DE1900635A1 - Photoelektrische Umwandlungseinrichtung - Google Patents

Description

DR. ELISABETH JUNG. DR. VOLKER VOSSIUS. DIPL.-ING. GERHARD GOLDEWEY >

PATENTANWÄLTE

• MÖNCHEN as ■ SIEGESSTRASSE 21 · * ELEFON S4(0«T ■ TELEQHAMM-AOHtSSE: INVENT/MONCHIN

u.Z. B 992

I 7JAH. 1969

OABOff OiMSRA CQHSiITY, LTD. " : ' ' Tokio, Japan ₍ ,

PhotosloKtrIbehe Uavandlungselnrlohtung Prioritäten* 8, Januar 1968, Japan, Hr. 985/68

10. April 1968, Japan, Nr. 23811/68

DIt Erfindung besieht οIch auf eine Sende* und- lapfangevorriohtung zur Faksimile- und SchrlftBeiohenUbertragung und zur Zelohenabftlhlung und betrifft lnebeioädere eine photoelektrische UBwandlunge&larlchtung.

BIe Irfladung bietet unter anderen den Vorteil, defl die Sende·· bzw. Eingabevorrichtung und, die Hopf enge- bsw. Ausgabevorrichtung für die oben genannten Anwendungsgebiete vereinigt werden können, das darf Abtasten beeehleuk nlgt und ebenes Abtasten ermöglicht wird, dafl die Vorrichtung von einfacher Bauart ist und daß sie ein ausreichendes Aufiasun^Bverraügen hat.

Bai bei den herköaaliohsn Sende- und Impfangavorrlohtungen zur Schrlftzelohea- und Faksimileübertragung angewandte Verfahren aloht vor, das Manuekrlpt oder daa llohteapflnd* Hohe Material, auf dem die Reproduktion gemSLQ den gesendeten Signalen hergestellt werden soll, uo einen Zylinder su wickeln·

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Aus diesem Grund war der Betrieb diskontinuierlich, und es war nicht racJglioh zu sehen, was für ein Manuskript oder was für Signale über tragen wurden., solange die Vorrichtung in Betrieb war« iußerdem waren aaistens die Sendevorriohtung und die Bmpfangavorrichtung getrennt aufgebaut,,

Was Sende- und lapfangevorrichtungen mit ebener Abtastung betrifft, so sind bereits verschiedene Vorschläge gemacht worden, wie ein Kreis - Linien-Umformer mit Faseranordnung oder ein schraubenlinienföriaiges Schlitzvorfahren und dglo Bai vielen von ihnen T?ar Jedoch die Geschwindigkeit begrenzt, da machanischea Abtasten angewandt wurde, · auch war die Verwendung nur einer Verrichtung zum Senden und Empfangen nicht unbedingt erfolgreiche Manche der vorgeschlagenen Anordnungen eigneten eich nicht für HaIb-

Ein Amtfendungsbeispiel für andere Gebiete ist die Eingabe und Auegabe bei elektronischen Rechnern» Von der Lochkarten- und Lochstreifeneingabe geht man allmählich zu dem System über, die mit Zeichen versehene Karte zur Eingabe abzulesen, da die Markierung einfach ist« Auch bsi den Zeilendrucfcern und dgl_o Vorrichtungen zum Aufselohnen ergeben sich visla Schxtflerigfceiten hinsiohtlich der Geschwindigkeiten, dar, Kosten uaw_o, da es Bloh um mecha- ' ''^tj nische_; Anordnungen handelt» *··,— <*

Bei dar erfindungsgemäß verwendeten Sinrichtung handelt os sich um eino Elgictronenrohre^ und infolgedeaeen ist, hohe -Geschwindigkeit beim Abiaaten gegeben, ist- ebenes tastGü ffiöglich, .die Einrichtung .ist einfaoh zu handhaben ·, ^ und verursaoht weniger.Kosten* - < .,.-.-. ■ .?,..-. ->'.;'o^^

Sie hat auch den Vorteil, daS. aiß in .,eine/

gevräQöelt tiarden kann, in der die Sends--

tion koablni-ert ist, ohne dafl viel

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- 3 rtistungen zum Abwand al α nötig sind_c

Die Hrflndung betrifft eine photoelsktrische Umwandlungseinrichtung sum umwandeln des Llohtee, welches von einem mit hellen Flecken mittels Elektronsnstrahlabtastung abgetasteten, lichtundurchlässigen Manuskript reflektiert wird, in elektrische Signale« Insbesondere betrifft die Erfindung den Aufbau von Abtastlichteinfalls- und -aufnahraetellene Die photoelektrisehe Umwandlungseinrichtung gemäß dor Erfindung kann nicht nur zum Ablesen,sondern auch zum Aus-. drucken verwendet werden, indem man ein lichtempfindliches Material dem Abtastlicht aussetzt, welches vom Auftreffen eines mittels Videosignal modulierten Elektronenstrahls erzeugt wird.

Wenn sloh auoh das Verfahren der photoelektrlachen Umwandlung mit Elektronenstrahlabtastung daduroh auszeichnet, defl dia Abtastgeschwindigkeit bedeutend erhöht werden kann Im Vergleich zur herkömtallehai» mechanischen Abtastung la einer Vorrichtung mit bekanntG-α Lichtpunktabtaster, sind der praktischen Anwendung aufgrund der Struktur der Optik und der nioht ausreichenden Lichtmenge und dgl, noch Grenzen gesetzt·

Die Erfindung bringteine Verbesserung einer photoelektrischen Umwandlungseinrichtung« in der als Lichtquelle eine sogenannte Faseroptikröhre mit Faseroptikplatte als Schirmträger einer Kathodenstrahlröhre dient,

Der Schirmträger einer Faseroptikröhre wurde gemäß dem Stand der Technik so hergestellt, daß, wie in Figo 1 dargestellt, eine oder mehrere Schichten optischer Fasern 1 zwlsohen zwei Glasblöcken 2 angeordnet wurden und dieser Schichtaufbau zu zweckmäßiger Sicke zerschnitten und um den Kolben einer Kathodenstrahlröhre gefrittet wurde* Bei einer derartig hergestellten photoelektrischen Umwandlungseinrichtung ergaben eich dann Spalte 3 zwischen den elnzel-

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nen Paserelerasnten, und diese Spalte bildeten tote Räume, die nicht sur übertragung x^rcn Informationen dienten«, Daher ist eine solche Einrichtung auni Beispiel nioht zum Lesen eines Manuskriptes im Halbton geeignet,,

Gemäß der Erfindung wird eine Foseroptlkplatte verwendet, in der jede einzelne optische Paser verschweißt ist, um die oboa erwähnten EFaohteils einer piezoelektrischen umwandlungaelnriehtung mit einer Faseroptlkröhre als Lioht«- quells zu vermeiden und die Einrichtung zum Lesen eines Manuskripte3 im Halbton geeignet zu machen. . .. ,

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen . mahrerar Ausftthrungebeispiele näher erläutert!

Fig. 1 zeigt zwei Querschnitte durch eine Paseroptikplatte, die alß Sohirmträger einer belcannten Faseroptilcröhre dient, in vergröSertetn Maßstab}

Pig« 2 aeigt z>rei Querschnitte durch eine in der photoelelctriechen Umwandlungseinrichtung gemäß der Brfin* dung verwendete Pa3eroptiH:platto, in vergrößertem Maßstab; j

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch βία Δ^bführungsbel- .-spiel der photo elektrischen ümwandlungseinrlchtung.; ■·' gemäß der Erfindung; -

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbelsplel der Erfindung;

Flg. 5 zeigt Querschnitte durch verschiedene andere AusfUhrungebeisplele der Erfindung.

Figo 2 aeigt ciu verschvaißtss faccrbündel, trelohee in der photoelelEtrlschen üinwandlungaelnrlchtuns gemäß der Erfindung verwendet ist. Dieses Faserbündel wird dadurch erhalten, daß die Oberflächen der Fasern des BUndela unter Anwendung von Wärme und Druck miteinander verschweißt und die Fasern dann in zweckmäßige Gestalt gebracht werden. Wegen deß Verschwei3ens bilden sich keine Spalte und ea

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entstehen ksine to too Hawse vie bsi don bekannton optlsohen Faserotrungea. Bio Quarschnittsgastalt 1st Im allgemeinen polygonal, wie aus dor Zeichnung hervorgeht.

Fig. 3 zeigt im Querschnitt sin AuafUhrungsbeiapiel der photoolektrisohan UrawaadlungeeinrlchtuQg gemäß der Brfln· dung mit einem Kolben 4 alnsr Kathodenstrahlröhre und eintr einen Schirraträger bildenden Faseroptlkplatte 5· la dir Innenseite des Sohirmträgers let eine Phosphorschlolit 6 vorgesehen. Mit 7 1st ein von einer Elektronenschleuder kommender Elektronenstrahl bezeichnet. Aue don oben genann· ten Bauteilen 1st die Paaaroρtitröhre aufgebaut, ferner let eine faseroptikplatte 8 mit verschweißten Fasern vor* gesehen. Bin aufgerolltes Manuskript 9 wird an einer ~ transparenten Platte to in Form eines Prismas oder einer Linse 11 vorbelgefUhrt, wobei Llchtabsohirablöoke 12 und \^: 13 vorgesehen sind. Mit eine« transparenten Klebstoff 14 (Bindemittel) ist der Schirmträger der Peeeroptifcröhre mit dem oben genannten Lesskopfteil verbunden. Sin opti« eohes faserbündel 15 sammelt Licht, welche> von PrIsatte11 U der transparenten Platte Io reflektiert wird, and da· iusgangeonde des ?aserbUndels veist zu einer aufnehmenden Photoselle 16. Bas von des hellen ?leok der Phosptjp» Schicht durch das Abtasten mittels eine· elektronenstrahls In seitlicher Richtung (d.h. ία Hlobtung senkrecht sur Zeichnung) ausgesendete Lioat durchdringt den aus einer veraohvolßten Paseroptlkplatts bestehenden Sohlraträger sowie die Faseroptikplatte 8 und tastet die OberflSohe des Manuskripts 9 ab, welches,In senkrechter Rlohtmag be· wegt wird. Das vom Manuskript reflektierte Licht wird voa der transparenten Platte empfangen und von Prlsaatell 11 ara Snde der Platte Io reflektiert und fällt, nachdem et durch das Faserbündel 15 geleitet wurde, in die Photoselle 16, woduroh dem Manuskript entsprechende Video»ignale als Ausgang des auf diese Welse vom Manuskript her übertragenen Lichts erzeugt werden.

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Wenn die GriloducgsgaraüSe ümwaadlungseiarlehtung zum Drucken verwendet i;ird, kann dar Elektronenstrahl 7 durch Vidooslg«. QaIo moduliert and das Maausitrlpt 9 durch.lichtempfindlichQ3 Material, wie "Electrofos" ersetzt werden, welches sich zum Bedrucken oignet.

4 zeigt einen Querschnitt durch einen Hauptteil eines anderen i\usführung3b3ißpial3 der Erfladung, bei dem -das photoelektriseha tteniandlungseieiaent direkt mit dem Schirmträger einer KathodeαStrahlrohre zusamaangefrlttet und das lichtempfangeade ^lemaut direkt am Prlsmatail" dar transparenten Platte \^TorgSBelien ist, us Licht vom photoelektrischen UmvancllungeelGmeüt aufzunehmen. Das jjlemsat 17 zur Äufnahiiio von Licht kann aüb eiasr Silizluaidiode, einem Phototransistor oder dgl» bestehen uad 1st dem Prisma 11 benachbart angeordnat« Bei diesem Äusführungs·* , böispiol ist Prlttstoff oder dgl_e als Bindemittel verwendet. Das üusgangsende '· 8 dar ffaseroptiicplatte fcann, wie aus der Zeichnung su satnshraen iat, mit geringer Schrägung poliert sein, ura die Wirkung der Spiegeire» fleslonslcomponente zu verringern, t;enn bedrucktes Matorlal mit glänsender Oberfläche als Macusicriptpapier verwendet wird, Ss ist vorteilhaft,beispielsweise einea transparenten Film vcn bis 2u too /α Dicks zwischen dem photo el ektri sehen Usmandlungselsfasnt und des Manuskript ansuordnen, um eine Verschmutzung dor erflndungsgemäßeß Einrichtung zu vermeiden und außerdem die Hange reflelc« tiertea Lichts zu vergrößern, Wenn die Dicka das Films größer 1st als obea angegeben,. besteht Gsfahr, daß der Rauaehabstand versöhlechtort wird; daher 1st die oben angegebene Dicke als f-iaxiaialwert wCinschcnßwsrt, GlQlcii»= Koitlg kann das Licht sarünalode Paas-rbiindel aus drei Schichten. beatahoa und mit dem photßolsfctrlachGO ßleaeßt über Filter in Verbindung stehen,* die ,ieweils am Ausgangs» enda der drai Schichten ö.gs Pas^rbUndals angeordnat sind, wobei ^Gder dor drai Filter derartig gewählt iat, da3 er nur entweder rcta, griina oder blaue Strahlen durchläßt, so da3 al3lctri£3cüa Sigaal,Q entsprechsnd dsn drei

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BAD ORIGINAL

aufgenommen werden, die aus einem farbigen Kanuolcrlpt aufgalciot werden. Wenn auch bei den In Flg. 3 und 4 gezeigten AusfUhrungebe!spielen ein transparentes Materlei mit hohen Brechungsindex für den Llchteufnähmeteil verwendet 1st und das vom Manuskript reflektierte Licht dem Llohtauf» nähmete11 durch die Innere Reflexion des transparenten Materials und das Priese sugeführt wird, to kann da· 'Lichtaufnahmete11 auch bus einer Faseroptikplatte alt. verschweißten J?as em hergestellt sein·

Flg. 5 zeigt ein weiteres AuefUhrungsbelsplel der Brflnduag_B bei den auch als Ltohtaufaahmetell eine Glasfaserplatte verwendet 1st. Diese Faseroptikplatte 8 alt verschweißten Fasern kann so hergestellt sein, da3 die Lloht aussendende Seite und die Lloht aufnehmende Seite Integral -aufgebaut sind. Bei des unter («) gtstlgtta Beispiel sind swsokBäSlgs Kerben la der Tassroptlkplattt ausgebildet, und ein Priese 19 oder la nan oben Fällen voMUgswtls· el· ns Zylinderlinse 1st la dls an der Manuskripts ti te befind-Hohe Kerbe elngtsetst, während die Kerbt an der anderen Seite Bit Llohttbsehlrnfarbt 2o gtfttllt ltt_e Diese ila* richtung hat alco einen vtrhSltnlsaäSlg elnfaohen lufbau und kann alt wtciger Pabrlkatlonsstufen fisrgtittllt «ftrdtftc Bsi dea unter (t) get «Igten Beispiel 1st dlt l'tseropUkplatte θ stufsnvelss subgebildet, und ein Llohtaufnahatelsasnt 2t sowie tin Llohtabschlmblook 22 sind, wie la der Zelohnung dergeettllt, In dsa gekerbtsn, dlt Llohtaufnshasselte bildenden Teil angeordnet.

AuBsrdea 1st es BÖglloh, die Fassroptlkplatttn alt vsrsohwsietsa Fasern für dlt Lloht aussendende unddie Lloht empfangende Saite getrennt htrsusttlltn and getrennte ^;' Ftseroptlkplatten alteinender eu verbinden, anstatt alt : von vornherein als einheitliches Gebilde su schaffen· -^ In diesea Fall, d.h. bsi de« unter 5 (c) gostlgtsn BtI-eplsl brauchen öle beiden Fescroptlkplatten 6 und β^Γ nloht unbedingt parallel zur Faser geschnitten su stia, ·

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denn selbst wenn file Sohaittfläche schräg verläuft, katm eine ähnliche Wirkung erzielt «erden, vorausgesetzt daß die Licht aussendende Seite und die Licht empfangend· Seite eng passend aneinander liegen.

Ba eine Pateroptikplatte mit verschweißten Fasern» d.h. ohne toten Rauo für die Übertragung und LlohtaufnabMe von hellen Punkten verwendet wird, 1st genäd der Irflo* dung das Ablesen von Manuskripten Ie Halbton auglloh* SarUberhlnaus ist die erfindungsgeaäSe Slorichtung auoh sue Drucken geeignet. Is wird also eine photoeltktrlsohe Ütainndlungaeinrichtung alt verbesserter Leistungsfähigkeit bsi einfaohea Aufbau erzielt, iuflerd·· 1st bsi der Herstellung das Einstallen der übtastposltlon dsl htllsn Punktes erhoblloh einfacher. . . ' · '

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Claims (1)

1. Ansprüche

   1 ο Photoelsktrische üomandlungsainrlchtung ztfr Varwenäung In einer photo elektrischen ümi/andlungsvorrlchtung, in der die Informationsquelle mit hallen Punkten durch Abtasten beleuchtet und das von ihr reflektierte Licht empfangen und zu einem elektrischen Signal umgewandelt wird, oder zur Verwendung in einer Vorrichtung zum Umwandeln elektrischer Energie in Licht, in der eine Aufzeichnung von einenjj^&dulierten Signal durch Abüsfp.eti mit; he-Vi-wa Punkten gemacht wird, gekennzeichnet durch eine FasoIOptlkplatte (8) mit verschweißten Fasern zum übertragen dee hellen Punktes /6) auf die Informationsquelle (9) oder aus übertragen eines modulierten hellen Punktes (6} auf llohtaspfindllchaa fiatarlal, und durch einen Llcbrtaufnahmekanal (Iq) in der Käho einer Auagangsflache der Faserplatte (8) und längs der Faserplatte«

   2₀ Photoelektrische Uinwandlungseinrlchtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Liohtaufnahmekanal eine Fassroptikplatte mit verschweißten Fasern iat (Flg. 5)»

   '3o Photoelektrische Urawandlungselnrlchtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Platte (to) ein Prisma (ti) oder eine Linse enthält,

   4„ PhotoeloktrischQ llürwsndlungselnrlchtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Lichtabschirmung (Ί2, 13) längs des Llohtaufnahiaekanals (1o) umfaßt,,

   5« Photoelektrische Umwandlungsainrichtung nach inopruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS sie eine Llchtsammoleinrichtung (15) urafaiät, die zur Aufnahme des reflektierten LiohtB vom Liohtaufnahmekanal (Io) dient.

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   ÜO

   β. Photoelektrische Umivandlungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Faseroptllcplattö (8) mit verschweißten fasern dire&t mit dem Schiriaträger (5) einer Kathodenstrahlröhre (4) zusammengefrlttet ist.

   7= Photoeleictrische Uaiwandlungseinrichtung nach Anspruch ί, dadurch gakennzoichaet, daß das Ausgange» ende der Faseroptlkplatte (8) mit verschweißten Pasern poliert und leicht abgeschrägt ist,

   8o Vorrichtung zum Umwandeln elnsr farbigen Orlginalab-"bildung in elektrische Signale „ gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Auflösen einer photo» elektrischen Substanz in die Farben rot, grün und blau oder in andere Signala_e

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