DE2736486C3 - Optische Vorrichtung zur Aufzeichnung und zum Auslesen von Mikroinformation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung zur Aufzeichnung und zum Auslesen von Mikroinformation, mit einem paddeiförmigen, Lichtwege enthaltenden Block, der eine abgestufte obere Oberflache und einen einstückig ausgebildeten Eingangsstiel aufweist, an dessen Stirnfläche der Mikroinformationsträger angeordnet sind, wobei die abgestuften Enden auf der oberen Oberfläche rechtwinklig, plan und abgefast sind und die Achse des Eingangsstiels rechtwinklig zu den Kanten der Stufen angeordnet sind, wodurch in den Eingangsstiel eintretendes Licht zu den abgefasten Flächen der Stufen gelangt und von diesen durch die zur Grundfläche parallelen Flächen der Stufen des Blocks herausreflektiert wird.
Eine Vorrichtung der genannten Art ist aus der DE-PS 3728422 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß sie keine zusammenhängenden Rückvergrößerungen ermöglicht. Lediglich Linien senkrecht zum Eingangsstiel des

ίο paddeiförmigen Körpers und parallel zur Grundfläche desselben werden kontinuierlich vergrößert. Linien senkrecht zum Eingangsstiel und senkrecht zur Grundfläche des paddeiförmigen Körpers dagegen werden diskontinuierlich abgebildet, wie man zum Beispiel an den unterbrochenen Flankenlinien des vergrößerten Buchstaben A der Fig. 9 dieser Patentschrift sieht.

Aus der US-PS 3870299 ist ein Körper bekannt, welcher aus zwei Phasen besteht und in welchem Licht etwa längs parallelen Bahnen geleitet wird. Wie insbesondere aus Spalte 5, letzter Absatz bis Spalte 6, Absatz 2 dieser Patentschrift hervorgeht, erhält man bei Verwendung eines Körpers aus Glas eine erkennbare Lichtkanalisierung oder Lichtleitung, wenn das Glas so weit gestreckt wird, daß die gestreckten Teilchen der zweiten Phase ein Streckverhältnis größer als 5:1 aufweisen, wobei das theoretische Streckverhältnis der gedehnten Teilchen aus dem Dehnungsfaktor nach der Gleichung

Streckverhältnis = (Dehnungsfaktor)' ²

berechnet wird. Wesentlich höhere Streckverhältnisse werden jedoch bevorzugt, um die Auflösung zu erhöhen und die Streuverluste zu reduzieren. Während der Lichtfasereffekt bereits dann leicht zu erkennen ist, wenn die Teilchen der zweiten Phase ein Streckverhältnis größer als 8: I aufweisen, wobei das Glas etwa um den Faktor 4 gedehnt worden ist, wird dieser Lichtfasereffekt bei Streckverhältnissen von etwa

.»η 64: 1 gut und bei Streckverhältnissen von 1000:1 sehr gut. Eine übermäßige Dehnungdes Glases kann jedoch Diskontinuitäten in den gedehnten Teilchen der zweiten Phase hervorrufen, wodurch die lichtfaserartige Lichtleitung verschlechtert wird. Dies tritt besonders leicht ein, wenn die Zweitphasenteilchen bereits vor der Dehnung klein sind; deshalb werden große Zweitphasenteilchen von etwa 0,1 bis 1 μηι bevorzugt, welche nach der Dehnung eine Dicke von wenigstens 100 A haben.

so Diese Druckschrift enthält jedoch keinen Hinweis auf die Verwendung eines solchen Körpers zu Abbildungszwecken oder gar zum Vergrößern von Mikrobildern.

Aufgabe Jer Erfindung ist cs>, ausgehend von dem aus der US-PS 3 728422 bekannten Stand der Technik, eine Vorrichtung zu sch iffen, welche ohne Lichtfasern die Mikroaufzeichnung von Bildern und auch die Rückvergrößerung der Mikroinformation zu zusammenhängenden Bildern ermöglicht.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.

Diese erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet im Vergrößerungsbetrieb wie folgt:

Wenn die an der Stirnseite des Eingangsstiels 38

b«; befindliche Mikroinformation beleuchtet wird, wird das Licht entsprechend der Mikroinformation moduliert und durch das Paddel geleitet.

Die parallel zu den Lichtaustrittsflächen der zur

Grundfläche des Blocks parallelen Stufenflächen angeordneten Zylinderlinsen bewirken eine Vergrößerung und damit eine Streckung der austretenden Bildteile in Richtung der Längsachse des paddeiförmigen Blocks (40). Auf diese Weise ist es möglich, ein zusammenhängendes vergrößertes HjId zu erhalten. Umgekehrt ermöglichen diese Zylinderlinsen die Mikroaufzeichnung eines zusammenhängenden Makrobildes.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie besonders preiswert herstellbar ist, da sie keine Lichtfasern erfordert.

Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele und in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine Ansicht des aus der US-PS 3870399 bekannten Standes der Technik,

Fig. 2 und 3 die Anwendung der Erfindung bei einem Beleuchtungsblatt zur Beleuchtung eines Mikrofiches,

Fig. 4 eine teilweise schematische, perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung weiche eine Verbesserung der Ausführungform der Fig. 9 der US-PS 3728422 darstellt,

Fig. 5 einen tpyischen Querschnitt durch einen Teil der Fig. 4,

Fig. 6 eine teilweise, schematische Darstellung, welche veranschaulicht, wie die optische Vorrichtung der Fig. 4 zur Projektion oder zur Aufzeichnung großer Mengen von Information verwendet werden kann,

Fig. 7 die Verwendung optischer Septa zur Verhinderung von Übersprechen,

Fig. 8 eine der Fig. 7 ähnliche Darstellung einer Ausführungsform, bei welcher öffnungs- und Feldbegrenzungsblenden verwendet werden,

Fig. 9 eine Veranschaulichung des Verfahrens zur Anwendung der erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung in der dreidimensionalen Fotografie,

Fig. lOundll ein Verfahren zur Bildung einer optischen Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 12 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Fig. 13 einen Teil der Offenbarung der US-PS 3022541.

In Fig. 1 sieht man eine optische Vorrichtung 10 gemäß der Leh-e der US-PS 3870 399. Nach dieser Patentschrift wird eine optische Vorrichtung mit Pseudo-Fasern durch Dehnung oder Verlängerung eines Körpers aus Glas hergestellt, in den phasentrennbare Glastropfen mit kleinerem Brechungsindex plaziert vorden sind. Nach der Dehnung werden die Tropfen länglich und die gesamte Vorrichtung arbeitet als kohärentes Faseroptik-Bündel, ohne jedoch eine Vielzahl von Fasern zu erfordern. Ein Lichtstrahl, welcher an einem Ende in die Vorrichtung 10 der Fig. 1 eintritt, wandert, wie es angedeutet ist, durch die Vorrichtung und tritt an dem anderen Ende aus. Eine weitere Diskussion dieses Betriebs und dieser Arbeitsweise und auch dos^v-' ;i < ahrens zur Herstellung solcher Vorrichtungen ist der genannten US-PS 3 870399 zu entnehmen, deren Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.

Γη Fig. 2 sieht man ein Beleuchtungsblatt 16, welches von derselben allgemeinen Art ist, wie dasjenige, welches in der DE-OS 2 558 788 gezeigt ist, deren Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht wird. Man sieht ein im allgemeines rechtwinkliges Blatt 18, welches eine Anzahl von gleichmäßig verteilten, reflektierenden Flächen enthält. Einstückig ausgebildete Zungen 22,24,26, etc... erstrecken sich unter einem Winkel Θ bezüglich der Reihen des Beleuchtungsblattes. Zur Herstellung der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Vorrichtung wird ein Blatt wie das Blatt 18 in der Fig. 2 angedeuteten

ίο Richtung gestreckt. Die phasengetrennten Teilchen in dem Wirt werden gestreckt und bilden dadurch längliche Elemente, welche Licht in Richtung der Dehnungsachse leiten oder richten. Diese Schritte werden gemäß der Lehre der US-PS 3 870339 durchgeführt.

Nach dem Dehnungsvorgang wird das Beleuchtungsblatt (welches die durch das Bezugszeichen 16 angedeutete Form hat) ausgeschnitten, die Zungen werden durch Trennschnitte zwischen ihnen getrennt und dann um ihre Wurzeln zu einem Schaft gedreht, wie es in Fig. 3 angedeutet ist. Licht kann auf das Ende 25 des zusammengesetzten Bündels oder Schaftes geleitet werden, welches durch die umgebogenen Zungen 22, 24, 26 etc. gebildet wird, wandert längs der

, Dehnungsachse, wird um die Zungenwurzeln gebogen und wandert längs der Platte 18 bis es auf reflektierende Elemente 20 auftrifft, von denen es senkrecht herausrellektiert nird, um ein Mikrofiche zu beleuchten. Diese Betriebsart ist ähnlich derjenigen, wie sie in der genannten DE-C)S 2 558 788 beschrieben ist.

In den Fig. 4 und 5 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, welches ähnlich demjenigen der Fig. 8 und 9 der US-PS 3728422 ist, deren Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht wird. In Fig. 4 bezeichnet 30 allgemein eine Aufzeichnungs- und Projektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche zusammen mit einer Lichtquelle 32, zum Beispiel einer Glühlampe und einem Dia 36, welches die Mikroinformation trägt, dargestellt ist. Das Lichteintrittsende 38 eines Bündels ist einstückig mit einem Block 40 ausgebildet. Dieser Block 40 besteht aus transparentem Material wie Glas oder Kunststoff, in welchem gleichmäßig verteilt längliche Stäbe angeordnet sind, deren Achsen parallel zu der angedeuteten Dehnungsachse verlaufen. Die Herstellung dieses Elementes 40 erfolgt in gleicher Weise wie es in der US-PS 3 870399 angezeigt ist, nämlich durch Dehnen oder Verlängern eines Blockes mit einer Wirtsmatrix aus transparentem Material, in welchem Kugeln mit einem niedrigen Brechungsindex enthalten sind, wodurch ein Äquivalent zu kohärenten optischen Faserelementen hergestellt wird Nach diesem Betrieb wird das linke Ende des Blockes 40 verformt und durch Anwendung von Wärme und Druck so geformt, daß der dargestellte Block oder das dargestellte Bündel mit dem Lichteintrittsende 38 gebi det wird. Das Bezugszeichen 42 bezeichnet das Ende von abgestuften Abschnitten, welche mit der Dehnungsachse einen Winkel von ungefähr 45 ° bilden, so daß Licht, welches parallel zu der Dehnungsachse eintritt, nach oben reflektiert wird, wie es in Fig. 5 angedeutet ist. Mit 44 sind lichtundurchlässige Streifenabschnitte bezeichnet, deren mit Abstand voneinander angeordnete Kanten längliche Blenden 48 neben und oberhalb der abgestuften Enden 42 bilden. Mit 50 sind eine Anzahl von einstückig ausgebildeten, im allgemeinen halbzylindrischen Vergrößerungselementen eines Blattes bezeichnet, dessen Unterseite die Iichtundurchlässi-

10

20

gen Streifen 44 trägt, welche parallel zu den Längsachsen der Vergrößerungselemente 50 verlaufen.

Im Betrieb werden Mikrobilder, die auf einem Dia 36 enthalten sind, in der angedeuteten Weise auf die Eintrittsfläche 38 projiziert, wobei die auf dem Dia enthaltene Information das Licht moduliert. Dieses modulierte Licht wandert zu den reflektierenden Flächen 42 von wo es aus dem Block 40 austritt und durch die Linsenelemente 50 vergrößert und dann von dem Betrachter oberhalb der Vorrichtung gesehen werden kann. Die Vergrößerung in Richtung parallel zu den Linsen 50 erfolgt aufgrund der Tatsache, daß der Stumpf sich verbreitert, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Die Reflektion von den Flächen 42 erfolgt durch innere Totalreflektion.

In Fig. 6 ist schematisch dargestellt, wie die Vorrichtung 30 in Verbindung mit einem Paar von Filmrollen 56 verwendet werden kann. Die Rollen tragen einen Film 58, welcher ein optischer Film ist, welcher Mikrobilder ^nthalt und von einer Lichtquelle 60 beleuchtet wird.

In Fig. 7 sind lichtundurchlässig, ebene Septa 52 gezeichnet, welche auf dem transparenten Schirm 53 befestigt sind oder von diesem getragen werden; die Septa sind als Streifen ausgebildet, welche in die Täler zwischc.i benachbarten zylindrischen Vergrößerungselementen 50 passen. Die Betriebsart ist im wesentlichen die gleiche, wie sie anhand der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 beschrieben wurde, die Septa 52 verhindern ein Übersprechen zwischen benachbarten Bildern, welche von den reflektierenden Flächen 42 nach oben reflektiert werden.

In Fig. 8 sind Öffnungsblenden in Form gekrümmter, .iaralleler Streifen vorgesehen, welche von den zylindrischen Vergrößerungslinsen 50 längs deren Länge getragen werden und mit den Bildfeldbegrenzungsblenden 44 zusammenwirken, um ein gut definiertes Bild zu erzeugen. In Fig. 9 ist schematisch dargestellt, wie die Vorrichtungen 40 nach einer Fig. 4, 5, 7 oder 8 in der dreidimensionalen Linsenfotografie verwendet werden kann. Projektoren 30 projizieren die Szenen für das rechte Auge bzw. für das linke Auge auf die lentikularen Linsen 50. Dadurch wird auf der jungfräulichen Emulsion ein Bild erzeugt, welches an der Stirnfläche 38 angeordnet ist, wie das Dia 36 der Fig. 4. Beim Auslesen erscheint aus den lentikularen Linsen 50 heraus ein dreidimensionales Bild, wie in der üblichen lentikularen Fotografie.

Wie man sieht, kann irgendeine Vorrichtung 30 der Fig. 4, 6, 7, 8 oder 9 als Aufzeichnungsvorrichtung, zum Beispiel als Kamera und auch in gleich guter Weise als Projektionsvorrichtung verwendet werden. Aufzuzeichnende Information kann zum Beispiel auf die Oberseite des Linsenelementes 50 der Fig. 4 projiziert werden und entweder von hinten durchleuchtet oder von vorne durch Reflektion beleuchtet werden; die Information gelangt durch die Linsen 50, welche als Kondensorlinsen wirken. Von hier trifft das Licht der aufzuzeichnenden Szenen auf die reflektierenden Flächen 42 und gelangt zur Aufzeichnung auf eine fotografische Emulsion, welche von einem Element z. B. dem Dia 36, getragen wird. Zur Aufzeichnung verschiedener Szenen wird der Film schrittweise weitergeschaltet und eine neue Belichtung durchgeführt.

Anhand der Fig. 10 und 11 wird ein Verfahren zur Herstellung der Stufen eines Elementes, wie das Element 30 der Fig. 4, beschrieben. Das Bezugszeichen 70bezeichnet irgendeines einer Vielzahl von im allge-

30

35

40

45

50

55

60

65 meinen rechtwinkligen Metallscheiben oder -Plättchen, mit einer Dicke von beispielsweise 0,0013 cm (0,0005 Zoll), welche aufeinander gestapelt sind. Die Breite des Stapels ist gleich der Breite des Elements 30.

Die Abstandsscheiben werden wie in Fig. 10 ausgerichtet und dann unter einem Winkel von 45° geschnitten, wie es durch das Bezugszeichen 72 angedeutet ist. Was nach dem Schnitt übrig bleibt, das heißt, die linke Stirnfläche des Schnittes, wird jetzt fein poliert. Danach werden die Elemente 70 des Abstandsscheibenstapels relativ zueinander versetzt oder verschoben, bis sie die in Fig. 11 dargestellte Konfiguration annehmen. Die Fig. 11 kann als eine Schnittanordnung der Fig. 10 betrachtet werden, sie ist jedoch um 180 ° gedreht und die Abstandselemente sind relativ zueinander verschoben worden. Diese Abstandsscheibenelemente werden jetzt fest miteinander verbunden und die resultierenden polierten Enden 72 werden entweder als Gußform oder als Master zur Elektroformung verwendet. Mit 74 ist die Wirtsmatrix bezeichnet, also das Material, aus welchem der Block 40 geformt wird, wenn die Abstandsscheiben 70 als Gießform verwendet werden.

Anhand der Fig. 12 wird eine der Fig. 2 ähnliche Modifikation beschrieben. Die optische Vorrichtung 80 ist ähnlich derjenigen, weiche aus der genannten DE-OS 2 558 788 bekannt ist. In einem im allgemeinen rechtwinkligen Beleuchtungsblatt 82 sind Reflektoren 84 verteilt, und über diesen Reflektoren sind Linsen 85 angeordnet. Die Reflektoren 84 sind unter einem Winkel von 45° geneigt und zwischen den Oberflächen des Blattes angeordnet. Mit 86 ist ein Hilfsabschnitt des Blattes bezeichnet, welcher mit dem linken Rand der rechtwinkligen Platte 82 einstückig ausgebildet ist. Der Abschnitt 86 hat eine ähnliche Funktion wie die Zungen 22, 24, 26... der Modifikation der Fig. 2.

Mit 88 ist eine Anzahl von länglichen Stäben oder Teilen bezeichnet, weiche durch Dehnen oder Strekken hergestellt worden sind, wie es weiter oben im Zusammenhang mit der Ausführungsform der Fig. 2 beschrieben wurde. Eine erste Gruppe von Stäben 88 leitet Licht von dem Ende 92 zu einem ersten Spiegel 84 Eine zweite Gruppe von Stäben 88 leitet Licht von dem Ende 92 in einen zweiten (und anderen) Spiegel 83 usw. Jeder Spiegel 84 hat somit eine ihm eindeutig zugeordnete Gruppe von gestreckten oder gedehnten Teilen, welche optisch mii ihm gekoppelt sind. Jede dieser unterschiedlichen Gruppen wirkt als ein kohärentes Faserbündel, wie die Unter-Bündel 22 der genannter. US-PS 3967289. Der Unterschied liegt darin, daß die länglichen Stäbe 88 der Ausführungsform der Fig. 12 bis zum linken Rand der rechtwinkligen Platte 82 hin gekrümmt und dahinter geradlinig sind. Das Element 86 wird um eine bewegliche Achse aufgerollt, weiche mit ihrer oberen Kante 90 koinzidiert. Nach dem Aufrollen erhält man die in Fig. 13 gezeigte Konfiguration, in welcher mit 86' die vollständige Rolle oder der Schaft bezeichnet ist. Die angedeutete Beleuchtungsquelle wird auf das Ende dieser Säule 86' gerichtet und Licht wandert aufgrund der länglichen Stäbe 86 zu den Randbereichen der rechtwinkligen optischen Platte 80 und es tritt aus der Platte in ähnlicher Weise aus, wie es im Zusammenhang der Ausführung der Fi g. 2 beschrieben wurde.

Die Vorrichtung der Fig. 12 und 13 kann auch als

27 3b 486

Betrachtungs- oder Lesegerät und/oder Aufzeichnungsgerät verwendet werden. Bei der Verwendung als Aufzeichnungsgerät wird ein Dia, welches die aufzuzeichnende Information enthält, über der Platte 82 angeordnet. Bei Durchleuchtung wird ein verstümmeltes Bild auf der Stirnfläche 92 der Rolle 86' erscheinen. Durch Anordnen einer jungfräulichen Emulsion an der Fläche 92 wird die Aufzeichnung durchgeführt. Zum Auslesen wird das Dia durch einen Bildschirm ersetzt, und die verstümmelte Fotografie wird durch Durchleuchtung von hinten auf die Fläche 92 projiziert. Eine ähnliche Wirkung kann mit der Vorrichtung der Fig. 2 und 3 erzielt werden, das Bild auf der Stirnfläche 25 erscheint jedoch nicht mehr verstümmelt, sondern kohärent.

Es versteht sich, daß ein Durchleuchtungsschirm (nicht dargestellt) in Verbindung mit der optischen

Vorrichtung der Fig. 13 verwendet wird.

Es wird noch darauf hingewiesen, daß die Reflektoren der Beleuchtungsblätter, zum Beispiel die Reflektoren 20 in der Fig. 2 und 3, entsprechend der gewünschten Verwendungsform des Beleuchtungsblattes auch verschieden ausgebildet sein können. Soll das Beleuchtungsblatt zur Erzeugung von punktförmigen Lichtquellen und auch punktförmiger Lichtflecke dienen, so werden die Reflektoren im allgemeinen plan

ίο. ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, diese Beleuchtungsblätter so auszubilden, daß sie eine ihr benachbarte Ebene gleichmäßig ausleuchten. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die Reflektoren gleichzeitig als Streuzentren auszubilden, zum Beispiel mit einer gekrümmten Oberfläche oder mit einer rauhen Oberfläche. Auch für diese Ausführungsformen der Erfindung wird Schutz beansprucht.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

21 36 486 Patentansprüche:

1. Optische Vorrichtung zur Aufzeichnung und zum Auslesen von Mikroinformation, mit einem paddeiförmigen, Lichtwege enthaltenden Block, der eine abgestufte obere Oberfläche und einen einstückig ausgebildeten Eingangsstiel aufweist, an dessen Stirnfläche der Mikroinformationsträger angeordnet ist, wobei die abgestuften Enden auf der oberen Oberfläche rechtwinklig, plan und abgefast sind und die Achse des Eingangstiels rechtwinklig zu den Kanten der Stufen angeordnet ist, wodurch in den Eingangsstiel eintretendes Licht zu den abgefasten Flächen der Stufen gelangt und von diesen durch die zur Grundfläche parallelen Flächen der Stufen des Blocks heratssreflektiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (40) und der Eingangsstiel aus lichtleiten- dem Material eines phasengeirennten Gegenstandes besteht, welcher eine lichtleitende Wirtsphase und eine innen diskontinuierlich Licht reflektierende Phase in Form länglicher Teilchen aufweist, welche in dem Wirt verteilt im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und dadurch eine Längsrichtung definieren, und daß parallel zu den Lichtaustrittsflächen der zur Grundfläche des Blocks (40) parallelen Stufenflächen zylinderförmige Vergrößerungslinsen (50) angeordnet sind, welche von den abgestuften Enden reflektiertes Licht empfangen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Wirt oder die länglichen Teile aus Glas bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Wirt oder das Hingliche oder gedehnte Material aus Kunststoff bestehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen oder gedehnten Teilchen luft- oder gasgefüllte Hohlräume in dem Wirt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, gekennzeichnet durch lichtundurchlässige Richtblenden (52), welche sich von und zwischen den Vergrößerungslinsen (50) zu einem transparenten Schirm (53) hin erstrecken.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergrößerungslinsen (50) Aperturblenden enthalten.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen (50) Feldbegrenzungsblenden enthalten.