DE2304673A1 - OPTOELECTRONIC RECORDING DEVICE WITH LMINESCENE DIODES FOR DATA OUTPUT - Google Patents

Description

Optoelektronische Aufzeichnungsvorrichtung mit Lumineszenzdioden zur Datenausgabe Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Aufzeichnungsvorrichtung mit einer Vielzahl von einzeln ansteuerbaren Lumineszizdioden-Elementen, die flächenhaft in fiiatrixanordnungen zusammengefaßt sind (Lumineszenzdioden-Array), zur Aufzeichnung von Daten auf einer Unterlage, die für elektrolumineszente Strahlung empfindlich ist, und eine Vorrichtung zum Transport von Unterlage und Matrixfläche relativ zueinander besitzt.Optoelectronic recording device with luminescent diodes for Data output The invention relates to an optoelectronic recording device with a large number of individually controllable luminescent diode elements that are flat are summarized in fiiatrixanrichtungen (luminescent diode array), for recording of data on a surface sensitive to electroluminescent radiation is, and a device for transporting the substrate and matrix surface relative to one another owns.

Aus IEEE Trans. Electron Deviees, Vol. Edv9, Seiten 1090 bis 1097 ist bekannt, daß grünleuchtende Galliumphosphid-Lumineszenzdioden zur Aufzeichnung von Informationen auf panchromatischen fotografischen Filmen benutzt werden. Bei den dort beschriebenen Lumineszenzdioden trifft das Licht, in der Ebene des p-n-2berganges verlaufend, am Rande des Halbleiterkristalles aus. Daher divergieren bei diesem Diodenaufbau die Lichtstrahlen, die beim Halbleiterkristall aus einem optisch dichteren Medium in ein optisch dünneres Medium eintreten, und führen zu einer unscharfen Abbildung der Lichtquelle auf dem fotoempfindlichen Papier und außerdem führt die Divergenz der Strahlen zu einer Vergrößerung des Lichtpunktdurchmessers. Im Fall von integrierten, alphanumerischen Anzeigeeinheiten aus Halbleitermaterial mit geringem gegenseitigen Abstand der Diodenelemente ist daher die Gefahr des Uberstrahlens zwischen benachbarten Elementen dieser Anordnung vorhanden. Hierdurch sind die Bilder zweier dicht benachbarter Diodenelemente nicht mehr als getrennte Lichtpunkte auf dem Papier indentifizierbar.From IEEE Trans. Electron Deviees, Vol. Edv9, pages 1090 to 1097 it is known that glowing green gallium phosphide light-emitting diodes are used for recording of information on panchromatic photographic films. at the light emitting diodes described there hits the light in the plane of the p-n-2 transition running, at the edge of the semiconductor crystal. Therefore diverge in this Diode structure the light rays, which in the semiconductor crystal from an optically denser Medium enter an optically thinner medium, and result in a blurred one Figure the light source on the photosensitive paper and also leads the Divergence of the rays to an enlargement of the light spot diameter. In the case of integrated, alphanumeric display units made of semiconductor material with little mutual spacing of the diode elements is therefore the risk of overexposure present between adjacent elements of this arrangement. This is how the pictures are two closely adjacent diode elements no longer appear as separate points of light identifiable on the paper.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abbildung der in der alphanumerischen Anzeigeeinheit enthaltenen Information auf einer fotoempfindlichen Unterlas herzustellen, mit dem Ziel, Unschärfen in der Projektion der Lichtpunkte auf die Unterlage und Uberstrahlung zwischen benachbarten Diodenelementen zu vermeiden.An object of the invention is to provide a mapping of the alphanumeric Display unit to produce information contained on a photosensitive lower surface, with the aim of blurring in the projection of the points of light onto the Avoid underlay and over-radiation between neighboring diode elements.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Fläche der Matrix aus lichtemittierendem Diodenelementen und der fotoempfindlichen Unterlage ein optisches Lichtübertragungssystem mit konvergierendem oder parallelem Strahlengang angeordnet ist.This object is achieved in that between the Area of the matrix of light-emitting diode elements and the photosensitive Support a light transmission optical system with converging or parallel Beam path is arranged.

In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei die Abbildung auf der rechten Seite eine Draufsicht darstellt. Die lichterzeugenden Diodenelemente einer Matrix 21, 22, 23 befinden sich auf einem gemeinsamen Eristallsubstrat 1, das z.B. aus stark n-dotiertem Galliumphosphid besteht. Die Vertiefung 31 und 32 im Halbleiter zwischen den Diodenelementen sind mit einer lichtabsorbierenden sowie elektrisch nicht leitenden Substanz, wie z.B. mit absorbierenden Beimengungen versehenen Epoxy-Harzen, ausgefüllt. Jedes Diodenelement 21, 22, 23 ist mit einem dünnen, optisch nicht störenden und nur schematisch gezeigten Metalldraht 61, 62, 63, z.B. ein Golddraht mit 30 /um Durchmesser, kontaktiert und steht elektrisch mit Datenausgabegeräten in Verbindung. Ein Linsensystem 4 bildet die Fläche der Matrix 9 aus lichtemittierenden Diodenelementen auf der fotoempfindlichen Unterlage, vorzugsweise Papier,lab, die mit Hilfe einer Transportvorrichtung 51 einen kontinuierlichen oder schrittweisen Vorschub erhält. Bei einfachen Linsensystemen, bei denen ein umgekehrtes und ein seitenvertauschtes Bild auf der Unterlage entsteht, wird vorteilhafterweise die Information im Dioden-Array punktsymmetrisch eingeschrieben. Solche Systeme haben kurze Längenabmessungen. Es ist ferner empfehlenswert, insbesondere dann, wenn die Matrixfläche der Diodenelemente relativ große Abmessungen hat, für jedes Diodenelement eine eigene Konvexlinse zu verwenden. Insbesondere ist diese Maßnahme dann vorteilhaft, wenn die Matrix die Form eines langgestreckten Balkens hat, der eine vollständige Zeile z.B. einer DIN A4-Seite ausfüllt.In Figure 1, an embodiment of the invention is shown, where the figure on the right is a top view. The light-generating Diode elements of a matrix 21, 22, 23 are located on a common crystal substrate 1, which consists e.g. of heavily n-doped gallium phosphide. The recess 31 and 32 in the semiconductor between the diode elements are with a light-absorbing as well as electrically non-conductive substances, e.g. with absorbent admixtures provided epoxy resins. Each diode element 21, 22, 23 is provided with a thin, optically non-disruptive and only schematically shown metal wire 61, 62, 63, e.g. a gold wire with a diameter of 30 μm, makes contact and is electrically connected in connection with data output devices. A lens system 4 forms the surface of the Matrix 9 of light-emitting diode elements on the photosensitive base, preferably paper, lab, which with the help of a transport device 51 a continuous or is fed gradually. With simple lens systems where a reversed and a laterally reversed image is created on the base, is advantageous the information is written point-symmetrically in the diode array. Such systems have short length dimensions. It is also recommended, especially if when the matrix area of the diode elements is relatively large, for each Diode element to use its own convex lens. In particular, this measure is advantageous when the matrix has the shape of an elongated bar which fills out a complete line e.g. on a DIN A4 page.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Figur 2 dargestellt ist, wird das Licht der Diodenelemente 21, 22, 23 mit Hilfe von Lichtleitern 81, 82, 83 auf das fotoempfindliche Papier übertragen. Dabei haben die Lichtleiter einen höchstens so großen Leiterquerschnitt, daß immer nur Licht aus einem einzigen Diodenelement in einen der Lichtleiter gelangen kann, so daß eine eindeutige Zuordnung von Lichtpunkten auf der foto empfindlichen Unterlage und den Diodenelementen besteht.In another embodiment of the invention, as shown in FIG is shown, the light of the diode elements 21, 22, 23 with the help of light guides 81, 82, 83 transferred to the photosensitive paper. The light guides have a conductor cross-section that is at most so large that there is always only light from a single one Diode element can get into one of the light guides, so that a clear assignment of points of light on the photo-sensitive surface and the diode elements.

Vorteilhafterweise vergrößert man am ausgangsseitigen Ende 281, 282, 283 der Lichtleiter den gegenseitigen Abstand dT Lichtleiter 81, 82, 83 voneinander, so daß noch deutlicher voneinander getrennte Lichtpunkte auf der Unterlage erhalten werden.It is advantageous to enlarge the output-side end 281, 282, 283 of the light guides the mutual distance dT light guides 81, 82, 83 from one another, so that even more clearly separated points of light are obtained on the base will.

Ein Lichtleiter z.B. 81 kann auch aus vielen einzelnen und sehr dünnen Fasern zusammengesetzt sein. An und für sich verlaufen die Lichtstrahlen in einem der Lichtleiter 81, 82, 83 nicht unbedingt geradlinig oder parallel, sondern werden an seinen Begrenzungsflächen mehrfach totalreflektiert. Daher soll als parallel im Sinne der Projektion von Lichtstrahlen der Diodenelemente auf die fotoempfindliche Unterlage verstanden werden, wenn der Durchmesser eines auf die Unterlage projizierten Lichtpunktes ebenso groß ist-wie der Durchmesser eines Diodenelementes.A light guide, e.g. 81, can also consist of many individual and very thin ones Be composed of fibers. In and of itself, the rays of light run in one the light guides 81, 82, 83 are not necessarily straight or parallel, but rather become Totally reflected several times at its boundary surfaces. Therefore, it should be considered parallel in the sense of the projection of light rays from the diode elements onto the photosensitive Support is understood to mean the diameter of a projected onto the support Point of light is just as large as the diameter of a diode element.

In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, den Durchmesser der Lichtleiter 81, 82, 83 an deren ausgangsseitigem Ende 281, 282, 283 kleiner zu wählen als denjenigen Durchmesser am eingangsseitigen Ende 181, 182, 183 der Lichtleiter. Auf diese Weise erhält man höhere Beleuchtungsstärken auf der Unterlage sowie verkleinerte Durchmesser der Lichtpunkte.In a development of the inventive concept it is provided that Diameter of the light guides 81, 82, 83 at their output-side end 281, 282, 283 to be selected smaller than that diameter at the inlet end 181, 182, 183 the light guide. In this way you get higher illuminance levels on the Base and reduced diameter of the light points.

Es ist ferner möglich, die Form des Querschnitts der einzelnen Lichtleiter zu verändern, z.B. von einem runden Querschnitt am Ende, das den Diodenelementen benachbart ist, in einen rechteckigen Querschnitt am Ende in Richtung zur Unterlage hin, so daß besser lesbare oder markantere Schriftzeichen entstehen.It is also possible to change the shape of the cross section of the individual light guides to change, e.g. from a round cross-section at the end that the diode elements is adjacent, in a rectangular cross-section at the end in the direction of the base so that more legible or more distinctive characters are created.

7 Patentansprüche 2 Figuren7 claims 2 figures

Claims (7)

Patentansprüche 9 Optoelektronische Aufzeichnungsvorrichtung mit einer Vielzahl von einzeln ansteuerbaren Lumineszenzdioden-Elementen, die flächenhaft in Natrixanordnungen zusammengefaßt sind, zur Aufzeichnung von Daten auf einer Unterlage, die für elektrolumineszente Strahlung empfindlich ist und mit einer Vorrichtung zum Transport von Unterlage und über die Matrixflächen relativ zueinander, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen den Flächen der Natrixanordnungen (9) aus lichtemittierenden Dioden-Elementen (21, 22, 23) und der fotoempfindlichen Unterlage (5) ein optisches Lichtübertragungssystem (4, 81, 82, 83 ...) mit konvergierendem oder parallelem Strahlengang angeordnet ist. Claims 9 with optoelectronic recording device a multitude of individually controllable luminescence diode elements that are flat are summarized in matrix arrangements for recording data on a base, which is sensitive to electroluminescent radiation and with a device for transporting the base and across the matrix surfaces relative to one another, thereby it is noted that between the surfaces of the matrix arrangements (9) of light-emitting diode elements (21, 22, 23) and the photosensitive substrate (5) a light transmission optical system (4, 81, 82, 83 ...) with converging or parallel beam path is arranged. 2. Optoelektronische Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Lichtübertragungssystem ein fUr alle Diodenelemente einer Matrix gemeinsames Konvexlinsensystem (4) ist.2. Optoelectronic recording device according to claim 1, characterized it is noted that the light transmission system is one for all diode elements a matrix common convex lens system (4). 3. Optoelektronische Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß als Lichtübertragungssystem für jedes Diodenelement (21, 22, 23) ein eigenes Konvexlinsensystem vorgesehen ist.3. Optoelectronic recording device according to claim 1, characterized it is noted that as a light transmission system for each diode element (21, 22, 23) a separate convex lens system is provided. 4. Optpelektronische Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß als Lichtübertragungssystem für vorgegebene Untergruppen der Matrix (9), vorzugsweise bei einer einzeiligen Ausführungsform dieser Matrix, ein eigenes Konvexlinsensystem vorgesehen ist.4. Optical electronic recording device according to claim 1, characterized it is not stated that as a light transmission system for given subgroups the matrix (9), preferably in a single-row embodiment of this matrix, its own convex lens system is provided. 5. Optoelektronische Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Lichtübertragungssystem ein System aus Lichtleitern (oil, 82, 83) ist.5. Optoelectronic recording device according to claim 1, characterized it is noted that the light transmission system is a system of light guides (oil, 82, 83) is. 6. Optoelektronische Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1.6. An optoelectronic recording device according to claim 1. und 4, dadurch g e k e n-n z e i c h n e t , daß die Querschnitte an den lichteintretenden Enden (181, 182, 183) und den lichtaustretenden Enden (281, 282, 283) des Lichtleiters (83, 82, 83) voneinander verschiedene Form und Größe haben. and 4, in that the cross-sections at the light entering ends (181, 182, 183) and the light exiting ends (281, 282, 283) of the light guide (83, 82, 83) different shape and size from one another to have. 7. Optoelektronische Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Querschnitte an den lichtaustretenden Enden (281, 282, 283) der Lichtleiter (81, 82, 83) kleiner als diejenigen der lichtein-; tretenden Enden (181, 182, 183) sind.7. Optoelectronic recording device according to claim 1 and 4, in that the cross-sections at the light emitting Ends (281, 282, 283) of the light guides (81, 82, 83) smaller than those of the light-in; emerging ends (181, 182, 183) are. L e e r s e i t eL e r s e i t e