DE1473746A1

DE1473746A1 - Vorrichtung zum photoelektrischen Abtasten eines gefuehrten Bandes

Info

Publication number: DE1473746A1
Application number: DE1965E0029504
Authority: DE
Inventors: Emerson Howard James
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1964-06-15
Filing date: 1965-06-12
Publication date: 1969-01-09
Also published as: FR1439393A; US3574469A; GB1065752A

Description

Eastman Kodak Company, 3A3 State Street, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika

Vorrichtung sum photoelektrischen Abtasten eines

geführten Bandes·

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtasten eines geführten Bandes mittels eines von einer Lichtquelle erzeugten, wandernden Lichtstrahls, der nach dem Abtasten einem photoelektrischen Empfänger suführbar ist.

Bei bekannten photoelektrischen Abtastvorrichtungen kommt ein von der Oberfläche des abzutastenden Bandes reflektierter und anschliessend einem photoelektrischen Empfänger sugeführter Lichtstrahl sur Verwendung. Vorrichtungen der genannten Art werden im allgemeinen dasu verwendet, um mit Fehlerstellen behaftete Gebiete eines Bandes su markieren oder, wenn das Band 1« Zug· ein··

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BAD OBiGINAL

nachfolgenden Bearbeltungsverfahrens In einzelne Blätter zerschnitten wird, dazu, um eine Sortiervorrichtung zum Ent« fernen der fehlerhaften Blätter zu steuern_o Xn der Regel werden diese Abtastvorrichtungen zum Aufsuchen von Unregelmässigkeiten der Bandoberfläche verwendet, wodurch dann dessen Reflexions« fähigtosit verändert wirdo Bei den bekannten Vorrichtungen ist ein Lichtstrahl mit kleinem Einfallswinkel gegenüber der Bandoberfläche durchaus brauchbar, um dort kleine Unreg©!massig» kelten aufzuzeigen» Ein grösassrer Einfallswinkel lässt sich Jedoch wegen d@s° begrenzten Lichtstärke der Lichtquellen nicht anwenden ο Mit der Entwicklung von stärkeren Lishtquellc-n könne* unter An&rendEng ein@s grösser^n Winkels Färbet-■■••■.•.«,gmä;, -Schileren oder auch Stellen mit mu³ ss'«ft ansteigende» il'ludern festgestellt werden. Mit wachsender Lichtstärke de? Lichtquellen kann trotz der zusätzlichen V®rf.wst·^ Infolg« <%ητ- ^τϊχΒ^νη Streuung «sw» mit grösseren Wink»Tom gearb^it^- ■,<■:-«.*?»-eis..

Bei den Versuchen verhältnismäasig breite Bänder absufcättvuti., haben sich Abtastvorrichtungen als am zweckmäßigstem erwiesen, deren Lichtstrahl immer wiederkehrend über parallele, aufeinanderfolgende Querflächen des bewegten Bandes geführt wird_e um dort gegen einen einzigen oder mehrere photoelektrische Empfänger reflektiert zu werden«, Bei der Verwendung von mehreren Empfängern treten Oberwachungsschwierigkeiten auf, da die A-.nvgangsleistung eines Jeden der Empfänger gesteuert werden müsse Bei Verwendung eines Empfängers sind koalisierte und kost-•pltllgt optUehe Syst tat erforderlich, ua den wandernden Liohtstrahl auf ten Bepflngtr zu richten.

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Obgleich ein mittiges Abtasten aus einer gewissen Entfernung in mancher Hinsicht zu bevorzugen ist, da ein konstanter Abtastwinkel bei gleichen Unregelmässigkeiten die gleichen Gebersignale bewirkt, ergibt auch ein enger Abtastwinkel eine etwa gleiche Information. Ein solch enger Abtastwinkel bedingt eine verhältnlsmässlg lange Grundlinie_β Die Entfernung des* den Abtaststrahl erzeugten Spiegelsystems von dem Band 1st deshalb weitaus grosser als die Breite des Bandes. Bei dieser langen Grundlinie neigt Jedoch der Leuchtpunkt, welcher tatsächlich eine Abbildung der Lichtquelle ist, zur Vergrößerung Da aber ein kleiner Leuchtpunkt die besseren Informationen liefert, well kleine Fehler die Reflexion eines grossen Leuohtpunktee wenig beeinflussen, let eine vergrösserte Abbildung nicht sehr zweckroll„ Deshalb sind in Abtastvorrichtungen mit wanderenden Leuchtpunkten aufwendige Linsensysteme angeordnet, welche dem Umstand Rechnung tragen, dass GlOhIi_Cht erzeugende Lichtquellen eine endliche GrOsse haben und in ihrer Strahlungsleistung pro Flächeneinheit begrenzt sindo Wegen dieser und ähnlicher in der Optik wohl bekannten Probleme bewirkt die wachsende Länge eines Abtastsystems eine Verminderung der Bündelungskraft des Lineensystems. Deshalb müssen überaus grosso und anspruchsvolle Linsensysteme mit entsprechend hohen Kosten vorgesehen werden. Wegen dieser Umstände bedingen die auf dem Anwendungsgebiet der Erfindung bisher zur Verwendung gelangten Abtastvorrichtungen in der Anschaffung sehr teure Linsensysteme; ihrer Grosse und Anwendung sind deshalb wirtschaftliche Grenzen gesetzt«

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Die Entwicklung einer herkömmlichen Lichtquelle mit ausreichender Lichtintensität, um durch Filterung ein sehr enges Frequenzband zu erhalten, ist wegen der dabei entstehenden Wärme, der benötigten Energie und den optischen Erfordernissen undurchführbar«,

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine photoelektrische Abtastvorrichtung zu schaffen, bei welcher diese geschilderten,- vielfältigen Nachteile vermledensindo

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass als Lichtquelle ein einen niehtdlvergierenden, kohärenten Lichtstrahl erzeugter Maser vorgesehen ist„

Eine Abtastvorrichtung mit einem Maser als Lichtquelle ist weitaus wirkungsvoller al» bisher bekannte Vorrichtungen dieser Art und darüberhinaus im Aufbau stark vereinfacht, da sie eine im wesentliche punktförmige Lichtquelle aufweist, weshalb das erforderliche Linsensystem stark vereinfacht werden kann. Dies bedingt wiederum eine Verminderung der Gestehungskosten und im besonderen einen geringeren Lichtverlust im optischen System_β

Ein Maser, der auch ein Laser seih kann, arbeitet auf Grund der strukturellen Charakteristik der versehiedenen zur Verwendung, gelangeinden Atome, Aligemein gespro» cheri bewirkt eine Energiezufuhr zu den At innen, welche oft-

nnAtn*./*r·*« BAD ORIGINAL

■als auch als Erregung beselohnet wird, dass deren Elektronen schneller werden und einige von diesen ein höheres Energieniveau einnehmen. Bel jeder Art von Atomen sind diese Niveaus nach Ordnung und Raun festgelegt· Einige Niveaus sind stabil» die anderen Instabil. In der Regel sind die unteren oder nicht erregten Niveaus stabil und werden als Basisniveaus bezeichnet«

Neon hat s.B· sehn Zwischenniveaus und sendet Photonen aus, die beim Abfall von Elektronen auf ein Basisniveau als das charakteristische rOtlichgelbe Lieht sichtbar werden. Das bei der Strassenbeleuchtung oftmals zur Verwendung kommende Natrium sendet beim Abfall der Elektronen von einem Energieniveau auf ein Baslsniveau ein ausgesprochen gelbes Licht aus. Diese charakteristischen Farben ergeben sich durch den Abstand zwischen verschiedenen Energie» niveau8_t in welchen sich ein Elektron befinden kann» Die Energiezufuhr zu einem Atom, die oft als Erregung oder Pumpen bezeichnet wird, kann in verschiedener Weise durch» geführt werden, z.B. durch das Beaufschlagen mittels eines Elektronenstroms mit einem vorbestimmten Energieniveau < >

Ein Maser verwendet z.B. eine Mischung aus Neon und Helium» Eine Elektronenbeaufschlagung mit bestimmter Temperatur (Geschwindigkeit) pumpt die Heliumatome auf ein sehr hohes "metastabiles" Energieniveau, bei dem sie normalerweise keine Energie in Form von Photonen ausstrahlen, Sie übertragen jedoch diese Energie infolge

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Kollision oder Berührung sehr schnell auf Neonatome_e Diese übertragung hebt die Neonelektronen auf eines von vier hohen Energieniveaus, von dem sie bei Anregung durch Photonen vorgewählte infrarote oder sichtbare rote Photonen-Energie abstrahlen, wenn sie auf eines ihrer zehn dazwischenliegenden Energieniveaus abfallen_o

Die anregen^rfden Photonen werden in dem System durch Anhalten

Ordnung der erregten Oase in einem langen Tubus aufrecht erweicher mit an beiden Enden wirksamen Reflektoren versehen ist« Der Photonenstrahl wird zwischen den Enden dieses Tubus reflektiert; er regt die genügend aufgeladenen Neonatome zur Vergrößerung der Photon@n@n@rgie an, so daaa ein Teil des Photonenstrahls durch das Zentrum eines dar Reflektoren zur anderweitigen Verwendung abgeleitet werden kann ο Die einzelnen in dem System anwesenden anregenden Photonen hängen von dem spssiöfisehen Charakter der verwendeten Spiegel ab ο Diese Spiegel steuern in Verbindung mit der Bombardierungsenergie die Frequenz (Wellenlänge) des erzeugten Photonenstrahls _a Solch ein Photonenstrahl ist kohärent und divergiert lediglich um einen solch geringen Betrag, dass er üfcar eine gewisse Entfernung ohne grossen Verlust an Intensität pro Flächeneinheit geleitet werden kann« Verschiedene Wellenlängen eines

Masers sind bei neuen Anwendungsgebieten für Abtastvorrielb «

bei
tungen, so ζ„Bo/Papier, Metallbelägen_? Kunststoffen, Glas

und derglo, nützliche Andere Maser erzeugen gleichartige

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Strahlen von Strahlungeenergie, im folgenden als Lichtstrahl bezeichnet, mit verschiedenen, voneinander getrennten, von den verwendeten Atomen, Spiegeln und Pumpsystemen ab-

Auch
hängigen Frequenzen ,/andere Laserarten, S₀B. mit Kristallen

oder Injektionsdioden,kunnen sum Abtasten verwendet werden·

Der Vorteil einer in der ferfindungsgemässen Vorrichtung verwendeten Maeerquelle besteht darin, dass der von ihr erseugte Lichtstrahl einem solchen mittels einer unendlich kleinen, punktförmifeen Lichtquelle erzeugten entspricht· Im Vergleich mit der "Quelle" 1st die GrOsse der Abbildung verh&ltnismässig unbedeutend. Dies ist auch der Grund, weshalb bei Verwendung einer solchen Lichtquelle der Aufbau der erflndungsgemässen Abtastvorrichtung eine wesentliche Vereinfachung und die Ansahl der Bauteile eine ins Gewicht fallende Verringerung erfahren.

Mit der erflndungsgemässen Vorrichtung ist es darüberhinaus möglich, Fehler auf einem sehr schnell bewegten Band abzutasten .

Eine der Forderungen nach einem möglichst einfachen Aufbau der gesamten Vorrichtung reohung-tragende Ausführungsform ergibt sieh, wenn gemäss der Erfindung im Lichtstrahl des Masers eine den wandernden Lichtstrahl erzeugende optische Vorrichtung, das geführte Band, eine zylindrische optische Einrichtung sowie der photoelektrische Empfänger in der angegebenen Reihenfolge angeordnet sind.

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Ein Vorschlag der Erfindung geht dahin, dass das Band über «ine ebene Fläche geführt ist. Zur Verhinderung der statischen Aufladung des Bandes bei dessen Bewegung Ober die Fläche weist j diese eine das Band von der ebenen Führungsfläche trennende, geerdete Einrichtung auf.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist das Band Ober eine gekrümmte Fläche, x.B. eine Waise, geführt, wobei «wischen gekrümmter Fläche und sylindrischer optischer Einrichtung eine den an der gekrümmten Fläche divergierend reflektierten Lichtstrahl parallel zusammenfassende Linse angeordnet isto Zweck« mässigerweise ist diese Linse eine Kondensorlinse· Ein weiteres Merkmal der Erfindung betrifft die optische Vorrichtung, welche eine Anzahl benachbarter um eine Achse derart umlaufender ebener Spiegelflächen aufweist, dass der Lichtstrahl von Jedem Spiegel quer Ober das Band führbar 1st· Auf diese Weise wird der von der Lichtquelle in gerader Richtung ausgehende Lichtstrahl immer wieder quer über das sich bewegende Band geführt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der schematischen Zeichnung«

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Ο d r\ c\ ri i\ /λι-λλ

Es «eigen:

Flg. 1 eine sohematisohe Seitenansicht einer Ausführung8form einer Vorrichtung gemäss der Erfindung;

Figo 2 eine schematisohe Draufsicht auf ein ähnliches Aueführungsbeispiel ;

Flg. 3 eine vergrusserte Darstellung des Abtastteiles des Lichtstrahls und

Fig« 4 eine der Figo 3 entsprechende Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispleles der Erfindung«

In den Figo 1 und 2 ist ein Maser 10 dargestellt, der einen Lichtstrahl 11 auf einen umlaufenden, den Lichtstrahl 11a reflektierenden Spiegel 12 richtet« Beide Lichtstrahlen 11 und 11a durchsetzen ein Sanmellinsensystem 13ο

Eine Ausführungsform des Lineensystems besteht aus einem Paar gekreuzter zylindrischer Kondensorlinsen, so dass der Stiahl 11a das über eine Walze 15 geführte Band 14 in Form eines in seiner Ausdehnung gut steuerbaren Leuchtfleckes erreicht ο

Von der Oberfläche des Bandes 14 aus durchtritt der die Information enthaltende Lichtstrahl eine zylindrische Kondensorlinse 16 und eine konkave zylindrische Reflektorfläche 17, vergleiche Figo 1, worauf der Lichtstrahl 11b auf einen photo-

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elektrischen Empfänger 18 auftritt ο Wegen der Maserquelle 1st die Divergenz-Charakteristik des Lichtstrahls gut steuerbar» Dies bedeutet, dass die äusseren Flächen vollständig parallel sein können, so dass die Intensität pro Flächeneinheit etwa konstant ist·

Der Reflektionssplegel hat in der Regel eine zylindrische Orundform, die sich axial erstreckende ebene Spiegelflächen aufweist ο Jedoch 1st die Orundform des dargestellten Spiegels 12 leicht kegelförmig, so dass die Achse seiner Antriebswelle 19 rechtwinklig zum Lichtstrahl lla verläuft und dieser mit dem Lichtstrahl 11 einen Winkel -©-bildet, Der Spiegel 12 wird von einem Motor 20 angetrieben, so dass der Lichtstrahl nacheinander auf jede ebene Spiegelfläche 21 auftrifft» Auf diese Welse wandert der Lichtstrahl lla wiederholt quer über die ganze Breite des Bandes 14 (Figo 2)«

Um die Erfindung vollständig zu würdigen, erscheint es zweckmässig, zunächst auf eine bekannte, ähnliche Vorrichtung einzugehen» Die ebenen Spiegelflächen 21 sind etwa 5 rom breit, während sie bei den bisher dazu verwendeten Spiegeln etwa 40 mm breit waren«. Auf diese Weise wird zur Beleuchtung von zwei ebenen Spiegelflächen lediglich ein Leuchtfleck mit etwa 10 mm Durchmesser benötigt, während bei der bekannten Vorrichtung Leuchtflecken mit einem Durchmesser von etwa 100 mm erforderlich waren» Bei der bekannten Vorrichtung war es unmöglich, ausreichende Lichtstärke pro Fläohenelnheit zu

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erzielen; grosse ebene Spiegelflächen waren zur Erzielung einer grossen und wirksamen Lichtquelle erforderlich· Es hat sich als notwendig erwiesen, grosse ebene Spiegelflächen zu verwenden, um eine brauchbare Lichtintensität zu erhalten. Somit mussten die Durohmesser der Linsen bei der bekannten Vorrichtung oder zumindest die Durehmesser einzelner Linsen grosser als der Durchmesser eines 100 mm starken Lichtstrahls sein, um solche grosse Spiegelflächen zu beleuchten; so betrugen die Kosten der Linsen mehrere 10 000 Dollars, well der Lichtstrahl zur Bildung eines kleinen Leuohtflecks von etwa 100 mm Durchmesser auf ein Band projiziert werden musste.

DarOberhlnaus begrenzte die Qrösse der Spiegel 12 bei der bekannten Vorrichtung deren Umlaufgeschwindigkeit und infolgedessen auch die GeschwindlgkeIt des Abtastprogramme, bei der noch die gesamte Fläche des Bandes abgetastet werden konnte₀ Obgleich drei solcher Vorrichtungen zur Abtastung eines Bandes von etwa 110 cm Breite verwendet werden können, verbietet sich die Anwendung mehrerer Vorrichtungen zur Steigerung des Arbeltsablaufs wegen der hohen Kosten. Andererseits ermöglicht die Verwendung des kleineren Spiegels gemäss der Erfindung eine Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit ohne Beschädigung des Spiegels 12„ Aus dem Folgenden ergibt sich, dass eine einzige Vorrichtung in der Lage ist, ein Band von etwa 120 cm Breite oder mehr ohne zusätzliche Systeme und ohne stärkere

Begrenzung der Bandgeschwindigkeit abzutasten· Deshalb kann eine vergleichsweise hohe Bandgesohtimdigkeit, welche *_eB« durch einen an eine Waise 15 gekuppelten Motor 22 (siehe Fig<>2) erzeugt wird , während des AbtaetVorganges beibehalten werden.

Bein gezeigten Ausführungsbelspiel wird ein Infraroter Lichtstrahl 11a verwendet, welcher die photographisohe Emulsion auf dem Band 14, in diesem Fall handelt es sich also um einen photographisohen Film« nicht belichtet, jedoch den photoelektrischen Empfänger 18 erregte Verschiedene handelsübliche photoelektrieche Empfänger sprechen auf infrarote Lichtstrahlen mit einer Wellenlänge von etwa 7 600 ANOSTRUH an» Um einen solchen handelt es sich bei dem Empfänger 18„ Der hler benutste Oas-Laser kann auch mit 3 628 ANOSTRUM betrieben werden, wobei der Empfänger eine 3-20 Phot©vervielfacherröhre aufweisen kann» Eine Diode kann bei Wellenlängen von 9 000 ANGSTROM oder 11 530 ANGSTROM mit Empfängern, die S-I photoelektrische Empfänger aufweisen, betrieben werden«,

In FIg₀ 1 1st weiterhin ein Spiegel 23 dargestellt, welcher einen Lichtstrahl lic, der gestrichelt gezeichnet ist, zu einem anderen photoelektrischen Empfänger 24 hin reflektiertο Wie besonders aus FIg₀ 2 hervorgeht, wird der Spiegel 23 nur dann bestrahlt, wenn der Strahl 11a sich in einem solchen Masse in der unteren Stellung befindet, dass er nicht auf die mittlere Nutzfläche des abzulesenden Bandes 14 auftritt» In diesem Falle wird das in dem

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Eapfänger 24 erzeugte Signal in einem Gatter 25 dazu verwendet, um den lauf des Signals vom Detektor 18 zu einem Registriergerät einzuleiten. Ein gleichartig ger Spiegel 26 wirkt mit einem photoelektrischen Empfänger 27 zusammen und beendet die Aufnahmefähig» kelt des Empfängers 18 für ein Signal» Die Spiegel 23 und 26 sind gleich weit von einer Grundlinie 28 entlang den gestrichelt gezeichneten Randstrahlen lla⁸ des Abtastbereiohes angeordnet» um den Strahl lla bei seiner Annäherung an die Ränder des Bandes 14 anzuzeigen. Die entsprechenden Randstrahlen des Strahles 11b sind mit Hb⁰ bezeichnet und ebenfalls gestrichelt dargestellt«

Als Randstrahlempfanger können auch zum Beispiel phot®= elektrische Empfänger 23a und 26a verwendet werden* die in der Zeichnung duroh gestrichelte Linien mit dem Gatter 23 verbunden dargestellt sind.. Bei Verwendung sines solchen Gutters werden Verzögerungs^Impuls» formerkreisfs verwendet» um die gewünschte Information in die Zeitspanne zu legen, die durch die Ph©-©zellen 23a und 26a bestimmt wird.

In Figo 2 1st eine Abtastlinie 29 gestrichelt dargestellt, und die sammelnde Reflektorfläche 17 ist duroh ein zylindrisches Linsenpaar 30 und 31 ersetzt,

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die zu beiden Seiten der Abtastlinie £9 angeordnet sind c Bei einer anderen AusfUhrungsferm kann die Linse 30 weggelassen werden, sofern eine wirksamere Linse ^l vorgesehen 1st oder die Entfernung zum Detek tor 18 vergrößert wird« In gleicher Weise kann die Linse 31 wieder durch die sammelnde Reflektorfläche 17 ersetzt werden, vergleiche die strichpunktierte Darstellung in Figo 2₀ Ein solcher Auslausch würde die Anbringung des Detektors 18 in einer lage gemäß Pig. I bedingen«

Bei der Anordnung gemäß Fig» 1 wird der Abtaststrahl zweimal abgelenkt« einmal an dem umlaufenden Spiegel 12 und des weiteren an der smmmelnden ReflektorfJtkm® 17. Gleichermaßen wird der Strahl b@i der Anordnung gemäß Figo 9, einmal an einem Spiegel 33 und zum &w@i ten am umlaufenden Spiegel IS abgelenkt - Sofern @s aus Raumgründen erforderlich 1st* kann der Strahl durch weiter®, nicht dargestellte Spiegel des 8f t©x»<§ia abgelenkt werden, so daß die Abstand® gegenüber denen der Schema tischen Zeichnung geringer ν®τα®η« 2i»ir Erläuterung der erfindungsgemäßen An@rdnung sei die Länge des Strahls 11 mit etwa 1,8 m angenommene Pi© Länge der Grundlinie 28 des Strahls ils ist ©twa 3«6 m und die Länge von 11b etwa 2,4 m, Zur Durchführung

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des Abtastvorgang·« eines Bund·· alt einer Breit· von etwa 122 on eapfiehlt «loh ein Winkel flf von etwa 3° und «in Abtastwlnkel 0 von etwa 9°, der von Jede« der Orensstrahlen 11*' und der Orundli-.nie 28 eingeschlossen wird.

In Figo 1 ist «in expandierendes (oder kontraktierendes) Linsensystem 32 mur Korrektur der OrUBe des von de« Maser 10 erzeugten Strahles auf dl· In die Anordnung gefordert· OrBSe dargestellt. Der von de* gezeigten Maser erzeugte Lichtstrahl ist la wesentlichen niehtdivergierend« jedoch von kleinere« Durchmesser als der« der für die ebenen SpiegelfHohen 21 erforderlich 1st· Das expandierende Ltosensyetea 32 IKBt diesen dünnen, nlohtdivergierenden Strahl auf angenlhert 12,7 on Durchmesser divergieren und erseugt dann wieder einen Farallelstrahl von etwa 12,7 «■ Durchmesser_b Es liegt auf der Band, daS das expandierende Llnsensyste« 32 einen Strahl von etwa 19 m« Durohaesser erzeugen kann, wobei das Samelllnsensystea 13 innerhalb oder' nahe an de« Llnsensyste« 32 angeordnet werden kann« Bin einfaches expandierendes Llnsensystew 32 weist verhlltnisaKBig einfachen Aufbau auf und kann als ein Teil der Maser lichtquelle betraohtet werden. Wenn andererseits eine vollständige Auswahl von Masern verfügbar ist, kann das Linsensyetea 32 in Vegfall oder in anderer

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For« sur Ausführung gelangen« sofern der Maser die geeigne e Öffnung aufweist oder el» abweichende Öffnung sur Verwendung gelangen soll.

In PIg. 3 1st eine vergrößerte Darstellung des Licht= Strahls lla alt einer merkbaren weite geseiohnet, wobei ein oberer Rand 34 getrennt von eine« unteren Rand 35 und einen Mittelteil 36 verläuft_o Praktisch bedeutet dies einen Abstand »wischen den Rändern 3% und 33 in der Orößenordnung von etwa 1,6 η oder »ehr, so da8 die Ränder des Strahls weltgehend verschiedene Teile des Über die Waise 15 laufenden Bandes 14 bestreichen* Auf diese Welse erzeugt eine Abtastung pro 1,6 m Bewegung des Bandes Signale, die stattliche KLsV ohenteile des Bandes 14 repräsentieren. Der kleinere Lichtstrahl an der Abtastllnie 29 ergibt sieh durch das oben erwähnte SaMsellinsensystern 13» Ein derartiger Strahl 1st wesentlich intensiver als eine ua° kehrung der Plächeno

Infolge der gekrüseten Oberfläche der Waise 15 werden die verschiedenen Teile des Lichtstrahls lla unter verschiedenen Winkeln und in UMgekehrter Reihenfolge, vergleiche die Besugsseiohen 34», 35* und 36^s, von der Bandoberfläche reflektierte Es sei nngnnn—imi, daB die Waise 15 einen Durchmesser von 152 bis 254 on

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habe/Wegen der unterschiedlichen Einfallswinkel der einseinen Teile des Lichtstrahls gegenüber der gekrUmu« ten Fläche neigt der reflektierte Strahl zur Streuung und mufl deshalb durch die zylindrische Kondensorlinse 16 zusammengefaßt werden, um wiederum einen säulen» förmigen (nicht divergierenden) Hentstrahl zu erzeugen« Somit wird der parallele Lichtstrahl gegen die Reflektorfläche 17 gerlohtet, un dort zum photoelektrisehen Empfänger 18 reflektiert zu werden₀

Aus den PIg₀ 2 und ? geht hervor, daß die Ränder der Reflektorfläche 17 wegen deren konkaver, zylindrischer wölbung näher an der Abtastlinie 29 als sein Zentrum angeordnet sind. Aus Fig. 3 ergibt sioh, daß deshalb und well der Lichtstrahl unter einem Winkel zurttokgeworfen wird, zwischen den von den Rändern der Reflektorfläohe 17 zurückgeworfenen Lichtstrahlen 11b* und den vom Zentrum der Reflektorfläche 17 zurückgeworfenen Strahlen 11b" ein gewisser vertikaler Abstand besteht« öm diesem Umstand zu begegnen, empfiehlt es sich, zur Erzielung einer mehr sphärischen Form der Reflektorfläche 17, deren Ränder so zu verwinden, da B die unteren Lichtstrahlen 11b⁹ mehr nach oben reflektiert werden als der Lichtstrahl 11b" vom Zentrum der Reflektorfläche,,

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Beim Gegenstand der Figo 2 tritt dieses Problem infolge der Verwendung der Linsen 30 und 31 oder der Linse 31 selbst praktisch nicht auf, weil der Strahl beim Durongang durch die Linse 31 auf einer geradlinigen Bahn verläuft, so daß die Reflexion durch das Band 1* innerhalb einer ebenen Bahnfläohe durch die Sammellinsen 16 und 31 erfolgt. Einstellschwierigkeiten infolge von Abstandsänderungen treten somit nicht auf₀

Da bei dem durch eine Maserlichtquelle erzeugten Licht keinerlei Schwierigkeiten wegen etwa verschiedener Frequenzen auftreten,-, sind die bei breitbandigen Lichtstrahlen notwendigen achromatischen oder anderen Farb~ korrekturen nicht erforderlich«, weshalb die Bündelung des Lichtstrahls auf den photoelektrischen Empfänger 18 bei Entfernungen von angenähert 9 m von der Lichtquelle 10 verhältnismäßig einfach ist«

Xn Figo 4 ist ein weiteres AusfUhrungsbeispiel der Er= findung dargestelltρ wobei die Walze 15 durch eine ebene FUhrung 37 ersetzt ist_o Obwohl dies® ®ben© Führung 37 eine parallele Reflexion des Lichtstrahles 5*\ 35 ^e# 36^fi verursacht und somit die zylindrische Kon» densorlinse 16 nicht erforderlich ist, ist bei dieser Einrichtung zu beachten, daß sie unter anderem durch Reibung statische Elektrizität erzeugt und deshalb In

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ihrer einfachsten Form nicht für alle photographic sehen Filme, Papiere usw. verwendbar ist» Die statische Aufladung kann durch die Verwendung einer gleitenden metallischen FUhrungshUlse 38 vermieden wer·» den, welche ständig über eine herkömmliche Ablei» tungseinriohtung 39 geerdet 1st.

In einer Vorrichtung gemäe Flg. 4 werden in erster Linie Spiegel verwendet. Bei Verwendung des Linsen· systems 13 neben dem Maser 10 und der Reflektorfläche 17 müssen keine Linsen zwischen dem Spiegel 12 und dem Empfänger 18 angeordnet werden_o Dies ist insofern «on Bedeutung, als bekanntlich bei jedem Durchtritt durch eine Linsenflache infolge Reflexion usw, ein Abfall in der Lichtstärke des Lichtstrahls in der Größenordnung von einigen Prozent auftritt» Die Liohtstärke eines Systems 1st demnach umso größer. Je we·= niger Linsen in ihm Verwendung finden. Obgleich Spie« gel in etwa ähnliche Verluste ergeben» ist es doch möglich. Spiegel zu bauen, bei welchen das Licht nioht durch Olas hindurohgeleitet wird. Solche Spiegel werden duroh Auflegen von platlertem Silber auf die Oberfläche von O Las oder rostfreiem Stahl usw_o angefertigt! die duroh die Reflexion am Spiegel auftretenden Verluste sind geringer als die beim Durchgang durch Linsen ο

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Ee sei noch darauf hingewiesen» daß es sich bei den durch die Randstrahlen 11 und die Abtastlinie 29» vergleiche Μ·β· 2, gebildeten Dreieck um ein gleichschenkliges Dreieck handelt. Die Orundlinie dieses Dreiecks (Abtastlinltf 29) 1st vorteilhafterweise eine gerade Linie« die selbstverständlich in der Ebene des Ab-astvorgangs liegt. In gleicher Welse 1st die Abtastlinie 29 der ebenen Fläche 57 eine gerade Linie, die ein gleichartiges, gleichschenkliges Dreieck mit den Grenz« strahlen lla° bildet. Andere Ausbildungen bewirken eine unnötige Konplizlerung der optischen Verhältnisse' der Anordnung.

BAD OFHC

Claims

Patentansprüche

1) Vorrichtung sum Abtasten eines geführten Bandes mittels eines von einer Lichtquelle erzeugten, wandernden Lloht<~ strahle, der nach den Abtasten einen photoelektrlsohen Empfänger sufOhrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dafi als Lichtquelle ein einen nicht divergierenden, kohärenten Lichtstrahl (11) erzeugender Maser (10) vorgesehen ist.

2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafi in Lichtstrahl (11) des Masers (10) eine den Lichtstrahl (lie) bewegende optische Vorrichtung (12), das geführte Band (14), eine zylindrische optische Einrichtung (17,50) sowie der photoelektrleohe Empfänger (18) in der angegebenen Reihenfolge angeordnet sind.

3) Vorrichtung nach Anspruch 2„ dadurch gekennzeichnet, dafi als zylindrische optische Einrichtung eine konkave Reflektorfläche (17) vorgesehen ist.

4) Vorrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 5_P dadurch gekennzeichnet, dafi das Band (14) über eine ebene Fläche t?7) geführt 1st.

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5) Vorrichtung nach Anspruch 4, daduroh gekennzeichnet, da β zur Verhinderung der siatlsohen Aufladung des Bandes (14) ein· dieses von der ebenen FUhrungs« fläche (37) trennende, geerdete Einrichtung (38) vorgesehen ist,

6) Vorrichtung naoh einen der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, dafi das Band (14) Über eine gekrümmte Flache, z.B. eine Walze (15), geführt ist, wobei zwischen gekrümmter Flache und zylindrischer optischer Einrichtung eine den an der gekrümmten Fläche divergierend reflektierten Lichtstrahl parallel zusammenfassende Linse (16) angeordnet 1st.

7) Vorrichtung naoh einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Maser (10) und Band (14) ein- den Durohmesser des Lichtstrahls vorzugsweise . auf ein Drittel verringerndes Linsensystem (13) angeordnet 1st.

8) Vorrichtung naoh einem der Ansprüche 2 bis 7, daduroh gekennzeichnet, daß die den Lichtstrahl bewegende optisoh· Vorrichtung (12) eine Anzahl benachbarter, um ein· Achs· umlaufender, ebener Spiegelfläohen (21) aufweist ο

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9) Vorrichtung nach Anepruoh 8_P dadurch gekennzeichnet, daβ die ebenen Spiegelflächen (21) auf einer kegelförmigen Waise angeordnet sind«

10) Vorrichtung nach einen der Ansprüche 2 bis 9, da» durch gekennzeichnet, dafl der Lichtstrahl (lla) in

einer Ebene bewegbar 1st und ein gleichschenkliges Dreieck bestreicht, dessen Spitze jeweils von einen der flachen Spiegel gebildet ist.

11) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daβ sum Stapf ang der Signale des photoelektrisohen Empfängerβ (18) eine Gatterschaltung (23) und die Leitfähigkeit der Oatterschaltung steuernde Mittel (24, 27» 23a, 26a) vorgesehen sind, die beim überschreiten der Orenzen des abzutastenden Bereiches duroh den wandernden Lichtstrahl (lla) ansprechen«

12) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daβ dem Naser (10) vor der optischen Vorrichtung (12) ein Linsensystem (32) sowie ein Sammellinsensyetem (13) naohgesohaltet sind, die einen zWei benachbarte ebene Spiegelflächen

(21) deckenden Lichtstrahl (11) bzw_o einen kleinen Lichtfleck zum Abtasten des Bandes (14) erzeugen»

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f" ■ ·

Vorrichtung natch einem der AneprUohe 1 bis 15, dar duroh gekennzeichnet, daβ dem Band (14) mindestens eine zylindrische Sammellinse (13) vorgeschaltet
1st, die unabhängig von der Wanderung dee durables (lla) diesen mit im wesentlichen konstantem Einfallswinkel auf das Band (14) lenkt»

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