DE2523496A1

DE2523496A1 - Optical device for data transmission between two carriers - has two supports for predetermined spacing of light guides

Info

Publication number: DE2523496A1
Application number: DE19752523496
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Engelhardt; Egon Pinnecke; Werner Weiss
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date: 1975-05-27
Filing date: 1975-05-27
Publication date: 1976-12-16

Abstract

The optical device for transmission of information between two information carriers comprises two supports for a number of light guides. The first support holds the light guides linearly and closely spaced from one another in front of an information carrier. The light guides in the second support are held in a fixed predetermined arrangement. They are distributed over an area and spaced from each other. The distance between the light guides in the sheet-like support is chosen to allow easy access, scanning or accommodation of photoelectric or photo-chemical transducers or a second information carrier.

Description

Optische Vorrichtung zur flbertragung von Informationen Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung zur tbertragung von Informationen.Optical device for the transmission of information The present The invention relates to an optical device for the transmission of information.

Optische Vorrichtungen zur Übertragung von Informationen sind im allgemeinen aus einem System von Linsen und/oder Prismen aufgebaut. ?ür eine Bildzerlegung und eine Bildzusammensetzung benutzen sie Blenden und mechanisch bewegte Vorrichtungen. Bei einer Bildzerlegung oder Bildzuæammensetzung muß daher Punkt für Punkt abgetastet und übertragen werden. Das ist zeitraubend. Auch läßt sich bei einer Informationsspeicherung durch Aufbringung von Lichtpunkten auf einen Film die Filmfläche nicht im entferntesten entsprechend dem Informationsgehalt füllen, der - gegeben durch das Auslösungsvermögen optischer Geräte bei der Wiedergabe und durch die Korngröße des Filmmaterials - vom Film und von den Wiedergabegeräten her möglich wäre.Optical devices for transmitting information are common constructed from a system of lenses and / or prisms. for an image decomposition and To create an image composition, they use apertures and mechanically moved devices. When an image is decomposed or assembled, it must therefore be scanned point by point and transmitted. It's time consuming. It can also be used for information storage by applying points of light to a film, the film surface is not remotely located fill according to the information content, the - given by the triggering power of optical devices during playback and through the grain size of the film material - from the film and from the playback devices would be possible.

In neuester Zeit sind auf dem Markt Bilizerleger mit integrierten Photoelementen in Zeilen oder flächenhaften Anordnungen erschienen. Soweit sie holme Linsen- und Prismensysteme zur Vergrößerung bzw. Verkleinerung arbeiten, wird die Speichermöglichkeit des Filmmateriales nicht im entferntesten ausgenutzt, soweit sie mit vergrößernden bzw. verkleinernden optischen Elementen arbeiten, treten Verzerrungen durch die notwendige Optik auf und damit ist die Zuordnung von Bildpunkt und Photoelement nicht mehr voll gesichert.Recently, bilizer layers with integrated Photo elements appeared in lines or planar arrangements. As far as they can get Lens and prism systems work for enlarging and reducing, the Storage possibility of the film material not used in the remotest, so far If you work with enlarging or reducing optical elements, distortions occur due to the necessary optics and thus the assignment of image point and photo element no longer fully secured.

Die vorliegende Erfindung arbeitet nicht mit Linsen-und Prismensystemen. Sie arbeitet mit den an sich bekannten Lichtleitern in Form von Fasern z. B. aus Glas oder durchsichtigem Kunststoff, bei denen in die eine Stirnseite eingetretenes Licht auf der anderen Stirnseite wieder austritt.The present invention does not work with lens and prism systems. It works with the known light guides in the form of fibers z. B. off Glass or transparent plastic, in which one of the faces has entered Light emerges again on the other face.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verzerrungsfrei arbeitende optische Vorrichtung für die tbertragung von Informationen zwischen einem Informationsträger, auf dem die Informationen dicht gedrängt in einer bestimmten räumlichen Anordnung befindlich sind und einem anderen Informationsträger zu schaffen, auf dem sie weniger dicht in einer bestimmten, völlig anderen räumlichen Zuordnung liegen sollen.It is the object of the present invention to provide a distortion-free working optical device for the transfer of information between a Information carrier on which the information is packed tightly in a particular spatial arrangement and to create another information carrier, on which they are less dense in a certain, completely different spatial assignment should lie.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch zwei Halterungen für eine Vielzahl von Lichtleitern, von denen die eine die Lichtleiter linienförmig mit geringem Abstand der Lichtleiter voneinander vor einem Informationsträger haltert, während die Lichtleiter in der anderen Halterung in einer festen, durch die Lage der ersten Halterung vorgebbaren Zuordnung über eine Fläche verteilt mit Abstand gehaltert sind.The invention solves this problem with two brackets for a large number of light guides, one of which is the light guide linearly with a small distance the light guide holds each other in front of an information carrier, while the light guide in the other holder in a fixed, predeterminable by the position of the first holder Assignment are distributed over an area with a spacing.

Mit dieser optischen Vorrichtung wird es möglich, Informationen, die in einer Linie auf einem Informationsträger z. B. einem Film, gespeichert sind, verzerrungsfrei in eine beliebige Flächenverteilung umzusetzen, bei der die Zuordnung der einzelnen übertragungspunkte in der Fläche beliebig vorgebbar ist. So läßt sich beispielsweise eine Reihe von Informationen, die in einer Linie angeordnet sind, in der Fläche in Form einer quadratischen oder rechteckigen Matrix anordnen, sie läßt sich aber auch auf ineinander liegenden Ereislinien, einander schneidenden Geraden, Kurven, Kreislinien oder dergleichen in der Fläche anordnen. Diese optische Vorrichtung zur Übertragung von Informationen arbeitet dabei völlig verzerrungsfrei.With this optical device it becomes possible to display information that in a line on an information carrier z. B. a movie are stored, to be implemented without distortion in any area distribution in which the assignment the individual transfer points in the area can be specified as desired. So can for example a series of pieces of information arranged in a line, arrange them in the area in the form of a square or rectangular matrix But it can also be used on lines that lie one inside the other, intersecting one another Arrange straight lines, curves, circular lines or the like in the surface. This optical The device for the transmission of information works completely free of distortion.

Da Glas- und Kunststoffasern in einer Stärke bis herab zu einigen Hundertstel Millimetern handelsüblich sind, lassen sich die in der Linie anzuordnenden Lichtleiter in einer großen Vielzahl pro Flächeneinheit dicht nebeneinander anordnen. Dadureh wird es möglich, die überaus große Informationsspeichermöglichkeit eines Filmes besser auszunutzen. In der flächenhaften Halterung hingegen können an die Lichtleiter Arbeitsmittel in Form von elektro-optischen Verstärkern oder optisch-elektrischen Wandlern angeschlossen werden, um die hier vorhandenen Informationen nutzbar zu machen oder weiterzuleiten.Because glass and synthetic fibers come down in a strength to some Hundreds of a millimeter are customary in the trade, they can be arranged in the line Arrange light guides close to one another in a large number per unit area. This makes it possible to use the extremely large information storage facility of a To better exploit the film. In the two-dimensional bracket, however can to the light guide work equipment in the form of electro-optical amplifiers or opto-electrical converters are connected to the information available here to make usable or forward them.

Es ist zweckmäßig, den Abstand der Lichtleiter in der flächenhaften Halterung entsprechend einer leichten Zugänglichkeit, einer leichten Abtastbarkeit oder einer leichten Unterbringungsmöglichkeit von licht-elektrischen oder licht-chemischen Wandlern oder eines zweiten Informationsträgers zu wählen.It is useful to adjust the distance between the light guides in the areal Bracket corresponding to easy accessibility, easy scanning or an easy accommodation option for light-electrical or light-chemical To choose transducers or a second information carrier.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die flächenhafte Halterung neben den Lichtleitern auch die photoelektrischen Verstärker oder Wandler haltert und in dieser flächenhaften Halterung auch Arbeitsmittel für die lichtelektrische Ankoppelung vorgesehen sind.It is advantageous if the planar holder next to the Optical fibers also hold the photoelectric amplifier or converter and in this Extensive mounting also includes working equipment for photoelectric coupling are provided.

Die Anwendungsmöglichkeiten dieser optischen Vorrichtung zur Übertragung von Informationen sind äußerst vielfältig. Sie wurde entwickelt, um Diagramme auszuwerten.The uses of this optical device for transmission of information are extremely diverse. It was developed to evaluate diagrams.

Auf einem Film als Informationsträger aufgezeichnete Diagramme werden in der Weise ausgewertet, daß der Film an der linienförmigen Lichtleiterhalterung vorbeigeführt wird und von der der Halterung gegenüber liegenden Seite beleuchtet wird. Die Lichtleiter von der linienförmigen Halterung sind zu einer flächenhaften Halterung geführt, in welcher die Lichtleiter in der geometrischen Form einer rechteckigen Matrix gehaltert sind. Hier in der flächenhaften Halterung sind photoelektrische Wandler vorgesehen, die an einen Speicher bzw. ein Auswertegerät angeschlossen sind, welches z. B. ein Rechner sein kann.Diagrams recorded on a film as an information carrier evaluated in such a way that the film on the linear light guide holder is passed and illuminated from the side opposite the bracket will. The light guides from the linear bracket are flat Bracket out in which the light guide in the geometric shape of a rectangular Matrix are held. Here in the planar bracket are Photoelectric converter is provided, which is connected to a memory or an evaluation device are connected, which z. B. can be a computer.

Die linienförmige Abtastung braucht nicht immer auf einer Geraden zu erfolgen, es kann auch eine gekrümmte, kurvenförmige Linie abgetastet werden, was dort von Bedeutung ist, wo Aufzeichnungen entlang einer Linie erfolgen, die gekrümmt oder kurvenförmig ist.The linear scanning does not always need to be on a straight line to be done, a curved, curvilinear line can also be scanned, what matters where records are made along a line that is curved or curvilinear.

Die Auswertung von Diagrammen ist aber nicht die ein zige Anwendungsmöglichkeit, zumal diese optische Vorrichtung nicht nur zur Abtastung, sondern auch zur Aufzeichnung von Informationen, die in einer flächenhaften Anordnung gegeben sind, mit der linienförmigendicht gedrangtenAnordnung dienen kann.However, the evaluation of diagrams is not the only possible application especially since this optical device is not only used for scanning, but also for recording of information that is given in a planar arrangement with the linear density can serve a tight arrangement.

Weitere Möglichkeiten der Anwendung bestehen überall dort, wo Informationen auf einem Film gespeichert werden sollen. Es besteht bei der Speicherung von Informationen auf dem Film immer der Wunsch, die Informationen möglichst dicht zu speichern. Das vermag die optische Vorrichtung der Erfindung herbeizuführen. Und zwar einmal deshalb, weil bei der Verwendung von Lichtleitern sehr geringen Durchmessers die Informationen ganz dicht nebeneinander angeordnet werden können, zum anderen aber auch deshalb, weil die in einer Fläche gegebenenInformationen für die Speicherung in einer Linie umgeordnet werden können. Die dichteste Anordnung von Informationen ergibt sich dort, wo in der Halterung für die linienförmig angeordneten Lichtleiter diese in einer Schichtstärke von nur einem Lichtleiter angeordnet sind.Further application possibilities exist wherever information to be saved on a movie. It consists in storing information on the film there is always the desire to store the information as densely as possible. That is capable of bringing about the optical device of the invention. And that is why because when using light guides of very small diameter the information can be arranged very close to each other, but also because because the information given in an area is for storage in a line can be rearranged. The closest arrangement of information results where in the holder for the linearly arranged light guides these in a layer thickness of only one light guide are arranged.

Es ist zu erwahnen, daß - wo es notwendig ist - die optische Vorrichtung der Erfindung auch in einem Strahlengang anderer optischer, aus Linsen- und Prismensystemen aufgebauten Vorrichtungen verwendet werden kann.It should be noted that, where necessary, the optical device the invention also in a beam path of other optical, lens and prism systems constructed devices can be used.

Der Tntormationsträgerfilm zeichnet sich vor anderen Informationsträgern nicht nur dadurch aus, daß er in feinsten Abstufungen belichtet werden kann, sondern auch durch eine sehr hohe Informationsdichte pro Flächeneinheit. Beim Film trägt jede für die Informationsübertragung benutzte Flacheneinheit nicht nur eine binäre Information schwarz-weiX, sondern es sind eine Vielzahl von Zwischenwerten, sogenannten Grau-Werten, möglich, die sich in ihrer Wertigkeit leicht und einfach messen lassen. Mit der optischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, diesen hohen Informationsgehalt der Flächeneinheit eines Filmstückes auszunutzen.The information carrier film stands out from other information carriers not only because it can be exposed in the finest gradations, but also due to a very high information density per unit area. When filming each unit of area used for the transmission of information is not just a binary one Information in black and white, instead there are a large number of intermediate values, so-called Gray values, possible, the value of which can be easily and simply measured. With the optical device of the present invention, it is possible to achieve this take advantage of the high information content of the unit area of a piece of film.

Hierzu ist es jedoch erforderlich, daß der Wirkungsgrad eines Jeden Lichtleiters gleich ist. Das ist aber nur dann erreichbar, wenn die optische Übertragungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung mit einer Eorrekturvorrichtung ausgestattet ist. Denn durch die unterschiedlichen optischen Ankopplungen der einzelnen Lichtleiter weisen diese bei der Übertragung unterschiedlich hohe Verluste auf.For this, however, it is necessary that the efficiency of each Light guide is the same. But this can only be achieved if the optical transmission device of the present invention is provided with a correction device. Because due to the different optical couplings of the individual light guides these have different losses during transmission.

Sollen daher die im Film vorhandenen überaus großen Speichermöglichkeiten durch verachiedene Grau-Werte genutzt werden, ist es erforderlich, daß einzelnen Lichtleitern Je ein Arbeitsmittel für die Korrektur des Wirkungsgrades von Lichtwandler und optischer Koppelstelle Wandler-Lichtleiter zugeordnet ist.Should therefore the extremely large storage options available in the film are used by different gray values, it is necessary that individual Light guides One tool each for correcting the efficiency of the light converter and the optical one Coupling point converter-light guide is assigned.

Es braucht hier nicht jedem einzelnen Lichtleiter je ein Arbeitsmittel zugeordnet zu sein, es ist auch möglich, daß Je einer Gruppe von Lichtleitern mit ähnlichem Wirkungsgrad von Lichtwandler und optischer Koppelstelle Wandler-Lichtleiter Je ein Arbeitsmittel für die Korrektur zugeordnet ist.Not every single light guide needs a piece of equipment to be assigned, it is also possible that each with a group of light guides similar efficiency of light converter and optical coupling point converter-light guide One piece of work equipment is assigned to each correction.

Dieses Arbeitsmittel wird zweckmäßigerweise ein Stellmittel in Form eines Potiometers, eines eingestellten Widerstandes, einer eingestellten Induktivität, einer Kapazität oder eines sonstigen diskreten elektrischen Bauelementes sein.This working means is expediently an adjusting means in the form a potentiometer, a set resistor, a set inductance, a capacitance or some other discrete electrical component.

Eine andere Möglichkeit besteht in der individuellen Anordnung von Grau-Filtern zur Korrektur der einzelnen lichtelektrischen Wandler.Another possibility is the individual arrangement of Gray filters for correcting the individual photoelectric converters.

Bei zeitlich nacheinander abgetasteten Lichtleitern kann das Stellmittel allen Lichtleitern gemeinsam sein und entsprechend einer aus einem Speicher abgerufenen Information vor Jeder Ansteuerung der einzelnen lichtelektrischen Wandler synchron zur Ansteuerung entsprechend der Ansteuerungsstelle vorgesehen sein.In the case of light guides scanned one after the other, the actuating means can be common to all light guides and, accordingly, one retrieved from a memory Information before each activation of the individual photoelectric converters synchronously be provided for control in accordance with the control point.

Bei einer Serienherstellung der optischen Vorrichtung nach der Erfindung kann man aberauf derartige zusätzliche Korrekturvorrichtungen verzichten, wenn man vor dem Einbau die einzubauenden Einzelteile prüft, sortiert und entsprechend ihren elektro-optischen Übertragungseigenschaften auswählt und entsprechend einbaut. In a series production of the optical device according to the invention but you can do without such additional correction devices if you before installation, the individual parts to be installed are checked, sorted and according to their Selects electro-optical transmission properties and installs accordingly.

Die Korrektur von Wirkungsgrad und Koppelstelle läßt sich besonders einfach erreichen bei periodischen Ansteuerungen bei der Bilddarstellung wie -zerlegung dadurch, daß die Lichtmenge pro Bildpunkt durch Intensität und Ansteuerungszeit eingestellt wird, wobei jede Größe Information und die andere Korrekturfaktor sein kann. The correction of efficiency and coupling point can be particularly easily achieved with periodic controls in the image display and decomposition in that the amount of light per pixel by intensity and control time is set, each size being information and the other being a correction factor can.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 in perspektivischer Ansicht eine Prinzipdarstellung der optischen Vorrichtung; Fig. 2 ein elektrisches Blockschaltbild für die serielle Ansteuerung der photoelektrischen Wandler; Fig. 3 eine weitere perspektivische Darstellung einer anderen optischen Vorrichtung nach der Erfindung. The essence of the present invention is based on in the drawing schematically illustrated embodiments explained in more detail. They show: Fig. 1 shows a perspective view of a basic illustration of the optical device; Fig. 2 is an electrical block diagram for the serial control of the photoelectric Converter; 3 shows a further perspective illustration of another optical Device according to the invention.

Die optische Vorrichtung der Fig. 1 weist einen Halter 1 auf, in welchem das eine Ende von Lichtleitern 2 in einer Linie 3 angeordnet ist. Vor dieser Linie 3 wird um eine Walze 4 herum ein Filmstreifen 5 vorbeigeführt, welcher als Informationsträger dient. Die einzelnen Lichtleiter 2 sind zu einer zweiten Halterung 6 geführt, in der die Lichtleiter flächenhaft in Form einer rechteckigen Matrix angeordnet sind. Und zwar sind in dieser Halterung 6 Aufnahmerohre 7 gelagert. Einzelne, mit Ausnehmungen für die Aufnahmerohre 7 versehene Aufnahmestreifen 8 dienen der Erleichterung des Aufbaues der Halterung 6. Auf jedes einzelne Aufnahmerohr ist auf dem der Einführstelle der Lichtleiter 2 abgewandten Seite ein photoelektrischer Wandler 9 aufgesetzt. Auf der den Aufnahmerohren abgewandten Seite der photoelektrischen Wandler 9 ist eine Ansteuerungs-Matrix 10 vorgesehen.The optical device of FIG. 1 has a holder 1 in which one end of light guides 2 is arranged in a line 3. Before this line 3 will a film strip 5 passed around a roller 4, which serves as an information carrier. The individual light guides 2 are one second holder 6 out, in which the light guide planar in the form of a rectangular Matrix are arranged. Namely, 6 receiving tubes 7 are mounted in this holder. Individual receiving strips 8 provided with recesses for the receiving tubes 7 serve to facilitate the assembly of the bracket 6. On each individual receiving tube is a photoelectric on the side facing away from the insertion point of the light guide 2 Converter 9 put on. On the side facing away from the receiving tubes of the photoelectric Converter 9, a control matrix 10 is provided.

Diese Vorrichtung kann sowohl für die Abtastung des Filmes 5 verwendet werden, als auch für die Belichtung des Filmes 5. Der Filmstreifen 5 wird durch nicht dargestellte Vorrichtungen bewegt. Diese Bewegungsvorrichtungen arbeiten synchron mit den Vorrichtungen für die Ansteuerung der lichtelektrischen Wandler.This device can be used both for scanning the film 5 be, as well as for the exposure of the film 5. The film strip 5 is through not shown devices moved. These movement devices work synchronously with the devices for controlling the photoelectric converters.

In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild für die serielle Ansteuerung einer Bildspalte dargestellt. Die Ansteuer-Matrix 10 für die Ansteuerung der einzelnen lichtelektrischen Wandler 9 wird aus einem Schieberegister für die Matrix-Spalte, einem Schieberegister für die Matrix-Zeile seinerseits angesteuert. Die eingespeiste Bildinformation wird in einen Wandler eingegeben, dessen Ausgangssignal für den Bild-Grauwert einen bestimmten elektrischen Wert (z. B. Pulsbreite) vorgibt, welcher in einem Bultiplikator 14 mit einem elektrischen Wert (z. B. Gleichapannung) multipliziert wird, der dem Wirkungsgradspeicher 15 entnommen wird und in einem Wandler 16 geformt wird.In Fig. 2 is a block diagram for the serial control of a Column shown. The control matrix 10 for controlling the individual photoelectric converter 9 is made from a shift register for the matrix column, a shift register for the matrix line is in turn driven. The fed Image information is fed into a converter whose output signal is for the Image gray value a certain electrical value (e.g. pulse width) specifies which in a multiplier 14 with an electrical value (e.g. DC voltage) is multiplied, which is taken from the efficiency memory 15 and in one Converter 16 is molded.

In Pig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt, das zur Abtastung von Zifferngruppen auf einem Formular 17 dient. Und zwar werden hier zwei Zifferngruppen 18 und 19 sowie die quer dazu angeordnete Buchstabengruppe 20 mit Hilfe von Lichtleitern 2 zu der linienförmigen Halterung 21 übertragen, in der die Lichtleiter 2 nicht wie in Fig. 1 in einer Schicht angeordnet sind, sondern in mehreren nebeneinander liegenden Schichten. Die einzelnen Enden der Lichtleiter 2 sind durch Punkte dargestellt. Auch hier wird die Speicherung auf ein Filmband 5 vorgenommen.In Pig. 3 another embodiment is shown, which is used for Scanning of groups of digits on a form 17 is used. There are two here Groups of digits 18 and 19 and the group of letters 20 arranged transversely thereto Transferred the help of light guides 2 to the linear bracket 21 in which the Light guides 2 are not arranged in one layer as in FIG. 1, but in several adjacent layers. The individual ends of the light guide 2 are through Points shown. Here, too, the storage is carried out on a film tape 5.

Claims

Protection claims.

, os Optical device for the transmission of information by two holders (1, 6) for a large number of light guides (2), of which the one holder (1) the light guide (2) linearly with a small distance between the Light guide (2) from each other in front of an information carrier (5) holds, while the Light guide (2) in the other holder (6) in a fixed, through the position in the first bracket (1) predeterminable assignment distributed over an area at a distance are held.

2. Optical device according to claim 1, characterized in that dab the distance between the light guides (2) in the planar holder (6) accordingly easy accessibility, easy scanning or easy accommodation of photoelectric or photochemical converters (9) or a second information carrier is chosen.

3. Optical device according to claim 1 and 2, characterized in that that the planar holder (6) in addition to the light guides (2) also photoelectric Converter (9) holds and that in the holder (6) working means (7) for the photoelectric Coupling are provided.

4. Optical device according to claim 1 to 3, characterized in that that individual light guides (2) each have a tool for correcting the efficiency assigned by light converter and optical coupling point light converter-light guide is.

5. Optical device according to claim 1 to 3, characterized in that that each group of light guides with a similar degree of efficiency each have a work equipment for correcting the efficiency of the light converter and optical coupling point Light converter light guides is assigned.

6. Optical device according to claim 1 to 5, characterized in that that the working means is one adjusting means in the form of a potentiometer of a set Resistance, inductance, capacitance or some other discrete electrical component is.

7. Apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that in the case of light guides scanned one after the other, the adjusting means for all light guides is common and that a device is provided which corresponds to one of a memory retrieved information before each activation of a photoelectric Converter adjusts the setting synchronously to the control according to the control point undertakes.

8. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that in the case of serial control in the image display, the efficiency correction takes place in that the amount of light from a light transmitter and film clarification through Intensity or activation time is set, while the information indicates the activation time or intensity affects.

9. Optical device according to claim 1 to 5, characterized in that that discrete gray filter to correct the efficiency of light converter and optical Coupling point light converter-light guide are provided.