DE1931273B2

DE1931273B2 - Abtasteinrichtung für das Lesen eines flachen Schriftstücks

Info

Publication number: DE1931273B2
Application number: DE19691931273
Authority: DE
Inventors: Henri Paris Delavie
Original assignee: Compagnie Industrielle de Telecommunication CIT Alcatel SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 1968-06-26
Filing date: 1969-06-20
Publication date: 1981-04-23
Also published as: NL168952B; NL168952C; BE734508A; DE1931273C3; NL6909806A; DE1931273A1; FR1601413A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Abtasteinrichtung für das Lesen eines flachen Schriftstücks im Hinblick auf eine Faksimile-Übertragung, mit einem Netz ortsfester Lichtleitfasern, deren erste Enden vor den Bildpunkten einer Zeile eines Schriftstücks und deren zweite Enden v, auf einer Kreislinie verteilt liegen, mit einem drehbaren Leseorgan, das diese zweiten Enden überstreicht und einen Lichtleitfaserblock aufweist, der von der Kreislinie zur Drehachse führt, wo sich ein lichtempfindliches Organ befindet, sowie mit einer Lampe, deren Licht zur Beleuchtung der abzutastenden Bildpunkte ebenfalls mittels Lichtleitfasern an das Schriftstück herangeführt wird.

Eine solche Einrichtung ist z. B. aus der DE-AS 21 270 bekannt. Aufgabe der Erfindung ist es, das e>5 optische Auflösevermögen dieser Einrichtung zu verbessern. Praktische Versuche haben nämlich gezeigt, daß das Auflösevermögen der bekannten Anordnung nicht befriedigt, da nicht nur Lichtanteile in eine gerade abgetastete Faser des Netzes gelangen, die von dem unmittelbar unter dem Faserende liegenden Dokumentenpunkt stammen, sondern auch Anteile von benachbarten Punkten des Schriftstücks.

Dieser Nachteü wird durch die Abtasteinrichtung behoben, die sich von der bekannten Abtasteinrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs unterscheidet. Danach erfolgt die Beleuchtung über einen weiteren Lichtleitfaserblock im rotierenden Leseorgan sowie durch das Netz ortsfester Lichtleitfasern. Die Abtastung eines Punktes des Schriftstücks erfolgt also, indem durch eine Faser des Netzes ortsfester Lichtleitfasern ein Punkt beleuchtet wird und durch eine benachbarte Faser gleichzeitig das reflektierende Licht zum lichtempfindlichen Organ übertragen wird.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 eine teilgeschnittene Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Abtasteinrichtung,

Fig.2 eine perspektivische Ansicht des ortsfesten Fasernetzes der Einrichtung aus F i g. 1 in Explosionsdarstellutig,

F i g. 3 einen Teilschnitt in vergrößertem Maßstab des drehbaren Leseorgans aus der Einrichtung gemäß Fig.l,

Fig.4 eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Teils des Leseorgans gemäß F i g. 3,

F i g. 5 eine Variante zu F i g. 4,

F i g. 6 die Zuordnung des Leseorgans zum ortsfesten Fasernetz sowie

Fig.7 und 8 zwei Detailskizzen der Einrichtung gemäß F i g. 1 in zwei unterschiedlichen Betriebsstellungen.

Nach F i g. 1 wird ein in Faksimile zu übertragendes flaches Dokument 10, das im Sinne des Pfeils f vorgerückt wird, mit Hilfe eines in einem Stator 20 enthaltenen Netzes optischer Fasern 21, die sich im Innern einer Haube AB befinden, und eines von einem Motor 4 in Drehung versetzten Leseorgans 30 analysiert. Die Einrichtung besitzt eine ortsfeste Lichtquelle 50 und ein photoempfindliches Organ 60.

Der Stator 20 weist einen Hohlraum 22 auf, der den unteren Teil des Leseorgans 30 mittels Kugellagern 23, 23' trägt. Das Licht am Austritt des Leseorgans 30 wird durch eine feste optische Faser 24 empfangen, die mit dem photoempfindlichen Organ 60 verbunden ist.

Das drehbare Leseorgan 30 enthält eine obere Hohlwelle 31, die in ihrer Mitte eine optische Beleuchtungsfaser 71 aufweist, ein Mittelteil 32 mit einem außen gelegenen Untersuchungsorgan 70 und eine untere Hohlwelle 33. Das Untersuchungsorgi.n enthält drei optische Fasern, die Faser 71, eine neutrale Faser 72 und eine Lesefaser 73. Die der Achse entlang verlaufende Faser 71 ist so gebogen, daß sie das Untersuchungsorgan 70 erreicht; die Faser 73, die von Untersuchungsorgan 70 kommt, ^;st so gebogen, daß sie in das untere hohle Stück 33 der Welle hinunter gelangt. Die Lesefaser 73 gibt an der Unterseite der unteren Hohlwelle 33 ihr Licht an die feste Faser 24 ab.

Die Lichtquelle 50 weist eine Lampe 51 und eine Sammellinse 52 auf. Es ist nicht notwendig, daß die Rotorwelle 31 von einem konzentrischen Motor angetrieben wird. Der Motor kann an der Seite mit einem Antrieb durch Ritzel oder Zahnräder angekoppelt sein, wodurch man die Rotor-Drehzahl gegenüber der Motordrehzahl frei wählen kann.

In Fig.2 sieht man den Stator 20, der von seiner Haube AB befreit ist, so daß das Netz von Fasern mit ihren äußeren Austrittsenden 25, ihren äußeren Eintrittsenden 26 und der Ansatz der Faser 24 leicht zu erkennen sind.

F i g. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Teil des Leseorgans 30 der F i g. 1 mit dem M'ttelteil 32, das das Untersuchungsorgan 70 mit den äußeren Enden der drei Fasern 71,72,73 enthält Durch die obere Hohlweile 31 führt axial die Faser 71. Durch die untere Hohlwelle 33 führt axia! die Faser 73.

Fig.4 zeigt ein Untersuchungsorgan 70 in einer ersten Ausführungsform mit drei Seite an Seite angeordneten Fasern 71,72,73.

F i g. 5 ist eine Variante zu F i g. 4, bei der die Faser 71 durch einen Block 710 ersetzt ist, der von einer Vielzahl zusammengefaßter Fasern gebildet wird. Der Block 72 wurde durch einen aus einer Vielzahl zusammengefaßter Fasern bestehenden Block 720, und der Block 73 durch einen aus einer Vielzahl zusammengefaßter Fasern bestehenden Block 730 ersetzt Im Sinne der Erfindung wirkt jeder Faserblock aus F i g. 5 wie eine der Fasern aus F i g. 4.

F i g. 6 zeigt ein Untersuchungsorgan 70, das sich vor den äußeren Enden 26 der optischen Fasern des Stators 20 dreht

Wie Fig.7 zeigt, breitet sich das austretende Strahlenbündel am Ausgang einer optischen Faser kegelförmig mit einem Halbwinkel in der Größenordnung von ungefähr 35° aus. Dieser Winkel ist in den F i g. 7 und 8 mit χ bezeichnet.

Zunächst wird der Abstand d zwischen den äußeren Faserenden 71, 73 des Blocks 70 und den äußeren Eintrittsenden der Fasern 21 abgeschätzt. Alle in den Figuren gezeichneten Winkel sind gleich 35°, und man sieht unmittelbar, daß, wenn 0 der Durchmesser der Fasern ist, die Faser 73 das reflektierte Licht nicht direkt von der Faser 71 her empfängt, und zwar unter der Bedingung:

2tg35<

id. h. ungefähr d<

0
1,4

Liegt d zwischen 0 und obigem Wert, gelangt kein Licht direkt von Faser 71 nach Faser 73.

Wenn dagegen die neutrale Faser 72 nicht vorhanden und somit die Fasern 71 und 73 einander unmittelbar benachbart wären, würde die Faser 73 bei beliebigem Abstand D Streulicht empfangen.

Was den Abstand D zwischen dem Ausgang der festen Netzfasern 21 und dem Schriftstück 10 betrifft, so soll dieser vorzugsweise über einem Wert D\ nach F i g. 7 liegen, von dem ab die von einer Faser a durch eine Zwischenfaser c getrennte Faser b des Maximum des Lichtes empfängt, das durch das Schriftstück 10 reflektiert wird, und von der Faser a herrührt, die der Faser 71 gegenüberliegt, und von dem ab die Faser b das Licht in die Faser 73 zurückstrahlt. Die Grenzen MM' und NN'des von der Faier a ausgestrahlten Bündels, das in die Faser b zurückgestrahlt wird, sind in der Zeichnung stark ausgezogen.

Vergrößert man den Abstand D von dem minimalen Abstand D\ an, so wächst der optische Wirkungsgrad der Faser b, denn das Licht fällt näher an ihrer Normalen ein. Es wird mehr Licht von der Faser b erfaßt und weniger gestreut Das Schriftstück dagegen strahlt

ίο weniger Licht zurück. Die beiden Effekte kompensieren sich teilweise, und der Versuch zeigt daß bei einer Änderung des Abstands D zwischen 3 0 und 6 0 die Lichtmenge am Ausgang der Lesefaser 73 nicht mehr als 24% schwankt

is Die Grenzen PP', Q, Q' des von a ausgehenden Bündels, das unter diesen Bedingungen in b zurückgestrahlt wird, sind eingezeichnet Die Stelle der Nutz-Reflektion ist durch einen Doppelpfeil F\ bezeichnet

In F i g. 8 liegen die Fasern des Organs 70 um einen Halbschritt versetzt den Statorfasern 21 gegenüber: Die Faser 71 beleuchtet die Fasern a und a', die Faser 73 empfängt das Licht der Fasern b und b'. Das von a ausgehende Bündel wird durch S und T, das von a'

r> ausgehende Bündel wird durch 5' und T begrenzt Der schraffierte Teil ist beiden gemeinsam. Die Fasern b und b' empfangen ein von Si und 71 begrenztes Bündel. Bei dem Abstand D₁ nach F i g. 8 und den Abständen D> D₂ empfängt die Faser 73 im Falle der F i g. 7 ebenso viel Licht wie im Fall der Fig.8: Jenseits eines Abstands D größer als 2 0/tg 35° gibt es fast keine Streumodulation mehr, infolge der Abtastung der Netzfasern 21 durch die Beleuchtungsfaser 71.

Der Bereich der Nutzreflektion ist durch einen Doppelpfeil F₂ gekennzeichnet. Vorteilhafte Werte für D liegen zwischen 3 0 und 6 0.

Bei einer praktischen Ausführung sollte bei einer Definition von 4 Zeilen pro mm der Faserdurcnmesser 0,125 mm betragen. Der Abstand d kann zwischen f (sehr klein) und 0,09 mm gewählt werden. Die Entfernung Lh kann zwischen 0,36 und 0,7? mm variieren.

Diese Toleranzen liegen im Bereich des mechanisch Realisierbaren.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung schafft die folgenden Vorteile:

— Hohe optische Auflösung,

— gleichmäßige Lichtverteilung auf die gesamte Länge der analysierten Zeile,

— Unterdrückung der Streumodulation infolge der Faserabtastung,

— Erhöhung der Tiefenschärfe beim Lesen,

— erleichterte mechanische Realisierung aufgrund der j zulässigen Toleranzen für die Bezeichnungen d und D.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abtasteinrichtung für das Lesen eines flachen Schriftstücks im Hinblick auf eine Faksimile-Übertragung, mit einem Netz ortsfester Lichtleitfasern, deren erste Enden vor den Bildpunkten einer Zeile eines Schriftstücks und deren zweite Enden auf einer Kreislinie verteilt liegen, mit einem drehbaren Leseorgan, das diese zweiten Enden überstreicht und einen Lichtleitfaserblock aufweist, der von der Kreislinie zur Drehachse führt, wo sich ein lichtempfindliches Organ befindet, sov.ie mit einer Lampe, deren Licht zur Beleuchtung der abzutastenden Bildpunkte ebenfalls mittels Lichtleitfasern an das Schriftstück herangeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe (51) im Bereich der Drehachse angeordnet ist und mit einem Lichtleitfaserblock (71) zusammenwirkt, der eine bauliche Einheit mit dem Leseorgan (30) bildet und dessen von der Lampe entferntes Ende im Bereich der Kreislinie parallel neben dem entsprechenden Ende des anderen Faserblocks (73) liegt, und zwar derart, daß die Achsen der beiden Enden sich in einer gemeinsamen, zur Kreislinie tangentialen Ebene befinden, und daß das Netz ortsfester Lichtleitfasern auch zur Weiterleitung des Lampenlichts an das Schriftstück dient

2. Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Faserblöcke (71, 73) durch einen Spalt getrennt sind, dessen Breite in der Größenordnung eines Faserdruchmessers liegt.

3. Abtasteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Faserblöcke (71, 73) durch einen zusätzlichen Faserblock (72) getrennt sind.

4. Abtasteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (d) zwischen dem Ende der Fasern des Leseorgans (30) und dem Netz ortsfester Fasern (21) unter 0/1,4 <to liegt, wobei 0 der Faserdurchmesser ist.

5. Abtasteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (D) zwischen den äußeren AuslriUsenden der ortsfesten Fasern (21) und dem zu analysierenden Schriftstück (10) zwischen 3 0 und 6 0 liegt.