DE1547305B2 - Lichtprojektionsvorrichtung fuer daten aufzeichnungsgeraete zeichenmaschinen od dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtprojektionsvorrichtung für Daten-Aufzeichnungsgeräte, Zeichenmaschinen od. dgl. zum Projizieren eines Lichtflecks auf eine lichtempfindliche Fläche, über die hinweg der Lichtfleck bewegbar ist, mit einer Lichtquelle sowie Einrichtungen, die die Lichtstrahlen von der Lichtquelle auf die Fläche zur Bildung des Lichtflecks richten, und mit die Intensität des Lichtflecks in Abhängigkeit von seiner Lineargeschwindigkeit gegenüber der lichtempfindlichen Fläche steuernden Einrichtungen.

Bei bekannten Lichtprojektionsvorrichtungen dieser Art wird die Intensität des Lichtflecks dadurch seiner Lineargeschwindigkeit gegenüber der lichtempfindlichen Fläche angepaßt, daß die Intensität der Lichtquelle in Abhängigkeit von seiner Geschwindigkeit gesteuert wird. Die für eine solche Steuerung benötigten Einrichtungen sind kompliziert und, insbesondere wenn die Lichtquelle, wie dies aus Zweckmäßigkeitsgründen meist der Fall ist, aus einer Glühlampe besteht, mit einer erheblichen Trägheit behaftet, so daß ihre Empfindlichkeit zu wünschen übrig läßt und durch Veränderungen der linearen Zeichengeschwindigkeit bedingte Veränderungen der Decke bzw. des Schwärzungsgrades der gezogenen Linien sich nicht ganz vermeiden lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorerwähnten Mängel der bekannten Lichtprojektionsvorrichtungen für Daten-Aufzeichnungsgeräte, Zeichenmaschinen od. dgl. zu vermeiden und die Anpassung der Intensität des Lichtflecks an seine Lineargeschwindigkeit gegenüber der lichtempfindlichen Fläche zuverlässig mit hoher Empfindlichkeit und trotzdem unter Verwendung einfacher und billiger Einrichtungen zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer Lichtprojektionsvorrichtung der eingangs erwähnten Art die Veränderung der Intensität des Lichtflecks durch Filter mit veränderbarer Lichtdurchlässigkeit, durch die die Lichtstrahen hindurchtreten, und durch derartige Veränderung der Filter in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit des Lichtflecks gegenüber der lichtempfindlichen Fläche erfolgt, daß ihre Lichtdurchlässigkeit in Abhängigkeit von den Änderungen der Geschwindigkeit des Lichtflecks verändert wird.

Die Vorrichtung wird im einzelnen zweckmäßig so ausgebildet, daß die Filter aus mindestens einer im wesentlichen kreisrunden Scheibe mit einer sich in Umfangsrichtung verändernden Lichtdurchlässigkeit bestehen und die Filterscheiben um ihre Mittelachse drehbar angeordnet sind.

Eine besonders zweckmäßige bauliche Ausbildung der Vorrichtung wird dadurch erreicht, daß die Einrichtungen zum Richten der Lichtstrahlen von der Lichtquelle auf die lichtempfindliche Fläche ein Linsensystem enthalten, das ein reelles Bild der Lichtquelle erzeugt, wobei die Hauptfläche des Filters mit veränderbarer Dichte zu den Lichtstrahlen im wesentlichen rechtwinklig angeordnet ist, während das Filter selbst angrenzend an das reelle Bild der Lichtquelle angeordnet ist.

Dabei kann die Anordnung der Filter in der Vorrichtung zweckmäßig in der Weise erfolgen, daß die Filter im Strahlengang einer ein Punktlicht erzeugenden Lampe zwischen dem reellen Bild derselben und einer Kondensorlinse angeordnet sind, welch letztere in der Ebene eines ihr nachgeschalteten Loches parallele, das Loch im wesentlichen gleichmäßig beleuchtende Lichtstrahlen erzeugt, die hinter dem Loch mittels eines Projektionslinsensystems zur Bildung des Lichtflecks ein Bild des Loches auf die lichtempfindliche Fläche projizieren.

Um die Vorrichtung dem verwendeten Aufzeichnungsmaterial besser anpassen zu können, kann sie in der Weise ausgebildet sein, daß hinter dem Filter ein nur einen engen Wellenlängenbereich reflektierender Spiegel derart angebracht ist, daß nur das von ihm reflektierte Licht zu der lichtempfindlichen Fläche gelangt.

Um das oder die Filter vor der gegebenenfalls von der Lichtquelle ausgehenden Wärmestrahlung zu schützen, kann die Vorrichtung in der Weise ausgebildet sein, daß vor dem Filter eine mit einer Verschlußvorrichtung versehene Öffnung vorgesehen ist. Die nachstehende Beschreibung erläutert die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Lichtprojektionsvorrichtung nach der Erfindung, die auf einem geeigneten Schlitten so angeordnet ist, daß sie sich über der Aufzeichnungsfläche einer automatisehen Zeichenmaschine kreuz und quer verstellen läßt, F i g. 2 eine Draufsicht auf die Inneneinrichtung

der Vorrichtung nach Fig. 1, teilweise im Schnitt, F i g. 3 eine Seitenansicht der Inneneinrichtung der

Vorrichtung nach Fig. 1, teilweise im Schnitt,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 2, F i g. 5 eine Draufsicht auf die in der Lichtprojektionsvorrichtung nach Fig. 1 verwendeten Filterscheiben von veränderbarer Dichte, und

F i g. 6 eine Abwandlung der Lichtprojektionsvorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine automatische Zeichenmaschine 10 mit einer Aufzeichnungsfläche 12 und einem Schlitten 14, der die Aufzeichnungsfläche in zwei durch die Pfeile X und Y angedeuteten Koordinatenrichtungen überqueren kann. Auf dem Schlitten 14 ist eine Lichtprojektionsvorrichtung 16 nach der Erfindung so angeordnet, daß sie in Abhängigkeit von Eingangssignalen, die der Zeichenmaschine über eine ihr zugeordnete Eingabevorrichtung, beispielsweise über einen allgemein mit 17 bezeichneten Rechner (Computer), zugeführt werden, zu einem beliebigen vorbestimmten Punkt auf der Aufzeichnungsfläche 12 hin oder von ihm fort bewegt werden kann. Vorzugsweise kann der Schlitten die Vorrichtung 16 entlang einer beliebigen Linie, die gerade oder gekrümmt sein kann, über die Aufzeichnungsfläche 12 bewegen, wobei die Vorrichtung 16 im Verlaufe eines solchen Linienziehvorgangs so betrieben werden kann, daß sie entweder stetig eine durchgehende Linie oder intermittierend eine Reihe von Punkten oder Strichellinien oder von sonstigen Zeichen erzeugt. Eine sehr wichtige Verwendung, welcher eine Vorrichtung nach der Erfindung zugeführt werden kann, ist die Herstellung von gedruckten Schaltungen. Die Vorrrichlung 16 kann einzelne Teile (Teilbereiche) eines auf die Aufzeichnungsfläche 12 gelegten lichtempfindlichen Films oder eines sonstigen lichtempfindlichen Materials belichten, wobei durch Verwendung eines Rechners oder einer sonstigen Eingabevorrichtung zur Steuerung der Bewegung des Schlittens die gedruckte Schaltung wie ein photographisches Negativ gezeichnet werden kann, ohne daß ein Eingreifen durch Menschenhand notwendig wäre.

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Der Einfachheit halber ist das durch die Vorrich- Lichtprojektionsvorrichtung 16 durch richtiges Ver-

tung 16 zu belichtende lichtempfindliche Material im stellen der beiden Schlitten über jede beliebige Linie

Nachstehenden allgemein als lichtempfindlicher Film oder zu jedem beliebigen Punkt auf der Aufzeich-

bezeichnet. Es ist jedoch klar, daß die Vorrichtung nungsfläche 12 bewegen läßt.

nicht unbedingt auf eine Verwendung mit Film be- 5 Wie bereits vorstehend erörtert, muß zum Bewirschränkt ist und daß sie auch dazu verwendet werden ken der richtigen und gleichmäßigen Belichtung beim kann, eine beliebige lichtempfindliche Fläche zu be- Zeichnen einer Linie die Intensität des von der Vorlichten, wie sie beispielsweise durch eine auf eine richtung 16 ausgesandten Lichtstrahls entsprechend Glasplatte oder einen sonstigen Träger aufgebrachte der Geschwindigkeit des Lichtstrahls in bezug lichtempfindliche Emulsion oder einen lichtempfind- io auf den Film verändert werden. Diese Veränderung liehen Überzug entsteht. Bei der Anfertigung von der Intensität des Lichtstrahls wird bei der Vorrich-Negativen für gedruckte Schaltungen oder von ande- tung 16 durch Verwendung eines zwischen der Lichtren gleichartigen Negativen ist die gewöhnlich ge- quelle und dem Film eingesetzten Filters erreicht, das wählte und verwendete lichtempfindliche Emulsion eine Fläche besitzt, über die seine Lichtdurchlässigeine solche mit hoher Kontrastfähigkeit bei geringer 15 keit sich in einer Richtung verändert. Solche Filter oder überhaupt keiner Grauskala. Jedoch läßt sich werden allgemein als Filter mit veränderbarer Dichte bei Verwendung einer Emulsion mit erheblicher oder Durchlässigkeit bezeichnet, da, wenn man sie Grauskala die Vorrichtung 16 dazu verwenden, eine gegen ein Licht hält und durch sie hindurchschaut, Helligkeitsabstufung der Bereiche dadurch herbeizu- sich ihre sichtbare Lichtdurchlässigkeit über die Fläführen, daß sie Linien im unterschiedlichen Grau- 20 ehe, durch die das Licht hindurchtritt, verändert. Die tönen zeichnet, was dadurch erreicht wird, daß die bei der Vorrichtung 16 nach der Erfindung verIntensität des von ihr ausgesandten Lichtstrahls ver- wendete besondere Filterart ist ein kreisrundes Filter, ändert wird. bei welchem sich die Dichte in Drehrichtung um

Für lichtempfindlichen Film, insbesondere für sol- seine Mitte allmählich verändert. Wenn entweder die chen mit hoher Kontrastfähigkeit, wie er zur Herstel- 25 Breite des durch das Filter hindurchgeleiteten Lichtlung von gedruckten Schaltungen verwendet wird, ist Strahls oder das Dichtegefälle des Filters groß ist, es charakteristisch, daß eine ziemlich genaue Licht- weist der Lichtstrahl nach seinem Durchtritt durch energiemenge erforderlich ist, um eine brauchbare das Filter über seine Querschnittsfläche eine bedeu-Belichtung zu erhalten. Bei zu wenig Licht wird auf tende Veränderung seiner Intensität auf, und zwar dem Film keine Linie oder keine Stelle gezeichnet 30 auf Grund der Tatsache, daß verschiedene Teile des oder es wird bestensfalls ein unscharfes unterbelich- Lichtstrahls durch Teile des Filters von erheblich tetes Bild erzeugt, während bei zuviel Licht eine unterschiedlicher Dichte hindurchtreten. Um diese Streuung und Auflösung stattfindet, so daß andere Wirkung zu beheben oder auf ein Mindestmaß her-Bereiche des Films gedunkelt werden und bestensfalls abzusetzen und um einen gefilterten Lichtstrahl von eine faserige Linie, schlimmstenfalls ein völlig ge- 35 über seine gesamte Querschnittsfläche im wesentschwärzter Film erzeugt wird. Der zum einwand- liehen gleichmäßiger Intensität zu erzeugen, während freien Belichten des Films erforderliche Beleuchtungs- trotzdem ein verhältnismäßig kleines Filter mit vergrad ist somit ziemlich kritisch und stellt verschiedene änderbarer Dichte bei verhältnismäßig starkem Probleme hinsichtlich der Konstruktion einer Licht- Dichtegefälle verwendet wird, besitzt die Vorrichtung quelle, die sich in bezug auf den Film bewegen läßt. 40 16 eine Einrichtung zum Erzeugen einer im wesent-Im einzelnen hat man festgestellt, daß mit der Ver- liehen punktförmigen Lichtquelle und ist das Filter änderung der Bewegungsgeschwindigkeit eines Be- an oder sehr nahe an dieser punktförmigen Lichtlichtungsstrahls in bezug auf den Film seine Inten- quelle angebracht, so daß sich das durch das Filter sität ebenfalls verändert werden muß, um eine hindurchtretende Licht nur über einen sehr kleinen brauchbare Belichtung zu erhalten. Dies beruht auf 45 Bereich des Filters erstreckt, über welchem Teilder Tatsache, daß der Lichtstrahl bei langsamer Be- flächenbereich die Dichte des Filters im wesentlichen wegung langer auf einem gegebenen Teilbereich des gleichmäßig ist.

Films verweilt als bei schneller Bewegung. Deshalb Die punktförmige Lichtquelle könnte möglichermuß, um zu bewirken, daß auf einen gegebenen Teil- weise einfach eine Lampe oder eine gleichartige Vorbereich des Films jeweils im wesentlichen gleiche 50 richtung sein, aus welcher die ausgesandten Strahlen Lichtenergiemengen übertragen werden, die Licht- von einer konzentrierten Zone austreten, so daß anstrahlintensität für hohe Lichtstrahlgeschwindigkeiten nähernd eine punktförmige Lichtquelle erreicht wird, bedeutend größer sein als die Intensität, die bei nied- Jedoch besitzen alle eine im wesentlichen punktförriger Lichtstrahlgeschwindigkeit oder bei in bezug mige Lichtquelle erzeugenden bekannten Lampen auf den Film unbeweglicher Lichtquelle verwendet 55 Glaskolben und/oder sie erzeugen soviel Wärme, daß wird. es im allgemeinen unmöglich wird, das Filter so nahe

Die in F i g. 3 dargestellte Lichtprojektionsvorrich- an der Lampe anzuordnen, daß ein Filter von prak-

tung 16 besitzt einen im Grunde aus einer unteren tischer kleiner Größe verwendet werden kann. Nach

horizontalen Platte 38 und einer oberen horizontalen einem Gesichtspunkt der Erfindung ist deshalb die

Platte 32 bestehenden Rahmen, der sich an dem 60 punktförmige Lichtquelle, in deren unmittelbarer

Schlitten 14 der Aufzeichnungsmaschine 10 an- Nähe das Filter angeordnet wird, ein reelles Bild

bringen läßt. Der Schlitten 14 läßt sich seinerseits einer wirklichen Lichtquelle, das durch ein der wirk-

durch Drehung der Leitspindel 15 in der Richtung Y liehen Lichtquelle zugeordnetes optisches System er-

nach F i g. 1 verstellen und wird bei dieser Verstellung zeugt wird. Dieses reelle Bild steht im wesentlichen

durch eine ihm zugeordnete Führungsbahn 13 geführt. 65 fest im Raum ohne jegliche umgebenden Behinde-

Die Leitspindel 15 und die Führungsbahn 13 gehören rungen, so daß das Filter so nahe wie erwünscht an

zu einem größeren zweiten Schlitten, der in der Rieh- ihm angeordnet werden kann.

tungX nach Fig. 1 verstellbar ist, so daß sich die Die Einrichtung zur Erzeugung der im wesent-

lichen punktförmigen Lichtquelle besteht unter Bezugnahme insbesondere auf F i g. 2 und 3 aus einer wirklichen Lichtquelle in Form einer Quecksilber-Xenondampflampe 20 mit einem Glaskolben, der zwei voneinander getrennt angeordnete Elektroden einschließt, zwischen denen an dem in F i g. 3 mit 21 bezeichneten Punkt ein konzentrierter Lichtbogen erzeugt wird. Von diesem Punkt ausgehende und durch die verschiedenen Teile des zugeordneten optischen Systems hindurchtretende Lichtstrahlen sind durch die durch den Punkt 21 verlaufenden strichpunktierten Linien dargestellt. Hinter der Lampe 20 ist ein sphärisch gekrümmter konkaver Spiegel 22 angebracht, der die auf ihn auftreffenden Lichtstrahlen zurück durch den Punkt 21 hindurchlenkt, um die Leistung zu steigern. Die aus der Lampe nach vorn verlaufenden Lichtstrahlen treten durch ein passendes Linsensystem 24 hindurch, das die Lichtstrahlen an dem mit 23 bezeichneten Punkt zu einem reellen BOd des Punktes 21 formt. Das Linsensystem 24 kann verschiedenartige Formen haben, ohne dadurch den Bereich der Erfindung zu verlassen, und es besteht gemäß dem dargestellten Beispiel aus zwei Kondensatorlinsen 24 α und 24 b sowie einer Sammellinse 24 c.

Angrenzend an die Stelle 23 des reellen Bildes befindet sich das vorerwähnte Filter mit veränderbarer Dichte, das die Form einer kreisrunden Scheibe 56 hat und im Nachstehenden noch näher zu beschreiben sein wird. Außerdem befindet sich an der Stelle 23 ein allgemein mit 25 bezeichneter Verschluß, der in F i g. 2 und 4 am deutlichsten dargestellt ist. Dieser Verschluß kann von allgemein üblicher Bauart sein und besteht im Grunde aus einem Verschlußarm 46, der in bezug auf eine Öffnung 41 in einer Lochplatte 42 in eine und aus einer Verriegelungslage bewegbar ist.

Vorzugsweise hat die Öffnung 41 eine solche Größe, daß sie den Durchtritt des Bildes des Punktes 21 ermöglicht und den Durchtritt von aus den erhitzten Elektroden der Lampe 20 stammenden Strahlen verhindert oder sperrt. Die Öffnung 41 gewährleistet somit, daß nur Strahlen aus dem Punkt 21 und nicht aus den Elektroden, die bis zum Glühen erhitzt sein können, zu den übrigen Teilen des optischen Systems gelangen. Demzufolge erreichen keine Strahlen aus den erhitzten Elektroden der Lampe den zu belichtenden Film, so daß Veränderungen in der Filmempfindlichkeit infolge von Temperaturveränderungen auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Wie gezeigt, ist auch die Filterscheibe 56 vorzugsweise hinter der öffnung 41 angebracht, damit sie gegen aus den Lampenelektroden austretende Wärmestrahlen abgeschirmt ist.

Auf der Lochplatte 42 ist eine drehbare Magnetspule 48 angebracht, die eine nach vorn durch die Lochplatte hindurch herausragende Ausgangswelle 50 besitzt. Der Verschlußarm 46 ist mittels eines Verbindungsteils 52 an dieser Welle befestigt. Folglich führt das Erregen und Enterregen der Magnetspule das Betätigen des Verschlusses herbei, um die öffnung 41 zu öffnen oder zu schließen, damit Lichtstrahlen aus dem reellen Bild auf den Film gelangen können oder ein Erreichen des Films durch diese verhindert wird.

Hinter dem Punkt 23 des reellen Bildes, der Filterscheibe und dem Verschluß 25 befindet sich eine Spiegeleinheit 26, die aus einem Spiegel 92 besteht, der die Lichtstrahlen aus dem reellen Bild 23 nach unten durch eine von der oberen horizontalen Platte 32 getragene Kondensorlinse, durch einen eingeschlossenen Tubus 28 und von dort durch ein Paar von Projektionslinsen 30 und 31 oder ein sonstiges passendes Projektionslinsensystem auf den zu belichtenden Bereich des Films richtet.

Die Lampe 20, ihr Reflektor 22, die Linsen 24 a. 24 b, 24 c und 91, das Filter 56 mit veränderbarer Dichte, der Verschluß 25 und die übrigen Teile sind alle mit Hilfe geeigneter Halter u. dgl. an der horizontal angeordneten oberen Rahmenplatte 32 angebracht, die an ihrem vorderen und ihrem hinteren Ende von zwei Stützen 34 bzw. 35 getragen wird. Die untere horizontale Rahmenplatte 38 ist mit Abstand senkrecht unter der oberen Rahmenplatte 32 angeordnet und trägt die Stützen 34 und 35. Die untere Rahmenplatte 38 wird ihrerseits auf dem der Platte zugeordneten Schlitten 14 so getragen, daß sie von ihm leicht abzunehmen und auf ihm leicht wieder anzubringen ist. Auf der oberen Rahmenplatte 32 ist ein lichtdichtes Innengehäuse 39 angebracht, das in Verbindung mit der Platte 32 die Lampe und die übrigen, oberhalb der Oberseite der Platte 32 angebrachten Teile umgibt. Die untere Rahmenplatte 38 nimmt ihrerseits eine in F i g. 3 in strichpunktierten Linien dargestellte Abdeckung 36 auf, um die oberhalb der Platte 38 liegenden Bauteile, einschließlich des Innengehäuses 39, vollständig zu bedecken und einzuschließen.

Zu der Vorrichtung 16 gehört eine in der Nähe der Kondensorlinse 91 auf ihrer dem Projektionslinsensystem zugekehrten Seite angebrachte Einrichtung zum Verändern der Abmessungen und/oder der Form des auf den Film projizierten Lichtflecks oder -Strahls, um die Breite der durch Bewegen des Strahls über den Film gezeichneten Linie zu verändern oder um die Projektion verschiedener unterschiedlicher Schriftzeichen oder Symbole zu bewirken. Außerdem gehört zu der Vorrichtung 16 neben der Filterscheibe 56 mit veränderbarer Dichte eine Einrichtung, um die Intensität des prjizierten Lichtstrahls oder -flecks weiter zu steuern in Übereinstimmung damit, ob der Lichtstrahl in bezug auf den FiLn stehend gehalten wird, um ein Symbol, ein Schriftzeichen, einen Punkt od. dgl. zu belichten, oder in bezug auf den Film bewegt wird, um eine Linie zu belichten.

Die zuletzt genannte Einrichtung kann verschiedene unterschiedliche Formen annehmen und an verschiedenen unterschiedlichen Stellen zwischen dem Film und der Lampe 20 angebracht sein. Jedoch sind vorzugsweise, wie gezeigt, diese Einrichtung und die Einrichtung zum Verändern der Querschnittsform und -größe des auf den Film projizierten Lichtflecks im wesentlichen zu einer Einheit zusammengefaßt. Wei aus F i g. 3 ersichtlich, enthält diese Einheit eine Lochscheibe 98, die drehbar angeordnet ist und auf ihrem Umfang verteilt Lochblenden unterschiedlicher Querschrüttsform sowie Filter mit verschiedener Lichtdurchlässigkeit aufweist, die wahlweise hinter der Kondensorlinse 91 in den Strahlengang des Lichts gebracht werden können.

Nachstehend sind an Hand der F i g. 2, 3 und 5 das Filter 56 mit veränderbarer Dichte und seine Betätigungseinrichtung im einzelnen beschrieben. Gemäß der Darstellung nach F i g. 5 hat das Filter 56, wie bereits erwähnt, die Form einer kreisrunden Scheibe mit einer Lichtdurchlässigkeit, die sich in

Dreh- oder Umfangsrichtung so verändert, daß an einer Stelle, beispielsweise der Stelle A, die Scheibe verhältnismäßig lichtundurchlässig oder dicht ist und an einer anderen Stelle, beispielsweise an der Stelle B, verhältnismäßig transparent ist, wobei sich ihre Dichte oder Lichtdurchlässigkeit bei Betrachtung von F i g. 5 von der Srelle A im Uhrzeigersinn in Richtung auf die Stelle B allmählich verändert. Das Filter ist außerdem vorzugsweise ein neutrales Filter, für das es zwischen den verschiedenen unterschiedlichen Farben oder Frequenzen der Lichtstrahlen keinen Unterschied gibt. In seinem Aufbau kann das Filter beispielsweise aus einer Grundscheibe aus Glas oder sonstigem transparenten Material bestehen, auf die eine Schicht aus durchscheinendem Material aufgebracht ist, deren Dicke sich in Umfangsrichtung der Scheibe verändert. Das Filter ist zu Achse des Lichtstrahls allgemein rechtwinkelig angeordnet und wird von einer in einem Lagerblock 60 gelagerten Welle 58 getragen. Das hintere Ende der Welle 58 trägt, wie am besten in Fi g. 4 veranschaulicht, ein kleines Stirnrad 62, das mit einem in dem Lagerblock 60 drehbar gelagerten größeren Stirnrad 64 in Eingriff steht. Das größere Stirnrad 64 trägt einen Mitnehmerarm 66, der an ihm starr befestigt ist und in allgemein radialer Richtung nach außen herausragt. Am äußeren Ende des Arms 66 befindet sich eine Kurvenscheibenablaufrolle 68, die mit einem in der Kurvenscheibe 72 ausgebildeten Steuerkurvenschlitz 70 in Eingriff steht. Die Kurvenscheibe 72 ist an einem großen Stirnrad 74 befestigt, das von einer Welle 76 drehbar getragen wird, die in von der Welle 58 getrennter Lage in dem Lagerblock 60 gelagert ist. Das Stirnrad 74 steht mit einem kleinen Stirnrad 78 in Eingriff, das auf der Welle 80 eines Motors 82 (F i g. 2) angebracht ist, der ein Servomotor oder ein schrittweise arbeitender Motor sein kann.

Der Motor 82 wird seinerseits durch ein Signal in Betrieb gesetzt, das zu der Lineargeschwindigkeit der Vorrichtung 16 in bezug auf die Aufzeichnungsfläche oder den Film so in Beziehung steht, daß die Winkelstellung des Filters 56 in bezug auf den Lichtstrahl in Abhängigkeit der Veränderungen in der Lineargeschwindigkeit des Lichtstrahls über den Film verändert wird. Dieses auf die Geschwindigkeit ansprechende Signal kann auf verschiedenartigste Weise hergeleitet und, wie in Fig. 2 gezeigt, beispielsweise durch Verwendung von zwei Drehzahlfühlern 83 erzeugt werden, von welchen je einer die Drehzahl der Ausgangswelle des betreffenden der beiden Motoren für die beiden Schlitten der Aufzeichnungsmaschine abfühlt. Den beiden Drehzahlfühlern 83 ist eine Einrichtung 85 zugeordnet, die die Ausgänge der beiden Drchzahlfühler vektoriell kombiniert, um ein zu der Lineargeschwindigkeit der Vorrichtung 16 in Beziehung stehendes resultierendes Signal zu erzeugen und um dieses resultierende Signal in ein für.den Antrieb des Servomotors 82 passendes Signal umzuwandeln. Die Motoren 81 werden durch geeignete Signale angetrieben, die ihnen durch den Rechner 17 zugeführt werden und die die gewünschten Geschwindigkeitskomponenten der Vorrichtung 16 in der Richtung X und der Richtung Y darstellen. Als Variante zu der Verwendung von Drehzahlfühlern zur Steuerung des das Filter einstellenden Servomotors 82 kann der Rechner 17 eine geeignete Einrichtung besitzen zum vekloricllen Kombinieren der Molorantriebssijinale und zum Umwandeln des auf diese Weise er/euntcn resultierenden Signals in ein geeignetes Signal für den Antrieb des Servomotors 82. Jedoch wird in jedem der vorerwähnten Fälle der Servomotor mit Strom gespeist, um die Filterscheibe 56 in Überein-Stimmung mit der Geschwindigkeit der Vorrichtung 16 oder des projiziertcn Lichtstrahls über den zu belichtenden Film einzustellen, um die Intensität des projizicrten Lichtstrahls bei Veränderungen der Lichtstrahlgeschwindigkeit entsprechend zu verändern.

Die Anordnung ist ferner so, daß bei Zunahme der Lichtstrahlgeschwindigkeit die Filterscheibe 56 gedreht wird, um ihre weniger dichten Teile in den Weg des Lichtstrahls zu bringen zwecks Steigerung der Intensität des projizierten Lichtstrahls. Um eine verhältnismäßig geringe Winkelverstellung der Filterscheibe herbeizuführen, sind mehrere Umdrehungen des Servomotors 82 erforderlich, so daß die Genauigkeit und die Wiederholbarkeit der Filterscheibeneinstellung sehr gut sind. Außerdem kann durch geeignete Formgebung des Kurvenschlitzes 70 in der Kurvenscheibe 72 die Kennlinie Lichtstrahlgeschwindigkeit/Lichtstrahlintensität so bestimmt werden, daß sie trotz möglicher Nichtlinearitäten im· Gefälle der Filterdichte oder sonstiger Teile des Systems den Belichtungsanforderungen des verwendeten, besonders lichtempfindlichen Films einwandfrei angepaßt ist.

Es sei angenommen, daß bei Steuerung der Stellung der Filterscheibe 56 zum Zeichnen einer Linie der projizierte Lichtstrahl so anläuft, daß er sich sofort mit einer gegebenen niedrigen Geschwindigkeit bewegt, statt mit der Geschwindigkeit »Null« anzulaufen. Die Filterscheibe 56 ist deshalb so angeordnet bzw. eingerichtet, daß sie nach Fertigstellung einer Linie in eine Normalstellung zurückkehrt, in welcher durch sie die richtige Lichtmenge hindurchtritt, um eine bei der als Anlaufgeschwindigkeit für jede Linie angenommenen niedrigen Lichtstrahlgeschwindigkeit gezeichnete Linie einwandfrei zu belichten. Somit ist am Anfang jeder Linie das Filter einwandfrei eingestellt, um die Linie zu beginnen. Beim Belichten kreisrunder Stellen oder sonstiger, sich nicht bewegender Formen verharrt die Filterscheibe 56 in ihrer Normalstcllung und es wird der Verschluß für eine von der Filmempfindlichkeit abhängige und durch den Rechner automatisch gesteuerte vorbestimmle Zeitspanne geöffnet. Außerdem wird der Verschluß beim Zeichnen von Linien am Anfang der Linie geöffnet und an ihrem Ende geschlossen.

Obwohl die Filterscheibe 56 im Vorstehenden etwas detailliert dargestellt und beschrieben worden ist, ist klar, daß diese Form von Filtern mit veränderbarer Dichte nur als Beispiel veranschaulicht wurde und anstelle der Filterscheibe 56 die verschiedenartigsten anderen Typen von veränderbaren Filtern verwendet werden können, ohne daß man dadurch den Bereich der Erfindung verläßt. Ein solches Filier kann beispielsweise aus einer etwas trüben oder halb lichtundurcliliissigen Flüssigkeit bestehen, die zwischen zwei Glasplatten enthalten ist, die zu- und voneinander bewegt werden, um die Dicke der l-lüssigkeitsschicht und somit die optische Dichte des Filters zu verändern. Ein noch anderes Filter kann aus einer Anzahl von l-illerscheiben in Form von Flatten bestehen, die hintereinander ungeordnet sind und sich ein/ein oder in Gruppen in den Lichtstrahl hinein eder aus ihm heraus bewegen lassen, um so eine

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große Anzahl einzelner gesonderter Dichtewerte verfügbar zu machen, wobei jede Filterscheibe oder jede Platte über ihre gesamte Fläche eine gleichmäßige Dichte aufweist. Dem Fachmann auf optischem Gebiet sind ohne weiteres noch andere pasende Filterarten geläufig.

Im Nachstehenden ist an Hand von F i g. 2 und 3 die Spiegeleinhcit 26 beschrieben, bei welcher zwei in Querrichtung voneinander getrennt angeordnete und sich in senkrechter Richtung erstreckende Spiegelhalterungsplatten 84 mit Hilfe mehrerer Schrauben an der oberen horizontalen Rahmenplatte 32 angebracht sind und eine Querplatte 88 mit einer allgemein kreisrunden Öffnung 89 tragen. Der Spiegel 92 ist an der Platte 88 befestigt, die in bezug auf die Achse des Lichtstrahls in einem Winkel von etwa 45° geneigt ist, so daß der Spiegel 92 den durch die Filterscheibe 56 hindurchtretenden Lichtstrahl nach unten durch die Kondcnsorlinse 91 und den Tubus 28 reflektiert. Der Spiegel 92 ist vorzugsweise ein als :i kalter Spiegel« bezeichneter Spiegel, der aus einem besonders behandelten Glas hergestellt ist, das innerhalb eines verhältnismäßig engen Wellenlängenbereichs einfallende Lichtenergie reflektiert und das Lichtenergie mit Wellenlängen außerhalb dieses Bereichs durchläßt. Indem so in dem den Film erreichenden Teil des Lichtstrahls die Wellenlängen beschränkt werden, ist es möglich, den Wellenlängenbereich des Lichtstrahls einem beliebigen gewünschten Punkt der Filmsensibilitätskurve anzupassen, so daß die Belichtungszeit weniger kritisch wird und man einen größeren Spielraum in der zulässigen Belichtungszeit erhält. Diese Beschränkung des Wellenlängenbereichs in dem projizierten Lichstrahl verringert oder beseitigt außerdem die Notwendigkeit kostspieliger farbkorrigierter Linsen in dem Projektionslinsensystem. Der Spiegel 92 wird in einem passenden Rahmen 94 gehalten, der durch mehrere Schrauben 96 an der Spiegelplatte 88 befestigt ist und einen U-förmigen Ausschnitt 93 aufweist, der hinter dem den Lichtstrahl abfangenden Teil des Spiegels liegt, so daß nichtreflektierte Lichtenergie durch den Ausschnitt 93 und die öffnung 89 hindurchtritt.

Außerdem sind geeignete Einrichtungen zum Kühlen der Lampe 20 vorgesehen, die aus einem Kühlgebläse bestehen, das mit einer entsprechenden Leitung und mit dem Raum über der Lampe 20 in Verbindung steht, um kühle Außenluft nach unten auf die Lampe zu blasen und um, ganz allgemein, für die eine Kühlung erfordernden Teile eine Kühlluftumwälzung herbeizuführen. Es können außerdem geeignete Leitflächen u. dgl. vorgesehen werden, um den Kühlluftstrom zu lenken und abzugrenzen. Für den Betrieb des Gebläsemotors sind ein passender Transformator und für den Betrieb der Lichtquelle ein zweiter Transformator vorgesehen:

Die gleichmäßige Beleuchtung des die Form des projizierten Lichtstrahls oder -flecks steuernden Loches wird vorzugsweise durch Verwendung einer Quecksilber-Xenonlampe oder einer sonstigen Lichtbogenlampe in Verbindung mit einem optischen System der in den Fig. 1 bis 6 veranschaulichten und an Hand von ihnen beschriebenen Bauart erzielt. Für die weiteren Gesichtspunkte der Erfindung ist die Verwendung einer Lichlbogcnlampe jedoch nicht wesentlicher Bestandteil, und gcwünschtenfalls kann die Lichtquelle aus einer Glühfadenlampe bestehen. Eine Vorrichtung mit einer solchen Lampe ist in

F i g. 6 in schematischer Darstellung veranschaulicht und stimmt im wesentlichen mit der Vorrichtung 16 nach den Fig. I bis 5 überein mit der Ausnahme, daß sie an Stelle der Lampe 20 der Vorrichtung 16 eine Glühlampe 210 enthält. Die übrigen Bauteile der Vorrichtung nach Fig. 6 sind oder können den entsprechenden Teilen der Vorrichtung 16 nach den Fig. I bis 5 ähnlich sein und haben demzufolge die gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Teile der Vorrichtung 16. Das Bezugszeichen 212 bezeichnet die lichtempfindliche Fläche, auf die der durch die Vorrichtung erzeugte Lichtstrahl oder Fleck projiziert wird.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Lichtprojektionsvorrichtung für Daten-Aufzeichnungsgeräte, Zeichenmaschinen od. dgl. zum Projizieren eines Lichtflecks auf eine lichtempfindlichen Fläche, über die hinweg der Lichtfleck bewegbar ist, mit einer Lichtquelle sowie Einrichtungen, die die Lichtstrahlen von der Lichtquelle auf die Fläche zur Bildung des Lichtflccks richten, und mit die Intensität des Lichtflecks in Abhängigkeit von seiner Lineargeschwindigkeit gegenüber der lichtempfindlichen Fläche steuernden Einrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Intensität des Lichtflecks durch Filter (56) mit veränderbarer Lichtdurchlässigkeit, durch die die Lichtstrahlen hindurchtreten, und durch derartige Veränderung der Filter (56) in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit des Lichtflecks gegenüber der lichtempfindlichen Fläche (184) erfolgt, daß ihre Lichtdurchlässigkeit in Abhängigkeit von den Änderungen der Geschwindigkeit des Lichtflecks verändert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter aus mindestens einer im wesentlichen kreisrunden Scheibe (56) mit einer sich in Umfangsrichtung verändernden Lichtdurchlässigkeit bestehen und die Filterscheiben um ihre Mittelachse (58) drehbar angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Richten der Lichtstrahlen von der Lichtquelle (20, 21) auf die lichtempfindliche Fläche ein Linsensystem (24) enthalten, das ein reelles Bild (23) der Lichtquelle (20,21) erzeugt, wobei die .Hauptfläche des Filters (56) mit veränderbarer Dichte zu den Lichtstrahlen im wesentlichen rechtwinklig angeordnet ist, während das Filter (56) selbst angrenzend an das reelle Bild (23) der Lichtquelle (20, 21) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (56) im Strahlengang einer ein Punktlicht erzeugenden Lampe (20) zwischen dem reellen Bild (23) derselben und einer Kondensorlinse (91) angeordnet sind, welch letztere in der Ebene eines ihr nachgeschalteten Loches (101) parallele, das Loch im wesentlichen gleichmäßig beleuchtende Lichtstrahlen erzeugt, die hinter dem Loch mittels eines Projektionslinsensystems (30, 31) zur Bildung des Lichtflccks ein Bild des Loches auf die lichtempfindliche Fläche projizieren.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Filter (56) ein nur

einen engen Wellenlängen bereich reflektierender Spiegel (92) derart angebracht ist, daß nur das von ihm reflektierte Licht zu der lichtempfindlichen Fläche gelangt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Filter (56) eine mit einer Verschlußvorrichtung (25) versehene öffnung (41) vorgesehen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen