DE2217607C2 - Vorrichtung zum bildlichen Darstellen von Informationen - Google Patents

Description

Anwendung bringen, wenn ein Laser Verwendung findet, da das Laserlicht ausreichende Intensität besitzt, um ohne irgendwelche chemische Entwicklung sehr klare, sichtbare Bildeiemente auf diesem Mikrofilm zu erzeugen. Es können jedoch auch naß zu entwickelnde » oder andersartige Aufzeichnungsmaterialien im Rahmen der Erfindung angewendet werden. Bei dem Laser oder einer anderen zur Anwendung kommenden Lichtquelle kann es sich um jede beliebige Quelle für verhältnismäßig intensives, gebündeltes Licht handeln. "■ das nicht kohärent oder polarisiert zu sein braucht und das eine monochromaiische Wellenlänge aufweist, die geeignet ist, um das betreffende lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial zu belichten. IEs sir/, auch anstelle des bei dem bevorzugten Ausführung. i^t:«piel '5 verwendeten Gaslasers Festkorperic:.;_-r Meici" . Tiaßen geeignet

Eine akustooptische Ze-He 26 ist so i~^=;idnet, daß sie das auseinandergezojiene Bündt _ J empfängt Die akustooptische Zelle 7£ kann a* - opti^cn durchlässigem. -" entweder in flüssiger oder in fei.·"- Form vorliegendem Werkstoff gefertigt sein, in dem sich laufende oder stehende Ultraschallwellen fortpflanzen, wobei in aern Werkstoff ein photoela:;«scher Effekt hervorgr -ufen wird. Wasser ist ein üblicher Werkstoff für diesen -'· Zweck, der für eine Frequenz bis hinauf zu 50 MHz gut arbeitet. Feste Stoffe, beispielsweise PbMoO4 und LiNbO₁ sind bei höheren Frequenzen geeignet Akustooptische Zellen aus GIe₁S können ebenfalls verwendet werden. Die Seite, an der der Schallgeber oder Wandler '<' angebracht ist, ist vorzugsweise im Interesse der Vermeidung stehender Schallweilen nicht parallel zu der gegenüberliegenden Seitenwand. Für die Aufnahme einer Wasserzelle wird vorteilhafterweise ein Kunststoffbehälter verwendet, da ein solcher Schall eher absorbiert als in die Zelle zurückreflektiert

Wirkungsmäßig verbunden ist mit der Zelle 26 ein Ultraschall-Wandler 28, der auf eine Mehrzahl festgelegter Frequenzen anroricht die durch eine entsprechende Mehrzahl einzelner Oszillatoren oder durch einen Oszillator 30 für mehrere Frequenzen erzeugt werden die Mehrzahl der Frequenzen können auch in der Weise der akustooptischen Zelle zugeführt werden, indem man mehrere Wandler an dieser vorsieht die je von einem Oszillator bestimmter Frequenz betreibbar sind.

Besonders wirkungsvoll ist das Verkleben des Wandlers mit tiner PbMoO4-Zelle mit i.idium. da dies eine dünne und feste Verkittung darstellt, die die Ausgangsleistung des Wandlers gut überträgt. Die w gewünschte Information einer Informationsquelle, die beim Ausführungsbeispie! ei,s Computer 32 ist, wird einem Zeichengenerator 34 zugeführt, wo die Information, da sie normalerweise in verschlüsselter Form vorliegt beispielsweise in Form eines binär kodierten " Dezimalsystems, in alphanumerische Zeichen oder in ein anderes ÄuizeicnnuiigM'uriiiai übcrgcfiüiri wiru. Dci Zeichengenerator des bevorzugten Ausführungsbeispiels ist eine integrierte Schaltung zum Erzeugen einer 5x7 Ausgangsmatrix. Es handelt sich hierbei um das ^b0 Modell Nr, TMS-4103, das von der Firma Texas Instruments, Inc. hergestellt wird. Andere Zeichengeneratoren, die beliebige, gewünschte Ausgangsmatrizen erzeugen, beispielsweise 7x9, 12x16 oder 16x20 Matrizen, können ebenfalls verwendet werden. Ein ^6S Beispiel für einen solchen Generator zur Erzeugung einer 7x9 Ausgangsraatrix ist das Modell Nr. EA-4001, das von der Firme »Electronic Arrays, Inc.« hergestellt wird. Die Speichereinheit braucht kein Computer zu sein, sondern kann ein Magnetband- oder Magnetscheibenspeicher oder jede andere magnetische, elektrische, mechanische, photographische, optische oder andersartige Speichervorrichtung sein.

Der mehrere Frequenzen erzeugende Oszillator 30 wird durch das Ausgangssignal des Zeichengenerators 34 so gesteuert, daß der Oszillator 30 eine Mehrzahl von Ausgangssignalen bestimmter charakteristischer Frequenz erzeugt je nach dem, um was für ein Zeichen es sich handelt Die vom Oszillator 30 erzeugten elektrischen Frequenzen werden durch den Ultraschall-Wandler 28 als Ultraschallfrequenzen wiedergegeben, der innerhalb der akustooptischen Zelle 26 Frequenzen erzeugt die das Lichtbündel 24, das durch die Zelle hindurchfällt durch Braggsche Reflektion »modulieren«, so daß ein Ausgangsbündel "6 modulierten Lichts gebildet wird, das eine Mehrzahl modulierter Lichtbündel unterschiedlicher, charakteristischer Frequenzen umfaßt die den Frequenzen entsprechen, die vom Ultraschall-Wandler 28 hervorgebrpcht werden. Bei einer mit Wasser gefülken Zelle sind ^ie verwendeten Frequenzen bei einem Ausführungsbeüpiel um eine mittlere Frequenz von 40 MHz herumgruppiert, wobei der Abstand zwischen den einzelnen Frequenzen ungefähr 0,5 MHz beträgt Daher betragen in diesem Falle für eine 5x7 Matrix die sieben Frequenzen ungefähr 38^j;39,0:39^:40,0:40,5;41.0 und41,5 MHz. Es könnte jedoch jede andere Arbeitsfrequenz verwendet werden, wobei ein Bereich von 10 bis mehreren 1000 MHz in Frage kommt

Verfahren und Vorrichtung nach der Erfindung gehen von der Annahme aus, daß es sich bei der akustooptischen Beeinflussung um eii.en linearen Prozeß handelt, d. h. daß die optische Leistung des gebeugten Lichibündels bestimmter Ordnung in einem linearen Verhältnis zu der akustischen Leistung steht die der Wandler entwickelt. Eine vollständige Ableitung des Prozesses kann aer einschlägigen Literatur entnommen werden. Für die Erläuterung des Verständnisses der Funktion der Erfindung wird nachfolgend eine Darstellung in vere'ifachter Form gegeben. Bei einem Beugungsvorgang bestimmter Ordnun₆ ist der Wirkungsgrad der akustooptischen Beugung gleich dem Verhältnis von gebeugter Ausgangsleistung (/,) zu eingesehener optischer Leisiung(/o):

(D

worin / die Einwirkungslänge in Meter, M_x die akustooptische Gütezahl relativ zu Wasser und P₅ die akustische Leistung» dichte in Watt pro m² bedeuten. Bei dei praktischen Ausführung mit einer akustooptischen Wasserzelle mit einer wirksamen Länge der Wandlers _|ΓΛη 1 _{-1J1JX B>rii}4 Aa

or« Il — 1 U„t —η—.

= sin² (1,4 X 10 ² -/P₁)

(2)

Die Funktion sin θ unterscheidet sich von θ um 1%, wenn θ ^ 14° (0,24 Radiant). Unter der Annahme, daß sin θ = θ fur θ ^ 14°, ergibt sich folgende lineare Näherungsgleichung:

-4- = (1,4 χ ΐ(Γ² Vp₁)² = 1,9 χ ΐ(Γ⁴ P₅

(3)

Auf der Grundlage der gemachten Annahme gilt dieser Ausdruck für einen Brechungswirkungsgrad bis zu (0,24)* = 5,8 X 10'² oder 5,8%. Die akustische Leistungsdichte bei diesem Wirkungsgrad beträgt:

-2

„ „ 5,8X10
' 1,9X10"·

■ 300 Watt m

-2

Bei einem Wandler von 1 cm² Fläche würde dies einer akustischen Leitung von ungjefähr 3x10~² Watt entsprechen.

Die Gleichung (3) offenbart daß bei den obigen Bedingungen der Prozeß durch eine lineare Näherungsgleichung dargestellt werden kann: es findet daher lineare Oberlagerung statt. Man kann daher verschiedene unterschiedliche Frequenzen dem Wandler zuführen, und jede dieser Frequenzen erzeugt ihren eigenen Beugungsfleck in der Bildebene.

Wenn bei der Beugung Wirkungsgrade von mehr als ungefähr b% erforderlich sind, gilt die lineare Näherungsgleichung nicht mehr und die Möglichkeit des Auftretens nicht linearer Effekte wird größer. Daher sollten in diesem Falle sorgfältige Messungen der optischen Wechselwirkung der Lichtflecke vorgenommen werden, um festzustellen, ob gegebenenfalls auftretende derartige Effekte bei der praktischen Anwendung der Erfindung störend sind oder nicht.

Eine undurchlässige Maske 38 oder eine andere gleichwertige Vorrichtung zur selektiven Lichtabhaltung ist so angeordnet, daß sie unmoduliertes und somit ungebeugtes Licht 40. das von der Zelle 26 übertragen wird, ausschaltet oder blockiert. Die einzelnen, im Bündel 36 enthaltenen Lichtbündel werden durch eine Abbildungseinrichtung, beim Ausführungsbeispiel durch eine Linse 4Z als l.ichtfleckreihe auf einer Vorrichtung abgebildet, die der Lichtfleckreihe eine einer Abtastbewegung entsprechende Bewegung vermittelt Be-m Ausfuhrungsbeispiel handelt es sich bei dieser Vorrichtung um ein polygonales Prisma 44. das um eine in der Zeichenebene der F ι g. 1 liegende, senkrecht zur optischen Achse des Systems verlaufende Drehachse rotiert Die einzelnen Lichtbündel 45. die den Lichtbündeln im Bündel 36 entsprechen und das sich drehende Prisma 44 durchlaufen haben, werden durch eine Linse 46 auf einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmateria! 48 abgebildet Infolge der Ablenkung durch das Prisma erhält man eine über das Aufzeichnungsmaterial wandernde Lichtfleckreihe, die ununterbrochene parallele Linien ergeben würde, wenn die akusto-optische Zelle 26 ständig mit alten einzelnen Frequenzen erregt würde. Wegen der Modulation entsprechend der zu übertragenden Information, durch die die einzelnen Lichtbündel nur dann gebeugt werden und einen Lichtfleck auf dem Aufzeichnungsmaterial erzeugen, wenn die akusto-optische Zeile mit der entsprechenden Frequenz erregt wird, bildet die Lichtfleckreihe jedoch auf dem Aufzeichnungsmaterial Zeilen von aufgezeichneten Zeichen. Das Aufzeichnungsmaterial 48 wird schrittweise oder fortlaufend durch einen Motor 43 über Antriebsrollen 47 und 49 angetrieben.

In F i g. 2 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Abfenkteiis von Fig. 1 gezeigt Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden auch hier ein Ultraschallwandler 28 und eine akusto-optische Zelle 26 angewendet, um ein Ausgangsbündel 36 zu erzeugen, das aus einer Mehrzahl von durch unterschiedliche Frequenzen modulierter Lichtbündel bes 't Das unmodulierte Licht 40 wird durch die Maske 38 abgehalten. Die einzelnen Bündel des Ausgangsbündels 36 fallen auf ein Spiegelrad SO, das sich dreht, so daß Lichtbündeln 51 eine Abtast- oder Ablenkbewegung vermittelt wird. Die abgelenkten Bündel 51 werden durch eine Linse 52 auf lichtempfindlichem Aufzeichnungsmaterial 54 abgebildet. Bei Blickrichtung entsprechend F i g, 2 verlaufen die Zeilen der aufgezeichneten Information auf dem Aufzeichnungsmaterial 54 senkrecht zur Zeichenebene, und das Aufzeichnungsmaterial 54 v/ird fortlaufend oder to absatzweise mittels eines Antriebsmotors 53 bewegt, der auf Rollen 55 und 57 einwirkt

Fig,3 zeigt ein weiter abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Ablenkeinheit. Wie bei den F i g. 1 und 2 ist eine akusto-optische Zeile 26 vorgesehen, die. durch einen Ultraschallwandler 28 gesteuert eine Mehrzahl modulierter Lichtbündel im Ausgangsbundel 36 hervorruft. Das unmodulierte Licht 40 wird ebenfalls mittels einer Maske 38 ausgeschaltet Die modulierten Bündel, die im Ausgangsbündei 36 enthalten sind, werden durch eine Linse 58 auf einen Zeilenablenker 60 geworfen, bei dem es sich um ein rotierendes polygonales Prisma, wie das Prisma 44. einen ebenen Spiegel oder ein Spiegelrad, wie das Spiegelrad SO. handeln kann und wobei die Drehachse der Drehung des Ablenkers 60 in der Zeichenebene der F i g. 3 verläuft Der Zeilenablenker 60 kann auch in Form einer akusto-optischen oder elektrooptischen Ablenkvorrichtung ausgebildet sein. Von dem Ablenker 60 kommendes Licht 61 wird mittels einer Linse 62 auf Aufzeichnungsmaterial 64 geworfen.

das seinerseits eine fortlaufende oder absatzweise Vorschubbewegung erfährt beispielsweise unter Anwendung eines Filmantriebsmotors 63 und Antriebsrollen 65 und 67. Nachdem eine Zeile von Zeichen aufgezeichnet ist. wird das Aufzeichnungsmaterial durch

seinen Vorschub weiterbewegt um ein frisches Flächenstück des Aufzeichnungsmaterials für die Aufzeichnung bereitzustellen.

In Fig 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Ablenkeinheit gezeigt Wie vorher steuert ein Ultraschallwandier 28 die Frequenzen innerhalb der akustooptischen Zelle 26. um ein Ausgangsbündel 36 aus einer Mehrzahl von Einzelbündeln zu bilden. Unmoduliertes Licht 40 wird wiederum durch die Maske 38 abgehalten. Die Einzellichtbündel des Ausgangsbündels 36 werden durch eine Linse 70 hindurch auf einen Zeilenablenker 72 geworfen, bei dem es sich um ein Prisma 44, ein Spiegelrad 50 oder den in F i g. 3 gezeigten Ablenker 60 handeln kann. Von dem Zeilenablenker 72 werden die Bündel an ein sammelndes optisches Element weitergegeben, beim Ausführungsbeispiel zu einer Linse 74, von wo die Bündel auf eine weitere Ablenkeinrichtung 76 weitergegeben werden, bei der es sich um einen SpLgel, ein Prisma, eine Linse oder eine weitere akusto-optische Ablenkeinrichtung handeln kann und die dazu dient, die Zeilen auf ein bestimmtes Gebiet eines Aufzeichungsmaterials 78 hinzulenken, bei dem es sich beispielsweise um eine Mikrofilmkarte, ein sogenanntes Mikrofiche, handeln kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung können mehrere Seiten einer Vorlage,

beispielsweise einer Patentschrift, einander benachbart auf einer Mikrofilmkarte aufgezeichnet werden. Die Lagesteuerung des Aufzeichnungsmaterials 78 kann durch eine Steuervorrichtung 75 erfolgen, die über Filmvorschubrollen 77 und 79 mit dem Aufzeichnungsmaterial zusammenwirkt

In F i g. 5 ist eine schematisiert gezeichnete Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt Eine computergesteuerte Informationsquelle 100 bildet

einen Speicher für die auszudruckenden Informationen. Dieser Speicher kann ein Magnetkernspeicher, ein Bandspeicher, Plattenspeicher oder jede andere Vorrichtung bekannter Art sein, die ein Teil einer Computeranlage bildet oder in Verbindung mit einer solchen betreibbar ist Die spezielle Ausbildung dieses Speichers oder des betreffenden Computers, zu dem dieser Speicher gehört oder zusammen mit dem der Speicher betrieben wird, ist nicht Teil dieser Erfindung und soll daher hier auch nicht näher erläutert werden. Da die Informationen in digitalen Computern im allgemeinen in binärer Form verschlüsselt sind, haben die von der Informationsquelle 100 abgegebenen Informationen vorzugsweise eine binär kodierte Dezimalform, können jedoch auch jede andere gleichwertige Form haben und beispielsweise einen Buchstaben des Alphabets oder eine arabische Ziffer darstellen, die auf einem Aufzeichnungsmaterial ausgedruckt werden kann, beispielsweise auf lichtempfindlichem Material. Wie der Fachmann weiß, können auch Bilder, graphische Darstellungen oder kartographische Aufzeichnungen, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgedruckt werden können, in binär verschlüsselter Form gespeichert vorliegen. Das kodiert gespeicherte Zeichen, das vorzugsweise durch einen Sechsbitbinärkode dargestellt ist. wird von der Informationsquelle zu einem Speicherregister 102 für zeitweilige Speicherung übergegeben, der aus handelsüblichen integrierten Standardschaltungen aufgebaut ist. Ein Zeichengenerator 104 empfängt die Information vom Register 102 und überführt diese vorzugsweise in ein Ausgangsformat mit sieber Ausgängen, die die sieben Zeilen auszudruckender Zeichenelemente 149 einer senkrechten Spalte 150 eines auszudruckenden Zeichens darstellen, wie dies aus Fig. 6 hervorgeht. In Fig.6 ist mit 152 ein Format in Form einer 5x7 Matrix der Zeichenelemente 149 dargestellt Eine 5x7 Matrix hat sich als geeignet erwiesen. Es könnte jedoch auch eine 7x9 oder 15 χ 20 oder eine Matrix anderer Größe nach Wahl angewendet werden. Die sieben Informations-Ausgangskanäle des Zeichengenerators 104 werden durch mit je festen Frequenzen arbeitende Oszillatoren 106a bis 106# in feste elektrische Trägerfrequenzen umgewandelt Gesteuert von dem Zeichengenerator 104 befindet sich jeder der Oszillatoren 106a bis iOßgin eingeschaltetem oder in ausgeschaltetem Zustand.

Die Oszillatoren können durch den Zeichengenerator 104 gesteuert werden, indem die Oszillatoren wahlweise in Betrieb gesetzt und ausgeschaltet werden. Es ist jedoch, hierzu wird auf F i g. 7 Bezug genommen, aus Gründen der Einfachheit und der Arbeitsgeschwindigkeit vorzuziehen, daß die Oszillatoren dauernd in Betrieb sind und sie in diesem Betriebszustand wahlweise durch einen Schalter 109 mit eier nachgeordneten Schaltung verbunden oder von dieser abgetrennt werden können, wenn sich der Schalter 109 in der in der Fig.7 gezeigten Einschaltstellung bzw. in der nicht gezeigten Ausschaltstellung befindet Der in Fig.7 angedeutete Oszillator 105' stellt einen beliebigen der Oszillatoren 106a bis 106g· dar, und ein dargestellter Widerstand 108a entspricht jedem beliebigen von Widerständen 108a bis 108^ von Fig.5. Die Impedanz des Oszillators ist in Fig. 7 mit 111 angedeutet Bei dem Schalter 109 kann es sich um jeden geeigneten elektrischen Schalter handeln. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zu diesem Zwecke elektrisch gesteuerte Siliziumdioden vorgesehen.

Eine andere mögliche Abwandlung besteht darin.

einen Mehrfrequenz-Oszillator zu verwenden, der die gewünschten Frequenzen fortlaufend erzeugt. In einem solchen Fall wird durch den Zeichengenerator bestimmt, welche Frequenzen zu jedem Zeitpunkt erzeugt werden. Ein Mehrfrequenzgenerator, der so gesteuert werden kann, daß er ausgewählte bestimmte Frequenzen einer Mehrzahl von Frequenzen erzeugt, kann ebenfalls Anwendung finden.
In jedem Fall, d. h. ungeachtet, in welcher Ausführungsform der Oszillator vorliegt, wird die Mehrzahl von Frequenzen mittels einer Summierschaltung 107 zusammengefaßt, um ein komplexes elektrisches Signal zu bilden, das dem Ultraschall-Wandler 28 über einen Leistungsverstärker 110 und eine Anpaßschaltung 112 aufgeprägt wird. Die Anpaßschaltung 112 paßt die Impedanz des Wandlers 28 dem verwendeten Leistungsverstärker 110 an. Anstatt summiert zu werden, könnten die Frequenzen auch multiplex übertragen werden, wenn dies gewünscht wird. Obgleich eine Summierschaltung in Form eines Widerstandsn;tzwerks gezeigt is:, könnten die elektrischen Signale auf jede andere geeignete Art und Weise kombiniert werden, beispielsweise -.inter Anwendung von Transformatoren. Der Ultraschall-Wandler 28 überträgt das elektrische Signal in Schallwellen, die in die akusto-optische Zelle 26 hinein verlaufen. Die Schallwellen innerhalb der Zelle entsprechen den elektrischen Signalen festgelegter Frequenz, die durch die Oszillatoren 106a bis tO6g erzeugt werden. Aufgrund der Eigenart der Braggschen Reflektion in der akusto-optischen Zelle, wie sie bereits oben erläutert wurde und wie sie insbesondere durch Robert Adler in einem Artikel in der Zeitschrift »IEEE Spektrum«, Mai 1967, Seiten 42 bis 54, mit dem Titel »Interaction of light and sound« besprochen wird, wirkt jede der einzelnen akustischen Frequenzen unabhängig von den anderen mit dem Lichtbündel 24 innerhalb der akusto-optischen Zelle 26 zusammen, um ein Phasengitter zu bilden und damit ein abgebeugtes Strahlenbünde! erster Ordnung für jede der einzelnen Frequenzen zu erzeugen. Die Lage jedes einzelnen der Zeichenelemente ist eine Funktion der Frequenz, von der die betreffenden Zeichenelemente hervorgerufen werden, und die Lage der Zeichenelemente kann daher eingestellt werden, indem man die Frequenz des betreffenden Oszillators verstellt Die Anzahl der Einzellichtbündel, die gleichzeitig hervorgerufen werden können und daher die Anzahl der Zeichenelemente 149 in der senkrechten Spalte 150 des Zeichens, ist gleich dem Auflösungsvermögen der akusto-optischen Zelle =4/ψ entspricht, wo Af der nutzbare Frequenzbereich des zugehörigen Wandlers und ψ die Zeit bedeuten, die eine akustische Wellenfront benötigt um sich quer über das optische Bündel auszubreiten. Daher werdendie Oszillatoren für zwei Zeichdnelemente 149, die auf dem Aufzeichnungsmaterial nebeneinanderliegend aufgezeichnet werden sollen, auf Frequenzen eingestellt, die sich ungefähr um

— unterscheiden.
ψ

6P Für die Durchführung der Erfindung können die einzelnen Frequenzen auf solche Werte festgelegt werden, daß voneinander getrennt erscheinende Zeichenelemente 149 erzeugt werden, oder daß sich die Zeichenelemente 149 in gewünschter Weise zum Teil überlappen. Die Zeicheneiemente können entweder voneinander getrennt erscheinen oder sich überlappen, oder es kann vorgesehen sein, daß einige der Elemente abgesondert und andere sich überlappend aufgezeich-

net, beispielsweise auf photographisches Aufzeichnungsmaterial aufbelichtet werden. Die Auswahl der Frequenz kann auf einfache Weise willkürlich vorgenommen werden, da die Frequenzen der Oszillatoren 106 bis iÖ6g die Frequenzen in der akusto-optischen Zelle 26 bestimmen. Wenn die Frequenzen in geeigneter Weise eingestellt sind, sind die Lichtflecken oder Zeichenelemente auf dem Aufzeichnungsmaterial relativ zueinander »o angeordnet, daß ein klar lesbares Zeichen auf dem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial ausgedruckt wird, jeder Lichtfleck oder jedes Zeichenelement 149, das auf einer bestimmten Höhe innerhalb der senkrecht verlaufenden Zeichenspalte 150 auf dem Aufzeichnungsmaterial erscheint, entspricht einer bestimmten Frequenz. Außerdem wird jedes einzelne Zeichenelement, d. h. jeder Lichtfleck, unabhängig von den anderen so gesteuert, daß im Einschaltzustand oder im Ausschaltzustand auf dem Aufzeichnungsmaterial ein Lichtfleck gebildet wird bzw. daß die betreffende Empfangsfläche des Aufzeichnungsmaterials dunkel bleibt, je nachdem, ob der zugehörige modulierende Oszillator für uieses Zeichenelement im Einschaltzustand oder im Ausschaltzustand ist. Vorzugsweise wird die Lichtfleckreihe oder die Reihe der Zeichenelernente in der mit einem Pfeil 154 angedeuteten Richtung abgelenkt, d. h. in waagerechter Richtung relativ zu den senkrecht verlaufenden Spalten 150. Diese Ablenkung erfolgt durch einen Ablenker 116, bei dem es sich um das rotierende Prisma 44 von F i g. 1 oder eine der ande^ren in den F i g. 2, 3 und 4 gezeigten derartigen Vorrichtungen handeln kann. Auf diese Weise kann eine Zeile von eine Information enthaltenden Zeichen auf einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial in einem einzigen Abtastvorgang aufgezeichnet werden. Zwischen aufeinanderfolgenden Abtastvorgängen kann das Aufzeichnungsmaterial schrittweise vorgeschoben werden, um einen frischen Oberflächenbereich bereitzustellen. Es kann auch ein fortlaufend wirksamer Vorschub für das Aufzeichnungsmateria! vorge'.:hen sein. Es ist ersichtlich, daß eine einzige Ablenkung ausreichend ist um eine ganze Zeile von Infcrmationen aufzuzeichnen, da die sieben Zeichenelemente, oder eine andere Anzahl von Zeichenelementen, einer eil—igen Spalte 150 gleichzeitig durch eine entsprechende Mehrzahl von Lichtbündeln, also beispielsweise sieben Lichtbündeln, erzeugt werden. Die Anzahl der eine senkrechte Spalte bildenden Zeichenelemente 149 jeder Spalte 150 bestimmt sich durch die Anzahl der verwendeten Oszillatoren und beträgt bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das in F i g. 6 gezeigt ist, sieben Zeichenelemente 149. Der Zeichengenerator 104 bestimmt für jede einzelne vertikal verlaufende Spalte 150, ob für ein bestimmtes Zeichenelement 149 der Ausgang des zugehörigen Oszillators 106a bis 106^ mit dem Wandler 28 verbunden ist oder nicht Der Ablenker 116 gibt ein Ausgangssigna] für einen Lagesensor 118, der von beliebiger bekannter Art sein kann und der üblicherweise eine Photozelle an seinem Eingang aufweist durch die unter Ausnutzung eines Lichtbündels eine Synchronisation des mechanischen Ablenkers 116 mit der Herauslesetätigkeit der Zeichenspeichereinrichtung erfolgt Das Ausgangssignal des Lagesensors 118 wird einer logischen Folgesteuerschaltung 120 zugeführt die bestimmt weiche Information als nächste von der Informationsquelle 100 durch das Register 102 ausgewählt wird. Die Folgesteue. haltung 120 steuert außerdem einen Zähler 122, der die nächste Zeichenspalte 150, die ausgedruckt werden soll, auswählt. Der Zähler 122 steuert die Folge der senkrechten Spalten 150desauszudrui Senden Zeichens.
Änderungen der Ausgangsleistung des Lasers können

s die Ursache für Änderungen der Intensität des das Aufzeichnungsmaterial belichtenden Lichts darstellen. Solche Änderungen können durch Anv/endung eines Lichtsensors 119 korrigiert werden, der die Ausgangsleistung des Lasers überwacht und ein Korrektursignal

ίο erzeugt um die Verstärkung des Verstärkers 110 zu verändern. Somit wird die Intensität aller Lichtbündel gleichzeitig zur Kompensation von Abweichungen der Lase-ausgangsleisiung verändert.

Das bevorzugte Aujführungsbeispiel ist dazu bestimmt, um in einem Komputer gespeicherte information auf einem photographischen Aufzeichnungsmaterial, beispielsweise auf Mikrofilm, auszudrucken oder aufzuzeichnen. Dieser Ausdruckvorgang ist bekannt als Komputer-Ausgabe-Mikroverfilmung. Die Erfindung ist jedoch gleichermaßen vorteilhaft für andere Anwendungsgebiete, beispielsweise zum Aufzeichnen oder Wiedergeben einer Information. Beispielsweise kann das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial durch eine projizierende Optik und einen Betrachtungsbildschirm ersetzt werden, um eine Informationswiedergabe für direkte Betrachtung durch einen Benutzer zu erhalten.

Die Erfindung kann auch in Verbindung mit

graphischen Daten, Diagrammen, Zeichnungen oder anderen nicht alphanumerischen Informationen Anwendung finden, indem man einfach die Abtastzeilen und -spalten so einstellt, daß sie sich fortlaufend in zwei Dimensionen überlappen.

Die Amplituden der einzelnen Bündel können linear gesteuert werden, um eine Grauwert-Modulation der aufgezeichneten Zeichenelemente zu bewirken.

Wenn die einzelnen Oszillatoren phasenstarr sind, dann können bei geeigneter Wahl der gegenseitigen Phasenlage die Amplitudenscheitelwerte der resultierenden zusammengesetzten Schwingungsform verringert werden, wodurch höhere durchschnittliche Leistung im Schwingungsverlauf erhalten werden kann, ohne daß Verzerrungen durch den Verstärker oder andere Nichtlinearitäten des Systems in Kauf genommen werden müßten.

Die Erzeugung einer Mehrzahl von Zeichenelementen durch die akusto-optische Zelle ist durch das lineare Arbeiten der Zelle begründet das bei geringen Beugungswirkungsgraden der Zelle auftritt, d. h. bis zu Wirkungsgraden von zumindest einigen Prozent Sind

so sehr große Wirkungsgrade der Beugung in der Zelle erforderlich, dann kann Nichtlinearität auftreten, wobei nicht mehr gewährleistet ist daß die Vielzahl der Zeichenelemente unabhängig voneinander, & h. gegenseitig unbeeinflußt, bleiben.

Wechselwirkungen zwischen der Vielzahl der Zeichenelemente können durch die Schaltereinrichtung kompensiert v/erden, wie sie in F i g. 7 für den Oszillator 106' gezeigt ist Durch spezielle Auswahl der Impedanzen 108' und 111 der einzelnen Oszillatoren 106a bis iO6g können Änderungen der Intensität der einzelnen Zeichenelemente oder Lichtflecke, die durch das Zh- oder Abschalten einer veränderlichen Anzahl von Oszillatoren auftreten können, durch die sich beim Zuschalten und Abschalten ergebenden Veränderungen der Netzwerkimpedanz eliminiert werden. Daher lassen rieh Wirkungsgrade bei der akusto-optischen Ablenkung von weit mehr als 10 bis 20% erreichen, wenn man hinsichtlich der Zeichenqualität entsprechende Vorsor-

ge trifft.

Schallweien sinü im allgemeinen laufende Wellen und werden an der Seite der akusto-optischen Zelle, die dem Wandler (den Wandlern) gegetiiiberliegt, absorbiert. Zur Vergrößerung des Wirkungsgrads der B-. igung können auch stehende Wellen verwendet werden. Die Länge der akusto-optischen Zelle in Richtung der Bewegung der Schallwelle kann so gewählt werden, daß die Zelle bei den Frequenzen in Resonanz ist, die für die Erzeugung der Einzelbündel vorgesehen sind, durch die die Zeichenelemente aufgezeichnet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum bildlichen Darstellen von Informationen; mit einem Laser zum Erzeugen eines Bündels monochromatischer, kohärenter Strahlung; einer im Strahlengang des Lasers angeordneten akustooptischen Zelle mit einem mit dieser gekoppelten eiektroakustischen Wandler; einem Oszillator zum Betreiben des Wandlers mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Trägerfrequenzen, am in der akustooptischen Zelle eine multifrequente Schallwelle zu erzeugen, damit die Zelle den einfallenden Laserstrahl in eine entsprechende Anzahl gebeugter Bündel aufteilt; einer Informationsquelle für selektives Amplitudenmodulieren jeder der Trägerfrequenzen, um die momentane Intensität jedes der gebeugten Bündel entsprechend der darzustellenden Information zu verändern: und mit einer Ablenkeinrichtung zum wiederholten Auslenken der gebeugten Bündel über die Oberfläche, auf der die Information bikiUch dargestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Aufzeichnung der Information auf einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial (48; 54, 64; 78) eine zum Ausgleichen von bei einem Teil der einzelnen gebeugten Bündel auftretenden Intensitätsschwankungen, die durch die von der Informationsquelle (32; 100) bewirkte Amplitudenmodulation der übrigen gebeugten Bündel verursacht sind, dienende Kompensationsschaltung (106', 108', 111, 109) vorgesehen ist, -velche über vorgegebene Impedanzen (106', 108) in jedem Oszillatorzweig und die sich beim Zuschalten und Abschalten -^;ner veränderlichen Anzahl von Oszillatoren ergebende Veränderung der Netzwerkimpedanz dos Netzwerkes aller Oszillatoren(106a— g, 108a—^auftretende Intensitätsschwankungen weitestgehend ausgleicht

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum bildlichen Darstellen von informationen; mit einem Laser zum Erzeugen eines Bündels monochromatischer, kohärenter Strahlung; einer im Strahlengang des Lasers angeordneten akustooptischen Zeiie mit einem mit dieser gekoppelten eiektroakustischen Wandler; ei.iem Oszillator zum Betreiben des Wandlers mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Trägerfrequenzen, um in der akustooptischen Zelle eine multifrequente Schallwelle zu erzeugen, damit die Zeile den einfallenden Laserstrahl in eine entsprechende Anzahl gebeugter Bündel aufteilt; einer Informationsquelle lür selektives Amplitudenmodulieren jeder der Trägerfrequenzen, um die momentane Intensität jedes der gebeugten Bündel entsprechend der darzustellenden Intormation zu verändern; und mit einer Ablenkeinrichtung zum wiederholten Auslenken der gebeugten Bündel über die Oberfläche, auf der die Informationen bildlich dargestellt werden.

   Eine Vorrichtung dieser Art ist bereits bekannt, vgl. US-PS 35 ⁷I 507. Wenn die bekannte Vorrichtung dazu benutzt werden soll, um beispielsweise Daten eines der Informationsquelle zugeordneten Computers auszudrucken, indem ein lichtempf dliches Aufzeichnungsmaterial durch die modulierter, ,aserbündel belichtet wird, beispielsweise ein Aufzeichnungsmaterial für Direktausdruck, das ohne nachträgliche Entwicklung aufgrund der mit hoher Intensität erfolgenden Belichtung eine sichtbare Aufzeichnung ergibt, dann erhält man Aufzeichnungen, die eine schlechte Güte aufweisen

   5 oder unbrauchbar sind, weil die Belichtung des Aufzeichnungsmaterials mit schwankender Intensität erfolgt, was ungleichmäßige Grauwerte zur Folge hat Die Intensitätsschwankungen ergeben sich infolge von Nichtlineariiäten, verursacht durch gegenseitige Wechselwirkungen, aie bei der gleichzeitig erfolgenden, multifrequenten Amplitudenmodulation mittels ein und desselben akustooptischen Wandlers auftreten.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art zu schaffen, die d?e bei der Erzeugung einer Mehrzahl von Zeichenelemetiten durch ein und dieselbe akustooptische Zelle bei großen Wirkungsgraden der Beugung auftretenden Nichtlinearitäten in der Darstellung von Grauwerten zu kompensieren vermag.

   Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für eine Aufzeichnung der Informationen auf einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial eine zum Ausgleichen von bei einem Teil der einzelnen gebeugten Bündel auftretenden Intensitätsschwankungen, die durch die von der Informationsquelle bewirkte Amplitudenmodulation der übrigen gebeugten Bündel verursacht sind, dienende Kampensationsschaltunc vorgesehen ist welche über vorgegebene Impedanzen in jedem Oszillatorzweig und die sich beim Zuschalten und Abschalten einer veränderlichen Anzahl von Oszillatoren ergebende Veränderung der Netzwerkimpedanz des Netzwerkes aller Oszillatoren auftretende Intensitätsschwankungen weitestgehend ausgleicht Man erhält dadurch eine Informationsaufzeichnung gleichmäßiger optischer Dichte, weil Grauwertschwankungen in Abhängigkeit vom Informationsgehalt d.h. abhängig davon, welche Anzahl von Oszillatoren zu jedsm gegebenen Zeitpunkt gerade gleichzeitig zugeschaltet

   =« oder abgeschaltet sind, vermieden sind.

   Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert Es zeigen
   F i g. 1 bis 4 schematisiert gezeichnete Draufsichten auf verschiedene Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen,

   F i g. 5 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels, Fig.6 eine vergrößerte Darstellung eines auf

   lichtempfindlichem Aufzeichnungsmaterial ausgedruckten Zeichens und

   F i g. 7 einen nähere Einzelheiten zeigenden Ausschnitt aus F i g. 5.

   E^:n erstes Ausführungsbeispiel ist in der F i g. 1 gezeigt. Eine Lichtquelle 20, vorzugsweise in Form eines Helium-Neon-Gaslasers, erzeugt ein austretendes Lichtbündel, das einem Expander 22 zugeführt und durch diesen zu einem ausireienden Süiiuci 24 gewünschten Durchmessers auseiinandergezogen wird. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Expander 22 um das Modell Nr. 311 der Firma »Spectra-Physics«. Gebündeltes Laserlicht findet vorzugsweise Anwendung, da dieses ausreichende Intensität aufweist, um die Verwendung eines gering empfindlichen Direktkopiermaterials als lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial zu ermöglichen. Ein Entwickeln des lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterials ist nicht erforderlich und man kann einen sehr unempfindlichen Trockenentwicklungs-Mikrofilm in