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Vorrichtung zur lichtelektrischen Reflexionsabtastung für Kopier-
und Bildtelegraphie Die Erfindung bezweckt die lichtelektrische Refleiionsabtastung
für Kopier- oder Bildtelegraphie mit hohem Wirkungsgrade, um auch bei sehr großer
Geschwindigkeit das Originalbild oder -telegramm unmittelbar übertragen zu können.
Das Wes(zn der Erfindung geht aus den nachstehenden, durch die Abb. i bis 6 erläuterten
Ausführungen hervor.
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Für die lichtelektrische Bildabtastung wird die Vorlage durch einen
scharfen Brennfleck von der Größe eines Bildelementes belichtet und sodann dafür
gesorgt, daß nacheinander die verschiedenen Teile der zu übertragenden Fläche von
dem Brennfleck getroffen werden. Infolge der diffusen Reflexion von gewöhnlichen
Papiersorten werden die Strahlen an der Auftreffstelle des Belichtungskegels nach
allen Richtungen gleichmäßig zerstreut, sofern die Stelle hell ist. Dies erläutert
Abb. i. i sei die Bildfläche, 2 der Brennfleck, d. h. die Spitze eines Lichtkegels
von der Üffnung a, der mit bekannten Mitteln, z. B. durch ein Objektiv 3, erzeugt
wird. Die auffallenden Strahlen, von denen die Linien 4 und 5 mit aufgesetzten Pfeilen
den Verlauf und die Begrenzung angeben, werden von 2 aus nach allen Richtungen diffus
reflektiert. Dies ist durch gestrichelte Pfeile von umgekehrter Richtung wie bei
-den auffallenden Strahlen angegeben.
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Das Wesen der Erfindung besteht nun darin; --daß der Auftreffpunkt
2, der als Ausgangspunkt einer neuen, nach allen Richtungen divergierenden Strahlung
aufgefaßt werden kann, zum Brennpunkt eines spiegelnden Rotationskörpers gemacht
wird, dessen Erzeugende einen formgetreuen oder zweckmäßig deformierten Kegelschnitt
bildet. Z. B. ist in Abb. 2 der Ausgangspunkt 2 der Reflexstrahlen im Brennpunkt
eines Rotationsparaboloides 6 liegend gedacht, dessen Begrenzung gestrichelt gezeichnet
ist. Der unterhalb der Bildfläche i i liegende Teil ist natürlich nicht wirklich
vorhanden, sondern virtuell, das Paraboloid ist ergänzt gedacht. Eine praktische
Bedeutung hat das Fortbleiben dieses unteren Teiles nicht, da die Lichtzerstreuung
an der Bildfläche auf die obere Halbkugel begrenzt bleibt, weil ja praktisch kein
Licht durch das Papier durchdringt. Man sieht- in Abb.2, daß entsprechend den bekannten
Eigenschaften eines Rotationsparaboloides bei genügenden Ausmaßen dieses Spiegels
der allergrößte Teil der von 2 aus zerstreuten Strahlen an die spiegelnde Wandfläche
gelangt und von dort in zur Achse parallelen Strahlen reflektiert wird. Man sieht
ferner, daß die Strahlen sich rohrartig konzentrieren und in der Achse des Paraboloides
ein Kanal frei bleibt, durch welchen die Zuführung des Abtastlichtes in bequemer
Weise möglich-- ist.
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Würde man die Anordnung gemäß Abb. 3a so ausführen, daß der Zerstreuungspunkt
2 im Brennpunkt 7 eines spiegelnden Rotationsellipsoides 8 liegt, so -würden nach
einem bekannten Gesetz sämtliche von 7 ausgehenden Strahlen in den konjugierten
Brennpunkt 9
gespiegelt werden, wie dies die Abbildung für einige
willkürlich gewählte und durch Pfeile verschiedener Ordnung-unterschiedene Strahlen
veranschaulicht. Wäre also 7 identisch mit dem Zerstreuungspunkt.2 der Abb. 2 und
würde in den .Brennpunkt 9 eine kleine lichtelektrische Zelle gestellt, so würde
diese sämtliche von 7 ausgehenden Strahlen auffangen und verwerten können. Da es
bisher nicht möglich ist, lichtelektrische Zellen, insbesondere Photozellen, in
sehr kleinen Abmessungen und in einer Abb. 3a entsprechenden Weise zu bauen, wird
gemäß Abb. 3b der Rotationskörper io in der Form eines etwas deformierten Rotationsellipsoides
ausgebildet. Der Verlauf der von Punkt 7 ausgehenden Strahlen ist dann so, daß der
allergrößte Teil derselben verteilt auf die Fläche 1i trifft, an deren Stelle man
sich die lichtempfindliche Schicht einer Photozelle oder Selenzelle denken kann.
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Die den vorstehenden physikalischen Grundlagen entsprechende praktische
Ausführung der Erfindung zeigen die Abb. q. und 5 in Beispielen, die in bezug auf
Abmessungen und Abänderungsmöglichkeiten der Anordnung einen ziemlichen Spielraum
lassen. Es soll nur das Wesentliche der Vorrichtung gezeigt werden. In Abb. q. bedeute
wiederum i die Oberfläche der abzutastenden Vorlage, die sich z. B. auf einer Bildtrommel
befinden möge. Der Brennfleck 2 wird von einer Lichtquelle 15 geliefert, die unter
Benutzung eines LTmlenkprismas 16 und eines Objektivs 3 in :2 abgebildet wird. Der
Strahlenkegel tritt durch eine seitliche Öffnung des spiegelnden Rotationskörpers
ein, wie dies die Abbildung deutlich zeigt. Die rGröße der Lichtquelle und ihrer
Abbildung kann durch eine Blende begrenzt werden, vor welcher außerdem für den Zweck
der Erzeugung einer T i ägerfrequenz eine Lochscheibe rotieren kann. Dies reflektierten
Strahlen sind wiederum glestrichelt, ,,nährend zur Unterscheidung las auffallende
Lichtbündel schraffiert ist. Innerhalb eines weiten Raumwinkels gelangen diese Reflexstrahlen
ohne Verlust durch optische Absorption, Brechung, Zerstreuung c.. cigl. auf die
spiegelnde Innenwand des Reflektors und von dort auf die photoelektrisclqe Zelle.
Da solche spiegelnden Rotationskörper gewöhnlich durch Drücken von Metallblech hergestellt
werden müssen, wird der Hohlraumzweckmäßig aus den beiden Teilen 13 und-
14 zusammengesetzt. Er wird in der Nähe der Bildtrommel, soweit es geht, metallisch
geschlossen, um die Photozelle elektrisch abzuschirmen. Die Ausführungsform nach
Abb.5 zeigt, daß man gemäß der Erfindung mit verhältnismäßig kleinen photoelektrischen
Zellen 12 arbeiten kann. In dieser Abbildung sind die Bezeichnungen grundsätzlich
. gleicher Teile dieselben wie in Abb. q.. 17 bedeutet die Bildtrommel. Der
gezeichnete Reflexionskörper hat annähernd die Form eines Ellipsoides. Doch ist
auch die Kombination eines Rotationsellipsoides oder -paraboloides mit einem zylindrischen
oder konischen Ansatzteil möglich. Die Abmessungen lassen sich bei guter Durchbildung
der einen Teil der Reflexstrahlen abschirmenden Zuführungsoptik, angedeutet durch
die Teile 3 und 16, noch wesentlich verringern, so daß sich keine unhandlichen Gebilde
ergeben.
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Die Innenwand der gezeichneten Reflexionskörper kann durch Versilberung
und Polierung hochgradig reflektierend gemacht werden. Es lassen sich hierbei leicht
Reflexionskoeffizienten von o,96 bis o,98 erreichen, sodaß die einmalige und selbst
die zweimalige Spiegelung praktisch keinen Verlust bedeutet.
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Es ist nicht erforderlich, daß die Achse des spiegelnden Hohlkörpers
senkrecht zur Oberfläche der Vorlage steht; sie kann auch schräg zu ihr liegen ebenso
wie das auftreffende Lichtbündel. Dies kann baulich von Vorteil sein und eine erhebliche
Verringerung des Platzbedarfs der Gesamtanordnung bewirken. Eine solche Ausführung
mit übereinstimmender Bedeutung der Bezifferung zeigt Abb. 6. Die Linie 18 bis i9
bezeichnet die Achsenlage des spiegelnden Hohlkörpers.