DE19841863A1 - Beam splitter; has stationary light source to generate input light source and beam splitter element with polarization converters to produce two perpendicular and offset output light beams - Google Patents
Beam splitter; has stationary light source to generate input light source and beam splitter element with polarization converters to produce two perpendicular and offset output light beamsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektronischen Reproduktionstech nik und betrifft eine Vorrichtung zur Teilung eines Lichtstrahles in zwei Ausgangs lichtstrahlen.The invention relates to the field of electronic reproduction technology nik and relates to a device for dividing a light beam into two outputs rays of light.
Eine solche Strahlteilervorrichtung findet beispielsweise in einem Vorlagenabtast gerät oder einem Aufzeichnungsgerät Anwendung.Such a beam splitter device is found, for example, in an original scan device or a recording device application.
In einem Vorlagenabtastgerät tasten die Ausgangslichtstrahlen eine Vorlage punkt- und zeilenweise ab, und das von der Vorlage reflektierte oder durchgelas sene Abtastlicht wird in einem optoelektronischen Wandler in ein Bildsignal umge wandelt.In an original scanner, the output light beams scan an original point by line and line by line, and that reflected or transmitted through the original Sene scanning light is converted into an image signal in an optoelectronic converter changes.
In einem Aufzeichnungsgerät werden die Ausgangslichtstrahlen durch ein Bildsi gnal intensitätsmoduliert und die intensitätsmodulierten Ausgangslichtstrahlen be lichten punkt- und zeilenweise ein lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial.In a recorder, the output light rays are blocked by an image si gnal intensity-modulated and the intensity-modulated output light beams be light a dot and line of a light-sensitive recording material.
In Geräten vom Flachbett-Typ ist die Halterung für die Vorlage bzw. für das Auf zeichnungsmaterial eine ebene, relativ zur Strahlteilervorrichtung bewegte Fläche, die von den Ausgangslichtstrahlen punkt- und zeilenweise überstrichen wird.In devices of the flat bed type, the holder is for the template or for the opening a flat surface that is moved relative to the beam splitter device, which is covered by the output light beams point by line and line by line.
In Geräten vom Innentrommel-Typ ist die Halterung für die Vorlage bzw. für das Aufzeichnungsmaterial als stationäre, halbschalenförmige Mulde ausgebildet. Die Strahlteilervorrichtung bewegt sich in Richtung der Längsachse der Mulde, und die Ausgangslichtstrahlen werden punkt- und zeilenweise radial über die Mulde abge lenkt.In devices of the inner drum type, the holder for the template or for the Recording material designed as a stationary, half-shell-shaped trough. The Beam splitter device moves in the direction of the longitudinal axis of the trough, and the Output light rays are emitted radially over the trough in points and lines directs.
Aus der DE-C-41 28 468 ist bereits eine Strahlteilervorrichtung zur Erzeugung von zwei Ausgangslichtstrahlen für ein Aufzeichnungsgerät vom Innentrommel-Typ be kannt. Die bekannte Strahlteilervorrichtung weist im wesentlichen eine stationäre Lichtquelle und einen um eine optische Achse rotierenden Lichtablenker auf, der aus einem Polarisationsstrahlteiler, einem Polarisationsumsetzer, einem Reflektor und aus Linsen zur Fokussierung der Ausgangslichtstrahlen besteht.DE-C-41 28 468 already discloses a beam splitter device for generating two output light beams for an inner drum type recorder knows. The known beam splitter device essentially has a stationary one Light source and a light deflector rotating about an optical axis, the from a polarization beam splitter, a polarization converter, a reflector and consists of lenses for focusing the output light beams.
Der von der stationären Lichtquelle erzeugte, polarisierte Lichtstrahl wird in dem rotierenden Lichtablenker durch den Polarisationsstrahlteiler in zwei Ausgangs lichtstrahlen zerlegt, die von einem Bildsignal intensitätsmoduliert werden. Die bei den intensitätsmodulierten Ausgangslichtstrahlen treten radial um 180° versetzt aus dem rotierenden Lichtablenker aus, werden auf ein in einer Belichtungsmulde fixiertes Aufzeichnungsmaterial fokussiert und belichten punkt- und zeilenweise das Aufzeichnungsmaterial. Mit den beiden intensitätsmodulierten Ausgangslicht strahlen werden pro Umdrehung des rotierenden Lichtablenkers zwei Zeilen auf dem Aufzeichnungsmaterial belichtet, wodurch eine hohe Aufzeichnungsge schwindigkeit erzielt wird.The polarized light beam generated by the stationary light source is in the rotating light deflector through the polarization beam splitter in two output beams of light broken down, which are intensity-modulated by an image signal. The at the intensity-modulated output light rays are radially offset by 180 ° from the rotating light deflector, are on one in an exposure well fixed recording material focuses and exposes point and line at a time the recording material. With the two intensity-modulated output lights two lines are emitted per revolution of the rotating light deflector exposed to the recording material, whereby a high recording area speed is achieved.
Die bekannte Strahlteilervorrichtung hat den Nachteil, daß sie aus mehreren hochwertigen optischen Einzelkomponenten besteht, deren Anordnung zueinander genau justiert werden muß und keine kompakte Bauweise der Strahlteilervorrich tung zuläßt.The known beam splitter device has the disadvantage that it consists of several high-quality optical individual components exist, their arrangement to each other must be precisely adjusted and no compact design of the beam splitter device allowed.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Teilung ei nes Lichtstahles in Ausgangslichtstrahlen derart zu verbessern, daß nur wenige optischen Einzelkomponenten benötigt werden, die eine kompakte Bauweise der Vorrichtung ermöglichen.The object of the present invention is therefore to provide a device for dividing egg To improve nes light steel in output light beams so that only a few optical individual components are required that have a compact design Allow device.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge löst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Unteransprü chen angegeben.This object is achieved by the features of claim 1 ge solves. Advantageous further developments and refinements are in the dependent claims Chen specified.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 3.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für eine Strahlteilervorrichtung, Fig. 1 shows an embodiment of a beam splitting device,
Fig. 2 den Strahlengang des ersten Ausgangslichtstrahles in der Strahlteiler vorrichtung und Fig. 2 device and the beam path of the first output light beam in the beam splitter
Fig. 3 den Strahlengang des zweiten Ausgangslichtstrahles in der Strahlteiler vorrichtung, Figure 3 apparatus. The beam path of the second output light beam in the beam splitter,
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Strahlteilervorrichtung, die prinzipiell aus einer stationären Lichtquelle (1) und einem rotierenden Lichtablenker (2) mit einem würfelförmigen Strahlteilerelement (3) besteht. Fig. 1 shows an embodiment of a beam splitter device, which in principle consists of a stationary light source ( 1 ) and a rotating light deflector ( 2 ) with a cube-shaped beam splitter element ( 3 ).
In der stationären Lichtquelle (1) wird ein parallel zu einer optischen Achse (4) verlaufender zirkular polarisierter Eingangslichtstrahl (5) erzeugt, der aus einer s- polarisierten Lichtkomponente und einer p-polarisierten Lichtkomponente besteht. Durch die Zirkularpolarisation des Eingangslichtstrahles (5) wird erreicht, daß die Polarisationswirkung unabhängig vom jeweiligen Drehwinkel des rotierenden Licht ablenkers (2) ist. Grundsätzlich kann aber auch ein unpolarisierter Eingangslicht strahl (5) verwendet werden.A circularly polarized input light beam ( 5 ), which runs parallel to an optical axis ( 4 ) and consists of an s-polarized light component and a p-polarized light component, is generated in the stationary light source ( 1 ). The circular polarization of the input light beam ( 5 ) ensures that the polarization effect is independent of the respective angle of rotation of the rotating light deflector ( 2 ). In principle, however, an unpolarized input light beam ( 5 ) can also be used.
Zwischen der Lichtquelle (1) und dem Lichtablenker (2) ist auf der optischen Achse (4) ein Objektiv (6) angeordnet, das einen kollimierten, d. h. nicht vorfokussierten Eingangslichtstrahl (5), formt, der in das Strahlteilerelement (3) eintritt. Der Ein gangslichtstrahl (5) wird in dem Lichtablenker (2) in zwei radial zu der optischen Achse (4) verlaufende und um 180° gegeneinander versetzte Ausgangslichtstrah len (7, 8) zerlegt. Der Lichtablenker (2) ist um die optische Achse (4) drehbar gela gert und wird von einem Motor (9) angetrieben.Between the light source (1) and the light deflector (2) an objective (6) is arranged on the optical axis (4), forms a collimated, that is not pre-focused input light beam (5) entering the beam splitter element (3). The input light beam ( 5 ) is broken down in the light deflector ( 2 ) into two radially to the optical axis ( 4 ) and 180 ° offset from each other output light beams ( 7 , 8 ). The light deflector ( 2 ) is rotatably mounted about the optical axis ( 4 ) and is driven by a motor ( 9 ).
Das Strahlteilerelement (3) besteht aus einer Anzahl von halbwürfelförmigen Pris men (10, 11, 12, 13, 14), die beispielsweise durch Klebung derart zu einer kom pakten würfelförmigen Einheit zusammengefügt sind, daß die Dachkanten der Prismen auf einer senkrecht zur optischen Achse (4) verlaufenden Mittellinie des würfelförmigen Strahlteilerelementes (3) liegen. The beam splitter element ( 3 ) consists of a number of half-cube-shaped prisms ( 10 , 11 , 12 , 13 , 14 ) which are joined together, for example by gluing, to form a compact cube-shaped unit such that the roof edges of the prisms are on a perpendicular to the optical axis ( 4 ) extending center line of the cube-shaped beam splitter element ( 3 ).
Die Außenflächen eines ersten Prismas (10) und eines zweiten Prismas (11) bil den gemeinsam eine senkrecht zur optischen Achse (4) verlaufende Lichteintritts fläche (15) für den in Richtung der optischen Achse (4) einfallenden Eingangslicht strahl (5). Zwischen den aneinanderstoßenden Grenzflächen des ersten Prismas (10) und des zweiten Prismas (11) ist ein Polarisationsumsetzer (16) angeordnet, der die Polarisationsrichtung einer polarisierten Eingangslichtstrahles um 90° dreht. Der Polarisationsumsetzer (16) ist beispielsweise Wellenplatte (λ/2-Platte) ausgebildet, die aus Quarz besteht.The outer surfaces of a first prism ( 10 ) and a second prism ( 11 ) form a light entry surface ( 15 ) running perpendicular to the optical axis ( 4 ) for the incident light beam ( 5 ) incident in the direction of the optical axis ( 4 ). A polarization converter ( 16 ) is arranged between the abutting interfaces of the first prism ( 10 ) and the second prism ( 11 ) and rotates the polarization direction of a polarized input light beam by 90 °. The polarization converter ( 16 ) is designed, for example, wave plate (λ / 2 plate), which consists of quartz.
Die Außenfläche eines an das zweite Prisma (11) angrenzenden dritten Prismas (12) bildet eine erste Lichtaustrittsfläche (17) für den ersten Ausgangslichtstrahl (7) und die entsprechende Außenfläche eines vierten Prismas (13), das an das erste Prisma (10) angrenzt, eine zweite Lichteintrittsfläche (18) für den zweiten Aus gangslichtstrahl (8). Die beiden Lichteintrittsflächen (17, 18), die sich in dem Strahlteilerelement (3) gegenüber liegen, sind parallel zueinander und parallel zur optischen Achse (4) ausgerichtet.The outer surface of a third prism ( 12 ) adjoining the second prism ( 11 ) forms a first light exit surface ( 17 ) for the first output light beam ( 7 ) and the corresponding outer surface of a fourth prism ( 13 ) adjoining the first prism ( 10 ) , a second light entry surface ( 18 ) for the second output light beam ( 8 ). The two light entry surfaces ( 17 , 18 ), which lie opposite each other in the beam splitter element ( 3 ), are aligned parallel to one another and parallel to the optical axis ( 4 ).
Die Grenzfläche zwischen dem zweiten Prisma (11) und dem dritten Prisma (12) ist als erster Polarisationsstrahlteiler (19) ausgebildet, die Grenzfläche zwischen dem zweiten Prisma (10) und dem vierten Prisma (13) ist als zweiter Polarisations strahlteiler (20) ausgebildet, der mit dem ersten Polarisationsstrahlteiler (19) einen Winkel von 90° einschließt. Die Polarisationsteiler (19, 20) reflektieren oder trans mittieren polarisiertes Licht in Abhängigkeit von der Polarisationsrichtung.The interface between the second prism ( 11 ) and the third prism ( 12 ) is designed as a first polarization beam splitter ( 19 ), the interface between the second prism ( 10 ) and the fourth prism ( 13 ) is designed as a second polarization beam splitter ( 20 ) which encloses an angle of 90 ° with the first polarization beam splitter ( 19 ). The polarization splitters ( 19 , 20 ) reflect or transmit polarized light depending on the direction of polarization.
Der erste Polarisationsstrahlteiler (19) ist derart angeordnet, daß die an ihm reflek tierte polarisierte Lichtkomponente des Eingangslichtstrahles (5) senkrecht auf den Polarisationsumsetzer (16) fällt, dort in der Polarisationsrichtung geändert wird, und dann durch den zweiten Polarisationsstrahlteiler (20) in Richtung auf die zwei te Lichtaustrittsfläche (18) als erster Lichtanteil des zweiten Ausgangslichtstrahles (8) durchgelassen wird. Ebenso ist der zweite Polarisationsstrahlteiler (20) derart angeordnet, daß die an ihm reflektierte polarisierte Lichtkomponente des Ein gangslichtstrahles (5) wiederum senkrecht auf den Polarisationsumsetzer (16) fällt, dort in der Polarisationsrichtung geändert wird, und dann durch den ersten Polari sationsstrahlteiler (19) in Richtung auf die erste Lichtaustrittsfläche (18) als erster Lichtanteil des ersten Ausgangslichtstrahles (7) durchgelassen wird.The first polarization beam splitter ( 19 ) is arranged such that the polarized light component of the input light beam ( 5 ) reflected thereon falls perpendicularly onto the polarization converter ( 16 ), is changed there in the polarization direction, and then through the second polarization beam splitter ( 20 ) in the direction the second light exit surface ( 18 ) is let through as the first light component of the second output light beam ( 8 ). Likewise, the second polarization beam splitter ( 20 ) is arranged such that the polarized light component of the input light beam ( 5 ) reflected on it in turn falls perpendicularly onto the polarization converter ( 16 ), is changed there in the polarization direction, and then by the first polarization beam splitter ( 19 ) is passed in the direction of the first light exit surface ( 18 ) as the first light component of the first output light beam ( 7 ).
Im Ausführungsbeispiel hat der erste Polarisationsstrahlteiler (19) einen Neigungs winkel von +45°und der zweite Polarisationsstrahlteiler (20) einen Neigungswinkel von -45° gegenüber der optischen Achse (3). Beide Polarisationsstrahlteiler (19, 20) sind symmetrisch zur der optischen Achse (4) bzw. zum Polarisationsumsetzer (16) ausgerichtet und schließen einen Winkel von 90° ein.In the exemplary embodiment, the first polarization beam splitter ( 19 ) has an inclination angle of + 45 ° and the second polarization beam splitter ( 20 ) has an inclination angle of -45 ° with respect to the optical axis ( 3 ). Both polarization beam splitters ( 19 , 20 ) are aligned symmetrically to the optical axis ( 4 ) or to the polarization converter ( 16 ) and enclose an angle of 90 °.
Die Polarisationsstrahlteiler (19, 20) sind beispielsweise als Polarisationsschichten ausgebildet, die in der Regel aus mehreren dielektrischen Einzelschichten mit un terschiedlichen Brechungsindizes zusammengesetzt ist. Alternativ können die Po larisationsschichten aus einer polarisierenden Folie aus Kunststoff oder einem an deren geeigneten Material bestehen. Als Träger für die Polarisationsschichten können auch Glasplatten oder die Grenzflächen der Prismen verwendet werden.The polarization beam splitters ( 19 , 20 ) are designed, for example, as polarization layers, which are generally composed of a plurality of individual dielectric layers with different refractive indices. Alternatively, the polarization layers can consist of a polarizing film made of plastic or another suitable material. Glass plates or the interfaces of the prisms can also be used as supports for the polarization layers.
Ein optisch nicht wirksames fünftes Prisma (14) ergänzt das Strahlteilerelement (3) zu der würfelförmigen Einheit.An optically ineffective fifth prism ( 14 ) supplements the beam splitter element ( 3 ) to form the cube-shaped unit.
Die Grenzfläche zwischen dem dritten Prisma (12) und dem fünften Prisma (14) ist als erste Reflexionsfläche (21) gestaltet, die Grenzfläche zwischen dem vierten Prisma (13) und dem fünften Prisma (14) ist als zweite Reflexionsfläche (22) aus gebildet, die mit der ersten Reflexionsfläche (21) einen Winkel von 90° einschließt. Im Ausführungsbeispiel haben die Reflexionsflächen (21, 22) einen Neigungswin kel von +45° bzw. -45° zur optischen Achse (4).The interface between the third prism ( 12 ) and the fifth prism ( 14 ) is designed as a first reflection surface ( 21 ), the interface between the fourth prism ( 13 ) and the fifth prism ( 14 ) is formed as a second reflection surface ( 22 ) , which forms an angle of 90 ° with the first reflection surface ( 21 ). In the exemplary embodiment, the reflection surfaces ( 21 , 22 ) have a tilt angle of + 45 ° or -45 ° to the optical axis ( 4 ).
Die erste Reflexionsfläche (21) ist zur optischen Achse (4) derart geneigt daß die durch den ersten Polarisationsstrahlteiler (19) transmittierte polarisierte Lichtkom ponente des Eingangslichtstrahles (5) an dieser in Richtung auf die erste Licht austrittsfläche (17) als zweiter Lichtanteil des ersten Ausgangslichtstrahles (7) re flektiert wird, während die zweite Reflexionsfläche (22) zur optischen Achse (4) derart geneigt ist, daß die durch den zweiten Polarisationsstrahlteiler (20) transmit tierte polarisierte Lichtkomponente des Eingangslichtstrahles (5) an dieser in Rich tung auf die zweite Lichtaustrittsfläche (18) als zweiter Lichtanteil des zweiten Aus gangslichtstrahles (8) reflektiert wird.The first reflection surface ( 21 ) is inclined to the optical axis ( 4 ) in such a way that the polarized light component of the input light beam ( 5 ) transmitted through the first polarization beam splitter ( 19 ) on this in the direction of the first light exit surface ( 17 ) as the second light component of the first Output light beam ( 7 ) is reflected, while the second reflection surface ( 22 ) is inclined to the optical axis ( 4 ) such that the polarized light component transmitted by the second polarization beam splitter ( 20 ) of the input light beam ( 5 ) on this in Rich direction on the second light exit surface ( 18 ) is reflected as the second light component of the second output light beam ( 8 ).
Im dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem ein nicht vorfokussierter Eingangs lichtstrahl (5) Verwendung findet, wird der erste Ausgangslichtstrahl (7) durch min destens eine im Strahlengang angeordnete Linse (24) auf eine Bezugsebene (23) fokussiert. Alternativ dazu kann die Linse (24) auch im Strahlengang des Ein gangslichtstrahles (5) zwischen dem Objektiv (6) und dem Lichtablenker (2) ange ordnet werden. Der zweite Ausgangslichtstrahl (8) wird durch mindestens eine im Strahlengang angeordnete Linse (25) auf die Bezugsebene (23) fokussiert.In the exemplary embodiment shown, in which an unfocused input light beam ( 5 ) is used, the first output light beam ( 7 ) is focused on a reference plane ( 23 ) by at least one lens ( 24 ) arranged in the beam path. Alternatively, the lens ( 24 ) can also be arranged in the beam path of the input light beam ( 5 ) between the lens ( 6 ) and the light deflector ( 2 ). The second output light beam ( 8 ) is focused on the reference plane ( 23 ) by at least one lens ( 25 ) arranged in the beam path.
Wird, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel, ein nicht vorfokussierter Eingangs lichtstrahl (5) geteilt, haben die zur Fokussierung des ersten und zweiten Aus gangslichtstrahles (7, 8) verwendeten Linsen gleiche optische Parameter, da die optischen Wege für beide Ausgangslichtstrahlen (7, 8) innerhalb des Strahlteilere lementes (3) gleich sind. Wird dagegen ein durch eine entsprechende Ausbildung und Anordnung des Objektivs (6) vorfokussierter Eingangslichtstrahl geteilt, kön nen die Linse für beide Ausgangslichtstrahlen (7, 8) ganz entfallen.If, as in the exemplary embodiment shown, an unfocused input light beam ( 5 ) is divided, the lenses used to focus the first and second output light beams ( 7 , 8 ) have the same optical parameters, since the optical paths for both output light beams ( 7 , 8 ) within the beam splitter element ( 3 ) are the same. If, on the other hand, an input light beam pre-focused by a corresponding design and arrangement of the lens ( 6 ) is divided, the lens for both output light beams ( 7 , 8 ) can be eliminated entirely.
Nach der Beschreibung des Aufbaus der Strahlteilervorrichtung wird die Wir kungsweise anhand des Verlaufes von zwei Einzelstrahlen, beispielsweise der Randstrahlen (5', 5'') des zirkular polarisierten Eingangslichtstrahles (5) in den Fig. 2 und 3 näher erläutert.After the description of the structure of the beam splitter device, we will be explained in more detail using the course of two individual beams, for example the marginal beams ( 5 ', 5 '') of the circularly polarized input light beam ( 5 ) in FIGS. 2 and 3.
Fig. 2 zeigt den Strahlengang in der Strahlteilervorrichtung zur Bildung des ersten Ausgangslichtstrahles (7). Die p-polarisierte Lichtkomponente des Randstrahles (5') wird durch den ersten Polarisationsstrahlteiler (19) transmittiert, an der ersten Reflexionsfläche (21) reflektiert und verläßt das Strahlteilerelement (3) durch die erste Lichtaustrittsfläche (17) als p-polarisierter Randstrahl (7') des ersten Aus gangslichtstrahls (7). Die s-polarisierte Lichtkomponente des Randstrahles (5'') wird an dem zweiten Polarisationsstrahlteiler (20) in Richtung auf den Phasen transformator (16) reflektiert und dort in eine p-polarisierte Lichtkomponente um gesetzt, die durch den ersten Polarisationsteiler (19) transmittiert wird und das Strahlteilerelement (3) durch die erste Lichtaustrittsfläche (17) als p-polarisierter Randstrahl (7'') des ersten Ausgangslichtstrahles (7) verläßt. Fig. 2 shows the beam path in the beam splitter device for forming the first output light beam ( 7 ). The p-polarized light component of the edge beam ( 5 ') is transmitted through the first polarization beam splitter ( 19 ), reflected at the first reflection surface ( 21 ) and leaves the beam splitter element ( 3 ) through the first light exit surface ( 17 ) as a p-polarized edge beam ( 7 ') from the first output light beam ( 7 ). The s-polarized light component of the marginal beam ( 5 '') is reflected on the second polarization beam splitter ( 20 ) in the direction of the phase transformer ( 16 ) and converted into a p-polarized light component which transmits through the first polarization splitter ( 19 ) and leaves the beam splitter element ( 3 ) through the first light exit surface ( 17 ) as a p-polarized edge beam ( 7 '') of the first output light beam ( 7 ).
Fig. 3 zeigt den Strahlengang in der Strahlteilervorrichtung zur Bildung des zweiten Ausgangslichtstrahles (8). Die s-polarisierte Lichtkomponente des Randstrahles (5') wird an dem ersten Polarisationsstrahlteiler (19) in Richtung auf den Phasen transformator (16) reflektiert und dort in eine p-polarisierte Lichtkomponente um gesetzt, die durch den zweiten Polarisationsteiler (20) transmittiert wird und das Strahlteilerelement (3) durch die zweite Lichtaustrittsfläche (18) als p-polarisierter Randstrahl (8') des zweiten Ausgangslichtstrahles (8) verläßt. Die p-polarisierte Lichtkomponente des Randstrahles (5'') wird durch den zweiten Polarisations strahlteiler (20) transmittiert, an der zweiten Reflexionsfläche (22) reflektiert und verläßt das Strahlteilerelement (3) durch die zweite Lichtaustrittsfläche (18) als p polarisierter Randstrahl (8'') des zweiten Ausgangslichtstrahls (8). Fig. 3 shows the beam path in the beam splitter device for forming the second output light beam ( 8 ). The s-polarized light component of the marginal beam ( 5 ') is reflected on the first polarization beam splitter ( 19 ) in the direction of the phase transformer ( 16 ) and converted into a p-polarized light component there, which is transmitted through the second polarization splitter ( 20 ) and leaves the beam splitter element ( 3 ) through the second light exit surface ( 18 ) as a p-polarized edge beam ( 8 ') of the second output light beam ( 8 ). The p-polarized light component of the edge beam ( 5 '') is transmitted through the second polarization beam splitter ( 20 ), reflected on the second reflection surface ( 22 ) and leaves the beam splitter element ( 3 ) through the second light exit surface ( 18 ) as a p-polarized edge beam ( 8 '') of the second output light beam ( 8 ).
Aus den Darstellungen in den Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, daß die Ausgangslicht strahlen (7, 8) gleich polarisiert, im Beispiel p-polarisiert, sind. Es ist ferner erkenn bar, daß die Ausgangslichtstrahlen (7, 8) aus unterschiedlichen Anteilen des Ein gangslichtstrahles (5) zusammensetzen, die innerhalb des Strahlteilerelementes (3) unterschiedliche optische Wege durchlaufen.From the representations in FIGS. 2 and 3 it can be seen that the output light rays ( 7 , 8 ) are equally polarized, in the example p-polarized. It can also be seen that the output light beams ( 7 , 8 ) are composed of different parts of the input light beam ( 5 ) which pass through different optical paths within the beam splitter element ( 3 ).
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß das Strahlteilerelement (3) auch in einer stationären Strahlteilervorrichtung Anwendung findet.It is within the scope of the invention that the beam splitter element ( 3 ) is also used in a stationary beam splitter device.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Strahlteilervorrichtung besteht darin, daß ein eventuell bestehender störender Positionsversatz der Ausgangslichtstrahlen (7, 8) automatisch korrigiert wird, indem mittels Stellantrieben der gesamte Lichtablenker (2) oder das Strahlteilerelement (3) für sich gekippt wird. Alternativ können die Lin sen (24, 25) verschoben werden. Der Positionsversatz der Ausgangslichtstrahlen (7, 8) wird gemessen und entsprechende Korrekturwerte werden an die Verstel lantriebe in dem rotierenden Lichtablenker (2) übertragen. Einzelheiten zur Strahl positionskorrektur sind ausführlich in der DE-C-44 33 763 beschrieben.An advantageous further development of the beam splitter device consists in that a possibly existing disturbing positional offset of the output light beams ( 7 , 8 ) is automatically corrected by tilting the entire light deflector ( 2 ) or the beam splitter element ( 3 ) by means of actuators. Alternatively, the lenses ( 24 , 25 ) can be moved. The position offset of the output light beams ( 7 , 8 ) is measured and corresponding correction values are transmitted to the adjusting drives in the rotating light deflector ( 2 ). Details of the beam position correction are described in detail in DE-C-44 33 763.
Claims (18)
- - einer stationären Lichtquelle (1) zur Erzeugung eines Eingangslichtstrahles (5) entlang einer optischen Achse (4) und
- - einem von dem Eingangslichtstrahl (5) beaufschlagten Strahlteilerelement (3), das eine im wesentlichen senkrecht zur optischen Achse (4) liegende Lichteintrittsfläche (15) für den Eingangslichtstrahl (5), eine erste Licht austrittsfläche (17) für einen ersten Ausgangslichtstrahl (7) und eine gegen über liegende zweite Lichtaustrittsfläche (18) für einen zweiten Ausgangs lichtstrahl (8) aufweist, wobei die Lichtaustrittsflächen (17,18) annähernd parallel zu der optischen Achse (4) ausgerichtet sind und die Ausgangs lichtstrahlen (7, 8) im wesentlichen senkrecht zur optischen Achse (4) und gegeneinander versetzt aus dem Strahlteilerelement (3) austreten, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlteilerelement (3) folgende Komponenten aufweist:
- - einen an die Lichteintrittsfläche (15) angrenzenden, in der optischen Achse (4) und parallel zu den Lichtaustrittsflächen (17,18) angeordneten Polarisa tionsumsetzer (16),
- - einen an die Berührungslinie zwischen Lichteintrittsfläche (15) und erster Lichtaustrittsfläche (17) angrenzenden und mit einem positiven Neigungs winkel zur optischen Achse (4) ausgerichteten ersten Polarisationsstrahltei ler (19),
- - einen an die Berührungslinie zwischen Lichteintrittsfläche (15) und zweiter Lichtaustrittsfläche (18) angrenzenden und mit einem negativen Neigungs winkel zur optischen Achse (4) ausgerichteten zweiten Polarisationsstrahl teiler (20),
- - eine an die von der Lichteintrittsfläche (15) abgewandte Seite der ersten Lichtaustrittsfläche (17) angrenzende und mit dem negativen Neigungswin kel zur optischen Achse (4) ausgerichtete ersten Reflexionsfläche (21) so wie
- - eine an die von der Lichteintrittsfläche (15) abgewandte Seite der zweiten Lichtaustrittsfläche (18) angrenzende und mit dem positiven Neigungswinkel zur optischen Achse (4) ausgerichtete zweite Reflexionsfläche (22) und daß
- - die an dem ersten Polarisationsstrahlteiler (19) reflektierte polarisierte Licht komponente des Eingangslichtstrahles (5) in dem Polarisationsumsetzer (16) bezüglich der Polarisationsrichtung umgeformt und durch den zweiten Polarisationsstrahlteiler (20) in Richtung auf die zweite Lichtaustrittsöffnung (18) als erster Lichtanteil des zweiten Ausgangslichtstrahles (8) durchgelas sen wird, während die durch den ersten Polarisationsstrahlteiler (19) durch gelassene polarisierte Lichtkomponente an der ersten Reflexionsfläche (21) in Richtung auf erste Lichtaustrittsfläche (17) als zweiter Lichtanteil des er sten Ausgangslichtstrahles (7) reflektiert wird und
- - die an dem zweiten Polarisationsstrahlteiler (20) reflektierte polarisierte Lichtkomponente des Eingangslichtstrahles (5) in dem Polarisationsumset zer (16) bezüglich der Polarisationsrichtung umgeformt und durch den er sten Polarisationsstrahlteiler (19) in Richtung auf die erste Lichtaustrittsöff nung (17) als erster Lichtanteil des ersten Ausgangslichtstrahles (7) durchgelassen wird, während die durch den zweiten Polarisationsstrahlteiler (20) durchgelassene polarisierte Lichtkomponente an der zweiten Refle xionsfläche (22) auf die zweite Lichtaustrittsfläche (18) als zweiter Lichtan teil des zweiten Ausgangslichtstrahles (8) reflektiert wird.
- - A stationary light source ( 1 ) for generating an input light beam ( 5 ) along an optical axis ( 4 ) and
- - a acted upon by the input light beam (5) beam splitter element (3) having a lying substantially perpendicular to the optical axis (4) of light entry surface (15) for the input light beam (5), a first light exit surface (17) for a first output light beam (7 ) and an opposite second light exit surface ( 18 ) for a second output light beam ( 8 ), the light exit surfaces ( 17 , 18 ) being aligned approximately parallel to the optical axis ( 4 ) and the output light beams ( 7 , 8 ) in emerge from the beam splitter element ( 3 ) substantially perpendicular to the optical axis ( 4 ) and offset from one another, characterized in that the beam splitter element ( 3 ) has the following components:
- - A polarization tion converter ( 16 ) adjacent to the light entry surface ( 15 ), arranged in the optical axis ( 4 ) and parallel to the light exit surfaces ( 17 , 18 ),
- - A to the line of contact between the light entry surface ( 15 ) and the first light exit surface ( 17 ) adjacent and with a positive inclination angle to the optical axis ( 4 ) aligned first polarization beam divider ( 19 ),
- - A to the line of contact between the light entry surface ( 15 ) and the second light exit surface ( 18 ) adjacent and with a negative inclination angle to the optical axis ( 4 ) aligned second polarization beam splitter ( 20 ),
- - A on the light entry surface ( 15 ) facing away from the first light exit surface ( 17 ) adjacent and with the negative angle of inclination to the optical axis ( 4 ) aligned first reflection surface ( 21 ) as
- - A to the light entry surface ( 15 ) facing away from the second light exit surface ( 18 ) adjacent and with the positive angle of inclination to the optical axis ( 4 ) aligned second reflection surface ( 22 ) and that
- - The at the first polarization beam splitter ( 19 ) reflected polarized light component of the input light beam ( 5 ) in the polarization converter ( 16 ) with respect to the direction of polarization and formed by the second polarization beam splitter ( 20 ) towards the second light exit opening ( 18 ) as the first light component of the second Output light beam ( 8 ) is passed, while the first polarizing light splitter ( 19 ) reflects polarized light components on the first reflection surface ( 21 ) towards the first light exit surface ( 17 ) as the second light component of the first output light beam ( 7 ), and
- - The at the second polarization beam splitter ( 20 ) reflected polarized light component of the input light beam ( 5 ) in the polarization converter ( 16 ) with respect to the direction of polarization and formed by the most polarization beam splitter ( 19 ) in the direction of the first light exit opening ( 17 ) as the first light component of the first output light beam ( 7 ) is transmitted, while the polarized light component transmitted through the second polarization beam splitter ( 20 ) is reflected on the second reflection surface ( 22 ) onto the second light exit surface ( 18 ) as a second part of the second output light beam ( 8 ).
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