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Optische Vorrichtung zur flbertragung von Informationen Die vorliegende
Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung zur tbertragung von Informationen.
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Optische Vorrichtungen zur Übertragung von Informationen sind im allgemeinen
aus einem System von Linsen und/oder Prismen aufgebaut. ?ür eine Bildzerlegung und
eine Bildzusammensetzung benutzen sie Blenden und mechanisch bewegte Vorrichtungen.
Bei einer Bildzerlegung oder Bildzuæammensetzung muß daher Punkt für Punkt abgetastet
und übertragen werden. Das ist zeitraubend. Auch läßt sich bei einer Informationsspeicherung
durch Aufbringung von Lichtpunkten auf einen Film die Filmfläche nicht im entferntesten
entsprechend dem Informationsgehalt füllen,
der - gegeben durch
das Auslösungsvermögen optischer Geräte bei der Wiedergabe und durch die Korngröße
des Filmmaterials - vom Film und von den Wiedergabegeräten her möglich wäre.
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In neuester Zeit sind auf dem Markt Bilizerleger mit integrierten
Photoelementen in Zeilen oder flächenhaften Anordnungen erschienen. Soweit sie holme
Linsen- und Prismensysteme zur Vergrößerung bzw. Verkleinerung arbeiten, wird die
Speichermöglichkeit des Filmmateriales nicht im entferntesten ausgenutzt, soweit
sie mit vergrößernden bzw. verkleinernden optischen Elementen arbeiten, treten Verzerrungen
durch die notwendige Optik auf und damit ist die Zuordnung von Bildpunkt und Photoelement
nicht mehr voll gesichert.
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Die vorliegende Erfindung arbeitet nicht mit Linsen-und Prismensystemen.
Sie arbeitet mit den an sich bekannten Lichtleitern in Form von Fasern z. B. aus
Glas oder durchsichtigem Kunststoff, bei denen in die eine Stirnseite eingetretenes
Licht auf der anderen Stirnseite wieder austritt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verzerrungsfrei
arbeitende optische Vorrichtung für die tbertragung von Informationen zwischen einem
Informationsträger, auf dem die Informationen dicht gedrängt in einer bestimmten
räumlichen Anordnung befindlich sind und einem anderen Informationsträger zu schaffen,
auf dem sie weniger dicht in einer bestimmten, völlig anderen räumlichen Zuordnung
liegen sollen.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch zwei Halterungen für eine Vielzahl
von Lichtleitern, von denen die eine die Lichtleiter linienförmig mit geringem Abstand
der Lichtleiter voneinander vor einem Informationsträger haltert, während die Lichtleiter
in der anderen Halterung in einer festen, durch die Lage der ersten Halterung vorgebbaren
Zuordnung über eine Fläche verteilt mit Abstand gehaltert sind.
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Mit dieser optischen Vorrichtung wird es möglich, Informationen, die
in einer Linie auf einem Informationsträger z. B. einem Film, gespeichert sind,
verzerrungsfrei in eine beliebige Flächenverteilung umzusetzen, bei der die Zuordnung
der einzelnen übertragungspunkte in der Fläche beliebig vorgebbar ist. So läßt sich
beispielsweise eine Reihe von Informationen, die in einer Linie angeordnet sind,
in der Fläche in Form einer quadratischen oder rechteckigen Matrix anordnen, sie
läßt sich aber auch auf ineinander liegenden Ereislinien, einander schneidenden
Geraden, Kurven, Kreislinien oder dergleichen in der Fläche anordnen. Diese optische
Vorrichtung zur Übertragung von Informationen arbeitet dabei völlig verzerrungsfrei.
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Da Glas- und Kunststoffasern in einer Stärke bis herab zu einigen
Hundertstel Millimetern handelsüblich sind, lassen sich die in der Linie anzuordnenden
Lichtleiter in einer großen Vielzahl pro Flächeneinheit dicht nebeneinander anordnen.
Dadureh wird es möglich, die überaus große Informationsspeichermöglichkeit eines
Filmes besser auszunutzen. In der flächenhaften Halterung hingegen
können
an die Lichtleiter Arbeitsmittel in Form von elektro-optischen Verstärkern oder
optisch-elektrischen Wandlern angeschlossen werden, um die hier vorhandenen Informationen
nutzbar zu machen oder weiterzuleiten.
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Es ist zweckmäßig, den Abstand der Lichtleiter in der flächenhaften
Halterung entsprechend einer leichten Zugänglichkeit, einer leichten Abtastbarkeit
oder einer leichten Unterbringungsmöglichkeit von licht-elektrischen oder licht-chemischen
Wandlern oder eines zweiten Informationsträgers zu wählen.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn die flächenhafte Halterung neben den
Lichtleitern auch die photoelektrischen Verstärker oder Wandler haltert und in dieser
flächenhaften Halterung auch Arbeitsmittel für die lichtelektrische Ankoppelung
vorgesehen sind.
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Die Anwendungsmöglichkeiten dieser optischen Vorrichtung zur Übertragung
von Informationen sind äußerst vielfältig. Sie wurde entwickelt, um Diagramme auszuwerten.
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Auf einem Film als Informationsträger aufgezeichnete Diagramme werden
in der Weise ausgewertet, daß der Film an der linienförmigen Lichtleiterhalterung
vorbeigeführt wird und von der der Halterung gegenüber liegenden Seite beleuchtet
wird. Die Lichtleiter von der linienförmigen Halterung sind zu einer flächenhaften
Halterung geführt, in welcher die Lichtleiter in der geometrischen Form einer rechteckigen
Matrix gehaltert sind. Hier in
der flächenhaften Halterung sind
photoelektrische Wandler vorgesehen, die an einen Speicher bzw. ein Auswertegerät
angeschlossen sind, welches z. B. ein Rechner sein kann.
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Die linienförmige Abtastung braucht nicht immer auf einer Geraden
zu erfolgen, es kann auch eine gekrümmte, kurvenförmige Linie abgetastet werden,
was dort von Bedeutung ist, wo Aufzeichnungen entlang einer Linie erfolgen, die
gekrümmt oder kurvenförmig ist.
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Die Auswertung von Diagrammen ist aber nicht die ein zige Anwendungsmöglichkeit,
zumal diese optische Vorrichtung nicht nur zur Abtastung, sondern auch zur Aufzeichnung
von Informationen, die in einer flächenhaften Anordnung gegeben sind, mit der linienförmigendicht
gedrangtenAnordnung dienen kann.
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Weitere Möglichkeiten der Anwendung bestehen überall dort, wo Informationen
auf einem Film gespeichert werden sollen. Es besteht bei der Speicherung von Informationen
auf dem Film immer der Wunsch, die Informationen möglichst dicht zu speichern. Das
vermag die optische Vorrichtung der Erfindung herbeizuführen. Und zwar einmal deshalb,
weil bei der Verwendung von Lichtleitern sehr geringen Durchmessers die Informationen
ganz dicht nebeneinander angeordnet werden können, zum anderen aber auch deshalb,
weil die in einer Fläche gegebenenInformationen für die Speicherung in einer Linie
umgeordnet werden können. Die dichteste Anordnung von Informationen ergibt sich
dort, wo in der Halterung für die linienförmig angeordneten Lichtleiter diese in
einer Schichtstärke von nur einem Lichtleiter angeordnet sind.
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Es ist zu erwahnen, daß - wo es notwendig ist - die optische Vorrichtung
der Erfindung auch in einem Strahlengang anderer optischer, aus Linsen- und Prismensystemen
aufgebauten Vorrichtungen verwendet werden kann.
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Der Tntormationsträgerfilm zeichnet sich vor anderen Informationsträgern
nicht nur dadurch aus, daß er in feinsten Abstufungen belichtet werden kann, sondern
auch durch eine sehr hohe Informationsdichte pro Flächeneinheit. Beim Film trägt
jede für die Informationsübertragung benutzte Flacheneinheit nicht nur eine binäre
Information schwarz-weiX, sondern es sind eine Vielzahl von Zwischenwerten, sogenannten
Grau-Werten, möglich, die sich in ihrer Wertigkeit leicht und einfach messen lassen.
Mit der optischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, diesen
hohen Informationsgehalt der Flächeneinheit eines Filmstückes auszunutzen.
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Hierzu ist es jedoch erforderlich, daß der Wirkungsgrad eines Jeden
Lichtleiters gleich ist. Das ist aber nur dann erreichbar, wenn die optische Übertragungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung mit einer Eorrekturvorrichtung ausgestattet ist. Denn
durch die unterschiedlichen optischen Ankopplungen der einzelnen Lichtleiter weisen
diese bei der Übertragung unterschiedlich hohe Verluste auf.
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Sollen daher die im Film vorhandenen überaus großen Speichermöglichkeiten
durch verachiedene Grau-Werte genutzt werden, ist es erforderlich, daß einzelnen
Lichtleitern
Je ein Arbeitsmittel für die Korrektur des Wirkungsgrades von Lichtwandler und optischer
Koppelstelle Wandler-Lichtleiter zugeordnet ist.
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Es braucht hier nicht jedem einzelnen Lichtleiter je ein Arbeitsmittel
zugeordnet zu sein, es ist auch möglich, daß Je einer Gruppe von Lichtleitern mit
ähnlichem Wirkungsgrad von Lichtwandler und optischer Koppelstelle Wandler-Lichtleiter
Je ein Arbeitsmittel für die Korrektur zugeordnet ist.
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Dieses Arbeitsmittel wird zweckmäßigerweise ein Stellmittel in Form
eines Potiometers, eines eingestellten Widerstandes, einer eingestellten Induktivität,
einer Kapazität oder eines sonstigen diskreten elektrischen Bauelementes sein.
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Eine andere Möglichkeit besteht in der individuellen Anordnung von
Grau-Filtern zur Korrektur der einzelnen lichtelektrischen Wandler.
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Bei zeitlich nacheinander abgetasteten Lichtleitern kann das Stellmittel
allen Lichtleitern gemeinsam sein und entsprechend einer aus einem Speicher abgerufenen
Information vor Jeder Ansteuerung der einzelnen lichtelektrischen Wandler synchron
zur Ansteuerung entsprechend der Ansteuerungsstelle vorgesehen sein.
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Bei einer Serienherstellung der optischen Vorrichtung nach der Erfindung
kann man aberauf derartige zusätzliche Korrekturvorrichtungen verzichten, wenn man
vor dem Einbau die einzubauenden Einzelteile prüft, sortiert und entsprechend ihren
elektro-optischen Übertragungseigenschaften auswählt und entsprechend einbaut.
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Die Korrektur von Wirkungsgrad und Koppelstelle läßt sich besonders
einfach erreichen bei periodischen Ansteuerungen bei der Bilddarstellung wie -zerlegung
dadurch, daß die Lichtmenge pro Bildpunkt durch Intensität und Ansteuerungszeit
eingestellt wird, wobei jede Größe Information und die andere Korrekturfaktor sein
kann.
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Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist anhand von in der Zeichnung
schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig.
1 in perspektivischer Ansicht eine Prinzipdarstellung der optischen Vorrichtung;
Fig. 2 ein elektrisches Blockschaltbild für die serielle Ansteuerung der photoelektrischen
Wandler; Fig. 3 eine weitere perspektivische Darstellung einer anderen optischen
Vorrichtung nach der Erfindung.
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Die optische Vorrichtung der Fig. 1 weist einen Halter 1 auf, in welchem
das eine Ende von Lichtleitern 2 in einer Linie 3 angeordnet ist. Vor dieser Linie
3 wird
um eine Walze 4 herum ein Filmstreifen 5 vorbeigeführt,
welcher als Informationsträger dient. Die einzelnen Lichtleiter 2 sind zu einer
zweiten Halterung 6 geführt, in der die Lichtleiter flächenhaft in Form einer rechteckigen
Matrix angeordnet sind. Und zwar sind in dieser Halterung 6 Aufnahmerohre 7 gelagert.
Einzelne, mit Ausnehmungen für die Aufnahmerohre 7 versehene Aufnahmestreifen 8
dienen der Erleichterung des Aufbaues der Halterung 6. Auf jedes einzelne Aufnahmerohr
ist auf dem der Einführstelle der Lichtleiter 2 abgewandten Seite ein photoelektrischer
Wandler 9 aufgesetzt. Auf der den Aufnahmerohren abgewandten Seite der photoelektrischen
Wandler 9 ist eine Ansteuerungs-Matrix 10 vorgesehen.
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Diese Vorrichtung kann sowohl für die Abtastung des Filmes 5 verwendet
werden, als auch für die Belichtung des Filmes 5. Der Filmstreifen 5 wird durch
nicht dargestellte Vorrichtungen bewegt. Diese Bewegungsvorrichtungen arbeiten synchron
mit den Vorrichtungen für die Ansteuerung der lichtelektrischen Wandler.
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In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild für die serielle Ansteuerung einer
Bildspalte dargestellt. Die Ansteuer-Matrix 10 für die Ansteuerung der einzelnen
lichtelektrischen Wandler 9 wird aus einem Schieberegister für die Matrix-Spalte,
einem Schieberegister für die Matrix-Zeile seinerseits angesteuert. Die eingespeiste
Bildinformation wird in einen Wandler eingegeben, dessen Ausgangssignal für den
Bild-Grauwert einen bestimmten
elektrischen Wert (z. B. Pulsbreite)
vorgibt, welcher in einem Bultiplikator 14 mit einem elektrischen Wert (z. B. Gleichapannung)
multipliziert wird, der dem Wirkungsgradspeicher 15 entnommen wird und in einem
Wandler 16 geformt wird.
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In Pig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt, das zur
Abtastung von Zifferngruppen auf einem Formular 17 dient. Und zwar werden hier zwei
Zifferngruppen 18 und 19 sowie die quer dazu angeordnete Buchstabengruppe 20 mit
Hilfe von Lichtleitern 2 zu der linienförmigen Halterung 21 übertragen, in der die
Lichtleiter 2 nicht wie in Fig. 1 in einer Schicht angeordnet sind, sondern in mehreren
nebeneinander liegenden Schichten. Die einzelnen Enden der Lichtleiter 2 sind durch
Punkte dargestellt. Auch hier wird die Speicherung auf ein Filmband 5 vorgenommen.