bestrahlt wird. Die Lage des Phosphorüberzuges, bei der dieser durch den Elektronenstrahl erregt wird, ist in diesem Fall derart gewählt, daß da; Licht die Fläche A unmittelbar angrenzend an du Kante verläßt, an der die beiden aneinandergrenzen den Flächen der Ausgangsseite aneinanderstoßen Der Elektronenstrahl wird in einer Richtung abge lenkt, und das von den einzelnen Fasern emittiert! Licht wird auf die Vorlage 11 gestrahlt, die in Richtunj des Pfeiles bewegt wird. Das Licht wird sodann voi der sich bewegenden Vorlage mit einer Intensitäts verteilung reflektiert, die der Verteilung der Kontrast« auf den Bildern entspricht, die auf der Vorlage ange ordnet sind. Das so reflektierte Licht wird sodann zi den photoelektrischen Umwandlungselementen ge leitet, die mit 16 bezeichnet sind, um das Licht ii elektrische Signale umzuwandeln.
Die optische Faserröhre dieses Typs findet AnIn this figure, the optical fiber element of the present invention is applied to a tubular envelope having a flat envelope 13, an electron source 14 and a deflection coil 15 of conventional construction. Denoted at 10a is a fiber plate which consists of an optical fiber element which has an output end which forms an angle relative to the template 11 and which is attached to the end face of the tube piston 13. The fiber board 10a is coated on the inside with a phosphor (not shown) to which a metal coating electrode (not shown) is applied. The one from Elel. The electron beam emitted by the electron source 14 is accelerated towards the phosphor coating, which is then excited to luminescence. The light emitted from the phosphor coating in this way is guided into the optical fibers, whereby the original 11 is irradiated. The position of the phosphor coating at which it is excited by the electron beam is selected in this case such that there; Light leaves the area A immediately adjacent to the edge at which the two adjoining surfaces on the exit side meet. The electron beam is deflected in one direction, and this is emitted by the individual fibers! Light is irradiated on the original 11, which is moved in the direction of the arrow. The light is then reflected from the moving original with an intensity distribution that corresponds to the distribution of contrast on the images that are arranged on the original. The light so reflected is then passed to the photoelectric conversion elements indicated by 16 to convert the light ii to electrical signals.
The optical fiber tube of this type is found in An

1 942 3821,942,382

Wendung als Bildaufzeichenröhre, wenn Bildsignale an die Elektronenquelle angelegt werden. In diesem Beisoiel sind zwei verschiedene Lichtwege denkbar, von denen der eine identisch mit dem Ubertragungslichtweg ist und der andere in der Faser auf der Seite des Winkels rf von der Kante aus verläuft, an der die beiden Flächen A und B aneinanderstoßen.Used as an image recording tube when image signals are applied to the electron source. In this example, two different light paths are conceivable, one of which is identical to the transmission light path and the other runs in the fiber on the side of the angle rf from the edge at which the two surfaces A and B meet.

In F i g. 8 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem das optische Faserelement für eine in eine Richtung abtastende Bildaufnahmeröhre für Fernsehkameras verwandt ist, bei der die Faserplatte 10 b, die das erfindungsgemäße optische Faserelement aufweist, an dem Kopf der Aufnahmeröhre angebracht ist. Auf der inneren Stirnseite der Faserplatte 10b ist eine durchsichtige Elektrode 17 befestigt, die ihrerseits auf ihrer Innenseite eine photoleitende Schicht 18 aufweist. Mit 19 ist eine Lichtquelle zur Bestrahlung der Vorlage 11 bezeichnet. Das von der Vorlage 11 reflektierte Licht wird in die einzelnen Fasern der Faserplatte 106 in einer entgegengesetzten Richtung zu der Richtung im Falle der in l· i g. 7 gezeigten Aufzrichnungsröhrc eingeführt. Das Licht, das durch die Fasern und die durchsichtige Elektrode 17 geleitet worden ist. trifft auf die photoleitcnde Schicht 18 so daß deren Widerstand geändert wird. Indem du photoleitende Schicht 18 durch den Elektronenstrah abgetastet wird, der von der Elektronenquelle 14 au; emittiert wird, können Bildsignale erhalten und durd den Kondensator C übertragen werden.In Fig. 8, an example is shown in which the optical fiber element is used for scanning in a direction of image pick-up tube for television cameras, wherein the fibreboard b 10 having optical fiber element of the invention, is attached to the head of the pickup tube. A transparent electrode 17, which in turn has a photoconductive layer 18 on its inside, is attached to the inner end face of the fiber board 10b. 19 with a light source for irradiating the original 11 is designated. The light reflected by the original 11 is light into the individual fibers of the fiber plate 106 in an opposite direction to the direction in the case of in l * i g. 7 shown Aufzrichnungsröhrc inserted. The light that has passed through the fibers and the transparent electrode 17. meets the photoconductive layer 18 so that its resistance is changed. By scanning photoconductive layer 18 with the electron beam emitted from electron source 14; is emitted, image signals can be obtained and transmitted through the capacitor C.

Die so aufgebaute Bildaufnahmeröhre arbeitet ii ähnlicher Weise wie eine Vidiconröhre, und es is leicht einzusehen, daß die hierin verwandte Faser platte gleichfalls auf einen Bildzerleger oder eini Orthikonbildröhre oder sogar auf das Impulsabtast verfahren anwendbar ist, bei dem Mikrophotoleiter elemente in einer Reihe angeordnet sind. Obgleicl die in F i g. 8 dargestellte Röhre ein lineares optische Faserelement verwendet, das mit einer in einer Rieh tung abtastenden Kathodenstrahlröhre kombinier ist, kann auch ein linear-kreisförmig umwandelnde Element kombiniert mit einer kreisförmig abtastendei Kathodenstrahlröhre praktische Anwendung findenThe image pickup tube thus constructed operates in a similar manner to a vidicon tube, and it is It is easy to see that the fiber plate used herein also applies to an image decomposer or some other Orthikonbildröhre or even to the pulse scanning method is applicable in the microphotoconductor elements are arranged in a row. Obgleicl in Fig. 8 is a linear optical tube Fiber element used that combines with a cathode ray tube scanning in a direction A linear-to-circular converting element can also be combined with a circular scanning element Cathode ray tube find practical application

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Optisches Faserelement zur punktweisen oder flächenmäßigen Beleuchtung des Abtastbereiches einer ebenen zeilenweise abzutastenden Vorlage in einem Faksimilesystem, wobei ein gerichteter Lichtstrahl aus einer gegenüber der Faserachse schräg geschliffenen Lichtaustrittsfläche des Faserelements austritt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Lichtintensität des abzutastenden Bereichs (D) das durch den Querschnitt des Faserelements (10) zugeführte Licht auf eine gegenüber diesem Querschnitt verminderte Fläche (D) konzentriert wird, indem die Lichtaustrittsfläche (.4) gegenüber der Faserachse (E) abgeschrägt .:> und die Vorlage (11) unter einem solchen Winkel gegenüber der Lichtaustrittsfläche (A) unmittelbar an der Seite des Faserelements (10) angeordnet ist, zu der das Licht hingebrochen wird, daß der auf der Vorlage (11) beleuchtete Bereich (D) kleiner als die Lichtaustrittsfläche (A) des Faserelements (10) ist.1. Optical fiber element for point-wise or area-wise illumination of the scanning area of a flat original to be scanned line-by-line in a facsimile system, a directed light beam emerging from a light exit surface of the fiber element which is ground at an angle to the fiber axis, characterized in that to increase the light intensity of the area to be scanned (D) the light supplied through the cross-section of the fiber element (10) is concentrated on an area (D) which is smaller than this cross-section, in that the light exit area (.4) is beveled with respect to the fiber axis (E).:> and the template (11) below such Angle with respect to the light exit surface (A) is arranged directly on the side of the fiber element (10) to which the light is refracted so that the area (D) illuminated on the template (11) is smaller than the light exit surface (A) of the fiber element (10) ) is. 2. Optisches Faserelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an seiner Innenseite zur Bildung einer elcktrolumineszenten Schicht ein Phosphorüberzug vorgesehen ist, auf dessen Innenfläche eine Metallüberzugselektrode aufgebracht ist, so daß durch eine Anordnung des optischen Faserelements (10) direkt an der Stirnfläche des Kolbens einer Kathodenstrahlröhre (13) durch Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl in der elektroli'mineszier.nden Schicht Licht erzeugt wird, das durch das optische Faserelement (10) an die abzutastende Vorlage (11) geführt wird.2. Optical fiber element according to claim 1, characterized in that on its inside to form an electroluminescent layer a phosphor coating is provided, on the inner surface of which a metal coating electrode is applied is, so that by an arrangement of the optical fiber element (10) directly on the end face of the bulb of a cathode ray tube (13) by irradiation with the electron beam in the elektroli'mineszier.nden Layer light is generated, which is guided through the optical fiber element (10) to the original (11) to be scanned. 3. Optisches Faserelement nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch seine Anwendung bei einer Bildaufnahmeröhre für Fernsehkamera: (F i g. 8), wobei das von einer bestrahlten Vorlage (11) reflektierte Licht über das optische Faserelement (10 b) auf die photoleitende Schicht (18) der Bildaufnahmeröhre (13) übertragen und dort mittels eines Elektronenstrahls abgetastet wird.3. Optical fiber element according to claim 1 and 2, characterized by its application in an image pickup tube for television cameras: (F i g. 8), wherein the light reflected from an irradiated original (11) via the optical fiber element (10 b) to the photoconductive Layer (18) of the image pickup tube (13) is transferred and scanned there by means of an electron beam.