DE2605156A1

DE2605156A1 - Abtastanordnung

Info

Publication number: DE2605156A1
Application number: DE19762605156
Authority: DE
Inventors: Colin John Ford
Original assignee: Plessey Handel und Investments AG
Current assignee: Plessey Handel und Investments AG
Priority date: 1975-02-15
Filing date: 1976-02-10
Publication date: 1976-08-26
Also published as: JPS51107146A; FR2301140B1; FR2301140A1

Description

Unser Zeichen: ρ 2290

PLESSEY HANDEL UND INVESTMENTS AG
Gartenstrasse 2
6300 Zug. Schweiz

Abtastanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abtastanordnung und insbesondere auf einen sogenannten Lichtpunktabtaster.

Bei der Anwendung von Lichtpunktabtastern ist es oft notwendig, eine einzige Zeile wiederholt abzutasten; da diese Zeile eine beträchtliche Länge haben kann, ergibt sich das Problem, das reflektierte oder durchgelassene Licht gleichmassig über die gesamte Länge des Abtastwegs zu sammeln. Wenn nur ein einziger Photodetektor verwendet wird, ist es vorteilhaft,ihn dicht bei dem abgetasteten Objekt anzubringen, damit der Lichtsamme!wirkungsgrad verbessert wird, doch führt dies zu einem nichtlinearen Ansprechverhalten. Die Erfindung betrifft eine Abtastanordnung, die es ermöglicht, diese Nichtlinearität auszugleichen.

Nach der Erfindung ist die Abtastanordnung gekennzeichnet durch eine Zeilenabtastvorrichtung zum Abtasten eines abzufragenden Objekts, eineLichtdetektorvorrichtung zum Feststellen von Licht, das durch einen abgetasteten Teil des

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Objekts hindurchgelassen oder von einem abgetasteten Teil des Objekts reflektiert wird, und eine Lichtkollektorvorrichtung, die zwischen dem Objekt und der Lichtdetektorvorrichtung angeordnet ist, und die vom durchgelassenen oder reflektierten Licht durchlaufen wird, wobei die Lichtübertragungscharakteristik der Lichtkollektorvorrichtung so ausgebildet ist, daß das von der Lichtkollektorvorrichtung durchgelassene Licht über die gesamte Länge des Abtastwegs ausgeglichen wird.

Vorzugsweise ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Lichtdetektorvorrichtung allgemein fächerförmig ist, daß die einander gegenüberliegenden Haudtflächen der Lichtkollektorvorrichtung so poliert sind, daß im wesentlichen eine innere Totalreflexion wenigstens eines Teils des von der Lichtkollektorvorrichtung durchgelassenen Lichts erzielt wird und daß wenigstens eine der Hauptflächen mit einer Vorrichtung zur Änderung der inneren Reflexionseigenschaften der Lichtkollektorvorrichtung versehen ist, so daß das über den gesamten Abtastweg durohgelassene Licht im wesentlichen ausgeglichen wird.

Nach der Erfindung ist die Vorrichtung zum Ändern der inneren Reflexionseigenschaften der Lichtkollektorvorrichtung ein Überzug, der sich über einen Teil wenigstens einer der Hauptflächen der fächerförmigen Lichtkollektorvorrichtung erstreckt, wobei der Überzug vorzugsweise aus einem Farbanstrich oder einem Band mit schwarzer Farbe besteht; gemäß einer Ausgestaltung sind der Farbanstrich oder das Band allgemein segmentförmig auf das Ende der Lichtkollektorvorrichtung aufgebracht, das dem abzufragenden Objekt benachbart ist, während- in einer weiteren Ausgestaltung der Farbanstrich oder das Band auf ausgewählte

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Teile wenigstens einer der Hauptflächen der Lichtkollektorvorrichtung abhängig von dem erforderlichen Ausgleich aufgebracht ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das beim abzufragenden Objekt liegende Ende der Lichtkollektorvorrichtung so geformt ist, daß das von der Lichtkollektorvorrichtung durchgelassene Licht über die gesamte Länge des Abtastwegs im wesentlichen ausgeglichen wird_o

Bei Anordnungen, bei denen die Lichtkollektorvorrichtung das vom abgetasteten Objekt reflektierte Licht durchläßt, kann es aus Gründen des Platzbedarfs vorteilhaft sein, wenn die Lichtkollektorvorrichtung*gekrümmt ausgebildet ist, so daß das Ende der Lichtkollektorvorrichtung diffuse Lichtreflexionen empfangen kann und eine räumlich nahe Anordnung der Lichtdetektorvorrichtung bei der Abtastvorrichtung ermöglicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:

Fig.1 eine schematische Ansicht einer Abtastanordnung nach der Erfindung,

Fig.2 eine abgewandelte Form der Lichtkollektorvorrichtung zur Verwendung in der in Fig.1 dargestellten Abtastanordnung und

Fig.3 eine weiter abgeänderte Form einer Lichtkollektorvorrichtung für die Verwendung in der in Fig.1 dargestellten Abtastanordnung.

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In Fig.4 der Zeichnung ist eine Abtastanordnung dargestellt, in der ein Objekt 1 mit Hilfe eines Lichtpunkt-Zeilenabtasters abgetastet wird, der die Abtastung des Objekts 1 in einer einzigen Abtastzeile 3 ausführt. Vom Objekt 1 als Ergebnis der in dna? Abtastzeile 3 durchgeführten Abtastung reflektiertes Licht wird ναι einen Photodetektor 4 über einen fächerförmigen Lichtdetektor empfangen, der eine Lichteinlaßöffnung 6 und eine Lichtauslaßöffnung 7 aufweist. Der fächerförmige Lichtkollektor kann zweckmässigerweise aus Transparentmaterial hergestellt sein, doch kann er auch aus Glas oder aus anderem optischen Material bestehen, wobei seine Hauptflächen (d.h. die oberen und unteren Flächen in der Zeichnungsdarstellung) so poliert sind, daß im wesentlichen eine innere Totalreflexion des auf diese Flächen auftreffenden Lichts erfolgt. Dies ergibt eine größere Gesamtempfindlichkeit als dann, wenn der Lichtkollektor nicht vorhanden wäre. Es ergibt keine wesentliche Verbesserung der Empfindlichkeit auf Grund der inneren Reflexion,die an den Kanten des Lichtkollektors 5 auftritt, da das auf diesem Weg i-eflektierte Licht kaum durch die Lichtauslaßöffnung 7 beim Photodetektor 4 gelangt.

Die bisher beschriebene Abtastanordnung zeigt ein nichtlineares Ansprechverhalten, da das vom Objekt 1 von den äußeren Enden der Abtastzeile 3 ausgehende Licht eine größere Strecke zurücklegen muß, als das Licht, das von der Mitte der Abtastzeile 3 ausgeht; dies gilt auch deshalb, weil die Winkelverschiebung des Lichts von den äußeren Enden der Abtastzeile 3 von der an der Mitte der Abtastzeile auftretenden Winkelverschiebung verschieden ist. Dies führt dazu, daß

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die Anordnung die größte Empfindlichkeit hat, wenn sich der Abtastpunkt in der Mitte der einzigen Abtastzeile 3 befindet. Um das Ansprechen gleichmässig zu machen, muß das Ansprechverhalten des Lichtkollektors gegen die Mitte der Abtastzeile hin fortschreitend gedämpft werden. Die innere Totalreflexion des Lichtkollektors 5 kann verhindert werden, wenn ein absorbierendes Material wie schwarze Farbe oder schwarzes Klebeband in Kontakt mit einer oder beiden seiner polierten Oberflächen gebracht wird. Wenn also eine oder beide Hauptflächen des Lichtkollektors 5 mit einem allgemein segmentförmigen Überzug 8 aus schwarzer Farbe oder aus Klebeband angrenzend an die Einlaßöffnung 6 versehen wird, kann die Empfindlichkeit in der Mitte der Abtastzeile 3 reduziert werden, bis sie gleich der Empfindlichkeit an den Rändern ist; in gleicher Weise kann dies für alle Zwischenpositionen des Abtastpunkts erreicht werden. Ein geeignetes Verfahren zur Erzielung der gewünschten Form des aufgemalten Überzugs 8 besteht darin, zunächst ein schwarzes Klebeband zu verwenden, dessen Größe und Form verändert wird, bis der gewünschte Ausgleichsgrad erhalten ist. Nachdem die gewünschte Form erhalten ist, kann das Klebeband entfernt werden und mit derselben Umrißlinie kann Farbe aufgetragen werden'; es kann aber auch das Klebeband beibehalten v/erden.

Es hat sich gezeigt, daß anstelle der Anbringung des allgemein segmentförmigen Überzugs 8 angrenzend an die Einlaßöffnung 6 zur Veränderung der inneren Lichtreflexionseigenschaften des Lichtreflektors 5 die gleiche Wirkung mit Hilfe eines mit gestrichelten Linien dargestellten kleineren Überzugs 9 auf einer oder auf beiden polierten Oberflächen des Lichtkollektors 5 dichter bei der AustrittsÖffnung 7 erreicht werden kann. Auch in diesem Fall kann die Form

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des Überzugs 9 abhängig von der erforderlichen Ausgleichswirkung bestimmt werden, und seine Lage zwischen der Einlaßöffnung 6 und der Auslaßöffnung 7 kann ebenfalls abhängig vom erforderlichen Ausgleichsgrad gewählt werden.

Als Alternative zur Verwendung eines Lichtkollektors 5 mit einem Oberflächenüberzug zur Erzielung des notwendigen Ausgleichsgrads ist beabsichtigt, die Einlaßöffnung 6 des Lichtkollektors 5 in geeigneter Weise zu formen, wie es in Fig.2 dargestellt ist, damit der gewünschte Ausgleichsgrad erreicht wird.

Damit der Platzbedarf der Anordnung möglichst klein wird, kann der Lichtkollektor 5 in einer zur Ebene des abzutastenden Objekts 1 parallelen Richtung gekrümmt sein,wie in Fig.3 der Zeichnung dargestellt ist, so daß die Einlaßöffnung 6 des Lichtkollektors so angeordnet werden kann, daß er diffuses Licht und nicht gespiegeltes Licht empfängt, das vom Objekt 1 reflektiert ist, während außerdem ermöglicht wird, daß der Lichtdetektor '4 räumlich nahe beim Zeilenabtaster 2 angebracht werden kann.

Das Ausgleichsverfahren ist zwar in der Anwendung auf Licht, das von einem abzufragenden Objekt reflektiert wird, beschrieben worden, doch ist zu erkennen, daß es auch bei Anordnungen eingesetzt werden kann, bei denen sich der Lichtdetektor 4 auf der anderen Seite des Objekts befindet, so daß er vom Objekt 1 durchgelassenes Licht feststellt, wobei auch in diesem Fall der Lichtkollektor 5 zwischen dem Lichtdetektor 4 und dem Objekt 1 angeordnet ist. Ebenso ist zu erkennen, daß die verschiedenen Bauteile der beschriebenen Abtastanordnung herkömmlich ausgebildet sein können. Beispielsweise kann der Abtaster 2 eine Katodenstrahlröhre oder eine feststehende Lichtquelle wie eine Wolframdrahtlampe

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oder ein Laser mit beispielsweise einem mechanischen Galvanometer, einem Drehspiegel oder auch ein anderer Lichtabtaster sein; der Lichtdetektor 4 kann ein Photovervielfacher, eine Gasphotozelle oder ein Festkörperbauelement sein.

Ein speziell ins Auge gefaßter Anwendungsfall der beschriebenen Abtastanordnung ist die Anwendung in Faksimilemaschinen, doch kann sie auch bei der Filmabtastung, beim Lesai von Seiten und Schildern und bei der Bildanalyse eingesetzt werden. Die beschriebene Abtastanordnung ist deshalb vorteilhaft, weil sie eine sehr hohe Ansprechgleichmässigkeit mit hohem Erfassungswirkungsgrad bei relativ niedrigen Kosten ermöglicht, da beabsichtigt ist, den Lichtkollektor 5 in einigen Anwendungsfällen als Preßteil herzustellen.

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Claims

Patentansprüche

Abtastanordnung, gekennzeichnet durch eine Zeilenabtastvorrichtung zum Abtasten eines abzufragenden Objekts, eine Lichtdetektorvorrichtung zum Feststellen von Licht, das durch einen abgetasteten Teil des Objekts hindurchgelassen oder von einem abgetasteten Teil des Objekts reflektiert wird, und eine Lichtkollektorvorrichtung, die zwischen dem Objekt und der Lichtdetektorvorrichtung angeordnet ist, und die vom durchgelassenen oder reflektierten Licht durchlaufen wird, wobei die Lichtübertragungscharakteristik der Lichtkollektorvorrichtung so ausgebildet ist, daß das von der Lichtkollektorvorrichtung durchgelassene Licht über die gesamte Länge des Abtastwegs ausgeglichen wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtkollektorvorrichtung allgemein fächerförmig ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Hauptflächen der Lichtkoliektorvorrichtung so poliert sind, daß im wesentlichen eine innere Totalreflexion wenigstens eines Teils des von der Lichtkollektorvorrichtung durchgelassenen Lichts erzielt wird. . ·
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Hauptflächen mit einer Vorrichtung zur Änderung der inneren Reflexionseigenschaften der Lichtkollektorvorrichtung versehen ist, so daß das über den gesamten Abtastweg durchgelassene Licht im wesentlichen ausgeglichen wird.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Ändern der inneren Reflexionseigenschaften der Lichtkollektorvorrichtung in Form eines

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Überzugs ausgebildet ist, der sich über einen Teil wenigstens einer der Hauptflächen der fächerförmigen Lichtkollektorvorrichtung erstreckt.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einem Farbanstrich oder einem Band auf einer der Hauptflächen der Lichtkollektorvorrichtung besteht.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbanstrich oder das Band allgemein segmentförmig auf das Ende der Lichtkollektorvorrichtung aufgebracht ist, das dem abzufragenden Objekt benachbart ist.
8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbanstrich oder das Band auf ausgewählte Teile wenigstens einer der Hauptflächen der Lichtkollektorvorrichtung abhängig von dem erforderlichen Ausgleich aufgebracht ist.
9. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das beim abzufragenden Objekt liegende Ende der Lichtkollektorvorrichtung so geformt ist, daß das von der Lichtkollektorvorrichtung durchgelassene Licht über die gesamte Länge des Abtastwegs im wesentlichen ausgeglichen wird.
10. Anordnung nach einem der vorhergphenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtkollektorvorrichtung vom abgetasteten Objekt reflektiertes Licht durchläßt und gekrümmt ausgebildet ist, so daß das Ende der Lichtkollektorvorrichtung diffuse Lichtreflexionen empfangen kann und eine räumlich nahe Anordnung der Lichtdetektorvorrichtung bei der Abtastvorrichtung ermöglicht.

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