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Kennwort: "Optische Lichtquellenstabilisierung" Verfahren und Anordnung
zum Stabilisieren von in der Helligkeit schwankenden Lichtquellen Die vorliegende
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stabilisieren von in der Helligkeit; schwankenden
Lichtquellen.
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Es ist bereits bekannt, die Helligkeit elektrisch betriebener Lichtquellen
zu stabilisieren, indem der Lampenstrom geregelt wird, und zwar in Abhängigkeit
des von der Lichtquelle emittierten Lichtes.
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Diese Regelung von Lichtquellen versagt aber bei hochintensiven Lichtquellen,
wie Hochdruck-Xenonlampen, oder bei Lasern. Es treten dort sprunghafte Anderungen
der Helligkeit auf, die nicht durch diese regelung beseitigt werden können.
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In der Praxis z.B. bei optisch-elektrischen Abtastgeräten, wie sie
für die Herstellung von Farbbildauszügen oder für die elektronische Bildübertragung
verwendet werden, besteht aber, um die Rildabtastung zu beschleunigen, der Wunsch,
solche Lichtquellen großer Helligkeit zu verwenden. Die Geschwindigkeit der Bildübertragung,
die durch das Rauschsignalverhältnis der Abtastsignale begrenzt ist, kann durch
eine Verbesserung des Rauschsienalverhältnisses vergrößert werden. Dies wird mit
der Verwendung von Lichtquellen grösserer Hellikeit erreicht, wobei aber die Helligkeit
der verlrendeten Lichtquellen äußer.it stabil scin muß, da Schwankungen der helligkeit
störende
Helligkeitsunterschiede in dem zu übertragenden oder zu reproduzierenden Bild mit
sich bringen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Stabilisieren von in der Helligkeit schwankenden Lichtquellen anzugeben, durch
das es ermöglicht wird, auch Lichtquellen großer Helligkeit dort zum Einsatz zu
bringen, wo hohe Anforderungen an die Stabilität des durch die Lichtquelle erzeugten
Lichtes gefordert wird.
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Die Erfindung erreicht dies dadurch, daß von den Helligkeitsschttrankungen
der Lichtquelle elektrische Signale gewonnen werden, und daß diese Signale auf optisch
wirkende Mittel, die sich innerhalb des Strahlenganges der Lichtquelle befinden,
einwirken und den Schwankungen der Lichtquelle entgegenwirken.
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Das von der Lichtquelle emittierte Licht wird vorzugsweise polarisiert
und auf einen Drehkristall gegeben, der die Polarisationsebene in Abhängigkeit der
elektrischen Signale dreht und das in der Ebene gedrehte Licht auf einen Analysator
gibt, der beispielsweise ein übliches Polarisationsfilter ist.
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Nach einer weiteren Variante der Erfindung wird das von der Lichtquelle
emittierte Licht polarisiert und auf einen in Abhängigkeit von den elektrischen
Signalen verdrehbaren Polarisationsfilter gegeben.
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Die Gewinnung der elektrischen Signale erfolgt vorzugsweise mittels
eines Spiegels, durch den ein in der helligkeit schwanlcendcr Teilstrahl aus dem
Strahlengang der Lichtquelle ausgeblendet wird und auf einen optisch-elektrischen
Wandler gegeben wird.
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Eine Ausführungsform zur Durchftihrung des Verfahrens besteht in vorteilhafter
Weise aus einem optisch-elektrischen Wandler zur Gewinnung der von den Helligkeitsschwankungen
abhängigen elektrischen Signale, aus einem im Strahlengang der Lichtquelle befindlichen
Polarisator, aus einem von den elektrischen Signalen beaufschlagbaren Drehkristall
und einem hinter dem Drehkristall angeordneten Analysator.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin,
einen optisch-elektrischen Wandler zur Gewinnung der von den Helligkeitsschwankungen
abhängigen elektrischen Signale, einen im Strahlengang der Lichtquelle befindlichen
Polarisator und einen in Abhängigkeit von den elektrischen Signalen verdrehbaren
Polarisationsfilter vorzusehen.
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Bei der Gewinnung von Bildsignalen nach einer Bildvorlage wird die
abzutastende Bildvorlage in vorteilhafter Weise vor dem Polarisator oder hinter
dem Polarisationsfilter angeordnet.
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Diese und weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den im folgenden
beschriebenen und in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen hervor.
Es zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem von den elektrischen
Signalen verdrehbaren Drehkristall, Fig. 2 eine weitere Ausführungsform mit einem
von den elektrischen Signalen beaufschlagbaren Polarisationsfilter, Fig. 5 eine
Anordnung zur Abtastung einer Bildvorlage, bei der die Dildvorlage vor dem Polarisator
angeordnet ist,
Fig. 4 eine Anordnung zur Abtastung einer Bildvorlage«
bei der die Bildvorlage hinter dem drehbaren Polarisationsfilter abgetastet wird.
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Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Drehkristall,
der über einen Regelverstärker angesteuert wird.
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In den Figuren wurden für gleiche Gegenstände dieselben Bezugszeichen
verwendet.
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In Fig. 1 wird das Licht einer in der Helligkeit schwankenden Lichtquelle
1 über einen Kondensor 2 auf eine Blende 5 abgebildet. Das durch die Blende tretende
Licht wird über eine Sammellinse 4 einem Polarisator 5 zugeführt, dem ein Drehkristall
6 nachgeschaltet ist.
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Zwischen der Blende 7 und der Sammellinse 4 ist ein Spiegel 7 angeordnet,
der über eine Sammellinse 8 einen Teilstrahl auf einen optisch-elektrischen Wandler
9 ausblendet, indem elektrische Signale gewonnen werden, die den Helligkeitsschwankungen
der Lichtquelle proportional sind. Diese elektrischen Signale werden von dem optischelektrischen
Wandler 9 über einen Verstärker 10 dem Drehkristall 6 zugeführt, das in Abhängigkeit
der elektrischen Spannungen die Polarisationsebene des aus dem Polarisator 5 austretenden
Lichtes dreht.
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Das in der Polarisationsebene gedrehte Licht tritt auf einen Polarisationsfilter
oder einen Analysator 11, der- ortsfest montiert ist.
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Das Signal, das über den Verstärker 10 dem Drehkristall 6 zugeführt
wird, gibt die Helligkeitsschwankungen der Lichtquelle wieder. Der Drehkristall
6, der beispielsweise nach dein Pockelseffekt arbeitet, -dreht die Phase des polarisierten
Lichtes in Abhängigkeit diese iigelegten elektrischen Spannung. Mittels des Drehkristalls
wird somit der auf die Helligkeitsschwankungen der Lichtquelle zurückgehende Lichtanteil
aus der Polarisationsebene gedret und infolge
dieser Drehung nicht
mehr von dem nachgeschalteten Polarisationsfilter 11 hindurchgelassen. Das aus dem
Polarisationsfilter 11 austretende Licht ist somit stabil und nicht mehr von den
Schwankungen der Lichtquelle abhängig.
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Fig. 2 zeigt eine ähnliche Aus führungs form der Erfindung, bei der
die Anordnung aus Drehkristall und Polarisationsfilter durch einen in Abhängigkeit
von den elektrischen Spannungen verdrehbaren Polarisationsfilter 12 ersetzt wurde.
Dieser drehbare Polarisationsfilter unterdrückt ebenfalls die durch die Helligkeitsschwankungen
der Lichtquelle 1 hervorgerufenen Anteile des Lichtes.
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Fig. 3 zeigt eine Anordnung zum Abtasten einer Bildvorlage 13, die
hinter der Sammellinse 4 angeordnet ist. Das durch die Bildvorlage 13 tretende Licht
wird mittels einer weiteren Sammellinse 41 wieder in ein paralleles StrahlenbUndel
umgeformt und erreicht beispielsweise über ein Farbfilter 42 den Polarisator 5.
Hinter dem Analysator 11 ist ein optisch-elektrischer Wandler 14 angeordnet, der
die aus dem Analysator austretenden Lichtstrahlen in elektrische Bildsignale umwandelt,
die an der Katode 15 zur VerfUgung stehen.
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Fig. 4 zeigt eine Abtastanordnung einer Bildvorlage, bei der die Bildvorlage
13 mit dem bereits stabilisierten Lichtstrahl abgetastet wird. Die Stabilisierung
des Lichtes würde beispielsweise mittels einer Anordnung, wie sie in den Figuren
1 und 2 dargestellt wurde, gewonnen, die der Einfachheit halber hier nicht mehr
dargestellt wurde. Das stabilisierte Licht wird mittels einer schematisch dargestellten
Optik 16 und 17 auf die Bildvorlage 13 geleitet, hinter der das bei der Abtastung
durchgelassene Licht wie in Fig. 3 einem optisch-elektrischen Wandler 14 zugeführt
wird.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, die Bildvorlage
in Durchsicht abzutasten, sondern die Bildvorlage kann aueh anstelle innerhalb im
Strahlengang außerhalb des Strahlenganges im sogenannten "Aufsicht-Verfahren" abgetastet
werden, wobei dann das'von der Bildvorlage reflektierte Licht entsprechend dem in
den voranbeschriebenen Beispielen von der Bildvorlage durchgelassenen Licht weiterverarbeitet
wird.
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In Fig. 5 sind der Drehkristall 6 mit dem Polarisator 5 und dem Analysator
11 vor dem Spiegel 7 angeordnet. Über den Spiegel 7 und die Sammellinse 8 wird ein
Teilstrahl auf den optisch-elektrischen Wandler 9 ausgeblendet. Es wird ein elektrisches
Signal erzeugt, das über einen Regelverstärker 10 dem Drehkristall 6 zugeleitet
wird.
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änderungen der Helligkeit der Lichtquelle werden durch den optischelektrischen
Wandler erfaßt, verstärkt und bewirken über den Drehkristall 6 eine nderung der
Intensität des.aus dem Analysator 11 austretenden Lichtes. Diese Minderung ist der
vorher ermittelten Helligkeitsschwankung der Lichtquelle entgegengerichtet, und
es wird somit eine Regelung des durch den Spiegel 7 tretenden Lichtes bewirkt.
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In Betracht gezogene Druckschriften: US-Patent 2,242,638, Balsley
It 1 2,823,301 Stevens I1 II 5,222,572, Powell