DE2302616B2

DE2302616B2 - Vorrichtung zum Abtasten und zur Wiedergabe von Bildern auf einem feststehenden Bildträger, insbesondere für ein Faksimile-Gerät

Info

Publication number: DE2302616B2
Application number: DE2302616A
Authority: DE
Inventors: John Scott Campbell; John L. Fairschild; Carl R. San Gabriel Calif. Kolker; Robert L. San Antonio Tex. Lafond; Calif. Pasadena
Original assignee: Faxon Communications Corp Pasadena Calif (vsta)
Current assignee: Faxon Communications Corp Pasadena Calif (vsta)
Priority date: 1972-01-20
Filing date: 1973-01-19
Publication date: 1980-04-30
Also published as: US3843839A; IT976986B; FR2168582A1; JPS5245206A; JPS5245207A; DE2365835C2; DE2302616A1; DE2365835A1; GB1423731A; JPS4912714A; CA973962A; JPS5289410A; FR2168582B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtasten und zur Wiedergabe von Bildern auf einem feststehenden Bildträger, insbesondere für ein Faksimile-Gerät, bei der ein durch eine Ablenkvorrichtung gesteuerter Lichtpunkt den Bildträger in zwei Dimensionen überstreicht und bei der im Sendebeirieb ein in mindestens einer Dimension mit dem Lichtpunkt synchron mitbewegter Fotodetektor die von dem durch den Lichtpunkt beleuchteten Bildträger herrührende Lichtintensität bestimmt.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-AS 12 50 860 bekannt. Dabei erfolgt die Bildabtastung mittels eines Laserstrahls, der durch ein Diapositiv des zu übertragenden Bildes geschickt und von einer mit dem Laserstrahl synchronlaufenden Fotozelle aufgefangen wird. Dabei ändert sich jedoch laufend der Abstand zwischen dem Bildträger (Diapositiv) und der Fotozelle. Dies führt zu Verzerrungen des abgetasteten Bildes, so daß aufwendige Korrekturmaßnahmen zum Ausgleich dieser Verzerrungen ergriffen werden müssea

Auch bei der aus der DE-OS 20 61 158 bekannten Vorrichtung wird kein konstanter Abstand zwischen dem beleuchteten Teil des Bildträgers und dem Fotodetektor eingehalten, da der Fotodetektor sich nicht mit der Bewegung des Lichtstrahls senkrecht zur Bildebene und senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bildträgers synchron mitbewegt. Damit treten die gleichen Probleme wie bei der nach der DE-AS 12 50 860 bekannten Vorrichtung auf.

Auch bei der aus der DE-AS 12 82 059 bekannten Vorrichtung ist der Fotodetektor relativ zur Abtastfläche stationär, so daß sich ebenfalls der wirksame Abstand zwischen dem Bildträger und dem Fotodetektor beim zeilenweisen Abtasten des Bildträgers laufend ändert. Darüber hinaus ist aus der US-PS 35 48 099 eine Ablenkschaltung für ein Farbwiedergabesystem bekannt, bei dem umfangreiche Linsen- und Spiegelsysteme erforderlich sind, um zumindest einen Teil der dabei auftretenden geometrischen Verzerrungen auszugleichen. Allerdings ist diese Vorrichtung allenfalls bei relativ kleinen Bildträgern verwendbar, da die Abmessungen des Bildträgers durch die Linsen begrenzt sind.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der obengenannten Art so auszubilden, daß geometrische Verzerrungen weitgehend vermieden werden und damit eine optisch optimale Abtastung der Bildinformation möglich ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Fotodetektor im konstanten Abstand zum Bildträger über diesen bewegbar ist und der Lichtpunkt in an sich bekannter Weise von einer ortsfesten Lichtquelle ausgeht.

Damit wird erreicht, daß geometrische Verzerrungen beim Abtasten und bei der Wiedergabe von Bildern weitgehend vermieden werden. Aufgrund des konstanten Abstands treten auch keine unerwünschten Veränderungen der gemessenen Lichtintensität auf, was sich insbesondere bei sich änderndem Abstand sowohl bei Reflexions- als auch bei Absorptionsmessungen durch unerwünschte Veränderungen in der wiedergegebenen Bildhelligkeit über die Bildfläche hinweg störend bemerkbar machen würde.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 beschrieben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Faksimile-Anlage,

Fig. 2 eine Reihe beispielhafter Signalwellenformen, die bei dem Verständnis der Betriebsweise der Anlage von F i g. 1 helfen sollen,

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines enindungsgemäßen Horizon ta'-Synchronsignal-Genera tors von F i g. 1,

Fig.4 eine Reihe von Wellenformen, die bei dem Verständnis des Synchronsignal-Generators von F i g. 3 helfen sollen,

F i g. 5 ein Blockschaltbild einer SynchrontrennschaltungvonFig. 1,

F i g. 6 eine teilweise geschnittene Darstellung eines Teiles der Stirnplatte einer Kathodenstrahlröhre mit kugelförmiger Stirnplatte,

F i g. 7 eine perspektivische Darstellung einer Kathodenstrahlröhre mit kugelförmiger Stirnplatte, mit deren Hilfe die Fokuskorrektur gemäß der Erfindung verständlich gemacht wird,

F i g. 8 einen Schnitt entlang der Linie 8-8 von F i g. 7,

Fig.9 eine schematische Darstellung, die zeigt, wie der Ort der Fokuspunkte einer Lichtquelle bestimmt wird, die durch eine Linse an einem Zielort erfindungsgemäß abgebildet wird,

Fig. 10 eine graphische Darstellung der Bildträgerform an dem Zielort eines Sektors einer kugelförmigen Lichtquelle.

F i g. 11 eine vereinfachte, schematische Darstellung und ein Blockschaltbild einer bevorzugten Form einer Licht-Meßeinrichtung mit einer Positionssteuereinrichtung für den Fotodetektorschütten, die erfindungsgemäß aufgebaut ist,

Fig. 12 eine vereinfachte Seitenansicht dei Ausführungsbeispiels von Fig. 10, wobei die Lichtmessung durch eine beispielsweise Abtastung an dem vertikalen Mittelteil des Bildträgers dargestellt ist,

Fig. 13 eine vereinfachte Seitenansicht des Ausführungsbeispiels nach Fig. 10, wobei die Lichtmessung durch eine beispielsweise Abtastung an dem vertikalen Mittelhauptteil des Bildträgers dargestellt ist,

Fig. 14 eine perspektivische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels einer Zieleinrichtung und einer Lichtmessungs-Schlittenanordnung,

Fig. 15 eine auseinandergezogene, perspektivische Darstellung der Fotodetektor-Schlittenanordnung von Fig. 14, und

Fig. 16 eine vergrößerte, perspektivische Darstellung eines Teiles der Zielanordnung, wobei eine bevorzugte Anordnung zum Antrieb des Fotodetektor-Schlittens gezeigt ist.

In Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Sendeempfangsgerätes 10 gezeigt. Die Betriebsweise des Gerätes von Fig. 1 ist am besten unter Bezugnahme auf die Wellenformdiagramme der F i g. 2 und 4 verständlich.

Das Gerät von F i g. I weist ein¹; Kathodenstrahlröhre 11 auf, die einen durch den Strahl 100 gebildeten Lichtpunkt unter Fokussierung durch die Linsenanordnung 13 auf einen Bildträger 12 richtet. Das Sendeempfangsgerät 10 von Fig. 1 kann sowohl Informationen, die funktionsmäßig graphischen Zeichen (wie sie beispielsweise auf einem geschriebenen Dokument oder dergleichen enthalten sein können) zugeordnet sind, erfassen und übertragen, als auch eine von einer Nebenstelle (beispielsweise der Nebenstelle 10') übertragene Information empfangen und wiedergeben.

Bei der Datenerfassung und -übertragung (Sendebetrieb) wird das Dokument (nicht gezeigt) an den Bildträger 12 montiert, so daß aufeinanderfolgende Punkte auf dem Dokument durch den Lichtstrahl 100 in einer Weise ausgeleuchtet werden, wie noch beschrieben wird. Die horizontale Position des Abfrage-Kathodenstrahles wird durch die horizontale Ablenkung 22 gesteuert, die einen Sägezahngenerator 22a für die horizontale Ablenkurg und einen Verstärker 226 aufweist, dessen Ausgang an das horizontale Ablenkungsjoch 11' der Kathodenstrahlröhre angelegt wird (Fig.2a). Die vertikale Position des Kathodenstrahles wird durch die vertikale Kathodenstrahlablenkung 2J gesteuert, die einen Signalgenerator 21a für die vertikale Ablenkung und einen Verstärker 21 b aufweist, dessen Ausgang an das vertikale Ablenkungsjoch 11"

ι ο der Kathodenstrahlröhre angelegt wird (Fig. 2c).

Ein Austastverstärker 31 ist vorgesehen, um die Kathode der Kathodenstrahlröhre 11 während geeigneten Zeitintervallen auszutasten. Ein Synchronsignalgenerator 30 erzeugt geeignete horizontale Synchronsignale während der Datenerfassung, wie noch beschrieben wird (F i g. 2b).

Vor der Datenerfassung und -übertragung wird ein Betriebsart-Wahlschalter 65 mit mehreren Kontakten in die Position »Senden« (»T«) gebracht, wie dargestellt ist. Anfänglich befindet sich das Gerät in einer Übertragungswartestellung. In diesem Zustand ist die Kathode der Kathodenstrahlröhre ausgetastet, und es findet selbstverständlich keine Abtastung statt. Der die Sperre am Ende eines Rahmens und ein Niveau erfassende Detektor 35 gibt ein Sperrausgangssigna! auf der Leitung 207 ab, das die vertikale Kathodenstrahlröhren-Ablenkung 21 und die horizontale Kathodenstrahlröhren-Ablenkung 22 ebenso wie einen Sendesignalmodulator43 sperrt.

j» Um die Datenerfassung und -übertragung einzuleiten, kann ein von Hand betätigbarer Startschalter 63 zum Zeitpunkt ta niedergedrückt werden. Dadurch wird der Detektor 35 zurückgesetzt, so daß sein Ausgangszustand geändert wird (Fig. 2d). Die Änderung des

r> Zustandes wirkt als Startsignal. Der Austastverstärker 31 wird freigegeben und danach durch den Synchronsignalgenerator 30 gesteuert. Wenn der Betriebsart-Wahlschalter in der Sendeposition ist, ist die Kathode der Kathodenstrahlröhre 11 geerdet. Sie empfängt daher ein konstantes Antriebspotential. Die Kathodenstrahlröhre 11 erzeugt daher einen Strahl mit konstanter Intensität, dessen Helligkeit durch die Helligkeitssteuerung 47 eingestellt werden kann, die das Kathodensteuergitter der Röhre steuert.

■η Gleichzeitig (ta) werden die horizontale Ablenkung 22 und die vertikale Ablenkung 21 beide freigegeben und unter die Steuerung des Synchrongenerators 30 gebracht. Die horizontale und die vertikale Ablenkung lenken den Kathodenstrahl 100 ab, so daß er in einem

,(ι Raster in einer zeitlichen Abfolge von in vertikaler Richtung in Abständen zueinander angeordneten, horizontalen Linienabtastungen das an dem Bildträger 12 angeordnete Dokument abtastet. Jede Zeilenabtastung ist vertikal von der vorhergehenden Abtastung

-)·-, um einen vorbestimmten Betrag versetzt. Die Horizontal- und Vertikal-Jochantriebswellenformen sind respektive in den F i g. 2a und 2c gezeigt.

Der Lichtpunkt bewegt sich über das Dokument mit einer linearen Geschwindigkeit, die durch den horizon-

bo talen Antrieb 22 für das entsprechende Joch der Kathodenstrahlröhre eingestellt wird. Ein Fotodetektor 14 fängt — in einer noch genau zu beschreibenden Weise — die nicht spektrale Energiereflexion von dem Dokument auf. Der Ausgang des Fotodetektors 14 ist

h> daher zu jedem Zeitpunkt ein analoges Videosignal, das eine Funktion der Bilddichte des gerade beleuchteten Dokument-Punktes ist. Der Videosignalausgang des Fotodetektors 14 wird an einen Videovorverstärker 15

gekoppelt. Der Ausgang des Vorverstärkers 15 wird an einen Sendesignalmodulator 43 gekoppelt. Der Modulator 43 ist vorzugsweise ein spannungsgesteuerter Oszillator, der ein frequenzmoduliertes Ausgangssignal mit einer Frequenz liefert, die eine Funktion des analogen Videoeingangssignalniveaus ist, ausgenommen während der Vorsynchron-, Synchron- und Nachsynchron-Zeitperioden, während denen vorgewählte Signalniveaus verwendet werden, wie noch beschrieben wird. Der Frequenzbereich des kombinierten Videosignals wird so gewählt, daß er sich für die Übertragung über die speziell ausgewählten Nachrichtenverbindungen eignet.

Der Ausgang des Sendesignalgenerators 43 wird an einen übertragungsieiiungskoppler 60 angelegt. Der Koppler 60 kann eine beliebige Zwischenstufe sein, die sich zum Verbinden des Ausgangs des Sendesignalgenerators mit der Nachrichtenverbindung eignet, die eine Schmalband-Telefonleitung 70 mit direkter Anwahl sein kann (Fig. 1). Das kombinierte Videosignal wird durch die Übertragungsleitung 70 zu einem zweiten Nebenstellen-Sendeempfangsgerät 10' übertragen, das vorzugsweise ein gleiches Gerät wie das Sendeempfangsgerät 10 ist.

Im folgenden wird die Datenerfassungs- und Übertragungs-Betriebsweise im einzelnen beschrieben. Es sei angenommen, daß die Datenerfassung zum Zeitpunkt ίο eingeleitet wird. Während die erste horizontale Abtastung über die Breite des an dem Bildträger 12 angeordneten Dokumentes läuft, erreicht das horizontale Antriebssignal gelegentlich ein Spannungsniveau A (Fig. 2a und 4a) an dem Zeitpunkt t\. Dieses Niveau wird von dem Synchronsignalgenerator und Niveaudetektor 30 erfaßt.

Zum Zeitpunkt t\ liefert der Synchronsignalgenerator 30 ein Vorsynchronsignal über die Leitung 201 (F i g. 2e) an den Sendesignalmodulator 43. Das Vorsynchronsignal geht jedem Videosignaleingang an dem Modulator 43 vor. Der Ausgang des Sendesignalmodulators 43 wird durch das Vorsynchronsignal gezwungen, eine vorbestimmie, feste Vorsynchronfrequenz anzunehmen.

An einem Zeitpunkt, nachdem das horizontale Antriebssignal das Niveau A erreicht, erreicht das Signal ein zweites Niveau B (Fig.4a). In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Synchronsignalgenerator, der Niveaudetektor und der Generator für das horizontale Antriebssignal so ausgelegt, daß sie eine Vorsynchronperiode (die durch die Zeitdauer definiert ist, die erforderlich ist, um ausgehend von dem Niveau A das Niveau B zu erreichen) von etwa 2 msec erreichen.

Es ist zu beachten, daß der Generator 30 für das horizontale Synchronsignal über die Leitung 203 mit dem Ausgang des Sendesignalmodulators 43 beaufschlagt wird. An dem Zeitpunkt ti, wenn das horizontale Antriebssignal das Niveau B erreicht, überwacht der Signalgenerator 30 den Ausgang des Sendesignalmodulators 43, bis ein erster Null-Durchgang des Modulatorausganges nach dem Erreichen des Niveaus B abgetastet wird. An dem Zeitpunkt ti Hefen der Synchronsignalgenera ior 30 ein Synchronausgangssignal (Fig. 2b und 4f) auf der Leitung 206, welches über die Leitung 200 an den Modulator 43 angelegt wird.

Wie noch genauer beschrieben wird, hat das Synchronsignal eine vorbestimmte Dauer und beginnt und endet vorzugsweise an einem Null-Durchgang des Sendesignalmodulator-Ausganges. Ein Synchronsignalwellenzug ist in Fig.2b gezeigt Das Synchronsignal bildet einen vorrangigen Eingang für den Modulator 43 und erzwingt, daß der Ausgang des Modulators eine vorbestimmte, feste Synchronfrequenz annimmt, die von der Vorsynchronfrequenz am Modulatorausgang um eine ausgewählte Frequenzdifferenz verschieden ist. Der Sendesignalmodulator 43 liefert daher ein Ausgangssignal während der Synchronperiode, welches charakteristisch für die Synchronperiode ist und diese darstellt.

H) Das Synchronsignal, das von der Leitung 206 des Synchronsignalgenerators 30 abgeleitet wird, wird auch an den Generator 22 für das horizontale Antriebssignal und den Generator 21 für das vertikale Antriebssignal angelegt. Es setzt den Generator für das horizontale Steuersignal zurück, urn ihn auf einem N'uü-Ausgangsniveau während der Synchronperiode zu halten. Die Anwesenheit des Synchronsignals bewirkt, daß der Generator für das vertikale Steuersignal ein lineares Steuersignal beginnend am Zeitpunkt ti erzeugt, das die vertikale Position eines Abtast-Kathodenstrahles mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit erhöht. Die Wellenform für die vertikale Steuerung (Fig. 2c) ist vorzugsweise während der gesamten Synchronperiode in Betrieb. Daher ist der vertikale Abstand zwischen aufeinander folgenden Zeilenabtastungen eine Funktion sowohl des Anstiegs des vertikalen Steuersignals als auch der Dauer der Synchronperiode. Für einen festen Anstieg des vertikalen Steuersignals kann daher die vertikale Auflösung der Anordnung einfach dadurch

jn gesteuert werden, daß die Synchronperiode variiert wird. Vorkehrungen zum wahlweisen variieren der Synchronintervalle und dadurch zum Auswählen verschiedener vertikaler Auflösungen sind schematisch durch die Steuereinrichtung 30a für die vertikale Auflösung in F i g. I gezeigt.

Am Ende der Synchronperiode wartet der Synchronsignalgenerator 30 auf einen Null-Grad-Durchgang des Ausgangssignals des Sendesignalmodulators 43. Bei solch einem 0°-Durchgang wird der Synchronimpuls beendet und der Synchrongenerator 30 liefert an der Ausgangsleitung 202 ein Nachsynchronsignal, wie es in F i g. 2f gezeigt ist. Das Nachsynchronsignal ist ebenfalls ein vorrangiger Eingang für den Modulator 43. Es bewirkt, daß der Ausgang des Modulators 43 ein festes Nachsynchron-Frequenzniveau annimmt, das vorzugsweise identisch mit dem Vorsynchron-Frequenzniveau ist. Die Nachsynchronperiode hat vorzugsweise etwa dieselbe Zeitdauer wie das Vorsynchronsignal. Die Beendigung des Synchronsignals ermöglicht, daß der Signalgenerator 22 für die horizontale Ablenkung die nächste horizontale Zeilenabtastung auslöst, und ermöglicht ferner, daß der Austastverstärker 31 die Kathodenstrahlröhren-Austastperiode beendet.
Zur Beschreibung des modulierten, kombinierten Videosignals sei darauf hingewiesen, daß der Ausgang des Modulators 43 eine frequenzmodulierte Wellenform ist (Fig.2h). Die Frequenz der Ausgangswellenform variiert kontinuierlich zwischen einem ersten, einem zweiten und einem Zwischen-Niveau entsprechend der Dichteschwankung des Dokumentes von Schwarz zu Weiß und über dazwischenliegende Grauniveaus. Der Ausgang des Modulators 43 hat eine dritte, vorgewählte Frequenz, die sich von den Videosignalfrequenzen während des Vorsynchronintervalls unterscheidet Der Vorsynchronperiode folgt ein viertes Signal mit vorgewählter Frequenz, die sich von den Videosignalfrequenzen und der Vorsynchronfrequenz während der Synchronperiode unterscheidet Dem Synchronsignal

folgt ein Nachsynchronsignal, welches die gleiche Frequenz wie das Vorsynchronsignal hat.

Es ist zu beachten, daß der Übergang von dem Vorsynchronsignal zu dem Synchronsignal und von dem Synchronsignal zu dem Nachsynchronsignal an Null-Phasen-Durchgangspunkten des Ausgangssignals stattfindet. Es ist daher keine Diskontinuität beim Übergang zwischen Vorsynchronsignal und Synchronsignal sowie Synchronsignal und Nachsynchronsignal. Ferner ist die Frequenzverschiebung von dem Vorsynchronsignal in das Synchronsignal und von dem Synchronsignal in das Nachsynchronsignal immer eine gleiche Frequenzdifferenz. Dies ist dann wichtig, wenn Nachrichtenverbindungen, beispielsweise ein Telefonnetzwerk mit direkier Änwahl, verwendet werden, da solche Netzwerke Verzerrungscharakteristiken zeigen, bei denen alle Frequenzen sich nicht mit derselben Geschwindigkeit fortpflanzen. Die Steuerung über die Frequenzbedingungen an Vorsynchron- und Nachsynchron-Intervallen wird zusätzlich zu der notwendigen Stabilität der Impulsbreite der empfangenen Synchronimpulse, da die Verzögerungsverzerrung bei den Vorsynchron- und Nachsynchron-Übergängen symmetrisch ist.

Nachrichtenverbindungen wie Direktwahl-Telefonnetzwerke haben Verzerrungscharakteristiken, beispielsweise unter anderem eine Verzögerungsverzerrung der Einhüllenden, wenn verschiedene Frequenzen sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten fortpflanzen. Diese Charakteristiken der Einhüllenden-Verzögerungsverzerrung variieren erheblich von Zeile zu Zeile. Dies ist besonders an den äußeren Rändern der Informationsbandbreite der Fall. Das Direktwahl-Telefonnetzwerk hat eine Bandbreite, die sich etwa von 400 bis 2400 Hz erstreckt. Frequenzen zwischen 1400 Hz und 2000 Hz sind im allgemeinen unempfindlicher gegenüber der Einhüllenden-Verzögerungsverzerrung und werden daher ausgewählt, um die Arbeitsbandbreite für Vorsynchron-, Synchron- und Nachsynchronsignale zu definieren.

Es ist gewöhnlich erwünscht, die Videoinformation auf den oberen Frequenzen dieses Bandes zu übertragen, so daß die Übertragungsgeschwindigkeit auf ein Maximum gebracht werden kann. Es ist auch erwünscht, die Synchroninformation in einer solchen Weise zu übertragen, daß sie maximal unempfindlich gegen Verzögerungsverzerrungen der Einhüllenden ist, die auftreten können. Es muß daher ein Verfahren gefunden werden, um einen stabilen und vorbestimmbaren Modulator/Demodulator für die Erzeugung und Erfassung der Synchronsignale zu schaffen.

Es ist zu beachten, daß die genaue Synchroninformation nicht nur durch einen Zeitpunkt, sondern auch durch eine genaue Zeitdauer (Impulsbreite) definiert ist. Dies ist so, weil die Empfänger-Kathodenstrahlröhre, wie oben beschrieben wurde, an die Synchronimpulsbreite gekoppelt ist, um ihre vertikale Ablenkung zu erzeugen. Das vertikale Inkrement definiert seinerseits die vertikale Auflösung in horizontalen Zeilen pro Zentimeter. Es ist daher eine Einrichtung erforderlich, um genau die Erzeugung, Übertragung und Erfassung der Synchronisationsinformation zu steuern.

Erfindungsgemäß wird unmittelbar vor der Synchronsignalerzeugung der Träger auf eine voreingestellte Frequenz (Vorsynchronfrequenz) verschoben, die um eine vorbestimmte Frequenzdifferenz von der Synchronsignalfrequenz entfernt liegt Das Synchronsignal selbst wird dann während einer vorbestimmten Zeitdauer bei einer niedrigeren Frequenz erzeugt, die sich von der Vorsynchronfrequenz um einen vorbestimmten Differenzbetrag unterscheidet. Nach Beendigung der Synchronperiode wird der Träger auf dieselbe Frequenz wie die Vorsynchronfrequenz zurückverschoben (Nach-Synchron-Frequenz), und zwar während eines Zeitintervalls, das ausreicht, um die Stabilität der hinteren Flanke des Synchronsignals sicherzustellen.

Die Kontrolle über das dynamische Verhalten der Frequenzverschiebung zwischen Vorsynchron- und ίο Synchronsignal und zwischen Synchron- und Nachsynchronsignal führt zu der erforderlichen Stabilität bei der Impulsbreite des abgetasteten Synchronimpulses. Dies ist so, weil die Verzögerungsverzerrung für beide Frequenzverschiebungen sehr niedrig ist, d. h. die erste Ij Weile des Synchronsignals wird um einen Betrag verzögert, der gleich dem der Verzögerung der hinteren Welle des Synchronsignals ist. Auf diese Weise bleibt die gesamte, erfaßte Impulsbreite konstant.
Eine weitere Überlegung im Zusammenhang mit der Synchronstabilität betrifft eine Verzerrung, die in Faksimile-Anlagen beobachtbar ist, und die sich aus einer fehlenden Ausrichtung der Daten von Zeile zu Zeile ergibt. Dieses Phänomen kann als horizontales Zittern bezeichnet werden und beruht darauf, daß die hintere Flanke des empfangenen Synchronimpulses gegenüber der hinteren Flanke des übertragenen Impulses schwankt. Die Kontrolle über das horizontale Zittern wird erfindungsgemäß durch ein Modulationsverfahren erreicht, welches die Null-Durchgang-Synchronisation jeglicher Frequenzverschiebungen sicherstellt, die mit der Erzeugung eines Synchronimpulses verbunden sind. Dies wird durch Synchronisation der Einleitung und Beendigung jedes Synchronsignals mit den Null-Durchgängen des Sendesignalmodulators

3Ί erzielt, um Transienten zu vermeiden, die sonst dadurch erzeugt würden, daß eine Frequenzverschiebung mit variablen Zeitdauern während eines anderen als des Null-Durchgangzyklus verursacht wird.

Der Synchronsignalgenerator wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die F i g. 3 und 4 beschrieben. Es wird daran erinnert, daß der Sendesignalmoduialor 43 von Fig. 1 so angeordnet ist, daß jeder Vorsynchron-, Synchron- oder Nachsynchronsignal Vorrang über die Ausgangsfrequenz unabhängig von der Anwesenheit eines Videoeinganges an dem Sendesignalmodulator hat, wenn diese Signale anstehen.

Der Eingang auf der Leitung 203 (Fig. 3) des Sendesignalmodulators 43 wird durch einen Begrenzerverstärker 102 begrenzt, der an einen Differentiator 103 gekoppelt ist und von diesem differenziert wird. Zwei entgegengesetzt gepolte Dioden 105 und 106 verteilen die Null-Grad-Durchgangs- und 180°-Durchgangs-Komponenten an Analogschalter J07 bzw. 108. Diese Signale sind durch die Wellenformen 46 und 4c dargestellt. Der andere Eingang zu dem Schalter 107 ist eine Sägezahnwellenform 4a für die horizontale Ablenkung. Die Schalter 107 und 108 sind normalerweise offen außer, wenn sie durch 0°- und 180°-Signale umgeschaltet werden, um den Analogeingang abzutasten.

Das horizontale Antriebssignal wird zuerst durch den Niveaudetektor 109 an einem Niveau A (Fig.4a) gemessen. Das Niveau A ist vorzugsweise so ausgewählt, daß es seitlich etwa zwei Millisekunden vor dem gewünschten Beginn des Synchronsignals auftritt Der Ausgang des Schv/eiienwertdetektors 109 liefert einen Vorsynchron-Ausgangsimpuls an den Sendesignaimodulator (F i g. 4d). Die Vorderflanke des Vorsynchron-

signals muß nicht notwendigerweise mit einer vorgegebenen Phase des Ausgangs des Modulators 43 synchronisiert sein. Das Vorsynchronsignal erzwingt, daß der Modulator auf eine vorbestimmte Frequenz geht, die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel zu 1750 Hz gewählt ist.

Das Sägezahnausgangssignal (Fig.4a) des Generators für die horizontale Ablenkung wird auch an den Schalter 107 angelegt. Der Schalter 107 nimmt ferner die 0°-Durchgangsimpulse des Differentiators 103 auf, die als Steuerimpulse wirken. Die Amplitude des Ausgangs des Schalters 107 steigt zunehmend mit dem Signalanstieg der horizontalen Ablenkung. Der Ausgang des Schalters 107 wird an einen Niveaudetektor 111 angelegt, der auf ein Niveau B eingestellt ist, das an dem Zeitpunkt f2 auftritt (Fig.4a). Das Niveau B ist etwas höher als das Niveau A. Das Niveau A wird zum Auslösen des Vorsynchronsignals verwendet.

Da der Niveaudetektor 111 tatsächlich durch einen Ausgangsimpuls von dem Schalter 107 gestartet wird, ist der 0°-Durchgangsimpuls an dem Zeitpunkt, wenn die Signalgenerator-Sägezahnspannung zur horizontalen Ablenkung das Niveau B erreicht, oder unmittelbar nach diesem Zeitpunkt der Auslöseimpuls (zum Zeitpunkt (2'). Der Niveaudetektor 111 erzeugt ein Triggersignal, das eine Sperre 112 einstellt, wobei der logische Zustand der Sperre geändert wird. Der Ausgang der Sperre 112 ist das Synchronsignal (Fig. 4f).

Die Auslösung des Synchronsignals ist daher mit dem 0°-Durchgang des Sendesignalmodulators 43 synchronisiert, so daß keine unregelmäßigen Wellenfronttransienten von dem Modulator an dem Übergang von dem Vorsynchronsignal erzeugt werden. Die Auslösung des Synchronsignals dient auch dazu, den Signalgenerator 22 für die horizontale Ablenkung zurückzusetzen, wodurch das Vorsynchronsignal beendet wird.

Der Synchronimpuls ist auch an einen Integrator 113 gekoppelt. Der Ausgang des Integrators 113 (Fig.4g) ist als ein Eingang an den Schalter 108 gekoppelt. Der andere Eingang des Schalters 108 ist das 180°-Durchgangssignal von dem Differentiator 103 (Fig. 4c). Die 180°-Durchgangsimpulse steuern daher den Ausgang des Integrators 113.

Der Ausgang des Schalters 108 wird an einen Niveaudetektor 114 angelegt. Der Detektor 114 liefert ein Rücksetzsignal an die Sperre 112, um die Synchronperiode zu beenden, wenn der Ausgang des Schalters 108 (der dem ausgesteuerten Ausgang des Integrators 113 entspricht) gleich oder größer als ein vorbestimmtes Niveau (Niveau Cvon F i g. 4g) ist. Es ist zu beachten, daß der Ausgang des Synchronintegrators 113 (Fig.4g) tatsächlich das Niveau C an einem Zeitpunkt h erreicht, jedoch nicht in den Niveaudetektor 114 eingegeben wird, bis der nächste 180^c-Durch- gang des Signals von dem Sendesignalmodulator (f₃') stattfindet Die Beendigung des Synchronsignals ist daher mit einem 0°-(oder in diesem Fall einem 180°-)Durchgang des Ausgangs des Sendesignalmodulators 43 synchronisiert, so daß Wellenfronttransienten an dem Übergang von Synchron- zu Nachsynchronsignal eliminiert wird. Die Beendigung des Synchronimpulses, die durch die Änderung in dem Niveauzustand der Sperre 112 dargestellt ist, bewirkt auch, daß der Signalgenerator 22 für die horizontale Ablenkung eine neue Horizontalsteuerrampenspannung für die Kathodenstrahlröhre beginnt (F i g. 4a).

Der Ausgang der Sperre 112 wird auch an einen Differentiator 115 angelegt Der Ausgang des Differentiators 115 wird über eine in Rückwärtsrichtung vorgespannte Diode 119 mit einem Univibrator 116 gekoppelt. Die hintere Flanke des Synchronsignals dient daher dazu, den Univibrator 116 aufzusteuern, der das Nachsynchronsignal (F i g. 4e) erzeugt. Das Nachsynchronsignal hat vorzugsweise eine Dauer von etwa zwei Millisekunden, wie es durch den Univibrator 116 eingestellt ist. Das Ende des Nachsynchronsignals muß nicht notwendigerweise mit einer speziellen Phase des Ausgangssignals des Sendesignalmodulators 43 synchronisiert sein.

Die Dauer des Synchronimpulses ist daher eine Funktion der anfänglichen Taktgebung des Integrators 113 und des Niveaus, auf das der Niveaudetektor 114 eingestellt ist. Die Breite des Synchronimpulses kann daher selektiv durch variable Einstellungen an einer der beiden Stellen gesteuert werden. Dies ist schematisch in F i g. 3 durch den Steuerpotentiometer 30a dargestellt, der zur Veränderung des Niveaus verwendet werden kann, bei dem der Niveaudetektor 114 gesetzt wird, bevor er ein Rücksetzsignal an die Sperre 112 abgibt.

Das bisher beschriebene Gerät tastet ein auf dem Bildträger 12 (F i g. 1) angeordnetes Dokument Zeile um Zeile ab, wobei jede nachfolgende horizontale Zeilenabtastung von der vorhergehenden horizontalen Zeile um einen vertikalen Zuwachs entfernt liegt, der eine Funktion des Anstiegs des vertikalen Steuersignals und der Dauer der Synchronperiode, definiert durch die Synchonimpulsbreite, ist. Die Wellenform für die vertikale Steuerung ist in Fig. 2c gezeigt. Der Ausgang des Signalgenerators 21 für die vertikale Steuerung wird auch an den am Ende eines Rahmens eine Sperrung bewirkenden Niveaudetektors 35 angelegt, der das Signalniveau der vertikalen Steuerung überwacht und

j-, am Ende eines Rahmens ein Signal am Zeitpunkt π (F i g. 2d) erzeugt, wenn das vertikale Steuersignal ein vorbestimmtes Niveau (Niveau D) in Fig. 2c erreicht, das dem Ende des Abtastrahmens entspricht. Das Rahmenendsignal sperrt die vertikale und die horizontale Steuereinrichtung und den Sendesignalmodulator und startet den Austastverstärker für die Kathodenstrahlröhre, um dadurch das Gerät auf die »Wartestellung« zurückzusetzen.
Während der Abtastung wird der Ausgang des Modulators 43, der die frequenzmodulierte, kombinierte Videoinformation darstellt, an den Telefonleitungskoppler 60 geliefert. Der Koppler 60 koppelt die Information an das Direktwahlnetzwerk 70. Die kombinierte Videoinformation wird auf diese Weise über das Direktwahlnetzwerk an ein an einer Nebenstelle angeordnetes Sendeempfangsgerät 10' übertragen. Das Sendeempfangsgerät 10' ist selbstverständlich auf ähnliche Weise mit dem Direktwahlnetzwerk gekoppelt. Da das Sendeempfangsgerät 10' vorzugsweise identisch zu dem Sendeempfangsgerät 10 ist wird der Empfang und die Datenzusammensetzung (Schreibbetriebsweise) der Erfindung anhand des Gerätes 10 in F i g. 1 beschrieben, wobei zu beachten ist daß die Beschreibung in allen Einzelheiten auch auf den Betrieb des an der Nebenstelle angeordneten Sendeempfangsgerätes 10' zutrifft

In der Schreibbetriebsweise wird daher der Betriebsartenwahlschalter 65 in die Stellung gebracht bei der die Schalterkontakte in der »R«-Position sind (Fig. 1).

Am Anfang vor dem Empfang des kombinierten Videoträgers ist das Sendeempfangsgerät 10 in einer »Empfangs-Warte-Stellung«. In diesem Zustand hat der Detektor 35 ein hohes Ausgangssignal an der Leitung

200. Dadurch wird der vertikale und der horizontale Signalgenerator 21 und 22 gesperrt und die Austastung der Kathode der Kathodenstrahlröhre 11 durch den Austastverstärker 31 aufrechterhalten. In der Empfangsbetriebsweise werden die über die Nachrichtenverbindung 70 übertragenen Signale übtr den Telefonleitungskoppler 60 an einen Vorverstärker 41 gekoppelt. Der Ausgang des Vorverstärkers 41 wird an einen Signaldemodulator 40 gekoppelt. Der Demodulator 40 kann ein Frequenz-zu-Spannungs-Umsetzer sein, der ein analoges Ausgangssignal mit einer Amplitude liefert, die sich als Funktion der augenblicklichen Frequenz des übertragenen, kombinierten Videosignals (F i g. 2g) ändert. Der Ausgang des Demodulators 40 wird an einen einen selbsttätigen Start bewirkenden Trägerdetektor 50 angelegt.

Der Detektor 50 tastet die Anwesenheit eines empfangenen Trägersignals ab und liefert ein Startsignal (»Start-Schreib-Signal«) als Ausgang. Das Startsignal wird an die Rahmenendsperre 35 weitergegeben, wodurch die Leitung 200 auf ein niedriges Niveau absinkt, so daß die horizontalen und vertikalen Antriebsgeneratoren 22 und 21 freigegeben und die Rührenkathode eingeschaltet wird. Die horizontalen und vertikalen Antriebe befinden sich danach unter der Steuerung der Synchronsignale, die von einer Synchrontrennschaltung 42 abgeleitet werden. Die Synchrontrennschaltung 42 nimmt auch die demodulierten Ausgangssignale von dem Demodulator 40 auf.

Ein Beispiel einer Synchronsignaltrennschaltung ist in F i g. 5 gezeigt. Die Trennschaltung 42 kann einen Spitzendetektor aufweisen, der das demodulierte, kombinierte Videosignal empfängt. Der Detektor ist vorzugsweise auf ein Signalniveau zwischen dem maximalen Synchronsignalniveau und dem höchsten erwarteten Niveau des restlichen, kombinierten Videosignals eingestellt, wobei diese Niveaus im vorliegenden Fall die Vorsynchron- und Nachsynchron-Signalniveaus sind. Der Detektor liefert einen Ausgangsimpuls nur dann, wenn das demodulierte, kombinierte Videosignal über diesem Schwellenwertniveau liegt (Niveau E in F i g. 2g). Gegebenenfalls können aufwendigere Synchronsignal-Trennschaltungen anstelle des Spitzendetektors von F i g. 5 verwendet werden, wobei diese Schaltungen in der Lage sind, selbsttätig einen optimalen Schwellenwert gegenüber einem ankommenden, kombinierten Videosignal über einem weiten Signalamplitudenbereich in an sich bekannter Weise aufrechtzuerhalten.

Die demodulierten Synchronsignale werden an die vertikalen und horizontalen Kathodenstrahl-Ablenkungseinrichtungen und den Austastverstärker verteilt und dienen als Austasrsignal während des horizontalen Rücklaufes, als Rücksetzsignal für den horizontalen Sägezahngenerator und als Torsignal, welches den Stromsägezahn des vertikalen Steucrsignalgenerators öffnet, um das vertikale Inkrement während jeder Synchronperiode zu liefern. Der Kathodenstrahl des an der Nebenstelle angeordneten Sendeempfangsgerätes wird daher automatisch in zeitlicher Synchronisation mit dem Kathodenstrahl angetrieben, der dazu verwendet wurde, die Originalvideoinformation zu erfassen.

In der Schreibbetriebsweise werden die demodulierten Analogvideosignale an die Kathode der Kathodenstrahlröhre gekoppelt. Die demodulierten Videosignale modulieren so die Intensität des Schreibstrahles, um einen Schreibstrahl variabler Intensität zu erzeugen, dessen Intensität sich mit der Videoinformation ändert Ein fotoempfindliches Aufzeichnungsmedium, das an dem Bildträger 12 (Fig. 1) angeordnet ist, wird einem von der Kathodenstrahlröhre 11 erzeugten Lichtstrahl ausgesetzt, der sowohl bezüglich der Position als auch der Intensität eine Funktion des Dichtemusters der graphischen Information auf dem Originaldokument ist. Das Originaldokument wird daher an dem Nebenstellen-Sendeempfangsgerät originalgetreu reproduziert. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel des Sen-

i'i deempfangsgerätes wird sowohl die Videosignalerfassung als auch die Synthese (Reproduktion) durch rasterartige Abtastung eines Biidträgers bewirkt, auf der entweder das Originaldokument oder ein fotoempfindliches Aufzeichnungsmedium angeordnet ist. Der

H durch den Lichtpunkt auf der Stirnplatte der Kathodenstrahlröhre erzeugte Strahl tritt zuerst durch eine Linsenanordnung hindurch. Es ist selbstverständlich erwünscht, daß der Strahl einen fokussierten Lichtpunkt an jeder Stelle der Abtastung auf der Zielfläche erzeugt.

Die meisten Linsen sind jedoch dafür bestimmt, ein Bild von einer ebenen Fläche auf eine ebene Fläche abzubilden. Es scheint daher eine annehmbare Lösung zu sein, eine Kathodenstrahlröhre mit ebener Stirnplatte zu verwenden und die Stirnplatte unter Verwendung eines Standardlinsensystems auf einen ebenen Bildträger zu fokussieren. Dieses Verfahren, das auch bereits vorgeschlagen wurde, hat verschiedene Nachteile. Erstens sind Kathodenstrahlröhren mit ebener Stirnfläche erheblich teurer als Kathodenstrahlröhren mit einer

jo kugelförmigen Stirnfläche. Zweitens ist bei einer Kathodenstrahlröhre mit einer ebenen Stirnfläche eine dynamische Fokussierungskorrektur erforderlich, die die Komplexität der Elektronik für die Strahlpositionssteuerung erhöht.

Ji Erfindungsgemäß verwendet das Sendeempfangsgerät von Fig. 1 eine herkömmliche, im Handel erhältliche, billige Kathodenstrahlröhre mit kugelförmiger Stirnfläche. Es ist theoretisch möglich, ein Linsensystem zu entwerfen, das eine sphärische Kathodenstrahlquelle auf einen ebenen Bildträger fokussieren kann. Solch ein Linsensystem wäre jedoch komplex und kostspielig. Folglich wird eine im Handel erhältliche, billige Kopierlinse verwendet. Um die Tatsache zu kompensieren, daß die Kathodenstrahlröh-

4) re mit kugelförmiger Stirnplatte eine im wesentlichen kugelförmige Quellenanordnung darstellt, hat es sich gezeigt, daß die Zielfläche nach folgenden Überlegungen kurvenförmig ausgebildet sein kann.
Der Lichtpunkt auf der Stirnplatte der Kathoden-

so strahlröhre tritt tatsächlich auf der Phosphorschicht auf der Innenfläche dsr Stirnplatte auf. Bei einer kugelförmigen Stirnplatte hat diese Fläche typischerweise eine konkave, kugelförmige Krümmung. Die Außenfläche der Stirnplatte ist ebenfalls kugelförmig, hat jedoch in typischen Fällen einen größeren Krümmungsradius als die Innenfläche. Als Konsequenz dieses Unterschiedes im Radius wird die Glasdicke der Stirnplatte von der Mitte der Stirnplatte zu den Außenseiten hin größer.

Ein spezieller Abschnitt einer typischen Stirnplatte F einer Kathodenstrahlröhre mit einem Außenflächenradius R\ und einem Innenflächenradius Ä? ist in F i g. 6 dargestellt Der erste Abschnitt bei der Bestimmung der erforderlichen Fokuskorrektur gemäß der Erfindung besteht darin, den effektiven optischen Radius solch einer kugelförmigen Stirnplatte zu bestimmen. Um den effektiven Radius (R_c) zu bestimmen, ist es erforderlich, sowohl den außenseitigen als auch den innenseitigen Krümmungsradius (R\ und Ri) als auch den Brechungs-

index und die variierende Dicke des Stirnplattenglases in Erwägung zu ziehen. Eine spezielle Kathodenstrahlröhre, die in dein Gerät von Fig. 1 verwendet wurde, war eine 53 cm-70° -Kathodenstrahlröhre mit einem Außenflächenradius R\ von 102 cm und einem Innenflächenradius /?2 von 81 cm. Es hat sich gezeigt, daß außer an den außen liegenden Bereichen der Stirnplatte der effektive Quellenradius mit großer Genauigkeit unter Verwendung folgender Formel angenähert werden kann:

R_e —

R₁ + R₂

Bei der speziell verwendeten Kathodenstrahlröhre hat der effektive Kathodenstrahlröhren-Radius (wobei das Raster sich nicht den äußeren Bereichen der Stirnplatte nähert) mit großer Genauigkeit durch eine sphärische Fläche mit einem Krümmungsradius von 91 cm angenähert werden kann.

Wenn die äquivalente Quellenkonfiguration bekannt ist, stellt sich die nächste Frage nach dem Ort der Brennpunkte der Quelle an dem Zielort. Die Analyse zeigt, daß der Ort der Brennpunkte einer sphärischen Fläche, die durch eine Linse abgebildet wird, welche die Kriterien der herkömmlichen Formel für dünne Linsen befriedigt, keine Kugel, sondern die Form eines Oberflächenabschnittes eines abgeplatteten Sphäroides hat. Ein Dokument oder ein fotoempfindliches Medium kann jedoch nicht so gebogen werden, daß es mit der komplexen Fläche zusammenfällt, die den tatsächlichen geometrischen Ort für die Brennpunkte der effektiven Quellenkonfiguration bildet, da die meisten Dokumente im allgemeinen nur in einer einzigen Krümmungsachse gebogen werden können. Versuche, das Dokument nach mehr als einer Krümmungsachse zu falten, führen zu einer ernsthaften Verzerrung der graphischen Information auf dem Dokument. Es gilt daher eine Zielfläche zu finden, die nur einen Krümmungsradius hat und die den geometrischen Ort der Brennpunkte des Bildes der äquivalenten Quellenkonfiguration innerhalb von Grenzen befriedigend annähert, die für Faksimile oder andere Zwecke annehmbar sind.

F i g. 7 zeigt eine perspektivische Darstellung einer sphärischen Kathodenstrahlröhre 11. Über der Fläche der Kathodenstrahlröhre 11 ist ein rechteckiges Muster angeordnet, das die Grenzen einer beispielsweisen Rasterabtastung zeigt, die eine Abtastlänge L und eine Abtastbreite What.

Die Kompensation für die Krümmung der sphärischen Kathodenstrahlquelle ist darauf beschränkt, eine Zielfläche zu schaffen, die einen Krümmungsradius nur um eine einzige Achse aufweist. Es ist anzunehmen, daß die Längendimension L (die normalerweise größer als die Breitendimension W ist) die größte Kompensation erfordert, wobei die erforderliche Längenkompensationskrümmung (der Zielfläche) nicht an der Mittelachse sondern an ehiem Punkt zwischen der Mittelachse und dem äußeren Bereich der Breitendimension errechnet wird. Dadurch wird effektiv eine näherungsweise Korrektur für Schwankungen in dem Brennpunktabstand erzielt, wenn die horizontale Abtastung von einem Randbereich der Breitendimension zu dem gegenüberliegenden Randbereich fortschreitet. In der Praxis wird der ^punkt für die Berechnung der Längen-(vertikal)-Kompensation vorzugsweise auf der Hälfte des Weges zwischen der Mittelachse und einem Randbereich der Abtast-Breitendimension gewählt.

Wenn daher der äquivalente Kugelradius (R_c) der Kathodenstrahlröhre 11 einen Hauptachsen-Kreisschnitt Ci der Kugelfläche (F i g. 7) erzeugt, und wenn ein Kreisschnitt an dem Randbereich der Breitendimension des Rasters einen Kreisschnitt es mit dem Radius [2 erzeugt, erzeugt ein Kreisschnitt an dem Abstand auf der Hälfte zwischen dem Kreisschnitt α und dem Kreisschnitt ft einen Kreisschnitt c$ mit einem Radius [ΐ Fig.8 zeigt die Beziehung des außerhalb der Achse liegenden Radius Rj des Kreisschnittes cj. Bei einer Kathodenstrahlröhre mit einem äquivalenten Kugelradius R_e und einer Abtast-Breitendimension W kann der selektive, außerhalb der Achse liegende Radius R3 unter Verwendung folgender Formel errechnet werden:

Unter Bezugnahme auf F i g. 9 wird das Verfahren zur Bestimmung des Ortes der Brennpunkte des Kompromiß-Kreisschnittes Cj beschrieben. Links in F i g. 9 ist der äquivalente Kreisabschnitt des Kreises d mit einer Versetzung Y an einem Abstand d von der Achse gezeigt. Die Linse 13 ist an einem' Punkt in der Mitte zwischen cn Bezugsebenen P_rcr und P'_rcr (für eine 1 :1 -Perspektive) angeordnet. Rechts ist eine gekrümmte Fläche C_x durch die Versetzung X definiert, deren Form nun zu bestimmen ist. Wenn P ein Objektpunkt auf dem Kreisschnitt C₃ ist, ist der Abstand von dem Objekt zur Linse 2 F + Y und der Abstand von dem Punkt /"auf der Bildfläche, der zu bestimmen ist, 2F— X. Die bekannte Formel für dünne Linsen mißt alle Abstände auf der Achse, und für Punkte außerhalb der Achse wird üblicherweise angenommen, daß die Formel ebenfalls zutrifft, wobei die Abstände so behandelt

j5 werden, als wären sie entlang der Achse gemessen. Die Formel für dünne Linsen kann (für eine 1 : !-Perspektive) geschrieben werden als.

F 2.F + Y 2F- X

aufgelöst nach x:
FY

X =

F i g. 10 zeigt eine typische Darstellung der effektiven Quelle es und der Orte der Bildbrennpunkte c, für eine kugelförmige 53-cm-Kathodenstrahlröhre mit einem äquivalenten Quellenradius von 91 cm, wobei der Abstand von der Bezugsebene zur Linse 40 cm ( = 2F) beträgt und eine Abtastbreite IV gleich 26 cm gewählt ist. Es ist zu erkennen, daß die Krümmung des geometrischen Ortes der Brennpunkte c» der effektiven Kompromiß-Quellenform Cj bis auf etwa 13 oder 15 cm außerhalb der optischen Achse recht eng folgt.

Eine brauchbare Näherung für die Zielflächenform besteht folglich darin, den Krümmungsradius der Zielfläche näherungsweise so zu wählen, wie der Radius des effektiven Quellenkreisschnittes cj, wobei die Abtastlänge nicht erheblich größer als 25 bis 30 cm ist, Wenn eine größere Abtastlänge erwünscht ist, ergibt die Analyse, daß eine Fläche mit einem etwas größeren Krümmungsradius als der Krümmungsradius des Kreisschnittes c_t gewählt werden sollte.

Die Bestimmung der Zielflächenkrümmung in der oben beschriebenen Weise kann für jeden Kreisschnitt eilüäFig uci' Bieiic uef AbiäSiüfig durchgeführt Werden.

Der tatsächliche geometrische Ort der Brennpunkte der effektiven Kugelfläche der Kathodenstrahlröhre hätte die Form eines Abschnittes eines abgeplatteten Sphäroides, wie oben dargelegt wurde. Solch eine Fläche wäre zu komplex für Faksimile-Übertragungszwecke aus den oben angegebenen Gründen. Das oben beschriebene Verfahren zeigt, daß ein Kompromiß-Radius ([B) außerhalb des Mittelradius und in der langen Achse des Musters auf der Kathodenstrahlröhrenfläche gewählt werden kann.

Die Wahl der Kompromiß-Zielflächenform nutzt die Brennschärfe aus, die bei herkömmlichen Kopielinsen zur Verfügung steht Das angegebene Verfahren zeigt, daß eine Zielfläche in Form eines Zylinders mit einer vorbestimmten Krümmung (|3) in der Längsdimension der Abtastung eine geeignete Korrektur für Abbildungsfehler in der erfindungsgemäßen Anordnung liefert, wohin die Äquivalentquelle eine weitgehend kugelförmige Konfiguration hat. Die oben beschriebenen Prinzipien sind selbstverständlich nicht auf eine spezielle Quellenkonfiguration beschränkt.

Die Art der Lichtmessung ist ein wichtiger Gesichtspunkt der Erfindung und wird nun anhand von F i g. 1 und insbesondere anhand der Fig. 11 bis 13 beschrieben. Aus der vorhergehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß ein stationärer Bildträger verwendet wird, der nach einem Raster unter Verwendung einer Kathodenstrahlröhren-Lichtquelle (oder einem Äquivalent davon) abgetastet wird. Es ist daher weder eine mechanische Bewegung eines »Wandlers« oder des Dokumentes oder des fotoempfindlichen Aufzeichnungsmediums erforderlich. Dies ist eine wichtige Unterschlagung von bekannten Kathodenstrahlröhren-Einrichu.^en, bei denen entweder das Original oder ein Zwischenbild reduzierter Größe schrittweise an einer Abtastachse vorbei geführt wird. Die schrittweise mechanische Bewegung führt zu Start- und Stop-Zeitverzögerungen und hohen mechanischen Spitzenkräken.

In der vorliegenden Erfindung ist der Bildträger vorzugsweise stationär. Die Datenerfassung und -synthese wird durch eine zweiachsige Abtastung mit einer Kathodenstrahlröhre erreicht, wobei die Abtastgeschwindigkeiten sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Achse programmierbar sind und für alle praktischen Zwecke augenblicklich während der Übertragung und der Aufzeichnung geändert werden können. Im Unterschied zu mechanischen Einrichtungen, bei denen eine Bewegung des Mediums erforderlich ist, Huf dem die graphische Information aufgezeichnet ist, können daher dreidimensionale Objekte, beispielsweise Münzen. Schaltungsplatten usw. verarbeitet werden.

Der Versuch, einen stationären Träger, auf dem ein Dokument realer Größe oder dergleichen angeordnet ist, welches einen großen, abzutastenden Oberflächenbereich darbietet, zu lesen, bietet eine Reihe verschiedener, bisher noch nicht gelöster Probleme. Bei der beschriebenen Einrichtung wird die Videosignal-Erfassung dadurch erreicht, daß ein beweglicher Lichtpunkt auf das auf dem Bildträger liegende Originaldokument gerichtet und eine entsprechende Charakteristik der reflektierten Energie gemessen wird, um ein Videosignal zu erzeugen, das eine Funktion der Bilddichte an jedem Punkt der Fläche des Dokumentes ist. Kein bisheriges Kathodenstrahlröhren-Gerät hat das Problem der zweiachsigen Abtastung einer großen stationären Oberfläche und der genügend genauen Messung der Bilddichte an iedem Punkt auf der Oberfläche des Dokumentes gelöst Nach einem wichtigen Gesichtspunkt der Erfindung wurde dieses Problem überwunden.

Unter Bezugnahme auf F i g. 11 wird die Lichterfassungs-Einrichtung von Fig. 1 in größerem Detail gezeigt Die Fig. 12 und 13 sind vereinfachte Seitenansichten des Ausführungsbeispiels von F i g. 11 und zeigen die Lichterfassung an zwei vertikalen Positionen in einer Abtastung. Wie gezeigt ist richtet die

ίο Kathodenstrahlröhre 11 einen Lichtpunkt gebildet durch den Strahl 100 durch eine Linse 13 auf den Bildträger 12, auf dem ein Dokument (nicht gezeigt) durch geeignete Einrichtungen angeordnet sein kann. Nach den oben beschriebenen Gesichtspunkten bildet der Bildträger 12 vorzugsweise die Teilfläche eines Zylinders, der einen vorbestimmten Krümmungsradius hat

Bei dem Bildträger 12 ist ein Fotodetektor 14 angeordnet, der unter Abstand angeordnete, längliche Detektorhalterungen 212a und 212b aufweist, auf denen zwei längliche Detektorelemente 14a bzw. 146 montiert sind. Die Elemente 14a und 14& haben vorzugsweise eine effektive Länge, die ausreicht, um die gesamte Breite des Bildträgers 12 zu überspannen. Sie liegen

:> voneinander um einen Abstand S entfernt der ausreicht, um den Durchtritt des Abtastpunktes zwischen den Elementen zu gestatten. Die Elemente 14a und 146 können beispielsweise längliche Detektorstreifen mit einer länglichen, fotoempfindlichen Fläche sein. Ein Typ

jo eines geeigneten Fotodetektor* ist aus der »Longline Series« der United Detector Technology Company erhältlich und ist in der technischen Zeitschrift der genannten Firma unter dem Titel »Shottky Barrier Standard and Longline Series« beschrieben.

J5 Die länglichen Fotodetektorhslterungen 212a, 212b sind über einen Haltebügel 211 an einem Schlitten 212 befestigt. Der Schlitten 212 kann gegenüber dem Bildträger 12 in vertikaler Richtung entlang einer Bahn bewegt werden, die durch die Spur 210 gebildet ist. Die Spur 210 ist vorzugsweise so ausgeführt, daß ein Verschieben des Fotodetektors 14 entlang einem Weg möglich ist, der im wesentlichen mit der von dem Bildträger 12 definierten Oberfläche zusammenfällt. Wenn der Bildträger 12 einen Teil einer Zylinderfläche

4> bildet, ist die Spur 210 daher ein Kreisbogenabschnitt, der zu der Achse des Bildträgers 12 konzentrisch ist.

Der Schlitten 212 (Fig. 11) ist durch ein geeignetes Gestänge (nicht gezeigt) bewegbar, das durch einen Antriebsmotor 24 angetrieben ist. Der Antriebsmotor 24 wird durch einen Servoverstärker 23 für den Fotodetektorantrieb gesteuert, der als einen Eingang den Ausgang der locheinrichtung 21 für die vertikale Auslenkung der Kathodenstrahlröhre aufnimmt. Der andere Eingang fji den Antriebsverstärker 23 der Fotodetektoreinrichtung ist ein Fehlersignal, das von einem Nachlauf-Potentiometer 25 empfangen wird. Das Potentiometer 25 ist durch ein geeignetes Gestänge so angekoppelt, daß es ein Ausgangssignal liefert, welches eine Funktion der tatsächlichen Position des Schlittens

bo 212 ist. Der Antriebsverstärker 23 liefert daher geeignete Antriebssignale für den Motor 24, um den Schlitten 212 so anzutreiben, daß die Einrichtung 14 in einer vertikalen Synchronstellung mit dem Abtastpunkt gehalten wird, der von der Kathodenstrahlröhre 11 abgestrahlt wird.

Das Arbeitsprinzip der Detektoreinrichtung 14, die dem Bildträger 12 gegenüberliegt, ist am besten unter Bezuenahme auf die Fie. 12 und 13 verständlich. Die

vereinfachte Seitendarstellung von F i g. 12 der Einrichtung von F i g. 11 zeigt einen Lichtstrahl 100, der auf dem Bildträger 12 an dem Punkt / in dem oberen vertikalen Abschnitt des Bildträgers 12 auftrifft Der Strahl 100 trifft auf dem Bildträger 12 unter einem Winkel θ auf, der durch die Tangente an den Bildträger 12 an dem Auftreffpunkt / definiert ist Die spektrale Reflexion des Strahles 100, dargestellt durch den Strahl 100', hat einen Reflexionswinkel Θ_Γ=Θ^

Die spektrale Reflexion ist eine Reflexion, die hauptsächlich als Funktion der Oberflächenbeschaffenheit eines Dokumentabschnittes erzeugt wird, welche an dem Punkt / liegt Der Strahl 100' sollte daher von der fotoempfindüchen Lichterfassung ausgeschlossen werden, da er ein Fehlersignal darstellt was die Bilddichte an dem Punkt / betrifft Die diffuse Refiexion ist andererseits ein MaB für die Dichte eines Bildes, das auf dem Bildträger 12 liegt Solch eine diffuse Reflexion ist schema tisch in den Fig. 12 und 13 durch eine Energiestrahlungskeule E dargestellt die primäre Komponenten neben der Achse des reflektierten Strahles 100' hat

Die Elemente 14a und 146(Fig. 12) haben voneinander einen Abstand 5, so daß die einfallenden und reflektierten Strahlen 100 und 100' dazwischen hindurchtreten können. Dies kann aus trigonometrischen Berechnungen hergeleitet werden, wobei die Abstände und Einfallswinkel an den äußeren Bereichen des Bildträgers 12 zu berücksichtigen sind, um den minimalen Abstand 5 zu bestimmen, der zwischen den Fotofühlern erforderlich ist, um sicherzustellen, daß die Fotodetektoreinrichtung weder den einfallenden Strahl 100 noch den reflektierten Strahl 100' abfängt.

Wenn ein Abtaststrahl auf den oberen Teil des Bildträgers 12 gerichtet wird (F i g. 12), wird die diffuse Energiekeule E, die die Bilddichteinformation darstellt, hauptsächlich von dem Fotodetektorelement 14a aufgefangen. Wenn der Abtaststrahl näherungsweise auf die vertikale Mittellinie des Bildträgers 12 gerichtet . wird (F i g. 13), wird die diffuse Energie Enäherungsweise zu gleichen Teilen von den Elementen 14a und 146 aufgefangen. Wenn schließlich der Abtaststrahl sich in dem unteren vertikalen Bereich des Bildträgers 12 befindet, wird die diffuse Energie E hauptsächlich von dem Element 146aufgefangen.

Um eine konstante Signalamplitude für eine konstante Dichte in der vertikalen Achse des Bildträgers 12 zu erzielen, werden die Signale von beiden Detektorelementen 14a und 146 vorzugsweise aufsummiert. Die Summation der Detektorausgangssignale führt zu einem hohen Toleranzniveau gegenüber einer Veränderung des Einfallswinkels, da die von dem Schlitten 212 getragene Einrichtung 14 in der vertikalen Richtung über den Bildträger 12 läuft. Die Elemente 14a und 146 sind vorzugsweise in horizontaler Richtung länglich ausgebildet und erstrecken sich wenigstens über die gesamte Breite des Bildträgers 12. Diese Form ermöglicht eine gleichmäßige Lichterfassung der diffusen Reflexion, da der Einfallswinkel sich nur horizontal ändert.

Die oben beschriebene Art der Lichterfassung stellt sicher, daß ein konstantes Signal von einem Bildabschnitt mit konstanter Dichte von allen Punkten eines Bildes mit einem großen Oberflächenbereich erzielt wird, das auf dem Bildträger liegt. Die angegebene Lösung gestattet auch, daß die Detektorelemente an allen Punkten bei der Abtastung dicht bei dem bessere Signal-Rausch-Verhältnisse als bei bekannten Meßverfahren. Ferner kann der Kaihodenstrahlstrom auf einem niedrigeren Wert gehalten werden, als bei bekannten Einrichtungen, wodurch die Lebensdauer der Kathodenstrahlröhren-Phosphorschicht erhöht wird.

Während das oben beschriebene, bevorzugt» Ausführungsbeispiel zwei Fotodetektorelemente verwendet die in Summenschaltung angeschlossen sind, sind offenbar auch andere Anordnungen im Rahmen der

ίο beschriebenen Art der Lichterfassung annehmbar. Beispielsweise kann ein einziges, längliches Fotodetektorelement verwendet werden. Um das einzige Element ordnungsgemäß orientiert zu halten, damit es die nicht-spektrale Reflexion an jedem Punkt der Abtastung auffängt können in der Detektorhalterung Vorkehrungen getroffen sein, um den Winkel der empfindlichen Fläche des Detektors gegenüber dem Bildträger 12 zu ändern, während sich das Element über die vertikale Richtung des Bildträgers bewegt Als weitere, alternative Anordnung kann eines der fotoempfindlichen Elemente durch einen Spiegel oder dergleichen ersetzt werden, welcher einen solchen Winkel hat, daß er die auf ihn auftreffende, nicht-spektrale Reflexion auf das übrig bleibende Detektorelement fokussiert. Es ist selbstverständlich zum Zwecke der Lichterfassung nicht notwendig, einen Bildträger der allgemeinen, in Fig. 11 gezeigten Form zu verwenden. Die beschriebene fi rt der Lichterfassung umfaßt auch Nachlaufeinrichtungen, die ermöglichen, daß geeignet geformte

)» Detektoren die entsprechenden Bahnen in Anpassung an die Form des Bildträgers verfolgen. Ferner kann eine horizontale und auch eine vertikale Detektorbewegung vorgesehen sein, um jede beliebige Detektoranordnung nahe bei dem fortschreitenden Abtaststrahl zu halten.

In den F i g. 14 bis 16 ist ein alternatives, bevorzugtes Ausführungsbeispiel für den Bildträger und den Detektorschlitten gezeigt. Der Bildträger 12 wird durch die Oberfläche einer Glasplatte 300 gebildet. Die Platte 300 hat vorzugsweise, wie oben beschrieben wurde, eine solche Form, daß sie eine Teilfläche eines Zylinders bildet, der einen vorbestimmten Krümmungsradius hat. Die Platte ist zwischen seitlichen Montagekeilen 302a und 3026 montiert. Die Montage wird durch Einsetzen gegenüberliegender Kanten der Platte 300 in bogenförmige Nuten 306a und 3066 bewirkt, die in den innenseitigen Flächen der Teile 302a und 3026 ausgebildet sind.

Ein zweites Paar Nuten 308a und 3086 sind ebenfalls in den Innenflächen der seitlichen Montageteile 302a und 3026 ausgeformt. Die Nuten 308a und 3086 bilden vorzugsweise eine kurvenförmige Führungsbahn, die konzentrisch mit den Schlitzen 306a und 3066 ist und daher einen Führungsweg bildet, der mit der Fläche der Glasplatte 300 kongruent ist. Eine Detektorschlitten-Einrichtung 430 ist mit zwei Führungszapfen 312a und 313a an einem Ende und zwei gegenüberliegenden Führungszapfen 3126 und 3136 an dem gegenüberliegenden Ende ausgestattet. Die Zapfen 312a. 313a und 3126 und 3136 können in die Nuten 308a bzw. 3086

bo eingesetzt werden. Die Führungszapfen bewirken, wenn sie durch die Schlitze 308a und 3086 bewegt werden, daß die Schlitteneinrichtung 430 der durch die Nuten 308a, 3086gebildeten Kurve folgt.

Die Schlitteneinrichtung 430 hat einen mittigen Hauptabschnitt 431, in dem eine längliche öffnung 412 ausgebildet ist. Die Breite der öffnung 412 ist so ausgewählt, daß die einfallenden, spektralen und die »•gfigUtjartorj Lieh ist fühlen der Abi r2^ire- Kst hoden -

strahlröhre durch die öffnung hindurchtreten können, ohne Teile der Einrichtung zu berühren. Der mittige Hauptabschnitt 431 verbindet gegenüberliegende Seitenteile 432, 433 der Schlitteneinrichtung 430. Wie dargestellt ist, sind die Seitenteile 432,433 des Schlittens unter einem Winkel zu dem mittleren Hauptabschnitt 431 ausgerichtet In dem Ausführungsbeispiel von F i g. 15 bildet jeder der Seitenteile beispielsweise einen Winkel von 160° mit dem mittleren Hauptabschnitt.

Ein längliches Detektorelement 14a ist auf dem Seitenteil 432 der Schlitteneinrichtung neben der mittigen öffnung 4!2 montiert. In ähnlicher Weise ist ein gegenüberliegendes, fotoempfindliches Element 146 auf dem Seitenteil 433 montiert, der neben der Schlittenöffnung 412 liegt.

Zwei Befestigungseinrichtungen 421a und 422a für Antriebsriemen sind an einem Ende des Schlittens 430 angeordnet. Ein entgegengesetztes Paa- von Befestigungseinrichtungen 4216 und 4226 für Antriebsriemen ist an dem anderen Ende des Schlittens 430 angeordnet. Die Antriebsriemen-Befestigungs-Einrichtungen können an zwei Antriebsriemen 420a und 420b angeschlossen werden, um den Schlitten 414 entlang den Nuten 308a und 3086 entlangbewegen zu können.

Ein Ausführungsbeispiel einer Antriebseinrichtung ist in F i g. 16 gezeigt. Eine Antriebswelle 443, die mit dem Servomotor 24 (nicht gezeigt) verbunden ist, treibt ein Hauptantriebszahnrad 442 an. Das Zahnrad 442 treibt über ein Kupplungszahnrad 441 und eine Zwischenwelle 440 zwei Riemenantriebsglieder 430a und 4306 aii, auf denen die Riemen 420a und 4206 angeordnet sind. Durch Drehung der Antriebszahnräder wird die Schlitteneinrichtung 14 durch die Kurve bewegt, die durch die Nuten 308a und 3086definiert ist.

Ein Dokument oder ein anderes eine graphische Information enthaltendes Objekt kann daher auf die Platte 300 gelegt werden. Der Kathodenstrahl tritt durch die Ofnung 412 der Detektoreinrichtung 14 hindurch, und die nicht-spektrale Reflexion von dem Dokument wird von einem oder beiden Detektorelementen 14a, 146 aufgefangen. Die Detektoreinrichtung 14 wird, wie oben beschrieben wurde, synchron mit der vertikalen Position des Kathodenstrahles angetrieben. Obwohl Ausführungsbeispiele für die Detektoreinrichtung und die Antriebseinrichtung dafür gezeigt und vorgeschlagen wurden, können auch andere geeignete mechanische und physikalische Anordnungen bei der Durchführung der Erfindung verwendet werden.

Bei der Faksimile-Herstellung ist es selbstverständlich wesentlich, daß das reproduzierte Bild die Originalkopie in Proportion und geometrischer Anordnung dupliziert. Wenn die Linse des optischen Systems keine Verzerrungen (beispielsweise nadelkissenförmige oder faßförmige Verzerrungen) hat, und wenn das Strahlerzeugungssystem der Kathodenstrahlröhre genau auf den Jochstrom sowohl im Sender als auch im Empfänger abgestimmt is», dann ist unter der Annahme von keinerlei Informationsverzerrungen bei der Datenerfassung-, -Übertragung oder -Aufnahme das empfangene Bild identisch zu der Originalkopie. Wenn die Senderlinse und das Senderjoch nicht perfekt sind, dann ist das Kathodenstrahlröhren-Muster in dem Empfänger nicht identisch zu der Kopie, sondern zeigt beispielsweise eine faßförmige oder nadelkissenförmige Verzerrung. Wenn jedoch die Linse und das Joch in dem Empfänger dieselben geometrischen Unzulänglichkeiten wie in dem Empfänger haben, wird das verzerrte

li-nU^nn λ Λ · ι ι-t «-t*· · ry An

endgültiges Bild umgesetzt, das keine Verzerrungen hat Durch Abstimmung nicht ganz einwandfreier Linsen, Joche und anderer Arbeitsparameter kann daher eine Verzerrung eliminiert werden, wie im folgenden noch beschrieben wird.

Linsen, insbesondere Linsen mit großer öffnung und weitem Winkel, können geometrische Verzerrung in ihren Abbildungen erzeugen. Beispielsweise kann das Bild eines rechteckigen Gitters in der Mitte breiter als

ίο am Ende sein, wodurch eine »faßförmige« Verzerrung erzeugt wird, oder umgekehrt, kann das Bild schmaler in der Mitte sein, wodurch eine »nadelkissenförmige« Verzerrung erzeugt wird.

Die Ablenkjoche, die in handelsüblichen, billigen Kathodenstrahlröhren verwendet werden, erzeugen ebenfalls Schwankungen in der Abtastauslenkung, so daß die Lichtpunktposition nicht linear proportional zu dem Jochstrom ist Wenn das Signal, das von einer Lichtpunkt-Abtastkathodenstrahlröhre mit solch einem nicht idealen Joch erzeugt wurde, an eine Empfänger-Kathodenstrahlröhre mit verzerrungslosem Joch angelegt wird (oder umgekehrt), wird eine Verzerrung in dem empfangenen Bild erzeugt.
Wenn eine minimale Gesamtverzerrung angestrebt wird, kann man in zweierlei Weisen vorgehen. Erstens kann ein fohlerloses Joch sowohl in dem Sender als auch im Empfänger verwendet werden, so daß der Abtastpunkt in dem Sender sich gleichförmig über die zu übertragende Kopie bewegt, und der Punkt in dem Empfänger genau synchron mit der Position des Punktes bei dem Sender bewegt wird. Auch müssen sowohl im Sender als auch im. Empfänger Linsen verwendet werden, die frei von geometrischen Verzerrungen sind.

J5 Fehlerfreie Joche und verzerrungsfreie Linsen sind jedoch schwierig herzustellen und führen zu großem Aufwand und Kosten. Es wird eine billigere Lösung angegeben, um ein empfangenes Bild zu erzeugen, das zu dem Original identisch ist. Bei dieser Lösung wird eine nicht fehlerfreie Linse verwendet, die eine Verzerrung verursacht. Es werden jedoch angepaßte Linsen sowohl in dem Sender als auch im Empfänger verwendet. Ferner werden auch nicht fehlerfreie Joche verwendet Jedoch werden im Sender und im Empfänger aufeinander abgestimmte Joche mit ähnlichen Verzerrungscharakteristiken eingesetzt. Mit in solcher Weise aufeinander abgestimmten, nicht fehlerfreien Bauteilen sind der Lichtpunkt in dem Sender und der auf dem Empfangsmedium fokussierte Lichtpunkt in dem Empfänger immer an äquivalenten Punkten, obwohl die Lichtpunktbewegung auf der Oberfläche der Kathodenstrahlröhren und die Übertragung der Lichtstrahlen durch die Linsen Nichtlinearitäten und Verzerrungen unterworfen sind. Mit anderen Worten kann ein rechteckiges Gitter auf dem Original durch ein Gitter mit einer faßförmigen Verzerrung auf der Empfangs-Kathodenstrahlröhre dargestellt sein, wobei sein Bild jedoch durch die Empfängerlinse in die Form des Originalgitters zurückgebracht wird. Wenn man diesen

bo Sachverhalt unter dem Gesichtspunkt der mechanischen Einrichtungen der Faksimile-Anlage betrachtet, ist ersichtlich, daß der Abtast-Elsktronenstrahl auf der Srnderkathodenstrahlröhre sich aufgrund von Jochfehlern nicht gleichförmig bewegen kann. Auch der

b5 Abtast-Lichtpunkt, der auf der Kopie in dem Sender abgebildet wird, kann sich aufgrund von Linsenverzerrungen anders als der Punkt auf der Kathodenstrahlröhre uCA'CgCPi τ» Cup jCuGCn uaS jGCP '" --™^r

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dieselben Fehler hat, setzt es die Jochströme ebenso wie in dem Sender um, so daß der empfangene Lichtpunkt immer an einer Position ist, die dem Sender-Lichtpunkt entspricht, wobei beide die gleiche, nicht gleichförmige Bewegung ausführen. Wenn schließlich die Linsen in dem Empfänger dieselben Verzerrungen wie die in dem Sender zeigt, bringt sie die verzerrte Position auf der Kathodenstrahlröhre in die richtige Rechteckgitterform.

Während die Verwirklichung der elektro-optischen Kompensation der Bildverzerrung beispielsweise durch die absichtliche Auswahl von abgestimmten, elektrischen und optischen Komponenten zum Erzielen eines Gesamtausgleiches sehr erwünscht ist, ist es an sich bekannt, daß gewisse Abweichungen zulässig sind, wo eine hohe Wiedergabequalität der Bilder nicht erforderlich ist. Es ist ferner ersichtlich, daß die Verzerrungskompensation gemäß der Erfindung möglich ist, weil die beschriebene Einrichtung die Verwendung derselbe Bauteile (d.h. Kathodenstrahlröhren, Joche, Linse usw.) sowohl für die Datenerfassung als auch für di Synthese der Daten gestattet. Daher wird für di Übertragungs- und Empfangsgeräte der vorliegende Erfindung vorzugsweise aufeinander abgestimmte Bauteilmaterial verwendet, um eine hohe Qualität be der Faksimile-Kopie unter Verwendung einzelnei billiger Bauteile zu erzielen.

ίο Während die Erfindung hauptsächlich im Zusammen hang mit Faksimile-Anlagen beschrieben wurde, is ersichtlich, daß in anderen Anlagen ebenfalls Nutzen au der Erfindung gezogen werden kann. Beispielsweis kann bei der Schriftzeichen-Erkennung, bei den Schriftzeichen-Vergieich oder in anderen Anlagen, wc eine Videoinformation hoher Qualität funktionsmäßij mit graphischen Zeichen in Beziehung gebracht wire die Erfindung verwendet werden.

Hierzu 7 Blatt Zcichnuimen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abtasten und zur Wiedergabe von Bildern auf einem feststehenden Bildträger, insbesondere für ein Faksimile-Gerät, bei der ein durch eine Ablenkvorrichtung gesteuerter Lichtpunkt den Bildträger in zwei Dimensionen überstreicht und bei der im Sendebetrieb ein in mindestens einer Dimension mit dem Lichtpunkt ι ο synchron mitbewegter Fotodetektor die von dem durch den Lichtpunkt beleuchteten Bildträger herrührende Lichtintensität bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotodetektor (14) im konstanten Abstand zum Bildträger (12) über diesen bewegbar ist und der Lichtpunkt in an sich bekannter Weise von einer ortsfesten Lichtquelle ausgeht.

2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Fotodetektor (14) synchron zur vertikalen und horizontalen Bewegungskomponente des Lichtpunktes im Abstand zur Bildfläche über diese bewegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotodetektor (14) ein in horizontaler Richtung sich erstreckendes, längliches Fotodetektorelement (14a, 146) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotodetektor (14) zwei in horizontaler Richtung sich erstreckende, im parallelen Abstand zueinander angeordnete längliche Fotodetektorelemente (14a, 146) aufweist, zwischen die der Lichtpunkt hindurchprojizierbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch r> gekennzeichnet, daß der Fotodetektor (14) zum Feststellen lediglich der diffusen Reflexion des Lichtpunktes von der Bildfläche in Abhängigkeit von seiner Position einstellbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotodetektor (14) mittels einer Detektorhalteeinrichtung in Abhängigkeit von seiner vertikalen Position um seine Längsachse schwenkbar angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet ·τ> durch eine Kathodenstrahlröhre (U) mit sphärischem Schirm, der einer sphärischen Lichtquelle entspricht, wobei der Bildträger (12) zur Schirmfläche konkav ist und einen Krümmungsradius aufweist, der eine Funktion der wirksamen Licht- w quellenform ist und die Unterschiede der optischen Weglängen der Lichtpunkte an verschiedenen Punkten des Bildträgers zumindest näherungsweise kompensiert.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn- v> zeichnet, daß der Bildträger (12) einen Teil einer Zylinderfläche bildet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderachse horizontal angeordnet ist. w)