DE2242552A1

DE2242552A1 - LIGHT SIGN HEAD

Info

Publication number: DE2242552A1
Application number: DE19722242552
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Brembs
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1972-08-30
Filing date: 1972-08-30
Publication date: 1974-03-21

Description

Lichtzeichenkopf Die Erfindung bezieht sich auf einen Lichtzeichenkopf für sehr schnelle programmgesteuerte Zeichenmaschinen.Light drawing head The invention relates to a light drawing head for very fast program-controlled drawing machines.

Es sind bereits Lichtz;eicheneinri chtungen" für programmgesteuerte Zeichenmaschinen bekannt, bei denen Lichtpunkte und Lichtsymbole (Zahlen, Buchstaben udgl.) auf einen fotoempfindlichen Zeichnungsträger projiziert werden. Mit derartigen Lichtzeicheneinrichtungen kb'nnen hochpräzise Strukturen mit unterschiedlichen Stricharten und Beschriftungen automatisch hergestellt werden. Die Lichtzeicheneinrichtung umfaßt eine Projektionseinrichtung mit einer von einem leistungsfähigen Sclrittmotor angetriebenen Objektscheibe, auf der sich eine Anzahl von lichtdurchlassigen Objekten befinden. Die Scheibe wird mittels einer Steuerelektronik nach Programmbefehlen positioniert (Zeitschrift "Werkstattstechnik" 62, 1972, S. 80 - 85).There are already light signaling devices "for program-controlled Drawing machines known, in which points of light and light symbols (numbers, letters etc.) are projected onto a photosensitive drawing carrier. With such Light sign devices can create high-precision structures with different types of lines and labels are produced automatically. The light signaling device includes a projection device with a powered by a powerful stepper motor Specimen disc, on which there are a number of translucent objects. The disc will positioned by means of control electronics according to program commands (magazine "Werkstattstechnik" 62, 1972, pp. 80-85).

Die Entwicklung geht nun zu immer schnelleren Zeichenmaschinen über (Richtwert: 1 m/s), die entsprechend relativ leicht gebaut und nicht in der Lage sind, große Massen auf derart hohe Geschtendifseiten zu beschleunigen (Fa. Xynetics).The development is now moving to ever faster drawing machines (Guide value: 1 m / s), which accordingly is relatively lightly built and not able to are to accelerate large masses to such high business pages (company Xynetics).

Derartige >laschinen werden durch elektronische Rechner gesteuert, die zunehmend in der Lage sind, die erforderlichen Symbole (beispielsweise Schriftzeichen odgl.) zu generieren und zu variieren (Größe, Winkelstellung u. a,), In diesem Fall ist es nicht mehr zweckmäßig, derartige Symbole im Lichtzeichenkopf (Objektträger) zu speichern, da bei hohen Zeichengeschwindigkeiten die Symbole in genügend kurzer Zeit auch gezeichnet werden können (als Linienzug), Zudem wird der Rechner durch seine Programmierbarkeit immer flexibler sein, als die starren mechanisch-optischen Einrichtungen zur Symbolerzeugung.Such> machines are controlled by electronic computers, who are increasingly able to use the required symbols (e.g. characters or the like) to generate and vary (size, angular position, etc.), in this case it is no longer appropriate to use such symbols in the light drawing head (slide) to save, because at high drawing speeds the symbols in sufficiently short Time can also be drawn (as a line), In addition, the calculator will by its programmability will always be more flexible than the rigid mechanical-optical Facilities for generating symbols.

Die bekannten Lichtzeichenköpfe sind für rechnergesteuerte schnelle Zeichenmaschinen wegen ihrer großen Masse und der zu geringen Beleuchtungsstärke in der Fotoebene nicht geeignet.The well-known light signal heads are for computer-controlled fast Drawing machines because of their large mass and insufficient illuminance not suitable in the photo layer.

Es ist eine sehr leichte optische Schreibeinrichtung bekannt, die eine Patrone enthält, in der ein oder mehrere optische Bündel aus konischförmig zulaufenden Fasern angebracht sind, die Licht energie von einer Lichtquelle auf eine kleine Stelle eines fotoempfindlichen Zeichnungsträgers bündeln. Die Lichtquelle ist eine elektrolumines zierende Lichttafel, die nabe an der Eintrittsfläche des Faserbündels liegt (lYr-OS 1 810 077). Um verschiedene Strichbreiten zu erreichen, werden bestimmte kreisförmige Teile der Lichttafel erregt und mehrere unterschiedlich konischförmige optische Bündel mit entsprechend angepaßten Lichttafeln verwendet. Ein Schreibkopf mit bei spielsweise -vier sich unterschiedlich verjüngenden Bündeln und angepaßten Lichttafeln kann -i6 verschiedene Strichbreiten erzeugen. Reichen diese nicht aus, so müssen Bündel und Lichttafeln gegen andere Schreibeinheiten (Bündel und Lichttafel) von Hand ausgetauscht werden9 oder es muß-der Schreibkopf von vornherein mit mehr als vier Schreibeinheiten ausgerüstet werden. Entsprechend vergrößert sich der technische Aufwand Da es sich bei dem bekannten Verfahren um eine Kontaktbelichtung handelt (der Zeichnungsträger befindet sich. dicht an dem Lichtaustritt des optischen Bündels), hat die erzielte grafische Unterlage keine hohe Präzision Ferner dürfte die erzielbare Beleuchtungsstärke für die angestrebten- hohen Zeichengeschwindigkeiten .nicht-ausreichen.There is known a very light optical writing device which Contains a cartridge in which one or more optical bundles of conical shape tapered fibers are attached to the light energy from a light source bundle a small area of a photosensitive drawing medium. The light source is an electroluminescent light panel, the hub at the entrance surface of the Fiber bundle lies (lYr-OS 1 810 077). To achieve different line widths, certain circular parts of the light panel are excited and several differently conical optical bundles with appropriately adapted light panels are used. A write head with, for example, four differently tapered bundles and adapted light panels can produce different line widths. Are sufficient If this does not work, bundles and light panels must be used against other writing units (Bundle and light panel) can be exchanged by hand9 or the writing head must be used be equipped with more than four writing units from the outset. Corresponding the technical effort increases Since the known method is is a contact exposure (the drawing carrier is close to the Light emission of the optical bundle), the graphic base obtained does not have any high precision Furthermore, the illuminance that can be achieved for the desired high drawing speeds .not-sufficient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lichtkopf zu schaffen, der eine kleine Masse hat und trotzdem eine ausreichende Beleuchtungsstärke zum Lichtzeichnen auf sehr schnellen Zeichenmaschinen erzeugt, Mit dem Lichtzeichenkopf soll ferner ein Strichstärkebereich von etwa 1 : 10 (z. B, 0,2 bis 2 mm) erfaßbar sein, wobei eine für die Praxis ausreichend große Anzahl von unterschiedlichen Strichstärken ohne Eingriff in den Lichtzeichenkopf (Austausch von Schreibeinheiten von Hand) erzeugbar sein soll. Der Lichtzeichenlcopf soll in der Karthographie und Leiterplattentechnik u. a,-riuch zur Erzeugung von Linienzügen mit sich kontinuierlich ändernder Strichstärke verwendbar sein, Trotz dieser Forderungen soll der technische Aufwand gering sein, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Lichtzeichenkopf zur Lichtpunkterzeugung allein eine verstellbare Blende enthält und das Projektionslicht über einen flexiblen Lichtleiter zugeführt bekommt.The invention is based on the object of creating a light head, which has a small mass and still has sufficient illuminance for Light drawing produced on very fast drawing machines, with the light drawing head a line width range of about 1:10 (e.g. 0.2 to 2 mm) should also be detectable with a number of different line widths that is sufficiently large for practice without intervention in the light signal head (replacement of writing units by hand) should be producible. The light signal head should be used in cartography and circuit board technology inter alia, -riuch for generating lines with continuously changing line widths be usable, Despite these requirements, the technical effort should be low, This object is achieved in that the light drawing head for Light point generation only contains an adjustable aperture and the projection light gets fed via a flexible light guide.

Zweckdienliche Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Appropriate further developments of the subject matter of the invention are the Refer to subclaims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is illustrated schematically below with reference to one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail.

Es zeigen Fig, 1 den Aufbau des erfindungsgemäßen Lichtzeichenkopfes, Fig. 2 die verwendete verstellbare Blende, Fig, 3 das Antriebselement für die Blende, Fig, i die Zusammenschaltung des Lichtzeichenkopfes mit der Lichtquelle, dem Lichtsteuerorgan und der Lichtzeichenelektronik, Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, ist im Gehäuse i des Lichtzeichenkopfes A ein Schrittmotor mit sehr leichtem Gewicht (ca. 100 g) angeordnet, auf dessen Welle ein Zahnrad 3 aufgesetzt ist, das mit einem weiteren Zahnrad 4 zusammenarbeitet, welches mit einem Verstellhebel 5 einer Irisblende 6 gekuppelt ist, wie weiter unten anhand der Fig. 3 näher erläutert wird.1 shows the structure of the light drawing head according to the invention, Fig. 2 the adjustable diaphragm used, Fig. 3 the drive element for the diaphragm, Fig, i the interconnection of the light drawing head with the light source, the light control organ and the light signal electronics, as can be seen from Fig. 1, i is in the housing of the light sign head A a stepper motor with a very light weight (approx. 100 g) arranged, on whose shaft a gear 3 is placed, which with another Gear 4 cooperates with an adjusting lever 5 of an iris diaphragm 6 is coupled, as will be explained in more detail below with reference to FIG.

Ferner ist im Strahlengang ein kondensor 7 und ein Objektiv 8 vorgesehen. Für die Lichtsteuerung ist in bekannter Weise ein teildurchlässiger Spiegel 9, ein Kondensor 10, eine Sammellinse 11 und ein Fotometer 12 vorgesehen, Das Licht wird über einen flexiblen Lichtleiter 20 in den Lichtzeichenkopf geführt.Furthermore, a condenser 7 and an objective 8 are provided in the beam path. A partially transparent mirror 9 is used for light control in a known manner Condenser 10, a collecting lens 11 and a photometer 12 are provided, the light is guided into the light drawing head via a flexible light guide 20.

Wie aus der Fig, 2 ersichtlich, wird beim Lichtzeichenkopf eine handelsübliche Irisblende 6 mit beispielsweise neun sichelförmigen Lamellen 13 verwendet, die an den Punkten 14 schwenkbar gelagert sind. Über einen Verstellhebel 5 werden die Lamellen 13 gemeinsam um die Lagerpunkte 14 geschwenkt, wodurch sich eine annähernd kreisförmige, im Durchmesser variable Öffnung 21 ergibt.As can be seen from FIG. 2, the light drawing head is a commercially available one Iris diaphragm 6 with, for example, nine sickle-shaped lamellas 13 used, which are pivotably mounted at points 14. Via an adjustment lever 5, the slats 13 are pivoted together about the bearing points 14, whereby an approximately circular, variable diameter opening 21 results.

Der Verstellhebel 5 ist mit dem ringförmigen Zahnrad 4 über eine am Zahnrad 4 befindliche Gabel 15 gekuppelt, wie die Fig. 3 zeigt. Die Irisblende 6 ist in einem feststehenden Halter 16 gelagert. Dreht sich das Zahnrad 4, so wird der Verstellhebel 5 der Irisblende von der Gabel 15 mitgenommen und die Lamellen der Blende entsprechend geschwenkt, Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, wird das Zahnrad 4 über das Zahnrad 3 vom Schrittmotor 2 angetrieben. Entsprechend verstellt sich auch die Öffnung 21 der Blende 6 (Fig. 2). Die sich dadurch ergebenden Objekte werden durch das Objektiv 8 (Fig. 1) auf die Zeichenebene 17 verkleinert abgebildet, beispielsweise im Verhältnis von 1 : 8. Durch die Verkleinerung erreicht man eine gute Lage und Konturengenauigkeit des Lichtpunktes.The adjusting lever 5 is connected to the ring-shaped gear 4 via an on Gear 4 located fork 15 is coupled, as FIG. 3 shows. The iris diaphragm 6 is mounted in a stationary holder 16. If the gear 4 rotates, then the adjusting lever 5 of the iris diaphragm taken along by the fork 15 and the slats the diaphragm pivoted accordingly, As can be seen from Fig. 1, the gear 4 driven by the stepping motor 2 via the gear 3. Adjusts accordingly also the opening 21 of the diaphragm 6 (Fig. 2). The resulting objects become Imaged reduced by the lens 8 (Fig. 1) on the plane of the drawing 17, for example in a ratio of 1: 8. By reducing the size, you get a good location and Contour accuracy of the light point.

Im dargestellten Beispiel ist eine Projektionseinrichtung verwendet. Dies allein deshalb, um hochpräzise grafischo Unterlagen zu erzielen, Im einfachsten Fall kann der Lichtzeichenkopf auch so abgewandelt werden, daß ein Lichtstrahl auch direkt an die Blende 6 geführt wird und die Blende 6 einen geringen Abstand zur Zeichenebene 17 hat (Kontaktbelichtung), Hierdurch wird jedoch gegenüber dem Projektionsverfahren die erzielte Bildqualität schlechter, Die Lichtquelle und das tichtsteuerorgan befinden sich außerhalb des Lichtzeichenkopfes, um dessen bewegte Masse klein zu halten.In the example shown, a projection device is used. This is solely for the purpose of achieving high-precision graphic documents, in the simplest way Case can the light sign head can also be modified so that a light beam is also guided directly to the diaphragm 6 and the diaphragm 6 a has a small distance from the plane of the drawing 17 (contact exposure), but this is Compared to the projection process, the image quality is worse, the light source and the notch control organ are located outside of the light drawing head, around it to keep moving mass small.

Anstelle der Irisblende kann auch eine Katzenaugenblende verwendet werden, so daß sich rechteckige Lichtpunkte ergeben.Instead of the iris diaphragm, a cat's eye diaphragm can also be used so that there are rectangular points of light.

Wie aus der Fig. 4 ersichtlich, ist außerhalb des verfahrbaren Lichtzeichenkopfes A eine ortsfeste Lichtbox B mit einer Lichtquelle 30, einem dieser zugeordneten Hohlspiegel 31, einem Ilondensor 32, einer Sammellinse 339 einem Tauchspulsystem 34 und dem faseroptischen Lichtleiter 20 vorgesehen. Das Tauchspulsystem 34 dient zur Lichtsteuerung. Die Blende 35 desselben wird mehr oder weniger in den Strahlengang ragen und den Lichteintritt des Lichtleiters 20 abdecken. Ferner ist eine ebenfalls ortsfeste Belichtungssteuerung C vorgesehen, die aus einem Sollwertgeber 362 einem Vergleichsglied 37 und einem nachgeschalteten Verstärker 38 besteht, dessen Ausgangsspannung an die Tauchspule des Tauchspulsystems 34 geführt ist. Dem Vergleichsglied 37 wird als Istwert die Spannung des Fotometers 12 zugeführt. Schließlich ist noch eine Steuer.As can be seen from FIG. 4, the movable light signal head is outside A a stationary light box B with a light source 30, one of which is assigned to it Concave mirror 31, an Ilondensor 32, a converging lens 339 and a moving coil system 34 and the fiber optic light guide 20 is provided. The moving coil system 34 is used for lighting control. The diaphragm 35 of the same is more or less in the beam path protrude and cover the light inlet of the light guide 20. Furthermore, one is also Fixed exposure control C provided, which consists of a setpoint generator 362 a Comparator 37 and a downstream amplifier 38, the output voltage at the moving coil of the moving coil system 34 is guided. The comparison link 37, the voltage of the photometer 12 is supplied as the actual value. Finally is still a tax.

einrichtung D für den Schrittmotor 2 vorgesehen, die ebenso wie die Belichtungssteuerung C elektrische Befehls-und Steuersignale von einer numerischen Steuerung E für die nicht weiter dargestellte Zeichenmaschine erhalt.device D provided for the stepper motor 2, as well as the Exposure control C electrical command and control signals from a numerical Receive control E for the drawing machine not shown.

Die Ausbildung und Zusammenschaltung der Gruppen B und C ist bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung, Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch den kleinen Schrittwinkel des Schrittmotors und die gewählte Übersetzung (Zahnräder 3,4) in einfacher Weise beispielsweise 90 verschiedene Strichstärken eingestellt werden können (fast kontinuierliche Strichstärkenänderung). Damit wird für praktisch alle auftretenden Zeichenarbeiten nur ein einziger Lichtzeichenkopf benötigt, PatentansprücheThe formation and interconnection of groups B and C is known and not the subject of the invention, the advantages achieved by the invention exist in particular that by the small step angle of the stepper motor and the selected translation (gears 3, 4) in a simple manner, for example 90 different Line widths can be set (almost continuous line width change). This means that there is only one light drawing head for practically all drawing work that occurs needed, claims

Claims

patent claims e Lichtzeichen1sopf for very fast program-controlled Drawing machines, characterized in that this is used for light point generation alone contains an adjustable diaphragm (6) and the projection light via a flexible one Light guide (20) is fed,

2. light signal head according to claim 1, characterized characterized in that the diaphragm (6) is assigned a projection lens (8).

3. light sign head according to claim 1 and 2, characterized in that that the adjustment of the aperture (6) is controlled by a program command Motor (2) takes place.

(Patent pronouncements)

4. light sign head according to claim 1 to 3, characterized characterized, dan the diaphragm (6) is moved by an annular gear (4), which is driven by another gear (3) on the shaft of the stepper motor (2) is arranged,

5. light sign head according to claim 1 to 4, characterized in that that the diaphragm is an iris diaphragm.

6, light sign head according to claim 1 to 4, characterized in that that the aperture is a cat's eye aperture.

L e r s e i t e