DE2442273A1 - Verfahren und vorrichtung zur ablenkung von lichtstrahlen zur punktweisen aufzeichnung von bildern - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Ablenkung von Lichtstrahlen zur punktweisen Aufzeichnung von Bildern Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ablenkung von Lichtstrahlen zur punktweisen Aufzeichnung eines Bildes, wobei der Lichtstrahl mittels eines elektrooptischen oder akustischen Ablenkelementes mit einem geringen Auflösungsvermögen abgelenkt wird.
• Für die Ablenkung insbesondere von Laserlicht zum Zwecke der scannenden Aufzeichnung sind bisher elektrooptische und akustooptische Systeme sowie mechanisch bewegte Spiegel systeme bekannt geworden, von denen aber bisher nur letztere infrage kamen, wenn eine große Bandbreite übertragen werden sollte. Diese Systeme sind daher kostspielig, umständlich zu handhaben und serviceintensiv, so daß ein dringendes Bedürfnis besteht, sie durch einfachere und wirtschaftlichere Systeme ohne mechanisch bewegte Teile zu ersetzen.
• Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche trotz der geringen Auflösung der bekannten elektroakustischen oder elektrooptischen Ablenksysteme unter Verwendung dieser Elemente eine hohe Auflösung ermöglichen.
• Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zur Erhöhung des Auflösevermögens einem ersten Ablenkelement eine Anzahl von weiteren Ablenkelementen parallel nachgeschaltet wird und das die Anzahl der nachgeschalteten Ablenkelemente der Anzahl der vom ersten Ablenkelement aufgelösten Ablenkwinkelpositionen entspricht.
• Da die Ablenksysteme von telezentrischen Lichtbündeln durchsetzt werden müssen und der Strahl zur Erreichung der optimalen Ablenkbedingen parallel oder annähernd parallel zur Längsachse des Ablenkelementes einfallen muß, wird gemäß der Erfindung der vom ersten Ablenkelement austretende telezentrische Lichtstrahl mittels eines ersten Objektives in eine Zwischenbildebene fokussiert, sodann der nach Durchtritt durch diesen ersten Fokus divergente Lichtstrahl mittels eines zweiten Objektives eines Objektivsatzes, der den weiteren Ablenkelementen zugeordnet ist, kollimiert und schließlich nach Durchtreten des betreffenden zweiten Ablenkelementes mittels eines weiteren Objektives eines weiteren Objektivsatzes auf den Aufzeichnungsträger fokussiert.
• In der Zwischenbildebene wird zum Ausschalten von Störlicht zweckmäßig eine zur Anordnung der zweiten Ablenkelemente kongruente Lochblende angeordnet.
• Mittels einer elektronischen Einrichtung werden die Winkelpositionen des ersten Ablenkelementes nacheinander während eines Zeitintervalles angesteuert und während des Zeitintervalles nacheinander die Winkelpositionen des den angesteuerten Winkelpositionen des ersten Ablenkelementes entsprechenden zweiten Ablenkelementes durchgefahren.
• Vorteilhaft ist es, wenn bei Verwendung von akustooptischen Ablenkelementen in an sich bekannter Weise durch Modulation der Amplitude der Steuerspannung die Intensität des Lichtstrahles und durch Modulation der Frequenz der Steuerspannung der Ablenkwinkel gesteuert werden. Bei Verwendung eines akkustooptischen ersten Ablenksystems wird vorteilhaft in bekannter Weise mittels eines Teleskopes der Ablenkwinkel desselben vergrößert.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und aus der folgenden Beschreibung, in der das erfindungsgemäße Verfahren und die zu seiner Durchführung dienenden Vorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 schematisch die Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Fig. 2 ein Zeitdiagramm für den Ablauf der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• Die Figur 1 zeigt das Schema einer Anordnung von Ablenksystemen an sich geringer Auflösung, mit dnen eine Schreibzeile hoher Punkteauflösung aufgezeichnet werden kann. In dieser Anordnung wird der Laserstrahl L einem ersten Ablenker A zugeführt, der den Strahl in n, und zwar im vorliegenden Beispiel in 9 verschiedene Richtungen abzulenken imstande ist. Der abgelenkte Strahl wird von einem Objektiv O in eine Zwischenbildebene Z fokussiert, von den Objektiven P1 bis P kollimiert n und den weiteren Ablenkern B1 bis B zugeführt. Jeder n der Ablenker B1 bis B ist imstande, den Strahl in m n diskrete Richtungen abzulenken, so daß bei einer Aufeinanderfolge der vorstehend beschriebenen Ablenkprozesse n . m Bildpunkte auf dem Empfänger F beaufschlagt werden können.
• Der gesamte Vorgang wird von einer Steuerelektronik E, an welche die Ablenker angeschlossen sind, kontrolliert.
• In Fig. 2 ist zur Verdeutlichung des zeitlichen Vorganges ein Ablaufdiagramm dargestellt. Demzufolge wird im Zeitpunkt Null, der den Beginn der Aufzeichnung markiert, der Laserstrahl L vom Ablenker A in den Winkel gA1 abgelenkt. Dadurch fällt der durch die Linse O bzw.
• P1 fokussierte bzw. kollimierte Strahl auf den Ablenker B1, der nun den Strahl im Zeitraum T von 0 bis 1 in alle Winkel Bll bis YB1m ablenkt. Wenn der Strahl zum Zeitpunkt 1 bei dem Winkel1m angelangt ist, ändert sich der Ablenkwinkel des Ablenkers A sprunghaft auf den Wert SA2 und der Strahl fällt nunmehr auf den Ablenker B2, bei dem sich der soeben geschilderte Prozeß wiederholt.
• Um Störlicht weitgehend auszuschalten, werden vor den Linsen Pl bis P kongruente Lochblenden Z bis Z vorgen 1 n sehen.
• Als Ablenker kommen vorzugsweise akustooptische Systeme in Frage. Zweckmäßig kann man dann dem Ablenker A eine Teleskopoptik zur Vergrößerung des Abblendwinkels nachschalten.
• Hat der Ablenker A nur relativ wenige Ablenker B zu versorgen, so läßt sich hierfür ein digitaler elektrooptischer Lichtablenker verwenden, bei dem die gewünschte weite Trennung der austretenden Lichtbündel leichter zu erreichen ist.
• Jeder akustooptische Ablenker A oder Bi kann zusätzlich die Intensitätsmodulation des Lichtes in seinem Ablenkbereich übernehmen. Hierzu wird die dem Ablenker zugeführte Steuerspannung entsprechend der gewünschten Intensität in ihrer Amplitude mittels einer elektronischen Steuervorrichtung EA moduliert. Damit ändert sich der Beugungswirkungsgrad der Schallwelle, welche in bekannter Weise den akustooptischen Ablenker steuert und die Aufteilung des einfallenden Licht stromes auf die einzelnen Beugungsordnung en.
• Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist unter "Licht" nicht nur der sichtbare Spektralbereich zu verstehen, sondern auch andere zu Aufzeichnungszwecken brauchbare Spektralbereiche. Ferner ist unter "Aufzeichnung" nicht nur eine dauerhafte, sondern auch eine flüchtige Aufzeichnung, wie die Wiedergabe auf einem Bildschirm zu verstehen. Schließlich braucht die Ablenkung nicht in strenger Folge vom Zeilenanfang zum Zeilenende erfolgen und die Verweildauer des Lichtbündels auf einem Abtastpunkt kann unterschiedlich lang sein.

Claims (11)

1. Ansprüche

   Verfahren zur Ablenkung von Lichtstrahlen zur punktweisen Aufzeichnung eines Bildes, wobei der Lichtstrahl mittels eines elektrooptischen oder akustooptischen Ablenkelementes mit einem geringen Auflösungsvermögen abgelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des Auflösungsvermögens einem ersten Ablenkelement (A) eine Anzahl (n) von weiteren Ablenkelementen (B1...Bn) parallel nachgeschaltet wird und daß die Anzahl (n) der nachgeschalteten Ablenkelemente (B1...Bn) der Anzahl (n) der vom ersten Ablenkelement aufgelösten Ablenkwinkel yAn An entspricht.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vom ersten Ablenkelement (A) austretende Lichtstrahl (L) mittels eines ersten Objektives (O) in eine Zwischenbildebene (Z) fokussiert wird, daß der nach Durchtritt durch diesen ersten Fokus (Z) divergente Lichtstrahl (L) mittels eines zweiten Objektives (Pi) eines Objektivesatzes (P1...Pn3 der den weiteren Ablenkelementen (Bi ...Bn) zugeordnet ist, 11 kollimiert und nach Durchtreten des betreffenden zweiten Ablenkelementes (3.) mittels eines weiteren Objektives (Qi) auf den Aufzeichnungsträger (F) fokussiert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch .2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Lochblende in der Zwischenbildebene (Z) störendes Streulicht ausgeschaltet wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer elektronischen Einrichtung (E) die Winkelpositionen ( (#Ai) des ersten Ablenkelementes (A) nacheinander während eines Zeitintervalles (T) angesteuert werden und daß während des Zeitifltervalles (T) nacheinander die Winkelpositionen (#Bi1 ... #Bim) des der angesteuerten Winkelposition (# Ai) des ersten Ablenkelementes (A) entsprechenden zweiten Ablenkelementes lBi) angesteuert werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung bei akustooptischen Ablenkelementen (A,Bi) in an sich bekannter Weise durch Modulation der Amplitude der Steuerspannung die Intensität des Lichtstrahles (L) und durch Modulation der Frequenz der Steuerspannung der Ablenkwinkel (# i) gesteuert werden.
6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines akustooptischen ersten Ablenkelementes (A) demselben in an sich bekannter Weise ein Teleskop zur Vergrößerung des Ablenkwinkels (g) nachgeschaltet wird.
7. 7. Vorrichtung zur Ablenkung von Lichtstrahlen zur punktweisen Aufzeichnung eines Bildes, wobei zur Ablenkung des Lichtstrahlen ein elektrooptisches oder akustooptisches Ablenkelement mit geringem Auflösungsvermögen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des Auflösevermögens einem ersten Ablenkelement (A) eine anzahl (n) von weiteren Ablenkelementen (B1... ) parallel nachgeschaltet ist und daß die Anzahl (n) der nachgeschalteten Ablenkelemente (B1...Bn) der Anzahl (n) der vom 1 n ersten Ablenkelement (A) ausgelösten Ablenkwinkel y A1'-- tpAn) entspricht.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fokussierung des vom ersten Ablenkelementes (A) austretenden telezentrischen Lichtstrahlen (L) in eine Zwischenbildebene (Z) ein erstes Objektiv (0) und zur Kollimierung des nach Durchlaufen dieses ersten Fokus (Z) divergenten Lichtstrahles (L) ein weiteres Objektiv (Pi) eines Objektivsatzes (P~Pn}} der den weiteren Ablenkelementen (B -B zugeordnet ist, vorgesehen ist und daß zur Fokussierung des mittels des betreffenden zweiten Ablenkelementes (Bi) auf den Aufzeichnungsträger (F) ein weiteres Objektiv (Qi) eines Objektivsatzes (Q1...Qn) vorgesehen ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausschaltung von Streulicht in der Zwischenbildebene (L) eine zur Anordnung der zweiten Ablenkelemente (B.) kongruente Lochblende vorgesehen ist.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur sequentiellen Ansteuerung der Winkelpositionen ( yA1- YAn) des ersten Ablenkelementes (A) während eines Zeitintervalles (T) und zur sequentiellen Ansteuerung der Winkelpositionen (Bi1Bim) des der angesteuerten Winkelposition (cp Ai) des ersten Ablenkelementes (A) entsprechenden zweiten Ablenkelementes (Bi) eine elektronische Einrichtung (E) vorgesehen ist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Intensität des Lichtstrahles (L) bei Verwendung von akustooptischen Ablenkelementen (A,B) eine elektronische Einrichtung (EA) zur Änderung der Amplitude der Steuerspannung vorgesehen ist.

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