DE2042229C3

DE2042229C3 - Mehrstufige, steuerbare Lichtstrahlablenkvorrichtung

Info

Publication number: DE2042229C3
Application number: DE2042229A
Authority: DE
Inventors: Byron Richard San Jose Brown; Kenneth Campbell Sanders; Lester Fook Los Gatos Shew; Hans Jacob Mission Viejo Zweig
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1969-10-09
Filing date: 1970-08-26
Publication date: 1980-09-04
Also published as: JPS4944910B1; CA927635A; DE2042229A1; FR2068312A5; US3625598A; GB1252229A; DE2042229B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, wie sie dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu entnehmen ist.

Eine derartige Anordnung läßt sich der US-PS 29 20 529 mit Fig. 8 entnehmen, wo sich in einem zwei Spiegel enthaltenden Metallinterferenzfilter wie bei einem Fabry-Perot-Etalon eingefangenes Licht Mehrfachreflexionen unterwerfen läßt. Die beiden parallel zueinander liegenden Spiegel, von denen einer teilweise lichtdurchlässig ist, lassen sich unter elektrischer Steuerung in ihrem Abstand so zueinander ändern, daß hiervon in Abhängigkeit von dieser elektrischen Steuerung Licht unterschiedlicher Wellenlänge entnommen werden kann. Diese Grundanordnung läßt sich auch als Verschlußblende ausbauen, indem in den von einem ersten Interferenzfilter ausgehenden Strahlengang ein zweites Interferenzfilter eingeschaltet wird, dessen Spiegelabstand dann so steuerbar ist, daß einmal das Frequenzband des hiervon abgestrahlten Lichts mit dem des ersten Interferenzfilters übereinstimmt, und zum anderen Mal außerhalb des Frequenzbandes des ersten Interferenzfilters liegt.

Eine derartige Lichtstrahlablenkvorrichtung ist aber nicht ohne weiteres zur Abtastung einer Fläche mit Hilfe eines Lichtstrahls in der Lage. Derartige Einrichtungen bedienen sich im allgemeinen eines im Zickzackstrahlengang liegenden Drehspiegelsystems mit zueinander senkrecht liegenden Drehspiegelachsen, wie in Fig. 6 oben angeführter US-PS gezeigt, oder eines Schwenkspiegelsystems mit zueinander senkrecht liegenden Schwenkachsen, wie der Fig. 10 oben genannter Patentschrift zu entnehmen. Nachteilig bei derartigen Spiegelsystemen wirkt sich aus, daß bei Drehbewegung bzw. Winkellagenänderung störende Spiegelschwingungen auftreten können, wenn schnelle Lichtstrahlablenkvorgänge durchzuführen sind. Ganz abgesehen davon, ist bei derartigen Lichtablenksystemen nicht ohne weiteres eine allen Zwecken genügende Genauigkeit zu erzielen, wobei zudem noch ein verhältnismäßig hoher Justierungsaufwand weitere Nachteile mit sich bringt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lichtstrahlablenkvorrichtung zu schaffen, die unter Vermeiden der oben genannten Nachteile einen relativ einfachen Aufbau besitzt, und deren Ablenksystem im Ansprechen auf elektrische Signale schnell und fehlerlos reagiert

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß entsprechend dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 vorgegangen wird.
Wird im Grenzfall ein praktisch punktförmiger Lichtstrahl angewendet dann läßt sich statt des jeweiligen veränderbaren Stufenspiegelsystems auch ein keilförmiger Spiegelträger anwenden, der sich in den Strahlengang hinein bzw. herausschieben läßt
ίο In vorteilhafter Weise wird der jeweilige Abstand zwischen beweglichem und unbeweglichem Spiegel im Strahlengang von der Lichtquelle bis zur zu beleuchtenden Fläche von Stufe zu Stufe zunehmend größer gehalten, wobei darauf geachtet ist daß sich die jeweiligen Ablenklagen in den einzelnen Stufen nicht überlappen, um eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung der Auffangfläche zu ermöglichen.

Da jeder verschiebbare Spiegel der jeweils benutzten Stufenanzahl individuell im Ansprechen auf elektrische Signale in den Strahlengang hineinschiebbar oder herausschiebbar ist, ergibt sich eine entsprechend große Anzahl von möglichen Ablenklagen des Ausgangslichtstrahls. So ergeben sich insgesamt 2" Ablenklagen des Ausgangslichtstrahls, wenn λ gleich der Stufenanzahl ist. Gegenüber einer Anordnung, bei der eine Winkeldrehung oder Verschwenkung der Stufenspiegel vorgesehen ist, bedeutet die gemäß der Erfindung vorgenommene, linepre Spiegelverschiebung eine wesentliche Vereinfachung, durch die die sonst bei hohen Ablenkgeschwindigkeiten auftretenden, schädlichen Einschwingvorgänge völlig ausgeschaltet sind. Zudem läßt sich bei jeweils ausreichender Spiegelbemessung in jeder Stufe Lichtstrahlreflexion erzielen. Durch die Zwangsführung eines bewegbaren Spiegels kann darüber hinaus auch eine absolute Genauigkeit in den jeweils vorgegebenen Winkellagen des abgelenkten Lichtstrahls eingehalten werden.

In vorteilhafter Weise läßt sich ein äquidistanter Abstand der Ablenklagen des Ausgangslichtstrahls auf der Auffangfläche herbeiführen, wenn der jeweilige Abstand des unbeweglichen Spiegels vom beweglichen Spiegel, gerechnet von der Eingangsstufe bis zur Ausgangsstufe, proportional der Gesetzmäßigkeit 2" anwächst mit η = 0, 1, 2, ... usw. für die Stufenzahl, wobei die Proportionalitätskonstante der Spiegelabstand in der Lichteintrittsstufe sein kann.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die unbeweglichen oder die beweglichen Spiegel miteinander fluchtend angeordnet sind, wobei sich eine sehr einfache Ausführungsform ergibt, wenn die unbeweglichen Spiegel jeweils gleichen Abstand von einer Zentralachse besitzen.

Die gemäß der Erfindung ausgeführte, mehrstufige

Lichtstrahlablenkvorrichtung gestattet eine präzise Ausleuchtung der Auffangfläche, wenn der hierauf einfallende, abgelenkte Lichtstrahl mit Hilfe eines Maskenmusters zur Einwirkung gebracht wird.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Ausführungsbeispielbeschreibung mit Hilfe der unten aufgeführten Zeichnungen. Es zeigt

F i g. 1 a ein einfaches Lichtablenksystem;

Fig. Ib eine perspektivische Ansicht der Anordnung nach Fig. la;

Fig. 2 das erfindungsgemäße Lichtablenksystem, bestehend aus einer Serie von Einzelablenkern;

Fig. 3 —5 jeweils eine weitere Modifikation der Anordnung gemäß der Erfindung.

In der Anordnung nach den Fig. la und Ib wird ein

von einer Lichtquelle 101, z.B. Laser, ausgehender Lichtstrahl 100 auf einen Lichtstrahlablenker 102 fokussiert. Der Lichtstrahlablenker 102 besteht aus einem auf einer Grundplatte 104 befestigten Spiegel 103. Ist der Spiegel 103 einmal montiert, dann bleibt er unverrückbar in dieser Lage. Gegenüber dem fest angebrachten Spiegel 103, im Strahlengang des einfallenden Lichtstrahls 100, befindet sich ein zweiter, jedoch verschiebbar angeordneter Spiegel 106. Wie es aus der Ansicht in F i g. 1 b hervorgeht, wirkt der Spiegel ι ο 106 mit Antriebsmitteln 112 in der Weise zusammen, daß er im Ansprechen auf über Leitungen 113 zugeführte Signale in den Strahlengang hinein bzw. aus dem Strahlengang der einfallenden Strahlen 100 hinausgeschoben werden kann. Dies wird durch den Schlitz 107 in der Grundplatte 104 ermöglicht Die an sich bekannten Antriebsmittel können dabei aus einem Sclenoidmechanismus, einem elektrisch betätigten Fehlermechanismus und dergleichen bestehen.

Wenn bei Betrieb der verschiebbar angeordnete Spiegel 106 außerhalb des Strahlengangs geschoben ist, dann wird der einfallende Lichtstrahl an der Oberfläche

105 des fest angebrachten Spiegels 103 reflektiert, so daß ein Ausgangslichtstrahl 109 abgestrahlt wird. Wird jedoch der verschiebbar angeordnete Spiegel 106 in den Strahlengang des Lichtstrahls 100 geschoben, dann entsteht an der Oberfläche des verschiebbar angeordneten Spiegels 106 der reflektierte Lichtstrahl 110. Aus den Darstellungen nach Fig. la und Ib ist weiterhin zu entnehmen, daß der verschiebbar angeordnete Spiegel

106 nicht nur gegenüber dem fest angebrachten Spiegel angebracht ist, sondern auch so ausgerichtet ist, daß er parallel hierzu verläuft. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind also beide Spiegel 106 und 103 ebene Spiegel, die parallel zueinander gegenüberliegen.

Die Lichtquelle 101 kann, wie bereits gesagt, ein Laser sein oder irgendeine mit Kollektorlinse versehene Lichtquelle, wenn sie nur für den vorgesehenen Benutzungszweck des abgegebenen Lichtstrahls geeignet ist Die Spiegel selbst können aus Glas, Metall und dergleichen bestehen. Wegen der Stabilität ist die Verwendung von Metallspiegeln zweckmäßig, abgesehen davon, daß es vorteilhaft ist, wenn die Reflexion an der Vorderseite des Spiegels und nicht an seiner Rückseite stattfindet.

So ergibt sich, daß ein einziger Lichtstrahlablenksatz einen einfallenden Lichtstrahl 100 in der Abstrahlung um eine Distanz x, wie in F i g. 1 a gezeigt, verschieben kann. Die Distanz χ steht offensichtlich mit dem Einfallswinkel des Lichtstrahls 100 in Beziehung und außerdem mit der Entfernung zwischen dem verschiebbaren Spiegel und dem stationären Spiegel.

In der Anordnung nach F i g. 2 werden fünf Lichtstrahlablenksätze verwendet, und zwar in der Weise, daß sich 2⁵ oder 32 äquidistante Ausgangsstrahl-Positionen bei nur einem einzigen einfallenden Lichtstrahl einstellen lassen. Jede dieser 32 Ausgangsstrahlpositionen liegt dabei in der gleichen Ebene wie der einfallende Lichtstrahl. Der von einer Lichtquelle 223 einfallende Lichtstrahl 200 ^r;:'lt auf den ersten Lichtstrahlablenker des Vielfachlichtablenk-Strahlsatzes. Die einzelnen Lichtstrahlablenker sind mit 201 bis 205 bezeichnet, wobei die stationären Spiegel 207 bis 21t und die jeweils zugeordneten verschiebbar angeordneten Spiegel 213 bis 217 vorgesehen sind.

Die Grenzpositionen für die reflektierten Ausgangsstrahlen sind durch die Strahlen 220 und 221 angedeutet. Die Ausgangsstrahlposition des Lichtstrahls 220 ergibt sich durch aufeinanderfolgende Ablenkung an den verschiebbar angeordneten Spiegeln, wie es sich durch Verfolgung der gestrichelten Linie herleiten läßt Die Ausgangsstrahlposition des Strahls 221 erscheint ab Grenzlage durch aufeinanderfolgende Ablenkung von dem stationären Spiegel, wobei sich dieser Lichtpfad anhand der entsprechenden ausgezogenen Linie verfolgen läßt In Abhängigkeit von der Anzahl verschiebbarer und stationärer Spiegel, die zur Ablenkung eines zugeführten Lichtstrahls dienen, ergibt sich, wie gesagt für die fünf gezeigten Lichtstrahlablenksysteme eine Gesamtsumme von 32 Ausgangsstrahlpositionen, die zwischen den Grenzen, definiert durch die Lichtstrahlen 220 und 221, liegen. Alle diese Ausgangsstrahlpositionen liegen in der gleichen Ebene. Wenn ein Überlappen der Ausgangsstrahlen vermieden werden soll und gleichzeitig die 32 Ausgangsstrahlpositionen jeweils gleichen Abstand voneinander haben sollen, dann sind besondere Entfernungsbeziehungen zwischen den verschiebbaren Spiegeln und den jeweils zugeordneten stationären Spiegeln sowie den aufeinanderfolgenden Lichtstrahlablenksystemen zu beachten. Wird so im ersten Lichtstrahlablenksystem, das zur Aufnahme des einfallenden Lichtstrahls dient, die Entfernung zwischen dem verschiebbaren Spiegel 213 und dem stationären Spiegel 207 mit A bezeichnet dann ergibt sich für die Entfernung zwischen dem verschiebbaren Spiegel 214 und dem stationären Spiegel 208 des zweiten Lichtstrahlablenksystems 202 eine Entfernung von 2A, wenn äquidistante Ausgangsstrahlpositionen eingehalten werden sollen.

Der Abstand des verschiebbaren Spiegels 215 vom stationären Spiegel 209 im nächsten Lichtstrahlablenksystem 203 wäre dabei 4Λ und zwischen dem verschiebbaren Spiegel 216 und dem stationären Spiegel 210 des Lichtstrahlablenksystems 204 SA; wohingegen für das letzte Lichtstrahlablenksystem 205 zwischen dem stationären Spiegel 211 und dem verschiebbaren Spiegel 217 die Entfernung 16Λ beträgt Eine weitere Erfordernis zur Erzielung eines äquidistanten Abstandes besteht noch darin, daß die Lichtstrahlablenksysteme so eingestellt sind, daß nicht nur die verschiebbaren Spiegel jeweils parallel zu den zugeordneten stationären Spiegeln liegen, sondern auch die Spiegel aller Lichtablenksysteme in gleicher Richtung liegen, so daß bei einem Lichteinfall des zugeführten Lichtstrahls 200 unter 45° auf das Lichtablenksystem 201 die Lichtstrahlen jeweils unter 90° reflektiert werden. Bei einer derartigen Anordnung der Lichtstrahlablenksysteme läßt sich eine Mittelachse 222 angeben, die sowohl von dem einfallenden Lichtstrahl 200 als auch von den reflektierten Lichtstrahlen und den austretenden Lichtstrahlen jeweils unter 45° geschnitten wird. Zur Realisierung sind im Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 die bewegbaren Spiegel aller Lichtstrahlablenksysteme zu beiden Seiten dieser Mittelachse parallel und jeweils zu einer Seite der Mittelachse im gleichen Abstand hiervon angeordnet. So liegen zu einer Seite dieser gedachten Mittelachse 222 die verschiebbaren Spiegel 213,215 und 217 in einer Ebene, wohingegen zur anderen Seite dieser Achse 222 die verschiebbaren 214 und 216 in einer anderen gemeinsamen Ebene liegen.

Zusammenfassend läßt sich also sagen, daß die Vielfachlichtstrahl-Ablenkanordnung nach Fig.2 aus einer Reihe von Lichtstrahlablenksystemen besteht, die jeweils einen verschiebbaren Spiegel gegenüber einem stationären Spiegel besitzen; jeder verschiebbare

Spiegel läßt sich mit Hilfe entsprechender Antriebsmittel in den Strahlengang des einfallenden Lichtstrahls hinein- oder nach Bedarf hinausschieben. Das bedeutet, daß ein Lichtstrahl vom verschiebbaren Spiegel reflektiert wird, wenn sich dieser im Strahlengang befindet und durch den stationären Spiegel reflektiert wird, wenn der verschiebbare Spiegel außerhalb des Strahlenganges des jeweils einfallenden Lichtstrahls liegt Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sollten der verschiebbare Spiegel und der stationäre Spiegel jeweils vorzugsweise als ebene Spiegel ausgebildet sein. Der Antrieb der verschiebbaren Spiegel sollte jeweils so eingerichtet sein, daß die verschiebbaren Spiegel parallel zum jeweils zugeordneten stationären Spiegel verschiebbar sind.

Die Lichtablenkungsvorrichtungen 201 bis 205 sind beiderseits einer Mittelachse 222 derart angeordnet, daß der Lichtstrahl über die Mittelachse 222 hinweg abwechselnd von der einen Seite auf die andere und umgekehrt abgelenkt wird und gleichzeitig eine Ausbreitungs-Richtungskomponente in Richtung der Mittelachse 222 besteht. Die Lichtablenkungsvorrichtungen 201 bis 205 sind dabei so ausgerichtet, daß die verschiebbaren Spiegel auf einer Seite der Mittelachse 222 in der gleichen Ebene liegen und die Spiegel überhaupt parallel zur Mittelachse liegen. Um zu erreichen, daß die verschiebbaren Spiegel immer im gleichen Abstand zur Mittelachse 222 liegen, ändert sich der Abstand zwischen stationärem Spiegel und fest angebrachtem Spiegel von Ablenkeinrichtung zu Ablenkeinrichtung nach der Beziehung 2^m ■ A, worin A der kleinste Abstand zwischen verschiebbarem Spiegel und festem Spiegel in der den einfallenden Lichtstrahl aufnehmenden ersten Ablenkeinrichtung bedeutet, und m die Reihenfolgennumerierurig der Ablenkeinrichtungen darstellt; mit m — 0 für die erste Lichtablenkungseinrichtung 201. Das bedeutet aber, daß sich 2^m + 1 Strahlablenkungspositionen mit jeweils gleichem Abstand insgesamt ergeben. Bei einer Anzahl η Ablenkeinrichtungen beträgt demnach die Gesamtanzahl der sich ergebenden Strahlablenkpositionen 2".

Die jedem verschiebbaren Spiegel zugeordneten Antriebsmittel sprechen vorteilhafterweise auf Signale an, die z. B. aufgrund der Steuerung einer Rechenanlage auftreten können. Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß entweder ein Spiegel oder mehrere Spiegel in beliebiger Kombination entsprechend der angelegten Steuersignale betätigt werden.

Die Ausgangsstrahlen 220 bzw. 221 können auf eine Maske 225 geleitet werden, die ihrerseits eine Speichervorrichtung 226 eines an sich bekannten Speichersystems abdeckt

Mit der Anordnung nach Fig.3 läßt sich ein einfallender Lichtstrahl 300 in acht Lichtstrahlpositionen gleichen Abstandes, angedeutet durch die Lichtstrahlen 303 bis 310, ablenken, je nach dem, wie die verschiebbaren Spiegel 319,320 und 322 in bezug auf die festen Spiegel 318,321 und 323 eingestellt sind. Weitere Möglichkeiten ergeben sich noch, wenn der einfallende Lichtstrahl 300 nicht auf den verschiebbaren Spiegel 301, sondern auf den festen Spiegel 302 geleitet wird.

Bei Betrieb läßt sich also der einfallende Lichtstrahl 300 über die Mittelachse 324 hinweg hin und her ablenken, so daß er je nach vorliegender Bedingung einem der mit 303 bis 310 bezeichneten Ausgangsstrahlen entspricht Wird so der Lichtstrahl von allen verschiebbaren Spiegeloberflächen abgelenkt, dann tritt der Ausgangsstrahl 310 auf. Wird der Eingangsstrahl 300 hingegen von allen stationären Spiegeln 318, 321 und 323 abgelenkt, dann ergibt sich der mit 302 bezeichnete Ausgangsstrahl. Alle anderen Zwischenla gen 304 bis 309 lassen sich leicht aus der Zeichnung ermitteln. Wenn wie bereits gesagt, der einfallende Lichtstrahl 300 durch den stationären Spiegel 30i abgelenkt wird, dann ergeben sich acht weitere Ausgangslagen, so daß also im vorliegenden Falle eine Gesamtanzahl von 16 Ausgangsstrahllagen zu erzieler

ίο ist.

Auch in der Anordnung nach Fig.4 wird von viei Lichtablenkvorrichtungen ausgegangen. Bei diesel Anordnung jedoch liegen die stationären Spiegel zi beiden Seiten der Zentralachse 432 jeweils in dei gleichen Ebene. Die Lichtablenkeinrichtung 400 enthäli den stationären Spiegel 401 und den verschiebbarer Spiegel 402; die Lichtablenkvorrichtung 403, der stationären Spiegel 404 und den verschiebbaren Spiege 405; die Lichtablenkvorrichtung 406, den stationärer Spiegel 407 und den verschiebbaren Spiegel 408 und die Lichtablenkvorrichtung 409, den stationären Spiege 410 und den verschiebbaren Spiegel 411. Hierbei Heger die stationären Spiegel 407 und 401 und die stationärer Spiegel 410 und 404 jeweils in der gleichen Ebene. Wie zuvor sind die Spiegel jedoch parallel zueinandei angeordnet Der einfallende Lichtstrahl 415 ergibt einer ersten Satz von Ausgangslichtstrahlen 416 bis 423 wenr der stationäre Spiegel 410 wirksam ist und den Satz vor acht Ausgangslichtstrahlen 424 bis 431, wenn dei verschiebbare Spiegel 411 wirksam ist. Die abgegebenen Ausgangsstrahlen haben auch hier wiederum jeweils den gleichen Abstand voneinander.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird mit Fig.5 gezeigt, wo die Lichtablenkeinrichtunger 500, 503, 506 die verschiebbaren Spiegel 501, 504 und 507 sowie die stationären Spiegel 502, 505 und 50t besitzen. Wie zuvor sind hierbei die verschiebbarer jeweils parallel zu ihren zugeordneten stationärer Spiegeln angeordnet Es gibt allerdings keine Spiegel die in gleicher Ebene angeordnet sind, wenn sich audi eine Zentralachse 519 angeben läßt. Jedoch gilt aber füi die Anordnung nach Fig.5, ebenso wie für die nach F i g. 4, daß der Abstand aufeinanderfolgender Spiegelsätze, bestehend aus stationärem und beweglichem Spiegel, mit Potenzen von 2 anwächst, wobei dei grundlegende Bezugsabstand, derjenige zwischen dem verschiebbaren Spiegel 501 und dem stationärer Spiegel 502 ist Es ergeben sich auch hier wiederum achl äquidistante Ausgangsstrahlenlagen 511 bis 518.

Als wichtigstes Ergebnis zeigt sich, daß die Abstandsbeziehung zwischen verschiebbarem Spiegel und stationärem Spiegel für aufeinanderfolgende Strahlablenkvorrichtungen beibehalten werden muß, wenr äquidistante Ausgangsstrahlenlagen erzielt werder sollen. Weiterhin hat sich gezeigt, daß Spiege aufeinanderfolgender Lichtablenkvorrichtungen zu beiden Seiten einer Zentralachse nicht unbedingt ir gleicher Ebene liegen müssen, um äquidistante Ausgangsstrahlenlagen zu erhalten, sondern daß allgemeir bei Verwendung von ebenen Spiegeln eine Parallelitäi zueinander beibehalten wird, wie es beispielsweise au« F i g. 5 hervorgeht Das bedeutet, daß bei äquidistantei Ausgangsstrahlenlage aufeinanderfolgende Lichtablenkvorrichtungen parallel zueinander 2usgerichtei und zu dem entsprechend der Abstandsbeziehung zwischen verschiebbarem und stationärem Spiege eingestellt sind. Es läßt sich sehr einfach zeigen, daß be: einem nicht Parallelausrichten einer Ablenkvorrichtung

die Äquidistanzbedingung in den Ausgangsstrahlenlagen gestört ist. Wenn auch für bestimmte Anwendungsfälle das Äquidistanzprinzip nicht beibehalten zu werden braucht, dann läßt sich doch ein Ausgleich wieder herbeiführen, wenn z. B. zwei aufeinanderfolgende Ablenkvorrichtungen nicht parallel zueinander ausgerichtet sind, indem der Abstand des verschiebbaren Spiegels zum stationären Spiegel in der letzten Ablenkvorrichtung entsprechend einjustiert wird.

Werden anstelle von ebenen Spiegeln gekrümmte Spiegel verwendet, dann sind die Ablenkungswinkellagen gemäß einer anderen Gesetzmäßigkeit, wie oben angegeben, festzulegen, um entsprechenden Anwendungsfällen gerecht zu werden. Die gezeigten Ausführungsbeispiele jedoch gehen davon aus, daß ebene is Spiegel in ihrer Bereitstellung wenig aufwendig und außerdem leicht auszurichten sind und daß Äquidistanzbedingungen eingehalten werden sollen. Weiterhin ist zu beachten, daß die Lage der einzelnen Lichtablenkvorrichtungen so einzurichten ist, daß sowohl der verschiebbare Spiegel als auch der stationäre Spiegel jeweils den gesamten Ablenkbereich erfassen. So ergibt sich z. B. aus der Zeichnung nach F i g. 4, wo die stationären Spiegel parallel zueinander in zwei gleichen Ebenen liegen für den hier gewählten Abstand der Ausgangsstrahlen zueinander, daß nur die vier gezeigten Lichtablenkvorrichtungen anwendbar sind, da die hierdurch jeweils bedingten Abstände der verschiebbaren Spiegel zu den stationären Spiegel keine weitere Vergrößerung des Ablenkbereichs mehr gestatten. Dies zeigt sich sehr leicht, wenn eine fünfte Ablenkeinrichtung gedacht wird, deren stationärer Spiegel in gleicher Ebene ausgerichtet ist wie die stationären Spiegel 407 und 401; hierbei ergeben sich dann Überschneidungen mit dem von der Lichtablenkvorrichtung 406 abgelenkten Licht, womit die Anordnung unbrauchbar ist.

Es ließe sich jedoch eine zusätzliche Lichtablenkvorrichtung vorsehen, bei der der stationäre Spiegel dann außerhalb der Ebene der anderen stationären Spiegel liegen müßte, so daß sich im Ergebnis eine Modifikation nach Art der Anordnung nach F i g. 5 ergibt Es zeigt sich also, daß die spezielle Ausrichtung, Auswahl und Anzahl der Lichtablenkvorrichtungen nach der jeweils vorgegebenen Aufgabenstellung vorzunehmen ist.

Durch Verwendung von Solenoiden als Antriebsmittel für die verschiebbaren Spiegel ist es am einfachsten, eine Auf- und Abwärtsbewegung vorzusehen. Da Solenoide mit einem Operationszyklus von angenähert 1 bis 5 Millisekunden verfügbar sind, läßt sich eine relativ schnelle Strahlablenkung im Ansprechen eines Betätigungsmechanismuses herbeiführen; der Betätigungsmechanismus kann dabei programmiert oder mechanisch gesteuert sein.

Der erzielte Ausgangslichtstrahl läßt sich über eine Maske, wie in F i g. 2 gezeigt, auf eine Auftreffscheibe lenken. Ist die Maskenöffnung kleiner als die Strahlbreite in dieser Position, dann läßt sich eine genaue Strahlausrichtung erzielen, so daß die sonst vorgegebenen Toleranzanforderungen herabgesetzt werden können; wenn der Auftreffbereich eines Lichtstrahls auf einem Aufzeichnungsträger halb so groß oder weniger als der Lichtpunkt der Strahlablenkungsvorrichtung ist, dann kann die Maske zwei oder mehr Ausrichtungspositionen für jeden Lichtstrahl besitzen, so daß die Anzahl der zur Verfügung stehenden Lichtauftreffpunkte für das Schreiben oder Lesen des Aufzeichnungsträgers entsprechend vergrößert werden kann. So ergibt sich z. B. für eine erfindungsgemäße Anordnung mit sieben Lichtablenkeinrichtungen bei Anwendung einer Maske mit je zwei Positionen für jede Ausgangsstrahllage eine Anzahl von 256 Positionen auf dem Aufzeichnungsträger im Ansprechen auf einen einzigen einfallenden Lichtstrahl, wobei alle in gleicher Ebene liegen.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung ergibt sich eine verbesserte Lichtstrahlauslenkeinrichtung bei einem Minimum des Lichtstärkeverlustes. Der eingangsseitig einfallende Lichtstrahl läßt sich in eine vorgegebene Ebene fokussieren und sollte sich möglichst ungestört ausbreiten können. In einfacher Weise läßt sich eine äquidistante Lage der Ausgangsstrahlen erreichen. Der erforderliche Aufwand zur Herstellung der erfindungsgemäßen Anordnung ist denkbar gering, wenn ebene Spiegel verwendet werden, die verhältnismäßig einfach parallel zueinander ausgerichtet werden können, und einfache Antriebsmittel für die verschiebbaren Spiegel vorgesehen werden, vorzugsweise jedoch Solenoide. Eine Verwendung von Metallspiegeln ist ebenfalls vorteilhaft um die Abstandsbedingungen einhalten zu können, wobei die stationären Spiegel direkt durch Bearbeiten entsprechender Grundplatten bereitgestellt werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mehrstufige vorzugsweise digital steuerbare Lichtstrahlablenkvorrichtung mit einer Anzahl zueinander paralleler Spiegel, die einen Zickzackweg für den abzulenkenden Lichtstrahl definieren, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verlagerung mindestens einer Reflexionsstelle vor je einem unbeweglichen ein beweglicher, in konstant bleibendem Abstand davor in den Strahlengang wahlweise einschiebbarer Spiegel vorgesehen ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei den aufeinanderfolgenden Stufen der Abstand des beweglichen Spiegels vom unbeweglichen Spiegel proportional zu 2^W, mit m = 0,1, 2, usw. anwächst

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die unbeweglichen oder die beweglichen Spiegel miteinander fluchtend angeordnet sind.