DE1762084B2 - Vorrichtung zur Analyse einer Vorlage und zur Wiedergabe eines Bildes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Analyse einer in ebener Form angeordneten graphischen Vorlage sowie zur Wiedergabe eines Bildes auf einem ebenen Aufzeichnungsträger in einem Faksimile-Übertragungsgerät, bei der durch optische Mittel ein zylindrisches Bild einer Zeile der Vorlage auf einem Teil eines Kreiszylinders erzeugt wird, bzw. umgekehrt, und bei der Lichtleitfasern drehbar an der Zylinderwand angeordnet sind, so daß deren eines Ende über einen Teil der Zylinderwand hinwegstreicht und deren anderes Ende im Bereich der Zylinderachse in einen elektro-optischen Wandler mündet.

Es sind bereits Vorrichtungen zur Analyse eines flachliegenden Schriftstücks durch Lichtstrahlen mittels einer Blende in Form eines parallel zu einer Zeile eines Schriftstücks verlaufenden Schlitzes und einer undurchsichtigen Trommel bekannt, deren Achse parallel zum Schlitz verläuft; diese ist mit einem durchsichtigen, wendeiförmigen Schlitz versehen und im Inneren mit einer lichtelektrischen Zelle ausgerüstet, die elektrische Signale entsprechend dem Inhalt der analysierten Zeile

so abgibt, wenn sich die Trommel um ihre Achse dreht.

Zur Analyse von flachliegenden Schriftstücken sind weiter Vorrichtungen bekannt, bei denen ein entsprechend einer Zeile des zu analysierenden Schriftstückes angeordneter Schlitz mit einer sich drehenden Scheibe zusammenwirkt, die einen wendeiförmigen oder mehrere radial verlaufende Schlitze aufweist. Weiter sind Vorrichtungen bekannt, bei denen die Abtastung einer Zeile der Vorlage unter Einwirkung eines Schwenkspiegels erfolgt. Alle diese Vorrichtungen weisen nur ein mittelmäßiges Auflösungsvermögen und eine begrenzte Abtastgeschwindigkeit auf, was in der modernen Datenübertragungstechnik nachteiligst.

Ähnliche Nachteile sind für entsprechende Wiedergabegeräte zu nennen, die einen Schreibstift überein präpariertes Papier führen oder eine Elektrode über eine für den elektrischen Strom farbenempfindliche Folie führen oder die mittels eines elektrischen Schreibkopfes ein elektrostatisches Bild erzeugen,

welches dann entwickelt wird. Bei all diesen Vorrichtungen erfolgt die Wiedergabe auf einer umlaufenden Trommel.

Es ist auch bereits, beispielsweise aus der US-PS 32 10 462, eine Vorrichtung zur Analyse ein^r in ebener Form angeordneten graphischen Vorlage sowie zur Wiedergabe eines Bildes auf einem ebenen Aufzeichnungsträger in einem Faksimile-Übertragungsgerät bekannt, bei der durch optische Mittel ein zylindrisches Bild einer Zeile der Vorlage auf einem Teil eines Kreiszylinders erzeugt wird, bzw. umgekehrt, und bei der Lichtleitfasern drehbar in dem Zylinder angeordnet sind, wobei eines ihrer Enden Ober den genannten Zylinderteil hinwegstreicht und ihr anderes Ende im Bereich der Zylinderachse in einen elektro-optischen Wandler mündet Die optischen Mittel bestehen in dieser Vorrichtung aus einem Paket von Lichtleitfasern, deren Anzahl gleich der der Elementarpunkte einer Zeile der Vorlage ist. Will man eine hohe optische Auflösung in der Vorrichtung erreichen, darin muß man das Paket aus einer sehr großen Zahl sehr feiner Fasern zusammensetzen. Damit wird aber die erreichbare Auflösung durch die Herbtellungsprobleme eines solchen Pakets auf in vielen Fällen unzulässig niedrige Werte begrenzt.

Aus der DE-AS 12 23 595 ist schließlich ein Abtaster für Zeichenerkennungsvorrichtungen bekanntgeworden, bei dem eine Abtastscheibe in unmittelbarer Nähe einer gewölbten Vorlage vorbeidreht. Auf diesem Zylinder sind mehrere Lichtleitkanäle angeordnet, deren Enden bei rotierender Scheibe unmittelbar über das Dokument hinwegstreichen.

Bei einer derartigen Vorrichtung braucht man zwar kein Lichtleitpaket, um das Bild der Vorlage in den Mantelbereich der Abtastscheibe zu projizieren, so daß die mit diesem Paket zusammenhängenden Beschränkungen entfallen; auf der anderen Seite muß in dieser Vorrichtung die Vorlage gemäß einer genau definierten Wölbung fixiert werden, damit der Abstand zwischen der Scheibe und der Vorlage überall gleich groß ist. Eine solche Forderung ist unvereinbar mit einer gewünschten einfachen Bedienbarkeit

Die Erfindung hat zum Ziel, diese Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, bei der die Vorlage gut zugänglich und eben aufgelegt werden kann, und bei der ein die Auflösung begrenzendes Lichtleitpaket entfällt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch gekennzeichneten Merkmale gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransiprüchen gekennzeichnet.

Zum besseren Verständnis der Erfindung beziehe man sich auf die folgende Beschreibung eines Anwendungsbeispiels der Analyse eines sendeseitig flachen Schriftstückes unter Bezug auf die F i g. 1, 2, 3, 4 und 5 sowie eines Ausführungsbeispiels beim Empfang unter Bezug auf die Wiedergabe eines empfangsseitig flachen Schriftstückes gemäß den Fig.6, 7 und 8; in der Zeichnung zeigt

F i g. 1 das optische Schema eines Teils der sendeseitigen Vorrichtung,

F i g. 2 eine Perspektiv-Ansicht und einen Teilschnitt eines Ausführungsbeispiels der gesamten Vorrichtung,

F i g. 3 einen Querschnitt eines Teils der Vorrichtung in vergrößertem Maßstab,

F i g. 4 eine Draufsicht eines Teils der Vorrichtung,

F i g. 5 eine Ansicht von Einzelteilen eines Teils der Vorrichtune.

F i g. 6 das optische Schema eines Teils der empfangsseitigen Vorrichtung entsprechend F i g. 1,

F i g. 7 eine Perspektivansicht und einen Teilschnitt der gesamten Vorrichtung bei Empfangsbetrieb entsprechend F i g. 2,

Fig.8 ein schematisches Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Modulation des auf der Empfangsseite verwendeten Lichtes.
In der Figur bezeichnen gleiche Bezugszeichen

ίο gleiche Teile.

F i g. 1 ist ein optisches Schema, welches veranschaulicht, wie die Zeile 11 eines Schriftstückes 10, das in seiner Ebene entsprechend einem Pfeil 15 (Strahlen 80) bewegt werden kann, hinter einem entsprechenden Objektiv 12, das sphärische Linsen (Strahlen 81) und einen Planspiegel 13 (Strahlen 82) aufweist, ein virtuelles, sphärisches Bild 11a abgibt, welches durch den Spiegel 13 in Form eines wirklichen Bildes Hb reflektiert wird, das vom Schirm 14 entsprechender Form empfangen werden kann.

Die Herstellung eines Objektivs 12, das von einem ebenen Gegenstand ein Bild in Form eines sphärischen Segmentes abgibt, stellt für einen Konstrukteur optischer Geräte keine Schwierigkeit dar; es handelt sich um ein Objektiv bekannten Typs, ein sogenanntes »Weitwinkelobjektiv, in vereinfachter, gewissermaßen »verformter« Ausführung. Das in der Phototechnik wohl bekannte Weitwinkelobjektiv weist Korrektionselemente auf, die von einem Bildwinkel von beispiels- weise 90° ein ebenes Bild abgeben, das von einer photographischen Platte aufgenommen werden kann. Bei sehr großen Winkeln, von z. B. 120° und mehr, ist eine vollständige Korrektur nicht mehr möglich, und das erhaltene Bild hat die Form eines zylindrischen Bandes, das auf einem lichtempfindlichen Träger gleicher Form aufgenommen wird. Im vorliegenden Fall ist die Korrektur nicht erforderlich: ein nicht korrigiertes Weitwinkel-Objektiv ergibt ein sphärisches Bild, welches unmittelbar verwendet wird. Da das in der erfindungsgemäßen Vorrichtung tatsächlich verwendete sphärische Segment sehr schmal ist, ist das Bild mit einem Teil einer zylindrischen Oberfläche vergleichbar. In F i g. 2 sind einige, z. B. 8, Lichtleitfasern im Winkel von 45° voneinander in einem sich drehenden, tulpenförmig ausgebildeten Körper 30 untergebracht, der im wesentlichen aus einer Nabe 31 mit der Achse X, einer Scheibe 32 und einem Rand 33 besteht, der parallel zur Achse X in Richtung der Nabe 31 gebogen ist. An den Stellen, die von den Lichtleitfasern eingenommen werden, weist der Rand kleine, zur Achse X weisende Erhöhungen 34 auf.

Die Lichtleitfaser 45 im Teil 30 besteht aus einem ersten Teil parallel zur Achse X in der Nabe 31, einem zweiten Teil senkrecht zur Achse X in der Scheibe 32, das mit dem ersten Teil über ein gebogenes Teil verbunden ist, und einem gekrümmten Teil im Rand 33, wobei das in den Vorsprung 34 auslaufende Ende 45a zur Achse Xweist.

Der Vorsprung 34 kann mit einer undurchsichtigen Kappe 38 versehen werden.

Gegenüber dem anderen Ende 45Zj der Lichtleitfaser 45ö, d.h. gegenüber der Nabe 31, befindet sich ein vorzugsweise im Winkel von 45° geneigter Spiegel 28, der die aus der Lichtleitfaser 45 senkrecht austretenden Lichtstrahlen waagerecht reflektiert. Diese Strahlen gehen durch die Eingangspupille eines lichtempfindlichen Gerätes, z. B. einer Photovervielfacherröhre 35, die sich in einem lichtundurchlässigen Gehäuse 36

befindet und an einen in einem Gehäuse 37 untergebrachten elektrischen Verstärker angeschlossen ist. Der Ausgang dieses Verstärkers liegt an einer nicht dargestellten Vorrichtung zur Formung und Anlage der elektrischen Signale.

Die Scheibe 30 wird in Pfeilrichtung 27 beispielsweise durch einen auf dem Gestell 24 ruhenden Motor 23 über ein Getriebe 25 und Lager 26a und 26b angetrieben.

Das abzutastende Schriftstück 10 wird durch die Lichtquellen 21 und 22 beleuchtet. Das die Strahlen empfangende Objektiv gibt von der Zeile 11 ein sphärisches Bild (Strahlen 81) ab, das vom Planspiegel 13 auf den Schirm 14 (Strahlen 82) zurückgeworfen wird, der in Form von Teilstücken durch die Vorsprünge 34 gebildet wird.

Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß zur Verhinderung des Eindringens störenden Lichtes in die Photovervielfacherröhre 35 zwischen dem Gehäuse 36, in dem die Röhre untergebracht ist, und der Nabe 31 der Scheibe 30 eine Lichtfalle 50 vorgesehen ist, welche aus einer Aussparung der Nabe 52 besteht, der eine Aussparung 51 im Gehäuse entspricht.

F i g. 4 zeigt im Aufriß schematisch eine Vorrichtung mit acht Lichtleitfasern 41 bis 48, die in den Vorsprüngen 341 bis 348 enden.

Das winkelförmige, von den Lichtleitfasern abgetastete Teil wird durch zwei Schirme 61 und 63 begrenzt, welche die Form zylindrischer Oberflächen aufweisen; dieses Teil kann durch entsprechendes Verschieben der Schirme 61 und 63 in den Gleitschienen 62 und 64 jm ausgerichtet werden.

In Fig. 5 können der Spiegel 13, die Schirme 61 und 63 sowie deren Gleitschienen vorteilhafterweise eine mechanische Einheit bilden, die auf einem Träger 70 ruht, dessen eines Ende bügeiförmig gebogen ist. Die r> Arme des Bügels, 76 und 77, tragen die durch Nieten 72 befestigten Gleitschienen 62 und 64. Der Spiegel 13 ist durch Muttern 75 auf der Achse 74 befestigt, die ein mit Gewinde versehenes Ende aufweist.

Der Arm 70 ruht auf einem Träger 71, der vorteilhafterweise mit dem Gestell 24 eine Einheit bildet.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

Das in der Tat kreisförmige Bild eines »Abschnittes« des Schriftstückes wird auf einem Vorsprung 341 empfangen, in dem ein Ende einer Lichtleitfaser 41 untergebracht ist (Fig.4). Dieser Abschnitt wird von der Lichtleitfaser 41 bei deren Verschiebung zwischen dem Rand des Schirmes 61 und dem Rand des Schirmes 63 bei der Drehung der Scheibe 30 in Pfeilrichtung 27 abgetastet. Wenn die Lichtleitfaser 42 ihrerseits in den Bereich zwischen den beiden Schirmen eindringt, so wird von dem Schriftstück, das sich in Pfeilrichtung 15 (Fig. 1) vorwärtsbewegt, ein zweiter Abschnitt neben dem ersten Abschnitt usw. zur Abtastung gebracht. ^r>5 Diese Bedingung wird dadurch gewährleistet, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Schriftstückes 10 und die Drehgeschwindigkeit der Scheibe 30 in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Insbesondere können beide Bewegungen von einem einzigen Motor durch mi geeignete, nicht dargestellte kinematische Vorrichtungenerzeugt werden.

Bei einer Drehgeschwindigkeit der Scheibe von 50 U/Min, und acht Lichtleitfasern 41 bis 48 wird eine Abtastgeschwindigkeit von 400 Zeilen pro Sekunde μ erzielt. Bei einer Auflösung von 800 Punkten pro Zeile, d. h. einer Zeile von 24 cm bei einem Durchmesser der Lichtleitfaser von 0,3 mm, beträgt die entsprechende Übertragungsgeschwindigkeit 320 000 Baud.

Die Breite des Formats kann durch Verdoppelung der Winkelbreite der Öffnung zwischen den Schirmen 61 und 63 verdoppelt werden, indem diese in den zugehörigen Gleitschienen 62 und 64 zurückgeschoben werden. Gleichzeitig werden auf vier Vorsprünge, z. B. die geradzahligen Vorsprünge 342, 344, 346 und 348, Deckkappen aufgesetzt, welche die Enden der geradzahligen Lichtleitfasern 42 bis 48 abdecken. Somit bleiben lediglich die ungeraden Lichtleitfasern 41 bis 47 wirksam. Es erfolgt also eine Abtastung mit vier Lichtleitfasern bei einer Geschwindigkeit von 200 Zeilen pro Sekunde; die Zeilen haben in diesem Fall jedoch die doppelte Länge mit 1600 Punkten, wobei die Übertragungsgeschwindigkeit die gleiche bleibt.

Fi g. 6, die der umgekehrten Richtung der Strahlen in bezug auf F i g. 1 entspricht, zeigt, wie die Schrift 1 Xb auf der Innenfläche des Schirmes 14, die durch den Planspiegel 13 auf das Weitwinkelobjektiv 12 geworfen wird, vom Objektiv in Form einer geraden Linie 11 eines lichtempfindlichen Papiers 110 wiedergegeben wird, welches sich in Pfeilrichtung 15 (Lichtstrahlen 82', 81', 80') bewegt.

In F i g. 7, gegenüber dem Ende 45Z> der Lichtleitfaser 45, d. h. gegenüber der Nabe 31, reflektiert ein vorteilhafterweise im Winkel von 45° geneigter Spiegel 28 senkrecht zur Lichtleitfaser 45 die Lichtstrahlen, die beispielsweise waagerecht aus der Vorrichtung 135 zur Modulation des Lichtes austreten, die eine Modulation der Intensität des Lichtstrahlbündels am Ausgang einer eingebauten Lichtquelle unter Einwirkung einer von einem Verstärker 136 abgegebenen elektrischen Spannung liefert, wobei letzterer an einem Ende der Übertragungsleitung 138 angeschlossen ist.

Das auf ein Ende einer Lichtleitfaser gegebene Licht wird vom Spiegel 13 zum Objektiv 12 gesandt, welches es seinerseits an ein Blatt lichtempfindlichen Papiers 110 weitersendet, das sich in seiner Ebene entsprechend dem Pfeil 15 bewegt.

Die Betriebsweise der Vorrichtung beim Empfang ergibt sich aus der Kombination der F i g. 6 und 7.

In F i g. 6 wird ein von einer Lichtleitfaser zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten ausgesandter Lichtstrahl in Abhängigkeit eines elektrischen Signals, welches zum gleichen Zeitpunkt von der Leitung 138 (F i g. 7) ausgesandt wird, von der Optik 12 bis 13 auf das lichtempfindliche Papier 110 zurückgesandt. Da die aufeinanderfolgenden Lichtstrahlen die Buchstaben A, B, C auf den Schirm 14 werfen, werden die wirklichen Bilder dieser Buchstabenelemente durch die Optik 13 bis 12 auf das lichtempfindliche Papier 110 zurückgeworfen. Ein Teil der Nachricht 11b belichtet somit das lichtempfindliche Papier 110 ensprechend der Linie 11.

In F i g. 8 ist mit 136 ein mit der Übertragungsleitung 138 verbundener Verstärker bezeichnet. Die Lichtquelle 151 sendet ein Lichtstrahlbündel zum Spiegel 28 über eine Optik, die aus einem Polarisator 152, einem elektro-optischen Element 153 und einem Analysator 154 besteht.

Das elektro-optische Element 153, beispielsweise eine Kerr- oder Pöckel-Zelle, dreht die Polarisationsebene eines polarisierten Lichtes in Abhängigkeit von der betreffenden Klemmenspannung. Bei einem bestimmten Spannungswert dreht sich die Polarisationsebene nicht, und das Licht wird zwischen parallel angeordnetem Polarisator und Analysator übertragen. Bei einem genügend hohen Spannungswert dreht die Kerr-Zelle die Polarisationsebene derart, daß das übertragene

Licht stark abgeschwächt wird.

Bei entsprechender Dimensionierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Länge einer Zeile auf dem lichtempfindlichen Papier bei einem bestimmten Bogen, z. B. von 45°, aufgetragen, den die Lichtleitfaser

durchläuft. Mit acht gleichmäßig angeordneten Lichtleitfasern v/erden somit acht Zeilen auf dem lichtempfindlichen Papier bei einer Umdrehung des glockenförmigen Trägers aufgezeichnet.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung sowohl zur Analyse einer in ebener Form angeordneten graphischen Vorlage als auch zur Wiedergabe eines Bildes auf einem ebenen Aufzeichnungsträger in einem Faksimile-Übertragungsgerät, bei der durch optische Mittel ein zylindrisches Bild einer Zeile der Vorlage auf einem Teil eines Kreiszylinders erzeugt wird, bzw. umgekehrt, und bei der Lichtleitfasern drehbar an der Zylinderwand angeordnet sind, so daß deren eines Ende über einen Teil der Zylinderwand hinwegstreicht und deren anderes Ende im Bereich der Zylinderachse in einen elektrooptischen Wandler mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfasern (41 bis 48) in einem topfförmigen Drehteil (32) angeordnet sind, dessen Drehnabe (31) in der Zylinderachse (X) liegt, und dessen Wandteil (33) sich rotationssymmetrisch zu dieser Achse erstreckt und die innere Oberfläche des Wandteiles im wesentlichen mit der Zylinderoberfläche identisch ist, wobei ein erstes Ende (456) der Lichtleitfasern im Nabenbereich parallel zur Achse ausgerichtet ist und das zweite Ende (45a) aus dem Wandteil radial in Richtung zur Zylinderachse hin austritt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende der Lichtleitfasern (41—48) in einem Vorsprung (34) des Wandteiles endet

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Vorsprung (34) des Wandteiles eine Kappe (38) zur Abdeckung des betreffenden Endes der Lichtleitfaser vorgesehen werden kann.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Planspiegel (28) gegenüber der Nabe (31) des topfförmigen Drehteiles vorgesehen ist, von der die ersten Enden aller Lichtleitfasern ausgehen, wobei der Planspiegel derart ausgerichtet ist, daß die von den Lichtleitfasern ausgehenden Lichtstrahlen auf die Eingangspupille eines elektro-optischen Geräts (35) geschickt werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper des elektro-optischen Gerätes (35) in einem lichtundurchlässigen Gehäuse (36) untergebracht und eine Lichtfalle (50) zwischen der Nabe und dem Gehäuse untergebracht ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtfalle aus zwischen der Nabe und dem Gehäuse ineinandergreifenden Aussparungen (51,52) besteht (F i g. 3).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß justierbare Schirme (61, 63), vorzugsweise bestehend aus zylindrischen Oberflächenteilen, die in Gleitschienen (62, 64) gleicher Form geführt werden, vorgesehen sind, mit denen der winkelförmige Bereich der abgetasteten zylindrischen Fläche begrenzt wird (F i g. 4 und 5).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschienen und der erste Spiegel (13) auf einem Arm (70) ruhen, welcher in einen Bügel ausläuft, auf dessen Schenkeln (76, 77) die Gleitschienen befestigt sind, wobei der Bügel Schlitze aufweist, in denen eine mit dem ersten Spiegel verbundene Achse (74) geführt und schwenkbar gelagert ist (F i g. 5).

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das topfförmige Drehteil mehrere Lichtleitfasern (41—48) enthält, die in regelmäßigen Abständen auf deren Umfang angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektro-optische Gerät eine Photovervielfacherröhre ist, die zur Analyse eines ebenen Schriftstückes auf der Sendeseite dient

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ίο dadurch gekennzeichnet, daß das elektro-optische Gerät eine Kerr- oder Pöckel-Zelle zwischen Polarisator und Analysator aufweist, die zur Wiedergabe eines ebenen Schriftstückes auf der Empfangsseite dient

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System ein vorzugsweise nicht korrigiertes Weitwinkel-Objek-

. tiv (12) und einen Planspiegel (13) aufweist, der in bezug auf die Objektivachse geneigt ist welches entweder ein zylindrisches Bild mit der Achse X eines geradlinigen Gegenstandes oder einen geradlinigen Gegenstand von einem zylindrischen Bild mit der Achse Λ" abbildet.