DE2131467B2 - Lichtablenkvorrichtung zur Parallelverschiebung eines Lichtstrahls - Google Patents
Lichtablenkvorrichtung zur Parallelverschiebung eines LichtstrahlsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine geradlinige Lichtablenkvorrichtung, bestehend aus einer Lichtquelle
und einem zylindrischen, um seine Achse drehbaren Träger, auf dessen Mantelfläche der Rand eines
reflektierenden Bands in Form einer eingängigen Schraube angebracht ist, wobei ein Lichtstrahl der
Lichtquelle parallel zur Drehachse des Trägers auf das Band gerichtet ist.
Eine derartige Vorrichtung eignet sich insbesondere zur optischen Abtastung eines ebenen Bilds in der
Endeinrichtung von Faksimile-Verbindungen.
Will man auf das Aufspannen von zu analysierenden Dokumenten auf eine Trommel verzichten, um die
Bedienbarkeit eines Faksimilegeräts zu erleichtern oder um auch steife Dokumente wie Bücher analysieren zu
können, dann stellt sich das Problem, für einen Lichtfleck eine geradlinige Ablenkung entlang der
Zeilen des Dokuments zu liefern, und zwar entweder beim Senden, wo dieser Fleck dazu dient, ein Dokument
zu lesen, oder beim Empfang, wo ein in seiner Intensität durch das elektrische Empfangssignal modulierter
Lichtstrahl über die Zeilen eines lichtempfindlichen Papiers geführt werden muß.
Dieses Problem läßt sich beispielsweise mit Hilfe einer Vielzahl optischer Fasern lösen, deren erste Enden
entlang einer Zeile des Dokuments ausgerichtet sind, und deren zweite Enden einen Kreis bilden und mit
einer rotierenden Lichtleitfaser zusammenwirken. Diese Lösung ergibt nur bei sehr hohem Fertigungsaufwand
eine brauchbare optische Auflösung.
Eine andere Lösung, auf deren Prinzip auch die Erfindung beruht, ist in der FR-OS 20 12 048 beschrieben.
Dort wird ein zylindrischer, um seine Achse drehbarer Träger verwendet, auf dessen Mantelfläche
der Rand eines reflektierenden Bands in Form einer eingängigen Schraube angebracht ist, wobei ein
Lichtstrahl der Lichtquelle parallel zur Drehachse des Trägers auf dieses Band gerichtet ist und von diesem auf
ein Dokument reflektiert wird, dessen Zeilen parallel zur Zylinderachse verlaufen.
Eine besondere Schwierigkeit bei derartigen Vorrichtungen ergibt sich, wenn man wegen der erforderlichen
optischen Auflösung einen sehr feinen Lichtfleck auf dem Dokument erzeugen will. Selbst eine hochpräzise
Bearbeitung der reflektierenden Oberfläche des spiralförmigen Bandes und die Verwendung einer Laserlichtquelle,
durch die ein hochgradig paralleles Licht erzeugt wird, führen nicht zu einem hinreichend feinen
Lichtfleck. Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, z. B. in der US-PS 24 43 258, zur Bündelung des Lichtstrahls
in Achsrichtung des rotierenden Trägers eine konvexe Zylinderlinse vorzusehen, deren eigene Achse senkrecht
ίο zur Trägerachse ausgerichtet ist. Dadurch wird aber die
lineare Bewegung des Lichtflecks verfälscht oder gar verhindert, so daß dieser Vorschlag für eine lineare
Lichtablenkvorrichtung ungeeignet ist. Eine Linse zwischen dem Dokument und dem reflektierenden Band
müßte vielmehr auf jeden Sammeleffekt in einer die Zylinderachse einschließenden Ebene verzichten, d. h.
als Zylinderlinse ausgebildet sein, deren Achse parallel zur Trägerachse verläuft. Notwendigerweise kann eine
solche Linse nur eine eindimensionale Fokussierung bewirken, d. h. in einer Ebene senkrecht zur Trägerachse.
Wenn es also keine Linse gibt, die zwischen dem Dokument und dem reflektierenden Band angeordnet
zu einem brauchbaren Fokus führt, so gilt dies nicht ohne weiteres auch für Linsen, die zwischen der
Lichtquelle und dem reflektierenden Band eingefügt werden. Man könnte sich vorstellen, dort eine übliche
Sammellinse mit zweidimensionalem Fokuseffekt anzuordnen, und zwar mit einer solchen Brennweite, daß
der Fokus auf dem Dokument zu liegen kommt. Leider läßt sich dies nur für eine einzige Winkelstellung des
rotierenden Trägers realisieren, da der Abstand zwischen der Linse und dem Dokument von der
Winkelstellung des Trägers abhängt. Man könnte also
:s einen scharfen Lichtfleck in der Zeilenmitte erreichen
und müßte eine wesentliche Vergrößerung des Lichtflecks an den Zeilenrändern in Kauf nehmen.
Es ist also festzustellen, daß die Forderung nach einem sehr kleinen Lichtfleck auf dem Dokument alleine
mit irgendwie angeordneten Linsen oder Linsensystemen prinzipiell nicht erfüllt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern,
daß der Lichtfleck auf dem Dokument verkleinert wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch definierten Maßnahmen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Zeichnung näher
beschrieben.
F i g. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung bekannter Art, an der die Erfindung anwendbar ist.
F i g. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Lichtablenkvorrichtung in Perspektive.
F i g. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der gleichzeitig zwei Dokumente abgetastet werden.
Aus F i g. 1 ist der grundsätzliche Aufbau einer Vorrichtung zu ersehen, an der die Erfindung anwendbar
ist. Ein zylindrischer Träger 1 wird durch einen nicht dargestellten Motor in gleichmäßige Rotation um seine
Achse 2 versetzt. Auf der Mantelfläche dieses Trägers ist ein Spiegelband 3, beispielsweise ein poliertes
Metallband, mit seinem Rand entlang einer Schraubenspur 4 befestigt. Eine Lichtquelle 5 sendet ein Bündel
paralleler Strahlen 6 parallel zur Achse 2 aus, das bei 8 die reflektierende Fläche des Spiegelbandes 3 unter
einem Winkel von etwa 45° zur Normalen erreicht. Die
Ablenkung am Spiegel beträgt also etwa 90°, und das Bündel trifft bei 10 auf einen Punkt einer Zeile 11 des
abzutastenden Dokuments.
Je nach der Schwärzung dieses Punktes tO wird ein
mehr oder minder großer Teil des auffallenden Lichtes
reflektiert, wobei ein Objektiv 26 das rtilektierte Licht auf einen lichtelektrischen Wandler 16 konzentriert.
Während einer vollen Umdrehung des Trägers 1 wandert der Punkt 10 über eine ganze Zeile 11 des
Dokuments hinweg; die Abtastung des ganzen Dokuments ergibt sich durch eine Verschiebung des
Dokuments quer zur Zeilenrichtung.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Trägers 1 geht aus Fig.2 hervor. Dort erkennt man, daß die
reflektierende Fläche des Bandes 3 nicht eben ist, sondern eine konkave Krümmung zum einfallenden
Bündel hin aufweist.
Die Wirkung dieser Krümmung besteht darin, eine Bündelung des Lichtstrahls in der Richtung der
Erzeugenden auszuüben. Der Querschnitt des Bündels wird also zu einem schmalen Strich senkrecht zur
Richtung der Achse 2. Mit Hilfe einer sich über die ganze Länge des Trägers erstreckenden Zylinderlinse
29, deren Achse parallel zur Achse 2 liegt, führt man eine zweite Bündelung in einer Richtung senkrecht zur 2ί
vorhergehenden Bündelung aus und erreicht somit im Brennpunkt Q, der auf dem Dokument liegt, einen
extrem feinen Fleck, unabhängig von der Winkelstellung des Trägers 1.
In der Vorrichtung gemäß Fig.3 ist nicht nur die j»
Fläche 30 des Bandes 3, welche zur Lichtquelle 5 hinweist, reflektierend ausgebildet, sondern auch die
gegenüberliegende Fläche 31. Die optische Ausrüstung umfaßt eine halbdurchlässige Platte 32 und drei Spiegel
33, 34 und 36. Das durch die Platte 32 reflektierte Bündel, das durch Doppelpfeile markiert ist, verläuft
von der Platte 32 über die Spiegel 33, 34 und 36 zur reflektierenden Fläche 31 (Auftreffpunkt 37) sowie zum
Punkt 38 auf einem photoempfindlichen Papier 39. Das durch die Platte 32 dringende Licht gelangt, wie in
F i g. 1 gezeigt, auf die vordere Seite 30 des Bandes (Auftreffpunkt 8) und gelangt dann als senkrecht
reflektiertes Lichtbündel 9 auf das Dokument (Auftreffpnnkt 10 auf der Zeile 11). Eine Linsenanordnung 40
konzentriert das reflektierte Licht auf einen lichtelektrischen Wandler 41, dessen Ausgangssignal nach
Verstärkung in einem Verstärker 42 zu einem Lichtmodulator 35 gelangt, welcher zwischen die
Spiegel 34 und 36 eingefügt ist. Der Lichtmodulator 35 kann beispielsweise eine Pockelszelle sein.
Selbstverständlich sind die beiden reflektierenden Flächen der Platte beide ähnlich F i g. 2 konkav
ausgebildet.
Wenn sich der Träger 1 dreht, wird eine Zeile 11 des
Dokuments gelesen und die einzelnen Schwarzwerte werden nacheinander in elektrische Signale umgewandelt.
Gleichzeitig verlagert sich der Auftreffpunkt 38 des mit diesem elektrischen Signal modulierten Lichtstrahls
gemäß dem Doppelpfeil entlang einer Zeile des lichtempfindlichen Papiers 39. So wird die Zeile 11
gleichzeitig auf das lichtempfindliche Papier 39 geschrieben.
Es ist aber auch möglich, die beiden Lichtbündel aus Fig.3 als Lesebündel oder beide als Schreibbündel
auszubilden.
Da die Länge des optischen Wegs von der Lichtquelle zum Dokument bzw. lichtempfindlichen Papier kontinuierlich
veränderbar ist, ist es erforderlich, eine Lichtquelle mit parallelen Strahlen zu verwenden,
vorzugsweise einen Laser.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Lichtablenkvorrichtung zur Parallelverschiebung eines Lichtstrahls, bestehend aus einer
Lichtquelle und einem zylindrischen, um seine Achse drehbaren Träger, auf dessen Mantelfläche der Rand
eines reflektierenden Bands in Form einer eingängigen Schraube angebracht ist, wobei ein Lichtstrahl
der Lichtquelle parallel zur Drehachse des Trägers auf das Band gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der reflektierende Bereich des Bandes (3) konkav geformt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine konvexe Zylinderlinse (29) derart
parallel zur Drehachse angebracht ist, daß der vom rotierenden Band reflektierende Strahl diese Linse
längs überstreicht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Bandseiten reflektierend
ausgebildet sind und somit zwei Lichtstrahlen synchron abgelenkt werden.
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