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Verfahren zur Übertragung von auf einen Aufzeichnungsträger in Bild
oder Schrift aufgezeichneten Informationen Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Übertragung von auf einen Aufzeichnungsträger in Bild oder Schrift aufgezeichneten
Informationen.
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Bei den bekannten Faksimilegeräten wird bereits senderseitig das Bild
punktweise abgetastet und empfangsseitig wieder punktweise synchron mit der Sendeseite
zusammengesetzt. Alle bisherigen Aufzeichnungsverfahren, sei es elektrochemischer
Art mit Hilfe von stromempfindlichem Papier oder mechanischer Art mit einer auf
das Papier drückenden Schreibrolle eignen sich jedoch nicht zu einer Intensitätsmodulation.
Das heißt, man kann in diesen Fällen nur schwarze, aber keine grauen Punkte schreiben.
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Ferner können die einzelnen Bildpunkte zwecks einer erhöhten Bildauflösung
nicht sehr klein gemacht werden. Außerdem ist die übertragungsgeschwindigkeit von
bisher bekannten Faksimilegeräten durch die bei ihnen mechanisch zu bewegenden Schreibvorrichtungen
beschränkt.
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Es ist bereits bekannt, auf der Geberseite einer Faksimile-Übertragungsanlage
zur Abtastung der einzelnen Bildpunkte eineVidikonkamera zu verwenden. Ferner ist
es bekannt, dabei mit der Vidikonkamera nur in horizontaler Richtung elektronisch
abzutasten, während in vertikaler Richtung die Bildvorlage selbst bewegt wird. Während
die Abtastfrequenzen bei den herkömmlichen Faksimilegeräten jedoch sehr tief liegen,
so daß die übertragungskapazität einer normalen Telefonleitung nicht annähernd ausgenutzt
werden kann, arbeiten die bereits erwähnten Faksimilegeräten mit elektronischer
Abtastung mit Abtastfrequenzen, zu deren Übertragung ein wesentlich breiterer Frequenzkanal,
beispielsweise 6 MHz, benötigt wird. Außerdem bestehen bei diesen Geräten gewisse
Schwierigkeiten in der Beleuchtung des abzutastenden Streifens. Für die Geberseite
wird daher erfindungsgemäß ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die hinter einem
mit einem Schlitz versehenen Hohlspiegel angeordnete Vidikonkamera einen durch den
Hohlspiegell beleuchteten Streifen des. Aufzeichnungsträgers in an sich bekannter
Weise nur in horizontaler Richtung und mit einer den übertragungsbereich normaler
Telefonleitungen entsprechender Geschwindigkeit überstreicht.
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Für die durch den Geber bestimmte Abtastgeschwindigkeit eignet sich
nun besonders gut das auf der Empfangsseite mit der Erfindung vorgeschlagene Schreibverfahren,
bei dem ein Schreibkamm mit einer der Bildpunktzahl einer Rasterreihe entsprechender
Anzahl von in einer waagerechten Linie angeordneten Nadeln federnd hitzeempfindliches
und als mit Verlust behaftetes Dielektrikum wirkendes Papier gegen eine sich mit
gleicher Geschwindigkeit wie auf der Geberseite drehende Transportwalze drückt und
daß die ankommenden Bildimpulse einen Hochfrequenzgenerator mit nachgeschalteten
Leistungsstufen und gleichzeitig eine Impulsfortschaltkette in der Weise steuern,
daß die Nadeln nacheinander mit der Transportwalze als Gegenelektrode einen Kondensator
bilden, als dessen Dielektrikum das Papier beim Eintreffen von positiven (Schwarz-)
Impulsen erhitzt und geschwärzt wird.
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Durch die britische Patentschrift 790 651 ist zwar eine Anordnung
bekannt, bei der von der auf einen transparenten Nachrichtenträger aufgezeichneten
und zu übertragenden Information ein elektrostatisches Ladungsbild angefertigt wird,
von dem jeder einzelne Bildpunkt über je eine Leitung zur Empfangsseite übertragen
wird. Dort entsteht nun das gleiche Ladungsbild, das durch ein geeignetes Pulver
auf Papier abgebildet wird und auf chemischem Wege auf diesem fixiert wird. Der
Aufwand an übertragungsleitungen macht dieses Verfahren aber für die erfindungsgemäße
Faksimileübertragung ungeeignet. Eine Intensitätsmodulation der einzelnen Bildpunkte,
wie sie mit den mit der Erfindung vorgeschlagenen übertragungsverfahren ermöglicht
wird, gestattet keine der bisher sowohl für die Geberseite als auch für die Empfängerseite
bekannten Verfahren.
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Die zu übermittelnde Nachricht wird gemäß Fig. 1 a in Bildpunkte zerlegt.
In der Bildpunktreihe bleibt auf Grund der Ausgestaltung des Schreibkammes auf der
Empfängerseite (s,. hierzu Fig. 4) zwischen zwei benachbarten Bildpunkten ein Abtand
von jeweils
einem Bildpunktdurchmesser. Dagegen reihen sich die
Bildpunkte in der Spalte unmittelbar aneinander. Bei der Abtastung soll einem Bildpunkt
(Schwarzpegel) ein positiver Impuls entsprechen. Analog dient ein negativer Impuls
zur Kennzeichnung des Weißwertes.
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Legt man der Übermittlung ein DIN-A-4-Blatt mit einer nutzbaren Zeilenlänge
von 180 mm zugrunde, so ergeben sich je Reihe bei einer Bildpunktreihe von 0,4 mm
= 225 Bildpunkte. Bei nicht zu hohen Anforderungen an die Auflösung des Schriftbildes
genügen 7 Bildpunkte je Zeilenspalte. Wird mit einem Mittelwert von 3;75 Bildpunkten
je Zeichen- bzw. Buchstabenbreite gerechnet, so lassen sich je Zeile 60 Zeichen
unterbringen. Für eine Abtastdauer von 1 slZeile ergibt sich somit eine Bildpunktfrequenz
von 1575 Hz. Wird der DIN-A-4-Bogen mit 60 Zeilen beschriftet, so dauert die Abtastung
und Wiedergabe des ganzen Blattes 1 Minute.
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Bei höheren Anforderungen an die Übertragung kann der Bildpunkt z.
B. auf 0,33 mm verkleinert werden. Rechnet man mit einer mittleren Zeichenbreite
von 4 Bildpunkten und legt 9 Bildpunkte je Spalte zugrunde, so erhält man je Zeile
67,5 Zeichen entsprechend einer Bildpunktfrequenz von 2430 Hz.
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In beiden Fällen liegt die Bildpunktfrequenz im Übertragungsbereich
normaler Telefonleitungen und kann somit direkt über Leitungen, Trägerfrequenzsysteme
oder Dienstkanäle von Funkverbindungen zum Empfänger weitergeleitet werden. Die
Impulsdauer von 317 #ts bzw. 206 [,s je Bildpunkt läßt genügend Spielraum für die
Übermittlung von Zeilensynchronisierimpulsen und gestattet außerdem die Erhöhung
der Bildpunktfrequenz, sofern spezielle Übertragungsleitungen zur Verfügung stehen.
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Zur Erläuterung des Abtastvorganges auf der Geberseite dient die Fig.
2.
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Die sich kontinuierlich drehende Transportwalze 1 bewegt das abzutastende
Schriftstück 2 je Rasterzeile um einen Bildpunktdurchmesser weiter. Den Antrieb
übernimmt der Synchronmotor 3 über ein entsprechend dimensioniertes Getriebe. Vor
dem Schriftstück ist ein kurzbrennweitiger Hohlspiegel 4 angebracht, der von einer
Beleuchtungseinrichtung 5 angestrahlt wird und ein Lichtband von Zeilenbreite auf
das Schriftstück 2 wirft. In. dem Hohlspiegel ist ein Schlitz 6 von Zeilenlänge
und etwa Bildpunktbreite vorgesehen, durch den hindurch das Vidikon 7 das Schriftstück
2 in Rasterzeilen abtastet. Da die Bildpunktfrequenz im Tonbereich liegt, kann die
Steuereinrichtung 8 von der Leseeinrichtung abgesetzt und über ein mehradriges Kabel
mit dem Vidikon 7 und dem Motor 3 verbunden werden. Die Steuereinrichtung 8 enthält
die zentrale Stromversorgung, den Impulsgeber, den Horizontal-Ablenkgenerator für
das Vidikon 7 sowie den Verstärker. Die Steuereinrichtung kann so ausgelegt werden,
daß sie einmal bei Überschreiten eines bestimmten Schnellwertes die Bildpunkte mit
konstanter Amplitude auf die Leitung gibt, zum anderen in Abhängigkeit vom Grauwert
des Bildpunktes entsprechende Amplitudenschwankungen überträgt. Dies dürfte bei
der Übertragung z. B. von Bildern Vorteile aufweisen (s. hierzu Fig. 1 a und 1 b).
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Bei der Übertragung von Schriftbildern bringt die Intensitätssteuerung
keine Vorteile. Es besteht jedoch die Möglichkeit, die durch den Aufbau des Schriftkammes
auf der Empfängerseite bedingten Bildpunktlücken dadurch zu schließen, daß die Geber-Seite
zunächst die Bildpunkte 1, 3, 5 usw. jeder Rasterreihe überträgt (Fig. 1 c). Bei
Zeilenende schaltet der zugehörige Synchronisierimpuls den Schreibkamm oder die
Transportwalze um eine Bildpunktbreite nach rechts bzw. nach links. Hierauf werden
vom Geber die Biildpunkte 2, 4, 6 usw. derselben Rasterreihe übertragen. Der zweite
Synchronisierimpuls schaltet den Schreibkamm bzw. die Transportwalze um eine Bildpunktbreite
zurück, und die übertragung der nächsten Rasterzeile kann beginnen. Dieses Verfahren
bedingt jedoch die Halbierung der Papiervorschub-Geschwindigkeit, da die Walze normalerweise
je Rasterreihe um einen Bildpunktdurchmesser weiterdreht, oder die Walze muß von
Raster-; reihe schrittweise weitergeschaltet werden. Dabei wird naturgemäß auch
die übertragungsgeschwindigkeit halbiert bzw. die Übertragungsdauer verdoppelt,
sofern die zur Verfügung stehenden Leitungen die Übertragung der doppelten Bildpunktfrequenz
nicht gestattet. In Verbindung mit der Intensitätssteuerung gestattet dieses Verfahren
jedoch die Übermittlung sehr feiner Details (Fig. 1 d).
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Der Aufbau der Empfängerseite ist in Fig. 3 dargestellt: Die Transportwalze
1 transportiert den Spezialschreibbogen 2 jeweils um eine Rasterreihe weiter. Der
Schreibbogen 2 ist ähnlich denen für Hitzeschreiber präpariert, enthält jedoch im
Papier solche Beimengungen, die den Verlustfaktor tgb sehr stark vergrößern. Der
Schreibkamm 3 liegt federnd an dem Bogen an. Sein prinzipieller Aufbau ist in Fig.
4 dargestellt.
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Die auf der Leitung ankommenden Bildpunktimpulse werden über einen:
Impulsgenerator 4 geleitet und gelangen von hier einmal zu dem elektronischen Schalter
5, zum anderen zur Impulsfortschaltkette 6. Der elektronische Schalter läßt jeweils
nur positive Impulse (Schwarzwerte) an den HF-Generator 7 gelangen, der hierdurch
aufgetastet wird. Der Impulsfortschaltkette 6 sind die HF-Leistungsstufen angegliedert.
Der Ausgang jeder Leistungsstufe führt zu einer Nadel des Schreibkammes. Jeder ankommende
positive (Schwarzwert) und jeder negative (Weißwert) Impuls schaltet die Kette um
ein Glied weiter; wobei bei Eintreffen eines positiven Impulses die zugehörige HF-Leistungsstufe
entsperrt wird. Bei einem negativen Impuls bleibt sie verriegelt. Da nun die einzelnen
Schreibnadeln mit der metallischen Transportwalze eine Kapazität bilden, deren Dielektrikum
der Schreibbogen ist, wird jeweils ein Teil der von einer Nadel übertretenden HF
Energie im verlustbehafteten Dielektrikum des Bogens in Wärme umgesetzt, und der
Bogen wird an der betreffenden Stelle geschwärzt. Wird die HF-Energie in Abhängigkeit
von der Amplitude der ankommenden positiven Bildimpulse intensitätsgesteuert, so
tritt jeweils eine mehr oder weniger starke Schwärzung des entsprechenden Bildpunktes
auf. Jeder Zeilensynchronisierimpuls schaltet die Impudsfortschaltkette auf die
Anfangsstellung (Nadel 1) zurück. Um Streuungen der Bildpunktgröße vor allem
bei Verwendung mehrerer Bögen (Durchschriften) gering zu halten, kann die Oberfläche
der Transportwalze entsprechend dem Bildpunktraster genoppt oder gewafelt werden.