-
Verfahren zum Abbilden einer Lichtstrahlung in Direktschrift auf
einem Aufzeichnungsträger und Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens Die Erfindung
bezieht sich auf Verfahren zum Abbilden einer unsichtbaren oder sichtbaren Lichtstrahlung,
beispielsweise einer Braunschen Röhre oder eines Schleifenoszillographen, in Direktschrift
auf einem Aufzeichnungsträger, beispielsweise auf Papier od. dgl., durch Zerlegung
der Strahlung in elektrische Impulse und auf Vorrichtungen zur Ausübung der Verfahren.
-
Die bekannten Apparate, insbesondere Oszillographen und Braunsche
Röhren, zur Sichtbarmachung und Registrierung von Schwingungsvorgängen sind im allgemeinen
entweder sogenannte Lichtpunkt- oder Fotoschreiber, bei denen die Registrierung
auf fotochemischem Weg erfolgt, oder sogenannte Direktschreiber, die mittels mechanischer
Ubertragungssysteme die Schwingungsvorgänge unmittelbar, ohne den langwierigen Dunkelkammerentwicklungsprozeß
sichtbar machen und registrieren. Während die Fotoschreiber die Aufzeichnung höherfrequenter
Vorgänge gestatten, reicht der Frequenzgang der bekannten Direktschreiber dafür
nicht aus.
-
Durch die Erfindung ist ein Direktschreibverfahren und eine entsprechende
Direktschreibvorrichtung geschaffen, mittels welcher auch höherfrequente Vorgänge
praktisch trägheitslos und dauerhaft in einer Weise darstellbar sind, die der Arbeit
eines Fotoschreibers zumindest gleichkommt.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Geschwindigkeit für die Strahlungszerlegung und der hierzu synchrone Arbeitstakt
des Abbildungsmechanismus mit dem Frequenzgang der Strahlung so abgestimmt sind,
daß die auf dem Aufzeichnungsträger erzeugten Impuisregistrierungen ineinander übergehen
und eine lückenlose Abbildung bzw. Linienschreibung bilden. Die Strahlungszerlegung
und die Arbeitsweise des Abbildungsmechanismus sind also beide in spezieller Weise
auf die Strahlungsfrequenz eingestellt. Dadurch können sich die erfindungsgemäß
ausgebildeten Vorrichtungen vorteilhaft von den auf diesem Gebiet bekannten Vorrichtungen
unterscheiden, welche lediglich eine unzusammenhängende Schreibung zu gewährleisten
vermochten. Solche Schreibung ist insbesondere für die Registrierung hochfrequenter
Vorgänge, jedoch auch dann ungeeignet, wenn mehrere Schreibspuren, die sich unter
Umständen noch kreuzen, zur Aufzeichnung gelangen sollen; sie sind meistens nicht
zu unterscheiden, in jedem Fall aber ungenau und ergeben lediglich punktförmige
Wiedergaben.
-
Zu beachten ist, daß sich die erfindungsgemäße Abbildungsarbeit unter
Umständen durch Vibration verbessern läßt. Die weiteren Kennzeichen der Erfindung
einschließlich
der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind aus den Unteransprüchen
ersichtlich.
-
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen erläutert.
-
Zur Erläuterung des Ausgangspunktes für die Erfindung dient die Abb.
1. Über das Fenster 44 eines Multipliers wird der Lichtpunkt 1 oder die Lichtpunkte
einer Braunschen Röhre bzw. eines Schleifenoszillographen hin- und hergeleitet.
In den Strahlengang dieses Lichtpunktes 1 wird eine Schlitzscheibe 19 eingeschaltet,
die um die Achse 20 drehbar ist. Die Schlitzscheibe 19 hat einen oder mehrere Schlitze
21 a, 21b, 21c, 21d. Dadurch, daß diese Schlitzscheibe 19 mit hoher Drehzahl gedreht
wird, kann der Lichtstrahl in zahlreiche Lichtimpulse zerlegt werden.
-
Dreht man diese Schlitzscheibe 19, so wird der Lichtpunkt 1 so oft
zum Fenster des Multiplier durchgelassen, wie ein Schlitz 21 der Schlitzscheibe
19 den Lichtstrahl schneidet. Dies geschieht jeweils an der Stelle, wo sich der
Lichtpunkt 1 gerade befindet.
-
Je schneller der Lichtpunkt 1 hin- und herwandert, mit desto höherer
Drehzahl muß die Schlitzscheibe 19 umlaufen, damit die Schnittpunkte des umlaufenden
Schlitzes bzw. Schlitze 21 und des wandernden Lichtstrahles des Lichtpunktes 1 und
damit die Impulse möglichst dicht aufeinanderfolgen.
-
Um diese Impulse andererseits wieder in eine Schreibung zu verwandeln,
läuft eine zweite Scheibe
(Kontaktscheibe 19 a) synchron zu der
Schlitzscheibe 19 um. Dabei ist jedem Schlitz 21 a, 21 b, 21 c, 21 d ein Kontaktarm
22 a, 22 b, 22 c, 22 d zugeordnet, der entsprechend dem maximalen Weg des Lichtpunktes
1 über eine Kontaktreihe 23 läuft.
-
Bei dem dargestellten Beispiel der Abb. 1 steht der Lichtpunkt 1
in der Mitte des Fensters 44 des Multipliers und wird dort vom Schlttz 21 a der
Schlitzscheibe 19 geschnitten. Der hierbei entstehende Impuls gelangt, verstärkt
durch den Multiplier, auf das Gitter der Eingangsröhre einer Verstärkeranordnung
6. Damit steuert der Multiplier durch seine Impulse die Verstärkeranordnung 6, und
die nun nochmals verstärkten Impulse werden auf die mit der Schlitzscheibe 19 synchron
umlaufenden Kontaktarme22a, 22b, 22c, 22d gegeben, von denen der Kontaktarm 22 a
entsprechend der Stellung des Schlitzes 21 a in der Mitte der Kontaktreihe 23 steht.
-
Mit anderen Worten wird der einfallende Lichtimpuls auf der anderen
Seite an der gleichen Stelle durch einen Stromimpuls dargestellt bzw. über die Kontaktreihe
23 weitergegeben. Diese Kontaktreihe 23 steht über ihre einzelnen Kontakte in Verbindung
mit einer Schreib- und Registriereinrichtung. Diese Einrichtung kann eine Reihe
von Tastenrelais aufweisen, die mit Klöppeln Farbpunkte auf einen Papierstreifen
schlagen. Es kann auch an einer Schreibkante, über welche das Papier läuft, eine
Funkenkammer angeordnet sein, wobei von der Kontaktreihe 23 gesteuert mittels einzelner
isoliert angeordneter Funkenkammern Funken erzeugt werden, die eine z. B. auf Kohlepapier
aufgebrachte Papierlage durchschlagen und damit Aufzeichnungen erzeugen.
-
Vorzugsweise wird jedoch, wie in Abb. 1 dargestellt, eine elektrische
Strombrücke 16 angewendet, deren einzelne Elektroden 16 a mit den einzelnen Kontakten
der Kontaktreihe 23 in Verbindung stehen.
-
Somit gelangt der Stromimpuls auf eine Elektrode der Strombrücke
16, beispielsweise in der Mitte, und durchfließt auf dem Weg zur Schreibkante 10
das von der Rolle 12 über die Schreibkante 10 durch die Rollen 14 geführte Papier
12 a, welches so präpariert ist, daß es sich bei Stromdurchgang verfärbt. Dadurch
entsteht auf dem Papier in diesem Augenblick an dieser Stelle eine Abbildung des
Lichtpunktes 1. Steht der Lichtpunkt 1 an einer anderen Stelle seiner Bahn (s. punktierte
Darstellung in Abb. 1), so wird er auch an dieser entsprechenden Stelle durch einen
der Schlitze 21 der umlaufenden Schlitzscheibe 19 geschnitten, und der in diesem
Augenblick entstehende Impuls gelangt über die vorstehend beschriebene Anordnung
wiederum auf die Stelle der Strombrücke 16 (s. punktierten Kontaktarm und Verbindung
zur Strombrücke 16), die der Stellung des Lichtpunktes 1 vor dem Fenster 44 des
Multiplier entspricht. Mit anderen Worten wird der Lichtpunkt 1 laufend zerlegt
und immer an der Stelle der Schreibvorrichtung abgebildet, die seiner Stellung vor
dem Fenster 44 des Multiplier entspricht. Dabei wird die punktförmige Darstellung
des Lichtpunktes 1 um so mehr in einen kontinuierlichen Linienzug übergehen, je
größer das Verhältnis der Schlitzgeschwindigkeit gegenüber der Lichtpunktgeschwindigkeit
ist.
-
Um eine kontinuierliche Schreibung des Lichtpunktes 1 im Direktschreibverfahren
zu erzeugen, kann anstatt einer umlaufenden Schlitzscheibe 19 eine Lichtzerteilerwalze
24 verwendet werden, kurz Lichtwalze 24 genannt, wie dies in Abb. 2 dargestellt
ist.
-
Diese Lichtwalze 24 ist mit schräg zur Achse 20 verlaufenden einzelnen
Spiegelkanten 25 versehen, die sich gegebenenfalls mit einem parallel zur Achse
20 angeordneten Lichtprismenkeil 26 od. dgl. jeweils in einem Punkt schneiden, welcher
der Stellung der Lichtwalze 24 gegenüber dem Lichtprismenkeil 26 entspricht.
-
Das dargestellte Beispiel der Abb. 2 läßt erkennen, wie mehrere Punkte
3 über den Lichtprismenkeil 26 od. dgl. auf eine der Spiegelkanten 25 projizien
werden. Hierbei gelangt gerade der mittlere Lichtpunkt zum Schneiden an die obere
Spiegelkante 25 der Lichtwalze 24. Der hierbei entstehende Lichtimpuls fällt auf
die Sammellinse 28 des Fensters 44 des Multipliers. In Abb. 2 ist zur Vereinfachung
der Darstellung die Sammellinse 28 gegenüber der oberen Spiegelkante 25 eingezeichnet.
In der Praxis wird die Sammellinse so angeordnet, daß die von der Spiegelkante reflektierten
Lichtimpulse auf die Sammellinse 28 fallen. Der so entstehende Impuls wird verstärkt,
wie bereits oben erwähnt (Beispiel nach Abb. 1), weitergegeben. Dabei kann man eine
Kontaktanordnung wie im Beispiel der Abb. 1 verwenden. Man kann statt dessen aber
auch eine der Lichtwalze 24 ähnliche Kontaktwalze 29 vorsehen, nur daß die Kontaktwalze
29 als Stromleiter dient, wobei sich die einzelnen Stromschneiden 30 mit der Schreibkante
10 jeweils in einem Punkt schneiden und jeweils an dieser Stelle die Schreibung
auf dem zwischen der Walze 29 und der Schreibkante 10 hindurchlaufenden präparierten
Papier 12 a durch den Stromdurchgang entsteht, wie es in Abb. 3 der Schnitt durch
die Kontaktwalze 29 darstellt.
-
Durch diese Anordnung ist ein kontinuierliches Lichtpunktzerschneiden
und kontinuierliches Kontaktübertragen sichergestellt. Um eine geschlossene Linienführung
der entsprechenden Schreibung an der Schreibkante 10 zu gewährleisten, kann die
Schreibkante 10 mit einer entsprechenden Rüttelfrequenz in einem ganz engen Rahmen
bewegt bzw. gerüttelt werden, wenn dies bei einem sehr hohen Frequenzgang des Lichtpunktes
1 zweckmäßig werden sollte.
-
Es ist selbstverständlich, daß die Lichtwalze 24 mit ihren Spiegelkanten
25 und die Kontaktwalze 29 mit ihren Stromschneiden 30 absolut synchron laufen und
daß der Lichtprismenkeil 26 und die Schreibkante 10 analog die gleiche Stellung
einnehmen müssen, derart, daß der Schnittpunkt der Spiegelkanten 25 mit dem Lichtprismenkeil
26 genauso wandert wie der Schnittpunkt der Stromschneiden 30 mit der Schreibkante
10.
-
Da auf der Schreibvorrichtung (Abb. 3) immer dann ein Punkt abgebildet
wird, wenn auf der Lichtwalze 24 ein Lichtpunkt 1 mit dem Schnittpunkt einer Spiegelkante
25 mit dem Lichtprismenkeil 26 zusammentrifft, können auch die Wege mehrerer Lichtpunkte
unabhängig voneinander aufgeschrieben werden, sogar dann, wenn sich die Wege dieser
Lichtpunkte kreuzen.
-
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann man die Lichtwalze 24 an
Stelle mit schräg verlaufenden Spiegelkanten 25 auch mit parallel zur Achse 20 verlaufenden
Spiegelkanten 25 versehen, wenn man dafür andererseits die Bahn des Lichtpunktes
1 bzw. der Lichtpunkte 3 schräg zur Achse verlaufen läßt bzw. den Lichtprismenkeil
26 entsprechend schräg verlaufend anordnet.
-
Analog müßte dann auch die Kontaktwalze 29 mit parallel zur Achse
20 verlaufenden geraden Stromschneiden
30 versehen sein und dafür
die Schreibkante 10 schräg zur Achse 20 unter dem gleichen Winkel verlaufen wie
die Bahn des Lichtpunktes 1 oder der Lichtpunkte3 oder des Lichtprismenkeils 26.
-
In diesem Fall müßte auch das Papier unter diesem Winkel über die
Walze laufen.
-
Um zu einer Sichtbarmachung der Registrierung unabhängig vom Schreibsystem
und dem Papierablauf zu gelangen, kann in Weiterbildung der Erfindung eine umlaufende
Sichtwalze 27 Verwendung finden (Abb. 2). Diese hat auch den großen Vorteil, daß
vor der eigentlichen Schreibung die Amplitudenhöhe usw. des einzelnen bzw. der verschiedenen
Lichtpunkte eingestellt werden kann. Die Oberfläche der Sichtwalze ist mit einer
Leuchtsubstanz versehen, die aufleuchtet, sowie sie von einem Lichtstrahl getroffen
wird, und nach einer kurzen Zeit wieder abklingt, so daß ein fortwährendes Aufschreiben
möglich ist.
-
Statt der umlaufenden Sichtwalze 27 kann umgekehrt auch ein stehendes
Sichtfenster Verwendung finden, welches mit einer Leuchtsubstanz nach vorstehender
Art bestrichen ist. Dabei wird der Lichtpunkt 1 bzw. die Lichtpunkte 3 durch eine
Lichtstrahlablenkungsvorrichtung, beispielsweise eine sich drehende Spiegeltrommel,
an dem Fenster vorbeigeführt, so daß der Linienzug erscheint, ähnlich dem Vorgang
bei einer Braunschen Röhre.
-
Die Belichtung sowohl der Sichtwalze 27 bzw. des Sichtfensters als
auch des Multipliers erfolgt durch dieselben Lichtpunkte 3.
-
In Ausbildung der Erfindung ist auch eine Zeitschreibung auf einfache
Art und Weise durchführbar.
-
Dabei kann unbedrucktes präpariertes Papier verwendet werden. Die
Zeitschreibung (Querliniierung) würde gekoppelt mit dem Antriebsmotor für den Papiertransport
erfolgen. Beispielsweise alle l/lo Sekunde würde durch zwei aufeinanderstehende
Messerschneiden, die quer zum ablaufenden Papier angeordnet sind, ein Stromimpuls
gegeben, der auf dem Papier einen Querstrich erzeugt. Will man außerdem noch eine
Längsliniierung haben, so kann man entsprechend geformte aufeinanderstehende Schneiden
in gewünschten Abständen in der Längsrichtung zum Papierablauf anordnen. Das Papier
läuft zwischen diesen Schneiden hindurch und erhält bei dauerndem Stromdurchgang
Längslinien. Es können auch Röllchen oder ähnliche entsprechende Elektroden für
die Herstellung der Längslinierung Verwendung finden.
-
Naturgemäß gibt es auch noch andere weitere Kombinationsmöglichkeiten
elektromechanischer Art oder sogar in voll elektronischer Weise, um einerseits Lichtstrahlen
in Lichtimpulse und diese in elektrische Impulse zu verwandeln und andererseits
eine geordnete Abgabe dieser elektrischen Impulse zu bewirken.
-
So kann man eine Bildabtasterröhre od. dgl. verwenden, wobei jedoch
dann im Zusammenhang mit einer Strombrücke 16 jeder einzelnen Elektrode 16a der
Strombrücke 16 eine Schaltröhre zugeordnet werden müßte, es sei denn, man würde
hierzu eine Spezialröhre entwickeln.
-
Es ist auch eine Kombination zwischen einer reinen elektronischen
Abtasterröhre (Bildzerlegerröhre) einerseits und elektromechanischer Impulsschreibung
andererseits möglich, wobei es zweckmäßig ist, daß in diesem Falle der elektromechanische
Impulsschreiberteil die Abtastgeschwindigkeit der Abtaströhre steuert, da eine elektromechanische
Zerlegung niemals die Geschwindigkeit einer elektro-
nischen Zerlegung erreichen
kann. In solch einem Fallc kann z. B. mit der Kontaktwalze 29 ein Wechselstromgenerator
od. dgl. umlaufen, dessen Frequenz den Abtastrhythmus der Abtaströhre steuert. Auf
diese Weise wird eine synchrone Zerlegung einerseits und Schreibung andererseits
zwangläufig erreicht.
-
Da, wie vorhergehend bereits erwähnt, auch mehrere Lichtpunkte unabhängig
voneinander registriert werden können, ist es möglich, daß man eine Vielzahl von
Lichtpunkten schneidet, die z. B. auch in der Helligkeit verschieden sind, so daß
man dadurch auch wiederum Impulse erhält, die in ihrer Stromstärke, Stromart oder
Polaritä. verschieden sind, so daß auf dem durch den Strom durchflossenen präparierten
Papier 12 eine entsprechende Verfärbung in verschiedenen Helligkeitsgraden oder
Farben entsteht, die einer auf Bildzerlegerbasis abgetasteten Abbildung entsprechen
kann.