DE2409476C2 - Faksimile-Aufzeichnungsgerät - Google Patents

Faksimile-Aufzeichnungsgerät

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Description

Die Erfindung betrifft ein Faksimile-Aufzeichnungsgerät für fernübertragene Signale mit einer Laser-Lichtquelle, deren Lichtbündel ein auf einer drehbar angetriebenen Trommel angebrachtes lichtempfindliches Material schwärzt und mit einem die Intensität des Lichtbündels in Abhängigkeit von den empfangenen Signalen verändernden statischen Modulator und einer in dem Strahlengang des modulierten Lichtbündels angeordneten Blende und einem eine Translationsbewegung parallel zur Drehachse der Trommel ausführenden Schlitten, mittels dessen das Lichtbündel in einem parallel zu der Drehachse liegenden Bereich ausgefangen und senkrecht zu der erstgenannten Richtung abgestrahlt und auf das auf der Trommeloberfläche befindliche lichtempfindliche Material fokussiert wird und wobei die Drehbewegung der Trommel und die Translationsbewegung des Schlittens mit aus derselben Quelle stammenden Signalen gesteuert werden.
Es ist bekannt, Bilder in Form von elektrischen oder elektromagnetischen Signalen über Entfernungen zu übertragen. Diese Signale werden dann mit einer Vorrichtung zur Sichtbarmachung des Bildes empfangen, die beispielsweise ein Fernsehempfänger oder ein Drahtbildgerät (Bildtelegraphieempfänger) sein kann.
Man hat bereits eine solche Vorrichtung vorgeschlagen, bei der ein von einem Laser als Lichtquelle ausgestrahltes Lichtbündel auf einen photoempfindlichen Film einwirkt, der auf der Mantelfläche einer drehDaren Trommel angebracht ist. Vor dem Auftreffen des Lichtes auf den photoempfindlichen Film wird das Lichtbündel durch einen statischen Modulator geleitet, wie beispielsweise einen akustisch-optischen Modulator, und wird von einem Reflektor reflektiert, der fest mit einem parallel zu der Achse der Trommel bewegbaren Schlitten verbunden ist.
Man hat auch bereits vorgeschlagen, mittels eines halbtransparenten Reflektors einen Teil des Lichtbündels abzuzweigen und diesen abgezweigten Teil für eine geeignete Steuerung des Modulators zu verwenden.
Bei dieser bekannten Vorrichtung werden somit durch die empfangenen Signale einerseits die Drehung der Trommel und die Verschiebung des Schlittens gesteuert, die somit synchronisiert sind, und andererseits der akustisch-optische Modulator, durch dessen Wirkung die Tönung jedes Bildpunktes bestimmt wird.
Die bekannte Vorrichtung arbeitet jedoch nicht völlig zufriedenstellend, denn die Drehzahl, die durch die Lagerung in mechanischen Lagern erlaubt wird, ist nur gering. Bisher hat man nämlich die drehbaren Trommeln mit der Mantelfläche, auf der das lichtempfindliche Material angebracht ist, in mechanischen Lagern gelagert, wodurch die Drehzahl, an die der Übertragungstakt und damit die Bildwiedergabe infolge des Umstandes gekoppelt sind, daß jede Umdrehung der Trommel der Wiedergabe einer Zeile des Bildes entspricht, begrenzt ist. Es war bisher nicht möglich, die Wiederherstellung eines Bildes von ausreichender Schärfe zu erhalten, d. h. eines Bildes, welches in einer ausreichend kurzen Zeit mit einer großen Zeilenzahl erstellt werden kann.
Aus DE-OS 22 09 113 ist ein Faksimile-Gerät bekannt, welches mit Hilfe eines Laserstrahls arbeitet und dadurch an sich hohe Auflösung gestattet. Über die Lagerung und Gestaltung zur Erhöhung der Drehzahl der Trommel sind jedoch keine Angaben gemacht. Diese sind für die praktische Realisierung jedoch von großer Wichtigkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Faksimile-Aufzeichnungsgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem mit einem Bildpunkt, dessen Durchmesser in der Größenordnung von einigen Mikron liegt, mit vergrößerter Aufzeichnungsgeschwindigkeit durch Erhöhung der Trommeldrehzahl gearbei-
tet werden kann und wobei trotzdem eine qualitativ hochwertige Aufzeichnung mittels eines schnell weiterschaltenden Schlittens für die Umlenkung des Strahlenbündels ermöglicht werden soll.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Trommel auf magnetischen Lagern gelagert ist und der eine diskontinuierliche Schrittbewegung ausführende Schlitten Reibeinrichtungen aufweist, die zur schnellen Abdämpfung und Stabilisierung der Bewegung des Schlittens in seiner Haltelage nach jedem Vorwärtsschritt dienen.
Da einerseits die Trommel, die das lichtempfindliche Material trägt, auf magnetischen Lagern angeordnet ist und andererseits eine Dämpfung und schnelle Stabilisierung der schrittweisen Bewegung des Schlittens erfolgt, ist es nunmehr möglich, die Trommel mit großer Geschwindigkeit drehen zu lassen, wodurch der Einsatz eines Lichtflecks oder Lichtpunkts von sehr geringer Flächenausdehnung praktisch optimal genutzt werden kann, so daß ein Bild mit ausgezeichneter Auflösung erhalben wird, ohne daß die Dauer der Sichtbarmachung und damit die Übertragungsdauer des Bildes unangemessen lang ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die zu Stabilisierung der Lage des Schlittens nach jedem Vorwärtsschritt vorgesehenen Reibeinrichtungen aus fest mit dem Schlitten verbundenen Auflagen bestehen, die mit einer fest mit einem Tisch verbundenen Schiene zusammenwirken, und der Schlitten auf dem Tische verschiebbar angeordnet ist.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor. daß die Reibeinrichtungen einen fest mit dem Rotor eines Schrittmotors verbundenen Ring aufweisen, der für den Antrieb des Schlittens vorgesehen ist, und der mit einem fest mit dem Tisch verbundenen Finger zusammenwirkt. Die Reibeinrichtungen bestehen zweckmäßig aus Poyltetrafluoräthylen. Für die Lagerung der Trommel mit Magnetlagern ist es von besonderem Vorteil, wenn die Drehachse der Trommel vertikal angeordnet ist.
Mit den Magnetlagern und den Reibeinrichtungen ist es nunmehr möglich, gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Trommel mit einer Drehzahl von wenigstens 800 Umdrehungen pro Minute anzutreiben und den Schlitten Schritte mit einer unter etwa 20 Mikron liegenden Schrittweite ausführen zu lassen. Damit lassen sich pro Minute wenigstens 800 Zeilen mit 14 000 Bildpunkten bestreichen. Die Vorrichtung kann somit pro Minute ein Bildband von 28 cm Länge und 16mm Breite übertragen, was einem50 Bandraster von 500 Zeilen pro cm entspricht. Mit diesem Beispiel ist jedoch keine Begrenzung der Leistung des erfindungsgemäßen Gerätes gegeben. Die Vorrichtung ist insbesondere für einen durch Wärmeeinwirkung ohne fotografische Bäder entwickelbaren Film geeignet. Ferner wird sie zweckmäßig mit einem optischen System zur Sichtbarmachung des Lichtpunktes an einem Ende der Bewegungsbahn des Schlittens versehen.
Ein Ausführungsbeispiel mit zwei Varianten wird &o nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung des Faksimile-Aufzeichnungsgerätes in Ansicht;
Fig. 2 einen von rechts gesehenen Teilschnitt des65 oberen Teiles des Rahmengestelles und des Schlittens einer ersten Ausführungsform der Reibeinrichtungen;
F ie. 3 einen von rechts gesehenen Teilschnitt des Rahmengestelles gemäß einer zweiten Ausführungsform der Reibeinrichtungen.
Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, weist das Faksimile-Aufzeichnungsgerät in erster Linie eine Lichtquelle auf, die durch einen Laser 1 gebildet wird. Der Laser 1 sendet ein Lichtbündel 2 aus, welches infolge schwacher Divergenz eine sehr große Konzentration an Lichtenergie aufweist und welches infolgedessen dazu geeignet ist einen Lichtfleck von sehr großer Helligkeit zu erzeugen. Als Laser kann beispielsweise ein roter Helium-Neon-Laser verwendet werden, der eine Emission mit einer konstanten Wellenlänge von 0,635 Mikron aufweist, oder aber ein blauer Argon-Laser, dessen Emission in dem Spektralbereich von 0,488 bis 0,514 Mikron liegt
Eine Steuereinrichtung 3 weist ein Empfangselement 3a zum Empfangen der elektrischen oder elektromagnetischen Signale auf, in deren Gestalt das Bild der Vorrichtung zur Sichtbarmachung zugeführt wird. Das Empfangselement 3a ist über einen nichtlinearen Verstärker 3e mit verstellbarer Steilheit mit einem Steuerverstärker 3b verbunden, von dem aus die verstärkten Signale einem Pilotorgan zugeführt werden, welches einen akustisch-optischen oder elektro-optischen statischen Modulator 3d steuert, der im Strahlengang des Lichtbündels 2 angeordnet ist. Die Verstärkung des nichtlinearen Verstärkers 3e ist nach einem Exponentialgesetz veränderbar. Der Verstärker dient zur Kompensation der nichtlinearen Ansprechcharakteristik des verwendeten lichtempfindlichen Films, dessen Schwärzung in dem benutzten Bereich linear vom Logarithmus der Belichtung des Films abhängig ist.
Das erste abgeleitete Lichtbündel kann mittels einer Blende 4 isoliert werden (das die Möglichkeit der völligen Auslöschung des Lichtbündels mit sich bringt). Das Lichtbündel wird anschließend mittels einer halbtransparenten dünnen Platte 5 in zwei Teile geteilt: der eine Teil dient zur Zwischenschaltung eines photoelektrischen Detektors 6 zur Steuerung. Der Detektor 6 ist mit dem die Intensität des Lichtbündels steuernden Steuerverstärker 3£> verbunden. Der andere Teil 2b wird für die Einwirkung auf den Film, also die Schwärzung, verwendet. Ein optisches System 7 zur Punktabbildung weist eine Optik zur Fokussierung des Laserstrahls 2b auf eine Blende und eine Ausrichtoptik auf. Diese ist in Form eines aus zwei Doppellinsen zusammengesetzten Zerstreuungssystems gestaltet. Die Doppellinsen werden jeweils aus zwei verkitteten Linsen und einem räumlichen Filter gebildet, der aus einem in einem dünnen metallischen Halter angeordneten und einer einen durchlöcherten Bereich von etwa 20 Mikron Durchmesser aufweisenden Blende gebildet wird, welche in einem genau auf die optische Achse des Systems zentrierbaren Rahmen angebracht ist. Das dadurch erhaltene Strahlenbündel 2c ist also ein Strahlenbündel aus parallelem Licht. Dieses Lichtbündel 2c wird von einem Spiegel 8 reflektiert, der derart angeordnet ist, daß das reflektierte Lichtbündel 2d parallel zu einer Drehachse 9a einer um die Achse 9a drehbar angebrachten Trommel 9, auf deren Mantelfläche 9b ein lichtempfindliches Blatt oder ein lichtempfindlicher Film 10 angebracht ist, gerichtet ist.
Das Lichtbündel 2d wird von der optischen Einrichtung eines bewegbaren Schlittens 11a auf einem Tisch U aufgenommen. Die optische Einrichtung weist einen Spiegel ί Io und eine Kollimatoroptik lic auf und bildet somit das Bild 12 der Blende auf dem
Empfängerfilm 10 ab. Die Kollimatoroptik lic ist eine aus zwei Linsen bestehende Optik mit verstellbarer Brennweite. Wenigstens eine Linse ist axial in bezug auf die andere Linse bewegbar angeordnet, was eine Verstellung des Durchmessers des auf dem Film 10 abgebildeten Lichtpunktes 12 ermöglicht. Der Schlitten 11a des Tisches ist in einer Gleitschiene 13a in einem Rahmengestell 13 geführt und parallel zu der Drehachse 9a bewegbar. Eine Verstellbarkeit des Lichtpunktes parallel zur der Drehachse 9a wird dadurch erreicht, daß eine Gewindespindel und ein Antriebsmotor 21 vorgesehen sind.
An einem Ende der Bewegungsbahn des bewegbaren Schlittens 11a ist ein optisches System 17 mit einem in einem Winkel von 45° zur Drehachse 9a der Trommel beneigten Spiegel 17a angeordnet. Das optische System 17 ermöglicht eine Sichtbarmachung des Lichtpunktes 12 dann, wenn sich der Schlitten 11a am Ende seines Hubes befindet. Diese Sichtbarmachung dient dazu, eine einwandfreie Einstellung des Lichtpunktes auf dem photoempfindlichen Film 10 vornehmen zu können.
Der Vorgang bei der Sichtbarmachung eines Bildes ist somit wie folgt: Die Zeilenabtastung erfolgt bei stillstehendem Schlitten 11a durch Drehung der Trommel 9, die in magnetischen Lagern 14 angebracht ist, und auf der der vorher in dem gewünschten Format geschnittene Film 10 befestigt ist. Mittels einer Impulsfolge kann eine allgemeine Synchronisation durchgeführt werden. So wird am Ende einer jeden Zeile einer Steuerelektronik 15 des Tisches ein Synchronisierimpuls zugeführt. Die Steuerelektronik bewirkt mittels logischer Schaltkreise, daß der Schlitten 11a einen Schritt macht, und daß dann die nachfolgende Zeile durchläuft, während die Trommel 9 sich weiterdreht. Weiterhin stellt die Steuerelektronik sicher, daß der Schlitten 11a in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, wenn ein Bild beendet ist. Zur Dämpfung der Schwingungen des Schlittens um die jeweils neue Stellung am Ende eines dem Durchmesser eines Lichtfleckes entsprechenden Vorwärtsschrittes sind w Reibungseinrichtungen vorgesehen. Somit wird die neue Stellung jeweils schnell stabilisiert, wodurch die notwendige Wartezeit zwischen dem Durchlauf einer Zeile und dem Durchlauf der folgenden Zeile auf einen unter 7 · 10~3 Sekunden liegenden Zeitraum begrenzt wird.
Die Reibungseinrichtungen bestehen aus einer jeweils fest mit dem bewegbaren Schlitten 11a verbundenen Auflage 18 aus unter der Bezeichnung »Teflon« bekanntem Polytetrafluoräthylen oder einem entsprechenden Werkstoff. Die Auflage wirkt jeweils mit einer fest mit dem Rahmengestell 13 des Tisches verbundenen Schiene 19 zusammen, auf der sie sich unter Reibung bewegt Die Auflage ist parallel zu der Gleichschiene 13a des Rahmengestells 13 angeordnet. Die Reibeinrichtungen können auch durch eine in Form eines zylindrischen Ringes 20 gestaltete Auflage gebildet werden, die wiederum aus unter der Bezeichnung »Teflon« bekannten Polytetrafluoräthylen oder einem entsprechenden Werkstoff besteht, wobei die Auflage koaxial am Rotor des die Gewindespindel antreibenden Schrittmotors 21 befestigt ist Auf ihr reibt ein fest mit dem Rahmengestell 13 verbundener feststehendet Finger 22.
Zur Steuerung der Trommeldrehung in bezug auf die Drehzahl und die Phasenlage wird der Synchornisierimpuls außerdem einer Steuerelektronik 16 der Magnetlager 14 zugeführt. Diese Steuerung wird durch einer Phasenvergleich zwischen dem Synchronisiersignal und einem von der Trommel 9 erzeugten Signal, welches eine Bezugsgröße für die richtige Phasenlage darstellt, bewirkt. An dem Empfangselement 3a ist außerdem ein Steuerpult vorgesehen. Damit ist es möglich, entweder das von außen empfangene Signal wiederherzustellen oder eine Funktionskontrolle der gesamten Vorrichtung vorzunehmen, indem eine Grauabstufung oder ein durch einen internen Bildsimulator geliefertes Raster wiederholt wird.
Die Auswahl der einzelnen Bestandteile der Vorrichtung bestimmt sich nach den gewünschten pholometrischen Eigenschaften.
Ein wesentlicher Vorteil des Gerätes besteht schließlich darin, daß der in dem Strahlengang des von dem Laser 1 ausgestrahlten Lichtbündels 2 liegende Modulator 3b eine zeitlich kontinuierliche Veränderung der Lichtintensität ermöglicht. Dadurch kann längs gleicher Zeilen des Zeilenzuges ein absolut stetiger Tönungsübergang erreicht werden. Dies stellt einen interessanten Fortschritt im Vergleich zu den bekannten Faksimile-Aufzeichnungsgeräten dar, bei denen die Sichtbarmachung durch sukzessive Schwärzung erfolgt, also durch diskontinuierliches Aufbringen von Schwärzungsflecken mit den Abmessungen der Lichtpunkte entsprechenden Abmessungen. Diese Schwärzungsflekken weisen, so klein sie auch sind, über die gesamte Fläche eine gleichmäßige Tönung auf, die es nicht ermöglicht, eine Wiedergabe mit der gleichen feinen Abstufung oder Schärfe wie bei dem beschriebenen Gerät zu erreichen.
Das Faksimile-Aufzeichnungsgerät wird in der Weise betrieben, daß die Sichtbarmachung eines über eine Entfernung in Form von elektrischen oder elektromagnetischen Signalen übertragenen Bildes durch Schwärzung eines lichtempfindlichen Materials mittels eines Lichtbündels erfolgt. Das lichtempfindliche Material ist auf der Mantelfläche einer sich um ihre Drehachse drehenden Trommel angebracht. Bei dem Lichtbündel ist einerseits die Lichtintensität in Abhängigkeit der empfangenen Signale und andererseits mittels eines parallel zu der Drehachse der Trommel verfahrbaren Schlittens der Auftreffpunkt auf dem Film veränderbar.
Dabei ist bemerkenswert, daß die Trommel sich mit einer Drehzahl von wenigsten 800 Umdrehungen pro Minute dreht und ein Schritt des Schlittens kürzer als etwa 20 Mikron ist Dies wird durch die Lagerung der Trommel in den magnetischen Lagern und außerdem durch die Reibeinrichtungen und Dämpfeinrichtungen erreicht, die dazu dienen, die Position des Schlittens nach jeder seiner schrittweisen Verwärtsbewegungen sehr schnell zu stabilisieren.
Mit dem Faksimile-Aufzeichnungsgerät ist es u.a. möglich, photoempfindliche Filme 10 zu verwenden, deren Entwicklung durch Einwirkung von Wärme, also ohne photographische Bäder, erfolgen kann.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 Patentansprüche:
1. Faksimile-Aufzeichnungsgerät für fernübertragene Signale mit einer Laser-Lichtquelle, deren Lichtbündel ein auf einer drehbar angetriebenen Trommel angebrachtes lichtempfindliches Material schwärzt und mit einem die Intensität des Lichtbündels in Abhängigkeit von den empfangenen Signalen verändernden statischen Modulator und einer in dem Strahlengang des modulierten Lichtbündels angeordneten Blende und einem eine Translationsbewegung parallel zur Drehachse der Trommel ausführenden Schlitten, mittels dessen das Lichtbündel in einem parallel zu der Drehachse liegenden Bereich aufgefangen und senkrecht zu der erstgenannten Richtung abgestrahlt und auf das auf der Trommeloberfläche befindliche lichtempfindliche Material fokussiert wird und wobei die Drehbewegung der Trommel und die Translationsbewegung des Schlittens mit aus derselben Quelle stammenden Signale gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (9) auf magnetischen Lagern (14) gelagert ist und der eine diskontinuierliche Schrittbewegung ausführende Schlitten (11) Reibeinrichtungen (18, 19, 20, 22) aufweist, die zur schnellen Abdämpfung und Stabilisierung der Bewegung des Schlittens (11) in seiner Haltelage nach jedem Vorwärtsschritt dienen.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Stabilisierung der Lage des Schlittens (11) nach jedem Vorwärtsschritt vorgesehenen Reibeinrichtungen aus fest mit dem Schlitten (11) verbundenen Auflagen (18) bestehen, die mit einer fest mit einem Tisch (13) verbundenen Schiene (15) zusammenwirken, und der Schlitten (11) auf dem Tische (13) verschiebbar angeordnet ist.
3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibeinrichtungen einen fest mit dem Rotor eines Schrittmotors (21) verbundenen Ring (20) aufweisen, der für den Antrieb des Schlittens (11) vorgesehen ist, und der mit einem fest mit dem Tisch (13) verbundenen Finger (22) zusammenwirkt.
4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibeinrichtungen aus Polytetrafluoräthylen bestehen.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (9a) der Trommel (9) vertikal angeordnet ist.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (9) mit 5υ einer Drehzahl von wenigstens 800 Umdrehungen pro Minute angetrieben wird und der Schlitten (11) Schritte mit einer unter etwa 20 Mikron liegenden Schrittweite ausführt.
7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein optisches System (17) zur Sichtbarmachung des Lichtpunktes an einem Ende der Bewegungsbahn des Schlittens (11) angeordnet ist.
60
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