DE2460274A1

DE2460274A1 - Geraet zur ausbildung eines linearen bilds

Info

Publication number: DE2460274A1
Application number: DE19742460274
Authority: DE
Inventors: Kiyonobu Endo; Takeshi Goshima
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1973-12-19
Filing date: 1974-12-19
Publication date: 1975-07-03
Also published as: JPS598804B2; US4003636A; JPS5093447A

Description

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Patentanwälte: Dipl.-lng. Tiedtke

Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-lng. Kinne

8 München 2

Bavariaring 4, Postfach 202403

Tel.: (0.89) 539653-56 Telex: 524845 tipat cable address: Germaniapatent München

München, den 19. Dez ember 1974 B 6361

Canon Kabushiki Kaisha
Tokyo, Japan

Gerät zur Ausbildung eines linearen Bilds

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Ausbildung eines linearen Bilds, das ein Bild in linearer Form ausbildet, und insbesondere auf ein derartiges Gerät, das ein lineares Bild mit weniger ungleichmäßiger Verteilung der Energiestärke oder -dichte ausbildet.

Es ist ein Gerät bekannt, bei dem eine zylindrische Linse in einen parallelen Lichtstrahl eingefügt ist und rückwärtig der zylindrischen Linse eine Kondensorlinse angeordnet ist, um ein lineares Bildmuster in der Brennebene derselben zur Bildung des endgültigen linearen Bilds zu erhalten. Mit anderen Worten wird der in den Fig. IA und J.B der Zeichnung dargestellte Lichtstrahl 11 mit zylindrischem

IV/1

Deutsche Bank (München) Kto. 51-61070

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Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844

BAD ORIGINAL

Postscheck (München) Kto. 67043-804

Querschnitt mit Hilfe einer zylindrischen Linse 12 mit negativem Brechnungsexponenten nur in der Y-Richtung zerstreut, um beispielsweise eine Kondensorlinse 13 zu erreichen. Andererseits erfährt der Anteil des Strahls in X-Richtung keine Zerstreuung an der Linse 13 und wird daher in der Brennebene F der Linse 13 gesammelt bzw. verdichtet. Da der Anteil in Y-Richtung durch die Linse 12 jedoch zerstreut wird, wird dieser nicht in der Ebene F gesammelt, sondern in der gemeinsamen Brennebene F¹ der zylindrischen Linse 12 und der Kondensorlinse 13. Als Ergebnis werden lineare Bilder 14 und 15 ausgebildet, die sich entweder in Y- oder X-Richtung in den Ebenen F und F¹ erstrecken. Dieses optische System kann als ein solches mit Astigmatismus angesprochen werden, da die Brennebene für den Lichtstrahl in X-Richtung eine andere ist als in Y-Richtung. Kurz gesagt wird der Lichtstrahl bezüglich der X-Richtung in der Ebene F fokussiert, was aber nicht für die Y-Richtung gilt.

Bekanntlich wird beim Sammeln bzw. Verdichten eines parallelen Lichtstrahls in einen Punkt mit Hilfe einer Kondensorlinse in der Brennebene der Linse eine kreisförmige Lichtverteilung, das sog. Airysche Scheibchen, erzeugt. Die auf einen Durchmesserschnitt bezogene derartige Verteilung des Lichtstrahls läßt sich durch die Bessel-Funktlon erster Art angeben und ist in Fig. 2A gezeigt, in der" die Abszisse die Strahlwegstrecke und die Ordinate die Strahlistärke bzw. -intensität darstellen. Bekanntlich ist der Nulldurchmesser des A.iryschen Scheibchens (der doppelte

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Abstand zwischen dem Zentrum und dem ersten Intensitätsabfall auf Null) durch die Formal gegeben:

* ^{= 1>22} N.A. '

worin Λ die Wellenlänge des Lichts und N.A. die Öffnungszahl bzw. Blendennummer der Linse bedeuten. Wenn die Brennweite mit f und der Durchmesser mit D bezeichnet werden, ergibt sich folgende Gleichung:

N.A. = -^— .

Es ist ersichtlich, daß unterschiedliche Arten der Lichtverteilung erhalten werden, wenn die Öffnungszahl bzw. Blendennummer jeder Lichtstrahlrichtung geändert wird. Daher ist es empfehlenswert, eine rechteckige Kondensorlinse mit unterschiedlicher Öffnungszahl bzw. Blendennummer oder eine Optik mit einer eine gewöhnliche kreisförmige öffnung aufweisenden Linse zu verwenden, an der eine Maske mit einer rechteckigen öffnung angebracht ist, um ein lineares, auf dem obigen Prinzip basierendes Bild zu erhalten. Auf diese

Weise wird die durch die Formel ( )² gegebene

Rax Lichtverteilung in der Brennebene der dann verwendeten Linse

erhalten. In dieser Formel ist 2a der Öffnungsdurchmesser,

2 ΊΓ
]ζ-—_—_— _und. f die Brennweite der Linse. Daher wird eine

A ^
Lichtverteilung erreicht, wie sie in Fig. 2B gezeigt ist, die wie in dem schräg liegenden Linienbereich das Bild in linearer Form vorsieht. Wenn, bespielsweise die Öffnungszahl

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N.A. in X-Richtung 0,95 beträgt und die Öffnungszahl N.A. in Y-Richtung 0,10 und ein Lichtstrahl mit einer Wellenlänge von 4500 R verwendet wird, ist der Nulldurchmesser in beiden Richtungen durch die nachstehenden Gleichungen gegeben:

Als Ergebnis wird eine Lichtverteilung in der Breite von 0,47 um und der Länge von 4,5 um erhalten. Hierbei muß jedoch ein Filter vorgesehen werden, um einen der Querschnitte des Strahls von einer Strahlerzeugungsquelle rechteckige Gestalt zu geben, so daß nur ein kleiner Teil des von der Quelle erzeugten Strahls für die Ausbildung des linearen Bilds verwendet wird, was zu einer unwirtschaftlichen Strahlausnützung führt.

Die Erfindung schaltet den oben genannten Nachteil herkömmlicher Geräte aus.

Ihr liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zur Ausbildung eines linearen Bilds zu schaffen, das ein lineares Bild mit geringerer Ungleichmäßigkeit der Lichtstrahlstärke erhalten läßt. Darüber hinaus soll der Strahlenergieverlust beim erfindungsgemäßen Gerät wesentlich verkleinert werden. Schließlich soll das erfindungsgemäße Gerät einfachsten Aufbau aufweisen.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß in der Weise gelöst, daß ein Filter mit einer Mehrzahl rechteckiger öffnungen mit einer kürzeren und einer längeren Seitenlänge in den Weg des von einer Strahlquelle erzeugten Lichtstrahls eingefügt ist und der das Filter passierende Lichtstrahl mit einer Kondenserlinse gesammelt bzw. verdichtet wird, wobei ein lineares Bild erzeugt wird, dessen Länge durch die kürzere Seite mit der geringsten Breite unter den kürzeren Seiten der Mehrzahl von öffnungen bestimmt ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. IA und B sind schematische Darstellungen eines herkömmlichen Geräts zur Ausbildung eines linearen Bilds.

Fig. 2A ist eine graphische Darstellung der Lichtverteilung in einem Strahlpunkt, der durch eine Sammellinse fokussiert ist.

Fig. 2B ist eine graphische Darstellung der Verteilung eines Lichtstrahls, der durch eine rechteckige Sammellinse fokussiert ist.

Fig. 3A und B zeigen ein erfindungsgemäßes Gerät zur Ausbildung eines linearen Bilds bzw. eine Vorderansicht eines Filters. 509827/0662

Fig. 3C ist eine graphische Darstellung der Lichtverteilung zum Zwecke der Erläuterung der Erfindung.

Fig. 4 und 5A sind schematische Darstellungen eines Geräts zur Ausbildung eines linearen Bilds gemäß der Erfindung.

Fig. 5B und 5C sind vergrößerte Darstellungen von Teilen des Geräts gemäß Fig. 5A.

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer Anwendung eines Aufzeichnungsmaterials, mit dessen Hilfe ein lineares Bild erfindungsgemäß ausgebildet wird.

In Fig. 3 bezeichnet 16 ein Filter, das eine lichtabschirmende, beispielsweise aus einer Metallplatte hergestellte Platte 17 aufweist, die durch die Schraffur gezeigt ist, und eine Mehrzahl parallel angeordneter öffnungen 18 (18-1,18-2...18-n) aufweist, die eine Breite von 2a und eine Länge von 2d aufweisen und durch Ausschneiden der abschirmenden Platte hergestellt sind, so daß Licht hindurchtreten kann. Die öffnungen sind mit einem Abstand S (Sl, S2... Sn) angeordnet, der für jede Öffnung verschieden ist. In Fig. 3A ist der am Filter vorgesehene Abstand S jedoch konstant dargestellt. Die Breite 2a jeder Öffnung des Filters 16 ist ein Faktor, der die Länge eines linearen Bilds bei der

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später beschriebenen Ausbildung desselben bestimmt. Jeder Abstand S wird ebenfalls ein Faktor zur Bestimmung der Energieverteilung in dem erhaltenen linearen Bild,

Fig. 3a zeigt ein erfindungsgemäßes Gerät zur Ausbildung eines linearen Bilds. Hier wird der von einem Lasergenerator 19 erhaltene parallele Lichtstrahl 20 auf das Filter 16 gerichtet, wie es in Fig. 2 gezeigt ist (In Fig. 3Ä ist dieses Filter als Schnitt gemäß der Linie P-P¹ in Fig. 3B gezeigt, wobei zur Vereinfachung der Darstellung nur die drei öffnungen 18-1, 18-2 und 18-3 gezeigt sind.), und die das Filter 16 durchdringende Lichtstrahlung durch die Kondensorlinse 21 gesammelt, wodurch in der Brennebene 22 ein klares lineares Bild hoher Energie erhalten wird.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3A im Detail beschrieben. Wenn die parallele Lichtstrahlung das Filter 16 durchdringt, wird sie durch Beugung an dem in dem Filter vorgesehenen Schlitzöffnungen 18-1 bis 18-3 teilweise zerstreut. Von dem die Schlitzöffnung 18-1 passierenden Licht unterliegt das Licht 23 keiner Beugungswirkung, während das Licht 24 und das Licht 25 durch die erwähnte Beugung abgelenkt wird. Diese drei Lichtanteile kreuzen die Brennebene 22 der Kondensorlinse 21 in in Y-Richtung

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unterschiedlichen Höhen, da sich die abgelenkten Lichtanteile in der Ebene 22 unterscheiden. Dasselbe geschieht mit dem Licht von den Schlitzöffnungen 18-2 und 18-3, wobei jedoch die Lichtanteile, die unter demselben Winkel abgelenkt werden, in einem Punkt der Brennebene 22 gesammelt werden. Danach laufen . diese Lichtanteile unabhängig divergierend weiterund werden rückwärtig der Brennebene nicht mehr gesammelt. Das Licht der X-Richtung (mit den gestrichelten Linien dargestellt) vertikal zur Papierebene wird ebenfalls in der Brennebene gesammelt und läuft dann divergierend weiter. Daher ist allein die Ebene 22 die Sammelebene für beide Lichtstrahlungsanteile der X-Richtung und der Y-Richtung. Die auf diese Weise in der Brennebene 22 erhaltene Verteilung des Lichts in der Y-Richtung ist durch folgende Formel (1) gegeben:

IY = C² + S² ... (1)

Es gilt:

f f^s+a
C=* COs(KY L ) d£ dr,

'p ' s-a

f f ο Ύ

S= sin (KY £ ) d£ds κ = =—=

^yP ' s-a

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Wenn der Ausdruck gemäß eier Formel 1 beiechnet wird,

wird folgende Formel (2) erhalten: 24602 /4

IY = 4 a

2 sin (KaY)

KaY

cos (KsY) ds)

+ ( / sin (KsY) ds)

(2)

In dieser Formel repräsentiert s den Abstand von dem Zentrum einer öffnung zum Zentrum der anderen öffnung und ρ den vorhandenen Bereich für s. Wenn die Schlitzöffnung in dem Filter hinreichend enthalten ist, kann der Integralausdruck in der Formel 2 als konstant betrachtet werden, so daß die Lichtverteilung durch nachstehende Formel (3) gegeben ist:

IY

sin(KaY) KaY

(3)

Entsprechend gilt

IX

sin (KaX)

KaX

(4)

Der Nulldurchmesser wird aus den nachstehenden Gleichungen gemäß den Formeln (3) und (4) erhalten.

NAx =

NAy =

Das heißt, die Verwendung des oben genannten Filters gewährleistet denselben Effekt, der erreicht wird, wenn eine rechteckige Kondensorlinse mit in Y-Richtung und X-Richtung unterschiedlichem NA verwendet

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wird, und die lineare Lichtverteilung/ wie sie in Fig. 2A gezeigt ist. Mit anderen Worten, kann ein Filter mit einer Mehrzahl von öffnungen ein lineares Bild hervorbringen, daß dieselbe Lichtverteilung besitzt, wie sie mit Hilfe eines Filters mit einer öffnung erhalten wird. Es ist ersichtlich, daß derselbe Effekt wie oben auch erreicht wird, wenn die öffnungsbreite 2a" des Schlitztes geändert wird. Die Verteilung des Lichts wird dann einfach durch Integrieren der Formel (3) für die Y-Richtung wie folgt erhalten:

sin KaY

IY ^ I JA _KaY

da

(5)

In dieser Formel 5 stellt A den verfügbaren Bereich der Schlitzöffnungsbreite dar. Die durch die Formel 5 erhaltene Konfiguration der Lichtverteilung ist in Fig. 3C gezeigt.

Die Stärke- bzw. Intensitätsverteilung, die durch die Formel 5 angegeben wird, wird als Überlagerung der durch jede Schlitzöffnung erhaltenen Lichtverteilung betrachtet. Die gestrichelt dargestellten Linien in Fig. 3C zeigen die mit Hilfe jeder Schlitzöffnung erhaltene Licht- ' verteilung, die die mit der Formel(5) gegebene Verteilung ist und zu der ausgezogenen Linie überlagert wird, die aus Platzgründen kleiner dargestellt ist, als es der wirklichen

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-U-

Verteilung entspricht. Der graphischen Darstellung kann entnommen werden, daß die Ausbereitung bzw. Ausdehnung durch die Schlitzöffnung bestimmt wird, die die maximale Ausdehnung ergibt (in diesem Fall diejenige der in dem Filter enthaltenen Schlitzöffnungen., die die minimale Breite aufweist). Die Verteilung des Lichts in der X-Richtung ist hierbei dieselbe wie diejenige gemäß der Formal 4. Das heißt die Verwendung des Filters gewährleistet dieselbe Wirkung, die durch Verwendung einer rechteckigen Kondensorlinse mit unterschiedlicher Öffnungszahl N.A. für die X-Richtung und die Y-Richtung erhalten wird, wobei die in Fig. 2B gezeigte Lichtverteilung erhalten werden kann.

Wie vorstehend beschrieben, wird erfindungsgemäß stets ein klares lineares Bild erhalten. Nachstehend wird die Anwendung eines solchen Geräts zur Ausbildung eines Linearbilds in einem Gerät zum Aufzeichnen eines linearen Bilds im Detail beschrieben. In Fig. 4 bezeichnet 29 eine Lichtquelle hoher Leuchtdichte, die einen Lasergenerator aufweist. Der von diesem Lasergenerator 29 ausgesendete Strahl 30 wird einem optischen Modulator 32 zugeführt, dem ein Aufzeichnungssignal von einer Modulationssignalquelle 31 eingegeben wird, und mit diesem optischen Modulator 31 durch das Aufzeichnungssignal in Dunkel und Hell moduliert. Der in dieser V7eise durch das Aufzeichnungssignal modulierte Strahl 33 wird einem Strahldehner 34 zugeführt, der die Strahlbreite

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zur Erzielung eines dicken Strahls 35 vergrößert. Dieser Strahl 35 wird durch das Filter 36 entsprechend dem vorgenannten Filter geführt und auf einen Spiegel 38 gerichtet, der an einer bewegbaren Basis 37 befestigt ist, und nach unten abgelenkt; anschließend durchläuft der Strahl eine Sammellinse 39, die ebenfalls an der bewegbaren Basis 37 befestigt ist, und konvergiert mit Hilfe dieser Linse, so daß auf einem Aufzeichnungsmaterial 40 ein lineares Bild aufgezeichnet wird. Mit anderen Worten sind die Linse 39 und das Aufzeichnungsmaterial 4Ö in einem gegenseitigen Abstand angeordnet, der der Brennweite der Linse 39 äquivalent ist. Das Aufzeichnungsmaterial 40 ist scheibenförmig gestaltet und besitzt eine Ebene aus lichtempfindlichem Material zur Aufnahme der Strahlung des Strahls 35. Das Aufzeichnungsmaterial 40 kann von einem Motorantrieb gedreht werden, wenn es auf einem Drehtisch 43 montiert ist, der seinerseits an der Welle eines Motors 41 befestigt ist. Die bewegbare Basis 37 ist mit einer nicht dargestellten Bohrung mit Innengewinde versehen, das mit einer an der Welle des Motors 44 befestigten Vorschubspindel in Eingriff steht. Die Vorschubspindel 45 steht so mit dieser Bohrung in Eingriff, daß die Basis 37 durch den Antrieb des Motors 41 in Richtung eines Radius des Aufzeichnungsmaterials 40 bewegbar ist. Die bewegbare Basis 37 ist mit einem nicht gezeigten Führungsloch versehen, das eine parallel zur Vorschubspindel 45

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angeordnete Führungsstange 46 verschiebbar aufnimmt. Durch das Einpassen der Führungsstange 46 in das Führungsloch wird die Bewegung der Basis 37 zusammen mit der Vorschubspindel 45 sichergestellt. Der Lasergenerator 29, der optische Modulator 32, der Strahldehner 34, das Filter 36, der Motor 44, die Enden der Führungsstange 46' und der Motor 41 sind am Gerätekörper befestigt. Bei dieser Konstruktion v/erden die Motoren 41 und 42 mit einem bestimmten Drehzahlverhältnis betrieben, während der Strahl 30 durch den optischen Modulator 32 bin- und-Ausmoduliert wird, wodurch das lineare Bild 47 auf einer spirallinienförmigen Spur auf dem Aufzeichnungsmaterial 40 in radialer Richtung mit der Modulation entsprechendem Abstand angeordnet ist. Das auf diese Weise auf dem Aufzeichnungsmaterial 40 ausgebildete Bild ist ein Bild, das frei von Unscharfen ist.

" In Fig. 5 ist ein Gerät zur Aufzeichnung eines linearen Bilds gezeigt, das das erfindungsgemäße Gerät zur Ausbildung eines linearen Bilds verwendet. Die mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 4 versehenen Teile haben dieselbe Funktion und wirken wie jene in Fig. 4. Die Motoren 40 und 41 werden jedoch nicht in der vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebenen Wechselbeziehung betrieben. Der Motor 41 ist beispielsweise ein Impuls- oder

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Schrittmotor, während dessen Halt der Motor 44 betrieben wird und die bewegbare Basis 37 in Richtung des Teils Q zum Radiusinneren hin verschiebt. Wenn die Basis eine vorbestimmte Stellung erreicht, wird die Strahlaussendung des Strahlgenerators 29 unterbunden und der Motor 44 umgekehrt betrieben, so daß er die Basis 37 in die dargestellte Stellung verschiebt; anschließend wird der Motor 41 in einem Ausmaß entsprechend dem Winkel cX betrieben. Wenn dieser Motorbetrieb beendet ist, wird wieder der Motor 44 betrieben und verschiebt die Basis 37 in Richtung des Pfeils R, v/obei zugleich der Strahlengenerator 29 arbeitet. Hinsichtlich des Filters 49 sind Schlitze 51 mit unterschiedlicher Breite in einer länglichen Metallplatte 50 (einem undurchlässigen Teil) angeordnet, wie es in Fig. 5B gezeigt ist, wobei schmaleren Schlitzen solche mit größerer Breite folgen (mit 50-1, 50-2 ... 50-n.bezeichnet), während ein Vorschubelement 53 mit einer Zahnstange 52 an dem Ende der Metallplatte angeordnet ist, an dem sich die schmaleren Schlitze befinden. Die Metallplatte 50 ist an ihrem oberen und unteren Rand in Halteteilen 54 verschiebbar gelagert, die an der gezeigten Basis befestigt sind, während ein an der Welle 56 eines Motors 57 befestigtes Ritzel 55 mit der Zahnstange 52 in Eingriff steht; der Motor 57 ist an dem Geräte-

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körper montiert. V7ie oben beschrieben, stehen die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 40 bei dem in Fig. 5A gezeigten Gerät zur Aufzeichnung eines linearen Bilds und die Erstreckungsrichtung der Schlitze 51 im rechten Winkel zueinander, so daß das auf dem Aufzeichnungsmaterial 40 ausgebildete lineare Bild 47 rechtwinklig zur Radiusrichtung verläuft. Bei dieser Anordnung des Filters 49 kann die Basis 37 mit Hilfe des Motors 44 aus der Stellung, in der der Strahl 35 wie durch den gepunkteten Kreis L in Fig. 5B gezeigt auf das Filter trifft, in die Stellung, in der der Strahl 35 wie durch den gepunkteten Kreis M gezeigt auf das Filter trifft, verschoben werden. Daher wird der Motor 57 synchron mit. dem Motor 44 betrieben, so daß der Strahl 35 die Stellung L gemäß Fig. 5B innehat, wenn die Basis 37 am äußersten Ende der Radiuslinie, auf der aufgezeichnet werden soll, angeordnet ist, wie es in Fig. 5A gezeigt ist, und die Stellung M. gemäß Fig. 5B innehat, wenn die Basis am innersten Ende angeordnet ist. Ferner wird der Motor 57 beim umgekehrten Lauf des Motors 44, um die Basis entgegengesetzt der Richtung R in die Ausgangsstellung zurückzuführen, ebenfalls synchron hierzu betrieben, um das Filter 49 in der Richtung N entgegengesetzter Richtung in seine Ausgangsstellung zurückzuführen. Kurz gesagt werden bei dem in Fig. 5A gezeigten Gerät zur Ausbildung eines linearen Bilds die Stellungen, in denen der Strahl 35 wie durch L gezeigt auf das Filter 49 trifft und das mit Hilfe der bewegbaren Basis 37 hervorgebrachte . lineare Bild an dem äußersten Ende des Aufzeichnungsmaterials angeordnet ist, wie es in Fig. 5A gezeigt ist/ als Ausgangs-

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stellung für die Abstrahlung des Strahls 30 von dem Strahlgenerator 29 genommen. Bei dieser Strahlaussendung wird der Strahl 30 durch den optischen Modulator 32 moduliert und die Motoren 4 4 und 57 werden bei stehendem Motor 41 gleichzeitig betrieben, um die bewegbare Basis 37 und das Filter 49 in Richtung der Pfeile R bzw. N zu verschieben. Wenn das Filter 49 in die Stellung verschoben ist, in der der Strahl 35 wie durch M gezeigt auf das Filter auftrifft und die bewegbare Basis 37 am innersten Ende des Radius, auf dem aufgezeichnet wird, angenommen ist, was durch das Betreiben der Motoren 4 4 und 57 erfolgt (die Motoren werden so betrieben, daß das Filter 49 beim Erreichen des innersten Endes des Radius, auf dem aufgezeichnet wird, durch die bewegliche Basis 37 ebenfalls zur selben Zeit die Stellung M erreicht.), werden die Motoren umgekehrt betrieben, so daß die Basis 37 und das Filter 49 in den Richtungen R und N entgegengesetzten Richtungen betrieben werden, während gleichzeitig der Lagergenerator 29 abgeschaltet oder der Lichtmodulator 32 so gesteuer ist, daß er den Strahl 30 abfängt, und der Motor 41 in Richtung des Pfeils S in einem dem Winkel oi, äquivalenten Ausmaß betrieben und dann angehalten wird. Wenn die Basis 37 und das Filter 49 auf diese Weise in die Ausgangsstellung zurückgesetzt sind, wird der oben beschriebene Prozeß wiederholt. Durch diese Steuerung wird für jeden Winkel O< in Richtung senkrecht zum Radius des Aufzeichnungsmaterials 40 ein lineares Bild auf demselben erzeugt.

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Die Länge des wie oben beschrieben durch den Schlitz gelangenden linearen Bilds ist eine Funktion der Schlitzbreite und umgekehrt proportional zur Schlitzbreite, d.h. je geringer die Schlitzbreite ist, um so größer wird die Länge des linearen Bilds und umgekehrt. Die Breite des Schlitzes 51 kann daher so· gewählt werden, daß die Enden des auf einem bestimmten Radius aufgezeichneten Schlitzes auf den Radien T-T¹ und V-V angeordnet sind, wie es in Fig. 5C gezeigt ist. Das in den Fiq. 4 und 5 dargestellte Gerät zur Aufzeichnung eines linearen Bilds ist zur Verwendung als Videoplattenaufzeichnungsgerät zur Aufzeichnung eines Fernsehsignals geeignet. Wenn das in Fig. 4 gezeigte Gerät zur Aufzeichnung eines linearen Bilds verwendet wird, indem der Kreisumfang konzentrisch unterteilt wird, kann ein Drehkodierer, der zur Feststellung der Motordrehung verwendet wird, mit hoher Präzision gebildet werden. Wenn nun das Aufzeichnen wie in Fig. 5 gezeigt vertikal in Radiusrichtung der Scheibe durchgeführt v/ird, kann darüber hinaus ein neues System eines Drehkodierers hergestellt werden. D. h., daß das Aufzeichnungsmaterial 40 gemäß Fig. 5 so aufgebaut ist, daß nur der das lineare Bild ausbildende Teil durchlässig ist und die anderen Teile das Licht abfangen, wobei eine in Fig. 6 gezeigte Scheibe 60 ausgeführt ist. Das Aufzeichnungsmaterial 40 ist dann an einem Motor 61 befestigt, so daß dessen Drehzustand festgestellt wird, wobei dann der Laser von dem Lasergenerator 62 durch das ganze Material 40 hindurchgelassen wird oder nur durch einen Teil desselben.

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Wenn, bei dieser Konstruktion die Lichtverteilung in der Brennebene 64 der Linse 63 beobachtet wird, erkennt man, daß das Spektrum der Gruppe linearer Bilder, die in der Scheibe 60 enthalten sind, als leuchtende Linie 6 5 vertikal zur Richtung der Gruppe linearer Bilder ausgebildet ist. Wenn ein optischer Detektor 66 in der Ebene angeordnet ist und die Zeit gemessen wird, die die leuchtende Linie 65 benötigt, den Detektor 66 zu passieren, wird der Drehbewegungszustand des Motors erkennbar. Der Vorteil eines solchen Kodierers liegt darin, daß die leuchtende Linie 65 gegenüber einer Quervibration unempfindlich ist, jedoch bei einer Drehbewegung drehbar ist- und den optischen Detektor 66 kreuzt, so daß bei der Positionierung der Welle des Detektormotors und des Zentrums der Scheibe 60 keine Genauigkeit erforderlich ist. Dies rührt daher, daß die Richtung der leuchtenden Linien 65 nur durch die Richtung der in der Scheibe enthaltenen Liniengruppe bestimmt ist.

Mit der Erfindung wird somit ein Gerät zur Ausbildung eines linearen Bilds geschaffen. Dieses Gerät enthält einen Strahlgenerator zur Erzeugung eines Lichtstrahls, ein Filter mit einer Mehrzahl von dem Durchtritt des Lichtstrahls von dem Strahlgenerator dienenden Schlitzen in rechteckiger Form, deren Breite die .Länge des durch den den Schlitz passierenden Strahl erzeugten linearen Bilds bestimmt und ein konvergierendes optisches System zum Durch-

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lassen des durch die mehreren Schlitze des Filters hindurchtretenden Strahls und Sammeln des durchgelassenen Strahls zur Bildung eines linearen Bilds.

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Claims

Patentansprüche

I.j Gerät zur Ausbildung eines linearen Bilds, gekennzeichnet durch einen Strahlgenerator (19; 29; 62) zur Erzeugung eines Lichtstrahls, ein Filter (16; 36; 49; 60) mit einer Mehrzahl von Schlitzen (1.8; 51), die den Lichtstrahl von dem Strahlgenerator in rechteckiger Form hindurchtreten lassen, wobei die Breite der Schlitze die Länge des linearen Bilds bestimmt, das durch den durch den Schlitz hindurchtretenden Strahl erzeugt wird, und ein sammelndes optisches System (21; 39; 63), das den durch die Mehrzahl von Schlitzen des Filters hindurchtretenden Strahl durchläßt und den austretenden Strahl zur Bildung eines linearen Bilds sammelt.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Schlitze (18; 51) parallel zueinander angeordnet sind.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Schlitze (18; 51) Schlitze unterschiedlicher Breite aufweisen.
4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche.1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Schlitze (18; 51) mit unterschiedlichem Abstand zwischen benachbarten Schlitzen angeordnet sind.

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5. Gerät zur Ausbildung eines linearen Bilds, gekennzeichnet durch einen Strahlgenerator (19; 29) zur Erzeugung eines Lichtstrahls, ein Filter (16; 36;

29) mit einer Mehrzahl parallel angeordneter rechteckiger Schlitze (18; 51), die den Lichtstrahl von dem Strahlgenerator in rechteckiger Form hindurchtreten lassen, wobei die Breite der Schlitze und der Abstand zwischen benachbarten Schlitzen unterschiedlich gewählt sind, und eine Sammellinse (21; 39), die den durch die mehreren Schlitze des Filters hindurchtretenden Strahl hindurchtreten läßt und den austretenden Strahl sammelt.
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlgenerator (19; 29) einen Lasergenerator aufweist.
7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch ein Aufzeichnungsmaterial (4O)", das in der Brennebene der Sammellinse (39) angeordnet ist.
8. Gerät zur Aufzeichnung eines linearen Bilds, gekennzeichnet durch einen Lasergenerator (29) zur Erzeugung eines Laserstrahls, ein Filter (36; 49) mit einer Mehrzahl parallel angeordneter Schlitze (51) , die den Laserstrahl von dem Lasergenerator in rechteckiger Form

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hindurchtreten lassen, wobei die Breite der Schlitze die Länge des linearen Bilds bestimmt, das durch den durch die Schlitze hindurchtretenden Laserstrahl erzeugt wird, ein sammelndes optisches System (39) , das den die mehreren Schlitze das Filters passierenden Laserstrahl durchläßt und den austretenden Strahl sammelt, und ein Aufzeichnungsmaterial(40), das in der Brennebene des sammelnden optischen Systems, in der der Strahl fokussiert wird, montiert ist.
9. Gerät zur Aufzeichnung eines linearen Bilds, gekennzeichnet durch einen Lasergenerator (29) zur Erzeugung eines Laserstrahls, ein Filter (36; 49) mit einer Mehrzahl parallel angeordneter Schlitze (51), die den Laserstrahl von dem Lasergenerator in rechteckiger Form hindurchtreten lassen, ein sammelndes optisches System (39), das den durch das Filter gelangenden Laserstrahl durchläßt und den austretenden Laserstrahl sammelt, ein drehbares Aufzeichnungsmaterial (40), das das von dem sammelnden optischen System gesammelte und ausgebildete lineare Bild empfängt,und durch eine Einrichtung (41, 44) zum aufeinander abgestimmten Bewegen des sammelnden optischen Systems und des drehbaren Aufzeichnungsmaterials.
10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (51) des Filters (49) so angeordnet sind, daß sie im rechten Winkel zur Radiusrichtung verlaufen, in

"■der der vom sammelnden optischen System (39) abgestrahlte

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rechteckige Laserstrahl das durch das sammelnde optische System auf dem drehbaren Aufzeichnungsmaterial (40) ausgebildete lineare Bild enthält.
11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Teil des Laserstrahlwegs ein optischer Modulator (32) vorgesehen ist.
12. Gerät zum Aufzeichnen eines linearen Bilds, gekennzeichnet durch einen Lasergenerator (29) zur Erzeugung eines Laserstrahls, einen optischen Modulator (32) zur Modulation des Laserstrahls von dem Lasergenerator mit Hilfe eines Signals von einer Modulationssignalquelle (31), einen Strahldehner (34) zur Vergrößerung des Durchmessers des von dem optischen Modulator modulierten Laserstrahls, ein Filter (36; 49) mit einer Mehrzahl von Schlitzen, die den durch den Strahldehner im Durchmesser vergrößerten Strahl in rechteckiger Form durchlassen, ein Strahlablenkorgan (38), das dem durch das Filter hindurchtretenden Strahl ausgesetzt' ist und die Richtung des abgestrahlten Strahls ändert, ein sammelndes optisches System, das den in seinem. Winkel geänderten Strahl durchläßt, ein bewegbares Basiselement (37), an dem das Strahlablenkorgan und das sammelnde optische System befestigt sind, ein Aufzeichnungsmaterial (40), das in der Brennebene des sammelnden optischen Systems angeordnet ist, eine Antriebseinrichtung

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(41) zum Drehen des AufZeichnungsmaterials und eine Einrichtung (44) zum Antrieb des bewegbaren Basisteils in Radiusrichtung des Aufzeichnungsmaterials (40) während dessen Drehung.
13. Gerät nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (57) zum Bewegen des Filters (49).

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