DE1547447B1

DE1547447B1 - Spiegelrad-Abtastanordnung

Info

Publication number: DE1547447B1
Application number: DE19671547447D
Authority: DE
Inventors: Piepenbrink Dipl-Ing Winfried
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-01-05
Filing date: 1967-01-05
Publication date: 1970-09-24

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur zeilenweisen photoelektrischen Abtastung von Informationsträgern mit einem Spiegelrad, das die Lichtstrahlen in Gestalt eines Lichtfleckes auf die Bahn reflektiert, bei der das von der Bahn reflektierte Licht nach dem Autokollimationsverfahren auf einen lichtelektrischen Empfänger gelenkt wird.
Eine derartige Spiegelrad-Abtastanordnung ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 1122 284 bekannt. Der dort beschriebene photoelektrische Abtaster dient zur Oberflächenkontrolle in der Papier-, Textil- und Kunststoffindustrie und arbeitet mit einem schnell umlaufenden Spiegelrad, das zeilenweise optisch ein in der Längsrichtung sich bewegendes Objektband abtastet, wobei der optische Strahlengang so ausgebildet ist, daß Autokollimation stattfindet. Der das Objektband beleuchtende Strahl und der von dem Objekt reflektierte Strahl werden durch dasselbe Spiegelrad abgelenkt. Zur .Abtastung dient eine feststehende Lichtquelle und zum Nachweis ein feststehender Detektor.
In der deutschen Patentschrift 577 035 ist eine Einrichtung zum Herstellen von Jacquard-Karten gezeigt. Diese besteht aus einer Einrichtung zur zeilenweisen photoelektrischen Abtastung von Informationsträgern, bei der zur optischen Erzeugung von während der Abtastung jeder Zeile erfolgenden Taktgeberimpulsen ein quergestreifter Taktgeberstreifen angeordnet ist, der von einem Lichtstrahl abgetastet wird.
Die Erfindung bezweckt, während jeder Abtastzeile synchron zur Abtastung auf optischem Wege Taktgeberimpulse zu erzeugen, wobei vorzugsweise das bewegte Objektband ein Informationsträger ist, dessen Zeilen durch diskrete Bildelemente aufweisende Rasterstreifen gebildet werden, die periodisch nach Abtastung einer Zeile weitertransportiert werden. Wenn im nachstehenden von einem in Längsrichtung bewegten Objektband gesprochen wird, so sind darunter auch zylindrische Informationsträger zu verstehen, während die Bildelemente aufweisenden Zeilen parallel zu der Zylindererzeugenden verlaufen und bei denen die Bewegung durch Drehung der Zylindertrommel erfolgt.
Insbesondere kann es sich bei der Erfindung um die Abtastung von Jacquard-Steuerstreifen handeln, die direkt auf ein in Quadrate eingeteiltes Blatt eingetragene Punkte aufweisen und unter Umgehung der sonst benötigten gelochten Jacquard-Karten direkt die Steuerung eines Webstuhles bewirken.
In einer Zeile des Objektbandes ist eine Mehrzahl Rasterelemente anzunehmen, die schwarz oder weiß oder auch verschiedenfarbig sein können. Der Abtaststrahl tastet die Elemente einer Zeile ab, und die Auswertung erfolgt durch einen oder mehrere photoelektrische Lichtdetektoren.
Für die genaue Erfassung der einem bestimmten Rasterelement zukommenden Information (schwarze Farbe, weiße Farbe, rote Farbe ... ) wird der Abtaststrahl nur etwa in der Mitte eines jeden Rasterelementes intermittierend zur Wirkung gebracht, was allgemein durch den Ausdruck »scharfgemacht« bezeichnet wird. Um eine solche Scharfmachung des Abtaststrahls für jedes Rasterelement wirksam zu machen, ist es erforderlich, während der Abtastung einer jeden Zeile periodisch Taktgebersignale zur Verwendung als Scharfmach-Impulse zu erzeugen.
Ein weiteres Anwendungsgebiet der Erfindung ergibt sich bei der Bestimmung von Geschoßbahnen, bei der die Ordinatenwerte der Geschoßbahn ermittelt werden. Es fliegt dann. das Geschoß durch mehrere photoelektrische Abtastvorrichtungen hindurch, und in jeder Vorrichtung wird das am Geschoß reflektierte Licht in der Abtastvorrichtung zur Bestimmung der Bahnordinate ausgenutzt. Der Abtaststrahl wird in einer senkrecht zur Geschoßbahn liegenden Ebene fächerförmig abgelenkt, und der Zeitpunkt der Reflexion am Geschoß während jeder Ablenkperiode ist maßgeblich für die Ordinate der Geschoßbahn.
Eine weitere Anwendung der Erfindung ergibt sich bei der Vermessung unregelmäßiger Flächen im Wege der optischen Abtastung.
In a11 derartigen Fällen ergibt sich die Forderung, daß eine zeilenmäßige Abtastung erfolgt und während des Abtastvorganges eine strenge zeitliche Zuordnung des Momentanwertes des Abtastsignals zu der Ablenkung des Abtaststrahles sichergestellt wird, was durch Taktgebersignale erfolgt, die während jeder Abtastperiode periodisch auftreten.
Es ist an sich bekannt, bei der Abtastung von einfarbigem Material auf Fehlerstellen hin auf jeder Seite der Objektbahn eine Photodiode anzuordnen, die durch Strahlen beaufschlagt werden, welche parallel mit dem eigentlichen Abtastbündel über dieselben ablenkenden Mitte (z. B. ein Spiegelrad) geführt werden. Nähern sich dann der Abtaststrahl und damit auch der die Photodioden beaufschlagende Strahl dem Rande des abzutastenden Bandes, so wird ein Austastsignal erzeugt, das die auswertende Elektrode abschaltet, damit durch die Bandränder keine Fehlersignale erzeugt werden.
Die Erfindung sieht zwar auch die Anwendung eines Austastsignale erzeugenden, parallel mit dem eigentlichen Abtastbündel abgelenkten Strahlenbündels vor, nutzt jedoch dieses zusätzliche Strahlenbündel zur Erzeugung von Taktgeberimpulsen, die mit einer relativ großen Anzahl, z. B. 300 bis 3000 Impulsen pro Abtastzeile, erzeugt werden.
Eine Spiegelrad-Abtastanordnung in der eingangs beschriebenen Art kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß in an sich bekannter Weise zur synchronen optischen Erzeugung von während der Abtastung jeder Zeile erfolgenden Taktgeberimpulsen ein quergestreifter Taktgeberstreifen angeordnet ist, der von einem Lichtstrahl abgetastet wird, und daß der Taktgeberstreifen parallel zur Abtastzeile der Bahn angeordnet ist und von einem synchron mit dem die Bahnzeile abtastenden Lichtstrahl bewegten Lichtstrahl abgetastet wird.
Zweckmäßigerweise bestehen die Querstreifen des die Taktgeberimpulse erzeugenden Taktgeberstreifens aus Rückstrahlereleinenten, etwa aus bandförmigem Rückstrahlermaterial.
In. einer zweckmäßigen Ausführung sind die Querstreifen des Taktgeberstreifens keilförmig ausgebildet und der Taktgeberstreifen selbst in der Querrichtung verschiebbar, so daß sich die Periodizität der Taktgeberimpulse verschiedenen Rasterabständen der Rasterelemente des abzutastenden Informationsträgers anpassen läßt. Um die richtige Phäsenlage zwischen Abtastsignal und Taktsignal herzustellen, ist der Taktgeberstreifen zweckmäßigerweise in seiner Längsrichtung einstellbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt. Der bandförmine Informationsträger ist mit 1 bezeichnet; er weist, wie in der Zeichnung angedeutet, aus quadratischen Rasterelementen bestehende abzutastende Zeilen auf.
Der Taktgeberstreifen ist mit 2 bezeichnet, er wird durch keilförmige Querstreifen gebildet, die durch das genannte Rückstrahlermaterial gebildet werden. Der Streifen 2 ist sowohl in Längsrichtung als auch in vertikaler Richtung verschiebbar, was durch die Doppelpfeile angedeutet ist. Durch die Verschiebung in horizontaler Richtung wird die Phasenlage der Streifen in bezug auf die Kante des Objektbandes 1 eingestellt. Durch die Verschiebung in vertikaler Richtung durchsetzt die Bahn des Abtaststrahls 4 die Querstreifen in verschiedener Höhe, und es ergibt sich dadurch während der Abtastung eine Einstellbarkeit der Periodizität der Taktgebersignale.
Von der gemeinsamen Lichtquelle 15 ausgehend, durchsetzt das Licht eine Kondensorlinse 11 und ein Objektiv 12 und wird dann durch eine der spiegelnden Flächen des Spiegelrades 5 abgelenkt. Die spiegelnden Flächen 5 liegen in der Brennebene des sphärischen Spiegels 6, so daß die Abtaststrahlen 3 und 4 immer unter demselben Winkel auf das Objektband 1 bzw. den Taktgeberstreifen 2 auftreffen. 10 ist eine halbzylindrische, vor dem Objektband 1 vorgesehene Linse.
Mit 9 sind Schlitzblenden bezeichnet, die in Verlängerung übereinander angeordnet sind und das von dem Objektband 1 reflektierte Licht auf verschiedene Farben ansprechende Detektoren 7, 7' zuleiten. 13 ist ein halbdurchlässiger Spiegel. Das von dem Takt-- geberstreifen 2 rückgestrahlte Licht 4 wird über einen teildurchlässigen Spiegel 14 einem weiteren Lichtdetektor 8 zugeleitet.

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur zeilenweisen photoelektrischen Abtastung von Informationsträgern mit einem Spiegelrad, das die Lichtstrahlen in Gestalt eines Lichtfleckes auf die Bahn reflektiert, bei der das von der Bahn reflektierte Licht nach dem Autokollimationsverfahren auf einen lichtelektrischen Empfänger gelenkt wird, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß in an sich bekannter Weise zur synchronen optischen Erzeugung von während der Abtastung jeder Zeile erfolgenden Taktgeberimpulsen ein quergestreifter Taktgeberstreifen (2) angeordnet ist, der von einem Lichtstrahl (4) abgetastet wird, und daß der Taktgeberstreifen (2) parallel zur Abtastzeile der Bahn (1) angeordnet ist und von einem synchron mit dem die Bahnzeile abtastenden Lichtstrahl (3) bewegten Lichtstrahl (4) abgetastet wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstreifen des Taktgeberstreifens (2) aus Rückstrahlerelementen bestehen.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang zwischen dem Spiegelrad (5) und dem Objektband (1) bzw. dem Taktgeberstreifen (2) ein sphärisch gewölbter Spiegel (6) angeordnet ist, in dessen Brennebene die spiegelnden Flächen des Spiegelrades (5) liegen.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Lichtquelle (15) ausgehenden bzw. zu den Lichtdetektoren (7, 7', 8) zurückkehrenden Strahlen in Verlängerung zueinander angeordnete Spaltblenden (9) durchsetzen.
5. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstreifen des Taktgeberstreifens (2) keilförmig sind und der Taktgeberstreifen (2) in der Querrichtung verschiebbar ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgeberstreifen (2) in der Längsrichtung einstellbar ist.
7. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise vor der Bahn eine Halbzylinder-Stablinse (10) angeordnet ist.