DE1961656A1

DE1961656A1 - Vorrichtung zur Bilduebertragung

Info

Publication number: DE1961656A1
Application number: DE19691961656
Authority: DE
Inventors: E G Keplinger; R E Krallinger; J W Terrel
Original assignee: Graphic Sciences Inc
Current assignee: Graphic Sciences Inc
Priority date: 1968-12-20
Filing date: 1969-12-09
Publication date: 1970-07-09
Also published as: NL6919127A; FR2026744A1; GB1287801A; FR2026744B1; DE1961656B2; NL163693C; NL163693B; US3619493A; DE1961656C3; SE374246B

Description

Anmelder: Graphic Sciences, Inc., Danbury, Connecticut,USA

Vorrichtung zur Bildübertragung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildübertragung, insbesondere eine Vorrichtung zur Bildübertragung, bei der als Übertragungsmedium das Fernsprechnetz verwendet wird.

Das Fernsprechnetz wird seit langem zur Übertragung des Inhaltes von Dokumenten verschiedener Art zu entfernten Plätzen verwendet. Beispielsweise empfangen Zeitungsredaktionen seit langem Fotografien, die über das Fernsprechnetz von den Nachrichtenagenturen übertragen werden.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich zwar in erster Linie mit einer Bildübertragungsanlage, bei der das gleiche Übertragungsmedium verwendet wird. Die erfindungsgemäße Bildübertragungsanlage ist jedoch für andere Anwender gedacht, insbesondere für Geschäftsleute oder andere Personen, die ihre täglichen Geschäfte von unterschiedlichen Orten aus über Bildübertragung abwickeln wollen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll ferner in Büros zur Übertragung und zum Empfang von und an einzelnen Arbeisplätzen und in ähnlichen Anwendungsgebieten verwendet werden. Für diese Anwendungsgebiete sollte das Bildübertragungsgerät aus einem Sendeempfangsgerät bestehen, d.h. sowohl zur Übertragung als auch zum Empfang von Dokumenten eingerichtet sein. Eine derartige Vorrichtung sollte klein, leicht zu transportieren, im Betrieb leise und billig sein. Sie sollte keine direkte Verbindung zur Fernsprechleitung benötigen und von

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ungeübtem Personal bedient werden können. Ferner sollte es nicht erforderlich sein, die Telefonleitung zwischen Sender und Empfänger besonders für diesen Zweck einzurichten.

Die US-Patentschrift Nr. 3 392 232 beschreibt eine Bildübertragungsanlage, die im großen und ganzen diese Bedingungen erfüllt. Dabei liefert ein Wechselstromgenerator einen Träger an eine Schaltung, die zur Fernsprechleitung oder einem anderen Übertragungsmedium führt. Parallel zu dieser Schaltung liegt ein Fotodetektor in Form einer lichtempfindlichen Diode oder eines lichtempfindlichen Widerstandes, die das zu übertragende Do- W kument abtasten. Der Detektor "schließt" mehr oder weniger das Ausgangssignal des Trägergenerators "kurz", je nach dem Helligkeitswert (hell oder dunkel) aufeinanderfolgender kleiner Ausschnitte des Dokumentes. Im einzelnen ist der durch den Detektor kurzgeschlossene Teil des Generator-Ausgängssignals umso größer, je heller der Ausschnitt des Dokumentes unter dem Detektor ist. Damit wird der über das Fernsprechnetz übertragene Träger durch den Fotodetektor amplitudenmoduliert. Der Empfänger am anderen Ende der Leitung reproduziert das Dokument, indem er die Helligkeitswerte aufeinanderfolgender Ausschnitte des Bildes entsprechend der augenblicklichen Amplitude des empfangenen Trägers wiedergibt.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit dieser Anlage " und bezieht sich insbesondere auf eine automatische Verstärkungsregelung im Empfänger, die das an die Vorrichtung, die das Bild des übertragenen Dokumentes "schreibt", angelegte Signal normiert. Wenn dieses Signal nicht so normiert wird, daß es mit dem vom Sender übertragenen Signal in vorherbestimmter Weise übereinstimmt, so entsprechen die Helligkeitswerte der verschiedenen Punkte im übertragenen Bild nicht den Helligkeitswerten der gleichen Punkte im Original. Wären die Übertragungsbedingungen von einer Übertragung zur nächsten gleich, so könnte man den Empfänger manuell so einstellen, daß für die Schreibvorrichtung der richtige Signalpegel erzeugt wird. Da jedoch, wie oben ausgeführt, die Vorrichtung zur Verwendung zwischen verschiedenen Punkten während unterschiedlicher Übertragungen gedacht ist, variieren die Über-

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tragungseigenschaften des Fernsprechnetzes von einer Übertragung zur nächsten beträchtlich.

Da ferner die erfindungsgemäße Bildübertragungsanlage für den Betrieb über normale Fernsprechkanäle vorgesehen ist, gehen aufeinanderfolgende Übertragungen zwischen den gleichen Punkten im allgemeinen über unterschiedliche Verbindungen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Darüberhinaus ändern sich die Übertragungseigenschaften einer Fernsprechverbindung oft auch noch während einer Übertragung. Diese Schwierigkeit erhöht sich noch, wenn die Bildfunkanlage akustisch mittels eines normalen Fernsprechapparates mit der Fernsprechleitung gekuppelt wird, um eine direkte Verbindung mit der Fernsprechleitung zu vermeiden. Dabei kann die Stärke der Kopplung mit der Fernsprechleitung wegen der unterschiedlichen Charakteristika der einzelnen in den Handapparaten verwendeten Kohlemikrofone variieren. Die Stärke der Kopplung kann ferner deswegen variieren, da sich die Eigenschaften eines gegebenen Mikrofons mit sich ändernder Packungsdichte der darin enthaltenen Kohlekörner unterschiedlich sind.

Man könnte annehmen, daß diese Schwierigkeit mit Hilfe einer herkömmlichen automatischen Verstärkungsregelungs-Schaltung beseitigt werden könnte. Die Betriebsweise derartiger Schaltungen macht es jedoch erforderlich, daß die Änderung der Signalstärke aufgrund von Änderungen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit erfolgt als die Änderungen in der Signalstärke aufgrund der Modulation am Sender. Anderenfalls kann die Schaltung zur Verstärkungsregelung nicht zwischen diesen beiden Ursachen der Signaländerung unterscheiden. Bei der Bildübertragungsanlage, mit der sich die vorliegende Erfindung befaßt, ändern sich die Übertragungseigenschaften oft mit der gleichen Geschwindigkeit, wie das vom Fotodetektor gemessene Reflexionsvermögen des Dokumentes. Daher sind diese Änderungen von den Änderungen des modulierten Signals nicht zu unterscheiden, so daß eine herkömmliche Verstärkungsregelung nicht befriedigend trennen kann.

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Diese Schwierigkeit wird dadurch noch verstärkt, daß die oben beschriebene Μοαμ1^χοη33ηοΓαη^^ mit subtrahierender bzw. absorbierender Modulation arbeitet, wobei die Amplitude des Trägers vom Modulationsgrad abhängt. Daher kann eine herkömmliche Verstärkungsregelungs-Schaltung, die einen übertragenen Träger mit konstanter Amplitude erfordert, nicht befriedigen, auch wenn sich die Modulationsgeschwindigkeit von der Geschwindigkeit der Änderung der Übertragungseigenschaften stark unterscheidet.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Bildübertragung zu schaffen, die für Übertragungsmedien mit wesentlich verschiedenen Eigenschaften geeignet ist. Diese Vorrichtung soll insbesondere zur Übertragung über Fernsprechschaltungen und zwischen verschiedenen Stellen bei verschiedenen Übertragungen geeignet sein. Sie soll mit einer akustischen oder induktiven Kopplung zwischen Fernsprechanlage und Bildfunksender und -empfänger kompatibel sein, die Unterschiede zwischen den Eigenschaften verschiedener Fernsprechleitungen und die Änderungen dieser Eigenschaften während einer Übertragung automatisch ausgleichen, mit subtraktiver Modulation arbeiten und ferner mit einer Signal-Normierungsschaltung versehen sein-

Bei der-erfindungsgemäßen Bildfunkanlage überträgt die Sendeeinheit periodisch ein Normierungs-bzw. Vergleichssignal, das einem vorbestimmten Helligkeitswert des Dokumentes entspricht. Im Empfänger spricht eine Verstärkungsrege lungs -Schaltung selektiv auf dieses Signal an und stellt die Empfängerverstärkung so ein, daß ein diesem Helligkeitswert entsprechendes Schreibsignal erzeugt wird. Dieser gewählte Helligkeitswert ist vorzugsweise schwarz. Eine wirkungsvolle Möglichkeit, mittels des Senders das Normsignal zu erzeugen, besteht darin, den das Dokument abtastenden Fotodetektor periodisch über eine schwarze Fläche zu führen. Dies kann leicht z.B. dadurch erreicht werden, daß längs der Kante des Dokumentes ein schwarzes Band angeordnet wird, so daß der Fotodetektor vor oder nach dem

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Abtasten einer Zeile über dieses «Band läuft. Bei dieser Anordnung benötigt der Sender keine zusätzlichen Schaltungen zur Erzeugung des Normierungssignals.

Das im Empfänger erzeugte Verstärkungs-Regelungssignal liegt in Form einer Spannung an einem Kondensator an, die entsprechend der Höhe des einlaufenden Normierungssignals modifiziert wird. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzt dieser Kondensator eine verhältnismäßig große Entlade-Zeitkonstante, da sich seine Spannung zwischen aufeinanderfolgenden Übertragungen des Normierungssignals nicht merklich ändern darf. Anderenfalls ändert sich der Helligkeitswert des reproduzierten Dokumentes auf unterwünschte Weise längs jeder Zeile.

Andererseits muß die Verstärkungs-Regelungsschaltung für eine schnelle Entladung des Kondensator sorgen, wenn die Höhe des Normierungssignals am Empfänger absinkt. Dazu ist erfindungsgemäß eine aktive Entladeschaltung vorgesehen, die auf ein Absinken der Amplitude des Normierungssignals derart anspricht, daß ein schnellwirkender Entladeweg mit dem Kondensator verbunden wird. Dadurch wird die Verstärkungs-Steuer spannung schnell verringert, und die Verstärkung des Verstärkers schnell erhöht, um die veränderten Übertragungseigenschaften zu kompensieren.

Anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten beispielsweisen Ausführungsform wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das schematische Schaltbild einer erfindungsgemäßen Bildübertragungsanlage; und

Fig. 2 ein schematisches, ins einzelne gehendes Schaltbild der in der Vorrichtung der Fig. 1 verwendeten Schaltung zur Normierung des Signalpegels.

Die erfindungsgemäße Bildübertragungsanlage enthält einen in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneten Sender, der den

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Inhalt eines Originals 12 über eine Fernsprechverbindung zu einem Empfänger 16 überträgt. Der Empfänger 16 wiederum enthält eine Schreibvorrichtung bzw. einen Drucker 17, der eine Kopie 18 des Originals 12 herstellt. Für gewöhnlich besitzt die Anlage an den entgegengesetzten Enden einer Fernsprechleitung zwei Sender. D.h., der Sender IO ist mit einem Empfänger (nicht gezeigt) verbunden, und der Empfänger 16 auf ähnliche Weise mit einem Sender (nicht gezeigt), so daß jede dieser beiden Einheiten zur Bildübertragung und zum Bildempfang geeignet ist. Der besseren Übersichtlichkeit halber wird auf eine Beschreibung dieser zusätzlichen Elemente verzichtet.

Das Original 12 ist auf einer durch einen Motor 22 angetriebenen Trommel 20 befestigt. Ein Tastkopf 24 ist angrenzend an die Oberfläche der Trommel angeordnet. Er tastet das Original Punkt für Punkt ab und erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal, das dem Reflexionsvermögen der aufeinanderfolgenden Punkte entspricht. In der hier gezeigten Ausführungsform tastet der Tastkopf 24 das Original 12 bei jeder Umdrehung der Trommel 20 längs einer im wesentlichen horizontalen Linie ab. Bei der nächsten Trommelumdrehung tastet er das Original längs einer angrenzenden Linie ab. Die Längsbewegung des Tastkopfes 24 wird vorzugsweise durch eine nicht gezeigte Leitspindel erzeugt, die den Tastkopf 24 kontinuierlich längs der Trommel führt, wenn diese umläuft. Damit tastet der Kopf längs einer spiralförmigen Bahn rings um die Oberfläche des Originals 12 aufeinanderfolgende Punkte desselben ab.

Der Tastkopf 24 enthält eine Glühbirne 26, die von einer einstellbaren Spannungsquelle 28 versorgt wird. Das Licht der Glühbirne 26 wird auf einem Punkt auf der Oberfläche der Trommel 20 gebündelt und das von diesem Punkt reflektierte Licht über eine dazwischenliegende Optik 32 auf einen Fotodetektor 30 fokussiert. Die Optik 32 ist vorzugsweise so angeordnet, daß der Fotodetektor 30 von der Glühbirne 26 diffus reflektiertes Licht, jedoch kein spiegelnd reflektiertes Licht empfängt. 00 9828/1113

Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht der Fotodetektor 30 vorzugsweise aus einer Fotodiode, die parallel zu einer Schaltverbindung zwischen einem Trägerfrequenzgenerator 34 und einem Verstärker 36 geschaltet ist. Der Fotodetektor 30 bildet mit einem Reihenwiderstand 38 einen Spannungsteiler. Ändert sich daher der abgetastete Teil des Originals 12 von dunkel nach hell, so steigt das Reflexionsvermögen des Originals und der Widerstand des Fotodetektors 3o wird vermindert. Dadurch wird die Eingangsspannung des Verstärkers 36 entsprechend verringert. Der Fotodetektor ist damit als subtraktiver Modulator für das Ausgangesignal des Trägerfrequenzgenerators 34 geschaltet, wobei sich bei schwarzen Flächen auf dem Original 12 das maximale Ausgangssignal des Modulators ergibt. Das Ausgangssignal des Modulators wird beim übergang von schwarz auf weiß entsprechend verringert.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 36 wird über einen Tiefpaßfilter 40 zu einem Verstärker 42 geführt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 42 speist einen elektroakustischen Ausgangswandler bzw. Lautsprecher 44, der mit der Sprechmuschel eines herkömmlichen Telefonhörers 46 akustisch gekoppelt ist.

An der Empfängerseite empfängt ein Eingangswandler bzw. ein Mikrofon 48 das akustische Ausgangssignal aus der Hörmuschel eines Telefonhörers 50. Das Ausgangssignal des Mikrofons 48, wiederum wird durch einen Verstärker 52 verstärkt und über einen Bandpaßfilter 56 geführt. Das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 56 wird durch einen Verstärker 58, dessen Verstärkung geregelt ist, verstärkt und dann über eine den Pegel einstellende Schaltung 60 an einen Ausgangsverstärker 62 geführt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 62 wiederum wird durch einen Gleichrichter 64 gleichgerichtet und an einen Schreibstift 66 in der Schreibvorrichtung 17 geführt, der die Kopie 18 berührt.

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Die Kopie 18 ist auf einer von einem Motor 7o angetriebenen Trommel 68 befestigt. Der Schreibstift 66 wird mittels einer Antriebsvorrichtung über die Trommel bewegt, die ähnlich ist der beim Tastkopf 24 verwendeten, so daß der Schreibstift 66 die Kopie 18 längs aufeinanderfolgender Punkte berührt, die den jeweiligen Punkten auf dem durch den Tastkopf 24 abgetasteten Original 12 entsprechen. Die Kopie 18 besteht beispielsweise aus einem Material, wie es in der oben genannten US-Patentschrift beschrieben ist, so daß der vom Schreibstift 66 durch die Kopie hindurchtretende Strom dieselbe entsprechend der Stromstärke schwärzt. Die Stromstärke wiederum ist abhängig von dem durch den Tastkopf 24 gemessenen Reflexionsvermögen. Damit entspricht an jedem vom Schreibstift 66 berührten Punkt das Reflexionsvermögen der Kopie 18 dem des entsprechenden Punktes auf dem Original 12.

Wie oben erwähnt, ist es zur genauen Wiedergabe des Originals 12 erforderlich, daß der durch den Schreibstift 66 hindurchtretende Strom normiert ist, und daß er insbesondere eine vorherbestimmte Höhe besitzt, die unabhängig von Faktoren wie den Übertragungseigenschaften der Fernsprechverbindungen 14 ist. Diese Funktion wird von einer Verstärkungs-Regelungsschaltung 72 übernommen, die die Amplitude des Ausgangssignals des Verstärkers 58 mißt und die Verstärkung des Verstärkers so regelt, daß das Ausgangssignal desselben und damit der Schreibstiftstrom normiert wird.

Wie weiter in Fig. 1 gezeigt ist, trägt die Trommel einen schwarzen Streifen 74, der zwischen den Kanten des Originals 12 angeordnet ist. Der Streifen läuft einmal je Umdrehung der Trommel unter dem Tastkopf 24 hindurch, d.h. zwischen der Abtastung aufeinanderfolgender Zeilen auf dem Original. Während dieses kurzen Intervalls sendet daher der Sender 10 ein Signal, das dem Helligkeitswert schwarz entspricht. Wie oben ausgeführt, besitzt dieses Signal aufgrund der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten

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besonderen Modulationsanordnung die maximale Amplitude. Dieses Signal für den Helligkeitswert schwarz wird durch die Verstärkungs-Regelungsschaltung 72 am Ausgang des Verstärkers 58 gemessen, die darauf die Empfänger.verstärkung so einstellt, daß vom Verstärker 58 eine Normalspannung erzeugt wird.

Wie in Fig. 2 gezeigt, enthält die Verstärkungs-Regelungsschaltung 72 einen Spannungsteiler mit einem Reihenwiderstand 76 und einem Resonanzschwingkreis 78, der auf die Trägerfrequenz der Anlage abgestimmt ist. Der Ausgang des Verstärkers 58 ist an diese Reihenschaltung geführt, die damit als Filter wirkt, dessen Filterkennlinie bei der Trägerfrequenz eine scharfe Spitze aufweist. Die Spannung am Resonanzschwingkreis 78 wird über einen Kondensator 8o über eine Diode 82 und eine Gleichstrom-Speicherdiode 84 geführt. Die Diode 82 läßt die positiven Spitzen des Trägersignals zu einem normalerweise nicht leitenden Transistor 86 durch.

Wenn diese positiven Teile des Trägersignals eine vorherbestimmte Schwellenspannung übersteigen (die auf noch zu beschreibende Weise eingestellt wird), so wird der Transistor 86 kurz eingeschaltet. Die entsprechende Wechselstromkomponente am Kollektor des Transistors 86 wird über einen Kondensator zu einem Gleichrichter und Gleichstrom-Speicher geführt, der die Dioden 90 und 92 enthält. Der Strom durch die Diode 90 lädt den Verstärkungs-Regelungskondensator 94 über einen Reihenwiderstand 96 auf. Die Spannung am Kondensator 94 steuert die Verstärkung des Empfängers 12 auf noch zu'beschreibende weise.

Eine steigende Kondensatorspannung (d.h. in negativer Richtung) verringert die EmpfängerverStärkung und eine Verringerung dieser Spannung erhöht die Verstärkung. Damit steigt die Kondensatorspannung und die Empfängerverstärkung wird verringert, bis die Spannung am Resonanzschwingkreis 78 im wesentlichen nicht mehr ausreicht, den Transistor 86 und die Kondensatorspannung weiter zu steigern.

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Hat der Kondensator 94 einmal diese Endspannung erreicht, so wird der Transistor 86 nur durch Signale mit maximaler Amplitude eingeschaltet, d.h. durch die den Heiligkeitswert schwarz wiedergebenden Signale. Diese Signale werden durch den schwarzen Streifen 74 sowie durch schwarze Bereiche auf dem zu reproduzierenden Original erzeugt. Damit wird wenigstens einmal je Umdrehung der Sendertrommel 20 an den Kondensator 94 ein kurzer Ladeimpuls geführt, um den inzwischen eingetretenen geringen Ladungsverlust des Kondensators zu ersetzen. Dies gilt für den Fall, daß sich die Höhe des einlaufenden Signals nicht geändert hat. Hat sich das Signal erhöht, so sind die W Ladeimpulse größer, so daß die Kondensatorspannung steigt, und die Empfängerverstärkung abnimmt. Hat sich umgekehrt die Höhe des einlaufenden Signals verringert, so reicht die Spannung am Resonanzschwingkreis 78 nicht aus, den Transistor 86 einzuschalten, so daß der Kondensator 94 nicht zusätzlich aufgeladen wird. Die Entladung des Kondensators erfolgt auf die nun zu beschreibende Weise.

Die Wechselstromkomponente am Kollektor 86c des Transistors 86 wird über einen Kondensator Io4 an einen Gleichrichter geführt, der eine Diode Io6 und den Basis-Emitter-Übergang eines normalerweise nicht leitenden Transistors Io8 umfaßt. Wenn daher das Ausgangssignal des Verstärkers 58 aus-" reicht, den Transistor 86 einzuschalten, so ist der Transistor Io8 ebenfalls leitend, so daß ein Kondensator Ho entladen wird. Schaltet andererseits der Transistor 86 während einer vorherbestimmten Zeitdauer nicht ein, z.B. der für drei oder vier Umdrehungen der Trommeln 12 und 68 (Fig. 1) benötigten Zeit, so bleibt der Transistor Io8 für diese Zeitdauer nichtleitend. Der Kondensator 110 wird dannßber einen Widerstand 112 auf eine ausreichend hohe Spannung aufgeladen, so daß die Schaltspannung des Transistors 114 überschritten wird, der als Zenerdiode angeschlossen ist. Damit wird eine Leitung zwischen dem Kondensator 94 und dem Kondensator 110 und dem Widerstand 112 geöffnet. Dies führt zu einer schnellen Verringerung der Spannung am Kondensator 94. Da somit der Transistor Io8 nur dann nicht leitend wird, wenn die "schwarze" Ausgangsspannung

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des Verstärkers 58 verringert ist, bildet diese Anordnung eine wirksame und einfache Schaltung zur schnellen Verringerung der Spannung am Kondensator 94, wenn die Höhe des einlaufenden Signals verringert ist.

Die Verstärkungs-Regelungsschaltung 72 umfaßt also eine Kondensator-Aufladeschaltung, die dann arbeitet, wenn die Höhe des einlaufenden Signals gesteigert wird, sowie eine getrennte Entladeschaltung, die dann arbeitet, wenn die Signalhöhe für eine bestimmte Zeit verringert wird. Durch diese Entladeschaltung, die nur dann eingeschaltet wird, wenn sie benötigt wird, kann der Verstärkungs-Regelungskondensator eine sehr lange normale Entlade-Zeitkonstante besitzen. Dadurch werden Änderungen im Helligkeitswert der Kopie praktisch ausgeschaltet, die bei einer schnelleren normalen Entladung des Kondensators auftreten würden.

Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß die Schwellenspannung des Transistors 86 bei gegebener Signalhöhe die Empfängerverstärkung bestimmt. Sie bestimmt damit die Normierungsspannung am Ausgang des Verstärkers 58. Wegen Änderungen in den Eigenschaften der den Pegel einstellenden Schaltung 60 sollte es zweckmäßigerweise möglich sein, die normierte Spannung einzustellen. Dies wird durch Einstellung der Schwellenspannung des Transistors 86 erreicht.

Die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 86 liegt in Reihe mit der-Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors 98. Die Basis 98b des Transistors 98 ist mit dem Schleifer eines Potentiometers loo verbunden, durch dessen Einstellung die Basisspannung dieses Transistors verstellt werden kann. Dadurch wiederum wird die Spannung am Emitter 98c eingestellt, wodurch der Transistor 98 eingeschaltet wird. Damit wird durch die Spannung an der Basis 86b der Transistor 86 eingeschaltet. Damit wird durch die ins positive gehenden Teile der Spannung am Resonanzschwingkreis 78 der Transistor 86 eingeschaltet, wenn diese etwa gleich sind der Spannung am Schleifer des Potentiometers loo (abgesehen vom Spannungsabfall an der Diode 82 und den Basis-Emitter-Übergängen der Transistoren 86 u.98).

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Daher wird durch die Einstellung des Potentiometers loo die Schwellenspannung bzw.. Schaltspannung des Transistors und damit die normierte Ausgangsspannung des Verstärkers 58 bestimmt.

Die Verstärkungs-Regelungsschaltung 72 verstellt die Verstärkung des Verstärkers 58 durch Veränderung der Stärke der Gegenkopplung im Verstärker. Der als Differenzverstärker dargestellte Verstärker ist mit einer aus einem Spannungsteiler bestehenden Rückkopplung versehen. Dieser Spannungsteiler enthält einen Widerstand 116, der in Reihe liegt mit der Parallelschaltung aus einem Widerstand 118 und einem Widerstand 120, der mit einem Feldeffekttransistor 122 in Reihe geschaltet ist. Das Rückkopplungsverhältnis ist damit abhängig vom Widerstand des Transistors 122. Das Rückkopplungsverhältnis steigt mit fallendem Verstärkungsfaktor des Verstärkers, wenn der Widerstand des Transistors 122 ansteigt. Umgekehrt steigt der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 58, wenn der Widerstand des Transistors fällt. Der Widerstand des Transistors steigt und fällt in direkter Abhängigkeit von der Höhe der Verstärkungs-Steüerspannung am Kondensator 94, so daß, wie oben erwähnt, die Empfängerverstärkung durch ein Ansteigen der VerstärkungsSteuerspannung abfällt und bei einem Abfallen dieser Spannung ansteigt.

Ein Widerstand 124 erzeugt die Arbeitsspannung für den Transistor 122 und ein Kondensator 126 dient als Gleichstrom-Abblockkondensator. IM die Frequenzverzerrung auf einen Mindestwert herabzudrücken, sollte dieser Kondensator über das s Informations-Frequenzband im Verhältnis zum Widerstand der Rückkopplungsschaltung eine niedrige Impedanz besitzen. Es könnte angenommen werden, daß der optimale Modulationsindex für die Anlage bei 100 % liegt. Ein geringerer Modulationsgrad, beispielsweise 50 %, ist jedoch im allgemeinen vorzuziehen. Erzeugt daher, wie oben beschrieben, ein "Schwarz"-Signal die maximale Trägeramplitude, so ist die Amplitude des "Weiß"-Signals halb so groß. Soll der Stift 66

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den Helligkeitswert "weiß" schreiben, so sollte der Strom durch den Stift gleich Null sein. D.h., der Pegel des Weiß-Signals sollte auf Null umgesetzt werden, beo/rr dasselbe an den Stift geführt wird. Anders ausgedrückt, der restliche Signalpegel unterhalb des Weiß-Pegels sollte von dem vom Empfänger 16 empfangenen Signal abgezogen werden. Dies wird durch die den Pegel einstellende Schaltung 60 folgendermaßen erreicht.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 58 wird über einen Koppelkondensator 128 und eine Zenerdiode 130 an den Schleifer eines Potentiometers 132 geführt. An die Zenerdiode 130 und das Potentiometer 132 wird eine Sperr-Vorspannung über einen Widerstand 134 angelegt. Der Schleifer am Potentiometer 132 ist so eingestellt, daß die Vorspannung halb so groß ist wie die Summe aus den Durchbruch- bzw. Schwellenspannungen der Diode 130 in Durchlaß- und Sperrichtung. Soll in einer der beiden Richtungen durch die Diode 130 ein Strom fließen, so muß die Ausgangsspannung des Verstärkers 58 die Hälfte der Dioden-Durchbruchspannung in positiver oder negativer Richtung übersteigen. Liegt die augenblickliche Verstärker Ausgangsspannung unter diesem Wert, so fließt kein Strom über die Zenerdiode 130. Daher liegt dann am Schleifer eines Ausgangspotentiometers 138 keine Wechselstrom-Komponente an und es wird somit über einen Koppelkondensator 14o kein Signal zum Verstärker 62 geleitet.

Ist andererseits der Augenblickswert der Ausgangsspannung des Verstärkers 58 größer als die Hälfte der Durchbruchspannung der Diode 130, so leitet die Diode, so daß eine Wechselstrom-Komponente über den Kondensator 140 geleitet wird. Auf diese Weise subtrahiert die den Pegel einstellende Schaltung 60 im Effekt vom Ausgangssignal des Verstärkers 58 eine Wechselspannung, deren Spitzen-Spitzen-Wert halb so groß ist wie die Durchbruchspannung der Zenerdiode 130. Das Potentiometer 100 in der Verstärkungs-Regelungsschaltung 72 ist so eingestellt, daß der Pegel des Weiß-Signals vom Verstärker 58 genau gleich dieser Spannung ist. Die Schwellenspannung zum

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Schreiben ist damit der Pegel des Weiß-Signals. D.h., es wird nur dann ein Strom durch den Schreibstift 66 (Fig. 1) zur Kopie 18 geleitet, wenn der Signalpegel von einem Teil des Originals 12 herrührt, dessen Helligkeitswert grau oder dunkler ist.

Ist die Verstärkung des Verstärkers so für den Pegel des Weiß-Signals eingestellt, so wird das Potentiometer 138 so eingestellt, daß auf der Kopie 18 eine schwarze Fläche erzeugt wird, wenn ein Signal mit dem "Schwarz"-Pegel empfangen wird. D.h., es ist so eingestellt, daß der Schreibstift 66 auf ein Schwarz-Signal den Helligkeitswert schwarz erzeugt, jedoch nicht, wenn die Signalamplitude unter diesem Pegel liegt. Mit den so festgelegten beiden Endpunkten des Helligkeitswertbereiches d.h. weiß und schwarz, erzeugt der Empfänger ebenfalls die dazwischenliegenden Grautöne.

Der Verstärker 62 ist mit einer Gegenkopplungsschaltung versehen, die aus der Parallelschaltung eines Widerstandes 142 mit einem Kondensator 144 und zwei gegeneinandergeschalteten Zenerdioden 146 und 148 besteht. Der Widerstand 142 und der Kondensator 144 dienen zur Verstärker-Stabilisation. Die Dioden 146 und 148 erhöhen stark die Rückkopplung des Verstärkers 62, wenn die Differenz zwischen den Spannungen am Verstärkereingang und -ausgang die Dioden-Durchbruchspannung übersteigt. Wegen ihres sehr geringen Widerstandes bei Spannungen oberhalb ihrer Durchbruchspannung begrenzen sie wirksam die Ausgangsspannung des Verstärkers und verhindern dadurch zu hohe Ströme im Schreibstift 66 wenn, beispielsweise infolge von vom Empfänger empfangenen Rauschspitzen die Eingangsspannung plötzlich zu stark ansteigt.

Die Dioden 146 und 148 steiget ferner den Kontrast, wenn ein gedrucktes Dokument im Gegensatz zu fotografischem Material empfangen wird. Soll ein Original reproduziert werden, das nur die Helligkeitswerte schwarz und weiß, d.h. keine Grautöne enthält, so wird ein Schalter 150 geöffnet

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und damit ein Widerstand 151 abgetrennt, der zwischen Masse und dem Schleifer des Potentiometers 138 angeschlossen ist. Damit wird an den Verstärker 62 eine erhöhte Spannung angelegt. Di.e Eingangs signal spannungen, die sonst als Grautöne wiedergegeben werden würden, erzeugen dann eine ausreichend hohe Ausgangsspannung vom Verstärker 62, so daß ein Strom zum Schreiben des Helligkeitswertes schwarz über den Schreibstift 66 fließt. Andererseits würden dann Signale, die dunkleren Helligkeitswerten entsprechen, einen zu hohen Schreibstift-Strom erzeugen. Diese Schwierigkeit wird durch die strombegrenzende Wirkung der Dioden 146 und 148 behoben.

Der in Fig. 1 gezeigte Gleichrichter 64 enthält vorzugsweise einen Wandler, der die Ausgangsspannung des Verstärkers 62 abstuft, und, wichtiger, eine entsprechend höhere Ausgangsimpedanz erzeugt. Diese Erhöhung der Impedanz sollte ausreichend sein, daß sich eine praktisch konstante Stromquelle für den Schreibstift 66 ergibt, so daß der Schreibstift-Strom praktisch unabhängig ist vom Kontaktwiderstand zwischen dem Schreibstift und der Kopie 18, sowie vom lokalen spezifischen Widerstand derselben. Der Schreibstift-Strom, der den bestimmenden Faktor für die Dunkelheit des vom Schreibstift berührten Punktes bildet, hängt damit' einzig von der Eingangsspannung des Verstärkers 62 ab.

Für Bildübertragungen sind die Eigenschaften von Fernsprechverbindungen im allgemeinen im mittleren Frequenzbereich des Fernsprechbandes wesentlich besser als bei höheren Frequenzen. Da eine Grenze für die Gesamtleistung besteht, die auf die Fernsprechleitung gekoppelt werden kann, wird der größte Teil der Leistung vorzugsweise im unteren Seitenband des modulierten Trägers konzentriert. Die Trägerfrequenz kann beispielsweise zwei kHz betragen und die höchste Informationsfrequenz-Komponente kann in der Größenordnung von 1 kHz liegen. Das modulierte Signal vom Verstärker 36 reicht dann etwa von 1 kHz bis 3 kHz. Der Tiefpaßfilter 40 kann beispielsweise eine Dämpfung von 60 dB pro Oktave besitzen,

wobei die halbe Leistung bei der Trägerfrequenz liegt. Bei dieser Anordnung wird das.in den Telefonhörer 46 übertragene Signal stark im unteren Seitenband konzentriert, wobei der Träger um 50 % gedämpft und ein oberes Seitenband übertragen wird.

Der Durchlaßbereich des Filters 56 im Empfänger 16 liegt dann zwischen 1 und 2 kHz, entsprechend dem unteren Seitenband. Dieser Filter braucht keine so scharfe Sperrkennlinie wie der Tiefpaßfilter 40 zu besitzen.

In manchen Fällen ist es wünschenswert, zwischen dem Bildsender und -empfänger eine Nachrichtenverbindung vorzusehen, die bei anderen Frequenzen als der Bild-Trägerfrequenz arbeitet. Beispielsweise können der Sender und Empfänger vor der Bildübertragung Signale austauschen, um sicherzustellen, daß die Anlage betriebsbereit ist und um einen anfänglichen annähernden Synchronismus der Trommeln 20 und 68 (Fig. 1) zu erhalten. In diesen Fällen besitzt das Eingangssignal an der Verstärkungs-Regelungsschaltung nicht die Resonanzfrequenz des ResonanzSchwingkreises 78, so daß die Verstärkungs-Regelungsschaltung 72 nicht in der oben beschriebenen Weise arbeitet. Jedoch sollte die Verstärkung des Verstärkers 58 geregelt werden, um eine Überlastung des Verstärkers und eine Zerstörung desselben zu verhindern. Deshalb ist für den Verstärkungs-Regelungskondensator 94 eine weitere Eingangsschaltung vorgesehen, die einen Kopplungskondensator 152, eine Gleichrichterdiode 154 und eine Gleichstrom-Speicherdiode 156 enthält;

Überschreitet das Ausgangssignal des Verstärkers 58 die Summe der Spannung am Kondensator 94 und der Durchbruchspannung einer Zenerdiode 158, so wird der Kondensator 94 über einen Widerstand 160 aufgeladen. Die Zenerdiode 158 erlaubt es dem Verstärker 58 mit voller Verstärkung zu arbeiten, ausgenommen bei Signalen, die auf andere Weise stark genug sind, den Verstärker auszusteuern. Damit erzeugt der Verstärker 58 normalerweise sein maximales unverzerrtes Ausgangssignal jtf|hxend,der.Signalisierung.

ORIGINAL INSPECTED

Wenn die Signalisierung beendet ist und die Bildübertragung beginnen kann, wird ein Schalter 162 automatisch geöffnet, so daß die Diode 156 von tf-.sse getrennt wird. Durch die Gleichrichtung durch die Diode 154 wird dann der Kondensator 152 praktisch abgetrennt und dadurch verhindert, daß der Verstärkungs-Regelungskondensator 94 über diese Strecke aufgeladen wird.

Es ist ersichtlich, daß zahlreiche Abwandlungen der beschriebenen Vorrichtung möglich sind, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann die Empfängerverstärkung statt durch den Verstärker 58 an anderen Stellen oder zusätzlich dazu geregelt werden. Beispielsweise kann das Ausgangssignal der Verstärkungs-Regelungsschaltung 72 zur Regelung des Pegels des Eingangssignals zum Bandpaßfilter 56 benutzt werden. Ebenso ist es möglich, zahlreiche Einzelheiten der Verstärkungs-Regelungsschaltung selbst zu ändern, ohne ihre grundsätzliche Arbeitsweise zu ändern. Ferner kann es in manchen Fällen vorzuziehen sein, den Pegel durch direkte Subtraktion einer Wechselspannung mit der Frequenz des Trägers vom empfangenen Signal einzustellen.

Patentansprüche

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Claims

- 18 Patentansprüche

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vjy'. Bildübertragungsanlage mit einem Sender zur Übertragung von Signalen, die dem Inhalt eines Originals entsprechen, und mit einem Empfänger zum Drucken einer Kopie des Originals entsprechend diesen Signalen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (74) am Sender (10) zur periodischen Übertragung eines Normal-Informationssignals, das einem vorherbestimmten Helligkeitswert des Originals entspricht, durch einen einstellbaren Verstärker (58) zur Regelung der Verstärkung des Empfängers zur Erzeugung eines normierten Signals entsprechend dem vom Sender empfangenen Signal, und durch eine Verstärkungs-Regelungsschaltung (72) am Empfänger, die einen Energiespeicher (94) enthält, der so angeschlossen ist, daß er den einstellbaren Verstärker (58) entsprechend dem Inhalt des Energiespeichers (94) einstellt und die eine Einrichtung (86) enthält, die selektiv auf die Amplitude des Normsignals anspricht, wenn es über den einstellbaren Verstärker (58) geführt wird, um den Inhalt des Energiespeichers (94) so zu ändern, daß die Änderungen in der Amplitude des über den einstellbaren Verstärker (58) geführten Informationssignals aufgrund anderer Faktoren als der Helligkeitswerte des Originals zu minimisieren.
2. Bildübertragungsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (86) zur Erhöhung des Inhaltes des EnergieSpeichers (94), wenn die Amplitude des über den einstellbaren Verstärker (58) geführten Normsignals oberhalb eines vorherbestimmten Steuerpegels liegt.
3. Bildübertragungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennze ichnet , daß die Entlade-Zeitkonstante des Energiespeichers (94) wesentlich länger ist als seine Auflade-Zeitkonstante, und daß Einrichtungen

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(108, 114) zur Reduzierung der Entlade-Zeitkonstante vorgesehen sind, wenn die Amplitude des über den einstellbaren Verstärker geführten Normsignals unterhalb des Steuerpegels liegt.
4. Bildübertragungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Normsignal den gleichen Pegel besitzt, wie ein Informationssignal, das dem Helligkeitswert des Originals entspricht/ der die größte Amplitude im Empfänger erzeugt.
5. Bildübertragungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennze ichnet , daß der Sender (10) die Informationssignale durch Amplitudenmodulation eines Trägers entsprechend den aufeinanderfolgend im Original abgetasteten Helligkeitswerten erzeugt, und daß das Normsignal die Frequenz des Trägers besitzt.
6. Bildübertragungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich zwischen dem hellsten und dunkelsten Helligkeitswert des Originals einem Amplitudenbereich im Ausgang des einstellbaren Verstärkers (58) entspricht, wobei das untere Ende des Amplitudenbereiches einen endlichen Bezugspegel aufweist und das Einrichtungen (60)(130) zur Subtraktion eines Signals mit dem Bezugspegel vom Normsignal vorgesehen sind, wobei die Druck- bzw. Schreibschwelle der Kopie dem endlichen Bezugspegel entspricht.
7. Bildübertragungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichne t . daß die Subtraktionseinrichtung (60) einen festeingestellten Signalpegel vom Normsignal abzieht, und daß der Steuerpegel so hoch ist, daß das untere Ende des an die Subtraktionseinrichtung angelegten Amplitudenbereiches im wesentlichen gleich dem Bezugspegel ist.

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8. BildübertragungsaalG-js ,'.!-iieh 2::* Spruch 7, dadurch g e k e η a s e i c h ρ e t, 5aß -sine Einrichtung (132) sur Einstellung des SioBaipegels von der Subtraktionseinrichtung (60) vorgesehen ist, um das obere Ende des Signalpegelbereiches im Ausgang derselben entsprechend dem anderen Ende des Helligkeitswertbereiches einzustellen«
9. Bildübertragungsanlage nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (16) eine Signal-Konditioniereinrichtung zur Modifizierung des Eingangssignals des Empfängers', eine Druckvorrichtung zum Drucken entsprechend dem Ausgangssignal der Signal-Konditioniereinrichtung und eine Signal-Normierungseinrichtung enthält, die einen einstellbaren Verstärker in der Signal-Konditioniereinrichtung und eine Verstärkungs-Regeluhgsschaltung (72) umfaßt, wobei die Verstärkungs-Regelungsschaltung eine Einrichtung enthält, die selektiv auf die Amplitude des Normsignals anspricht, wenn es über den einstellbaren Verstärker (58) geführt wird, um die Verstärkung desselben zu regeln und einen vorherbestimmten festen Pegel für das Normsignal im Ausgang des regelbaren Verstärkers (58) zu erzeugen, unabhängig vom Pegel des vom Empfänger empfangenen Normsignals.

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