DE2131467A1 - Vorrichtung zur geradlinigen Lichtablenkung - Google Patents

Vorrichtung zur geradlinigen Lichtablenkung

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Description

DR. MÖLLER-BOR6 Dl PL-PHYS. DR.MANITZ DIPL-CHEAIDR-DEUFEl
DIPL-ING. FINSTERWALD Dl PL-ING. GRAMKOW 2131467
PATENTANWÄLTE
München, den 2 4. Juni 1971
We/ü - C 2360
COMPAGNIiS JJlJJUffL'Rl FiTtT.ft DES TELECOilMUIilCATIOltfS CIT-ALGATEL 12, rue de la Baume , Paris 8, Frankreich
Vorrichtung zur geradlinigen Lichtablenkung
Die Erfindung betrifft optische Anordnungen . Sie schafft eine einfache Einrichtung, um einen Lichtfleck geringer Abmessungen eine Gerade mit konstanter Geschwindigkeit beschreiben zu lassen. Die Hauptanwendung besteht in den Endeinrichtungen der Faksimile-Verbindungen.
In Faksimile-Verbindungen stellt sich das Problem, für
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Dr. MOMer-Borf ..;■-.' ·, i/i'," Dr. Manitz · Dr. Deufel · Dipl.-Ing. Finttwwald Dipl.-Ing. Grflmkow Braunidiwaia. Am Bürgwpark 8 8 MOnchan 23, Robcrt-Koch-StraS· 1 7 Stuttgart - Bad Connstatt T.l^on(0531) 73887 Te|efo„ ^ ^^ Τβ|βχ J22050 mbpof Markf.lraU. 3. T.Won (0711) S67261 Bank: Zentralkautf Bay«r. Volksbanken, MOndien, Kto.-Nr. 9822 Poihchadc MOnchan 954V5
einen Lichtfleck eine geradlinige Ablenkung zu liefern, und zwar entweder beim Senden, wo dieser Fleck dazu dient, ein zu übertragendes Dokument zu "lesen", so daß auf diese Weise durch einen geeigneten Aufnehmer elektrische Signale erzeugt werden, und zwar als Funktion des durch das Element dieses Dokumentes reflektierte Licht, auf welches der Lichtfleck geführt ist oder beim Empfang, wo das empfangene elektrische Signal dazu dient, den Lichtstrahl zu modulieren, welcher auf einem empfindlichen Papier empfangen wird.
Es sind Lösungen bekannt, welche optische Fäden verwenden.
Die geradlinige Spur wird durch einen Stator erreicht, welcher eine Vielzahl von optischen Fäden in Verbindung mit einem Verteilungsfaden aufweist.
Die bekannten Lösungen weisen eine bestimmte Komplikation auf und sind verhältnismäßig kostspielig.
Die Erfindung löst das Problem durch einfachere und wirtschaftlichere Hittel. Sie basiert im wesentlichen auf der Verwendung einer geregelten reflektier enden Fläche, welche eine Schraube als Erzeugende aufweist, welche auf der äußeren Oberfläche einer zylinderförmigen Spindel vorspringt, die sich um ihre Achse drehen kann.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:
Fig. 1 und 2 halbschematische Darstellungen von zwei
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erfindungsgemäßen Sendeeinrichtungen, und zwar gemäß einer ersten Ausführungsform,
J?ig.;5 eine entsprechende Empfangs vorrichtung,
Jj'ig.4 eine vereinfachte perspektivische Darstellung, welche die Hauptabmessungen der ersten Ausführungsform zeigt,
JiIg.5 und 6 perspektivische Ansichten von zwei verbesserten Ausführungsformen,
Jb'ig.7 und ö schematische Ansichten, welche sich auf Varianten der Ausführungsform beziehen.
Gemäß der Darstellung in der Fig. 1 kann sich eine Zylinderspindel 1 um ihre Achse 2 drehen, und zwar mit Hilfe eines nicht dargestellten Antriebes. Auf der äußeren Oberfläche der Spindel 1 springt ein reflektierendes Band 3 vor, beispielsweise ein poliertes Metallband, welches am Rand durch eine beliebige geeignete !Einrichtung entland einer Schraubenspur 4- auf der Spindel befestigt ist.
Die Jünrichtung umfaßt weiterhin eine Lichtquelle 5, welche ein Jiündel gerader paralleler Strahlen 6 aussendet. Bei 7 ist ein Totalreflexionsprisma angeordnet. Das Lichtbündel 6 durchläuft das Prisma von links nach rechts und wird nur um einen minimalen Betrag zu sich selbst parallel versetzt. jSs erreicht bei β die reflektierende Schraubenoberfläche unter einem Winkel von 45° mit der Normalen. Daraus ergibt sich für das Lichtbündel eine neue Sichtung 9» wLche um 90°abgelenkt ist.
Das Licht bündel 9 trifft bei 10 auf einen JVunkt einer Linie eines zu übertragenden Dokumentes 11. Das Lichtbündel wird
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absorbiert, wenn bei 10 ein schwarzer Punkt; vorliegt lind wird reflektiert, wenn es sich -um einen weißen Punkt handelt. In diesem letzten Fall kehrt das reflektierte Lichtbündel 12 zum Punkt 8 der reflektierenden Oberfläche 3 zurück, wird bei 13 nach links abgelenkt, trifft bei 14 auf die große Fläche des Prismas 7, wo es eine Totalreflexion erfährt, die es in eine Hichtung 1$ unter 90° ablenkt zu einem Aufnehmer 16, beispielsweise zu einer Photozelle. Die somit erzeugten elektrischen Signale werden durch den Verstärker 17 ver stärkt, dessen Ausgang 18 beispielsweise mit einem (n±ht dargestellten,) Modulator verbunden ist.
In der Darstellung der Fig. 2 tragen dieselben Elemente dieselben Bezugszeichen wie in der Fig. 1.
Die Lichtquelle 5 sendet ein Parallellichtstrahlenbündel 6 aus, wobei die bei 8 abgelenkten Strahlen bei 10 einen Punkt der zu analysierenden Linie beleuchten. Ein Teil des Bündels wird in Abhängigkeit von der Helligkeit des Punktes 10 reflektiert, wobei ein Objektiv 26 das Bild dieses Lichtpunktes 10 auf dem Aufnehmer 16 erzeugt, welche die Lichtintensität in eine elektrische Größe umwandelt.
In der Fig. 3, wo dieselben Elemente dieselben Bezugszeichen tragen wie in der Fig. 1, umfaßt eine entsprechende Empfangseinrichtung im wesentlichen auf dem Weg des Lichtstrahls 6 eine elektro-optische üodulatoreinrichtung 25, beispielsweise eine Kerr- oder Pockels-Zelle oder eine elektromechanische Einrichtung oder auch eine andere Einrichtung, welche von elektrischen
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Signalen gesteuert wird, die durch eine Klemme 22 empfangen werden, bei 23 verstärkt werden und durch eine Doppelleitung 24 übertragen werden.
Das Lichtbündel, welches in der Intensität durch die elektrischen Signale moduliert ist, welche bei 22 empfangen werden, wird bei 8 durch die reflektierende schraubenförmige Fläche 3 reflektiert, und zwar auf einen Punkt 20 einer Linie eines empfindlichen Papiers 21.
Im Falle der Fig. 1 ebenso wie im Falle der Fig. 2 und der Fig. 3 verlagert die Drehung einer zylindrischen Spindel 1 um ihre Achse 2 den Reflexionspunkt 8, d.h., den Auftreffpunkt (10 oder 20.) entlang einer geraden Linie. Dies wird offensichtlich, wenn in Erinnerung gebracht wird, daß die Schraube 4 durch Abwicklung der äußeren Oberfläche der Spindel 1 eine gerade Diagonale eines Rechtecks liefert, welches durch diese Fläche gebildet wird.
Da die Länge des optischen Veges kontinuierlich veränderbar ist, ist es erforderlich, eine Lichtquelle mit parallelen Strahlen zu nehmen, vorzugsweise einen Laser.
üemäß den Figuren erhält man die Spur einer Linie für eine Umdrehung der Spindel. In dem Rahmen der Erfindung kann man die Spur von mehreren Linien pro Umdrehung erhalten, indem mehrere schraubenförmige Spiegel von reduzierter Winkelausdehnung verwendet werden.
Die Fig. 4 gibt in vereinfachter Form die Hauptstellungen
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der Pig. 1 wieder. Sie reflektierende fläche 3 , welche einen Winkel von 90° mit der Oberfläche des Zylinders 1 bildet, empfängt in einem Punkt P ein Bündel parallelen Lichtes 6, welches bei 9 in Sichtung der Achse 6 auf ein Blatt 11 abgelenkt wird.
Wenn die Richtung des reflektierten Bündels vorgegeben ist, ist der kürzest mögliche Abstand zwischen dem Punkt P und dem Blatt 11 gleich E + e, oder R ist der Zylinderradius und e die Höhe der reflektierenden fläche.
In der Fig. 5, wo die Bezugszeichen dieselbe Bedeutung haben wie in der jig. 4·, ist der Neigungswinkel der reflektierenden fläche 3 auf der seitlichen Zylindereberfläche 1 nicht mehr 90°, sondern es ist ein stumpfer winkel, beispielsweise ein Winkel von 135°.
Daraus ergibt sich, daß das Bündel nicht auf die fläche das Zylinders reflektiert wird, sondern in einer Richtung 91, welche sich schnell vom Zylinder entfernt. Es ist somit möglich, ein Blatt Papier auf wesentlich geringerem. Abstand wie vorher vom Punkt P anzuordnen. Man sieht die Spur bei 11*.
Die Oberfläche der reflektierenden fläche oder Platte ist niemals vollkommen, ihre fehler treten umso mehr in Erscheinung, je größer die Entfernung zwischen dem Reflexionspunkt und dem das reflektierte Bündel aufnehmenden Blatt ist, d.h., je größer die Wirkung des optischen Hebels ist. Im falle der fig. 5 ist der optische Hebel wesentlich kür sei?, beispielsweise im Verhältnis 4 zu 1 in bezug auf den fall der fig. 4,
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und der empfangene Fleck ist wesentlich feiner.
In der Fig. 6 ist die reflektierende Fläche nicht eben, sondern weist vielmehr eine konkave Krümmung zum einfallenden Bündel hin auf.
Die Wirkung der konkaven Ausbildung besteht darin, eine Bündelung des Bündels in der Richtung der Erzeugenden auszuüben: das ausgesendete Bündel stellt sich somit in Form eines senkrecht zur Achse des Zylinders gerichteten Stäbchens dar. Mt Hilfe einer langen konvexen Zylinderlinse 29» welche parallel zur Zylinderfläche angeordnet ist, führt man eine zweite Bündelung in einer Richtung senkrecht zur Vorhergehenden aus und erreicht im Brennpunkt Q einen extrem feinen Fleck.
In der Fig. 7 ist nicht nur die Fläche 30 der Platte 3, welche zur Quelle 5 gerichtet ist, reflektierend, sondern ebenfalls die gegenüberliegende Fläche 31.
Die optische Anordnung umfaßt eine halbdurchlässige Platte ^2 und drei Spiegel 33, 34 und 36· Das durch die Platte 32 reflektierte Bündel folgt dem Weg, welcher durch die Doppelpfeile 32, 33» 34» 3&» und markiert ist. üa trifft bei 37 auf aie reflektierende Fläche 31 auf , welche es zum Punkt 38 ablenkt, einem Punkt eines photoempfindlichen Papiers 39·
4-0 ist eine an sich bekannte Optik, welche das bei 10 durch das Dokument 11 diffus gestreute licht auf die Eingangspupille einer photoelektrischen Zelle
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41 überträgt. Dieser Ausgangsstrom der Zelle 41, welcher durch den Verstärker 42 verstärkt wird, wirkt auf einen elektro-optischen Lichtmodulator 35, welcher zwischen den Spiegel 34 und den Spiegel 36 eingeschaltet ist. Der Lichtmodulator 35 kann beispielsweise eine Pockels-Zelle sein.
Die Wirkungsweise ist folgendet
Wenn sich der Zylinder 1 dreht, wird eine Linie des Dokumentes 11 durch das reflektierte Bündel 9 gelesen.
Gleichzeitig verlagert sich der Lichtpunkt 33 entlang einer Linie des phot ο empfindlichen Papiers 39· Durch die Wirkung des Lichtmodulators 35» welcher in Funktion des Teils des beleuchteten Dokumentes 10 erregt wird, wird die durch den Punkt 10 gelesene Linie gleichzeitig auf dem photoempfindlichen Papier 39 geschrieben.
Die zwei reflektierenden flächen der Platte können vorteilhafterweise konkav ausgebildet sein, so wie es in der Fig. 6 dargestellt ist.
Gemäß der Darstellung in der Fig. 8 sind der Lichtquelle 50 mehrere AblenkBinrichtungen mit schraubenförmiger Platte zugeordnet, beispielsweise die vier Anordnungen 51, 52, 53 und 54 , welche auf derselben Achse 55 angeordnet und untereinander fest verbunden sind. Das durch die Quelle 50 ausgesandte Lichtbündel wird bei Jeder der schraubenförmigen Platten 51a, 52a, 53a und 54a mittels einer Optik dargestellt, welche drei halbdurchlässige Platten 56, 58 und 60 sowie fünf Spiegel 57, 59, 61, 62 und 63 aufweist.
Die Lichtbündel ?1, 73, 75 und 77 , welche geradlinig
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verlagert werden, wenn die Zylinder sich um ihre Achse 5i? drehen, gestatten es, die Dokumente 72, 74, 76 und 78 zu lesen.
Die vollständige Anordnung umfaßt vier optische Einrichtungen und entsprechende photoempfindliche Einrichtungen, welche denjenigen der Fig. 7 gleich sind, welche mit den Bezugszeichen 40 und 41 versehen sind.
Im Rahmen der -Erfindung sind andere analoge Kombinationen möglich«
Beispielsweise ist es möglich, die zwei Idchtbündel der Fig. 7 als Lesebündel oder alle beide als Schreibbündel auszubilden.
Weiterhin ist es möglich, eines oder mehrere ItLchtbündel der Fig. 8 als Schreibbündel auszubilden, indem die erforderlichen Organketten 40, 41, 42 und 35 hinzugefügt werden (siehe Fig. 7)·
Diese verschiedenen auf der Basis der obigen Informationen leicht ausführbaren Ausführungsformen sind nicht im Detail beschreiben worden, um die Beschreibung nicht unnötig zu verlängern.
In gleicher Weise läßt sich auf einer Hälfte der (Trommel eine reflektierende Schraube mit Rechtswindung und eine reflektierende Schraube mit Linkswindung derart anordnen, daß zwei Bündel in entgegengesetzter Richtung vorbei laufen können.
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- Patentansprüche -109853/1747
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Claims (12)

  1. Patent ansprüciie
    Geradlinige Mchtablenkvorriehtung, dadurch g e -kennzeichnet , daß sie eine reflektierende Fläche (8) aufweist, welche eine Fläche eines polierten Bandes (5) darstellt, welches mit seinem Hand entlang einer Schraubenspur (4-) auf einem zylindrischen träger (1) angebracht ist, welcher eine drehbewegung um seine Achse (2) ausführen kann.
  2. 2. Lichtablenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ihr eine iaserliehtquelle (5) zugeordnet ist.
  3. 3· Faksimile-Sender einrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß eine Ablenkung nach Anspruch vorgesehen ist, und zwar ,in Verbindung mit einem total reflektierenden Prisma (7) und einer photoelektrischen Zelle (16) oder einer analogen Einrichtung.
  4. 4-. Faksimile-Bendefeinrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Ablenkeinrichtung nach Anspruch 1 aufweist, und zwar in Verbindung mit einer globalen optischen Betrachtungseinrichtung (26) und einer photoelektrischen Zelle (16).
  5. 5. Faksimile-itapfängereinrichtung, dadurch g β k e η η-zeichnet , daß si· eine Ablenkeinrichtung nach Anspruch 1 aufweist, und zwar in Verbindung mit einem elektro-optisehen Modulator (25) oder einer entsprechenden elektromechanischen Einrichtung und einem empfindlichen Papier (21).
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  6. 6. Geradlinige Ablenkeinrichtung nach. Anspruch 1, cadurch gekennzeichnet , daß die reflektierende Platte (.3.) auf der Oberfläche des Zylinders (1) um einen stumpfen Winkel geneigt ist.
  7. 7. Vorrichtung nach. Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet , daß das reflektierende Organ (3) eine konkave Oberfläche aufweist.
  8. ti. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung durch eine lange konvexe Zylinderlinse (29) ergänzt ist, welche parallel zu der Achse des Zylinders (2) angeordnet ist.
  9. 9. Geradlinige Ablenkeinrichtung eines Lichtflecks nach Anspruch 1, welche eine reflektierende Platt· aufweist, die auf der seitlichen Oberfläche eines Zylinders entlang einer schraubenförmigen Verbindungslinie angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß die zwei flächen (30, 31) der Platte (3) reflektierend sind.
  10. 10. Doppelablenkvorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß jede Fläche (30, 31) der reflektierenden Platte (3) durch ein Bündel (6) beleuchtet ist und ein reflektiertes Bündel (9) liefert.
  11. 11. Doppelablenkvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß eines der zwei
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    Bändel mit einem photoelektrisehen Organ (4-1) zusammenwirkt und daß das andere Bündel mit einem elektro-optisehen Modulator (35) zusammenwirkt, welcher durch das photoelektrische Organ (.41) erregt ist und daß das modulierte Bündel von einem photoempfindlichen Papier (39) empfangen werden kann.
  12. 12. Geradlinige Ablenkvorrichtung eines Lichtflecks nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei unitäre geradlinige Bit derselben Achse (55) fest verbundene Ablenkanordnungen (51* 52, 53« 54) vorgesehen sind, welche entweder zum Lesen oder zum Schreiben durch das modulierte Bündel ausgestattet sein können.
    13- Ablenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e · kennzeichnet , daß eine Hälfte des Zylinders eine reflektierende Platte mit Linksschraubenwindung und die andere Hälfte eine reflektierende Platte mit Hechts Schraubenwindung aufweist.
    109853/1 1 Ul
    BAD ORIGiNAL
    At
    Leerseite
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