DE2839189A1

DE2839189A1 - Optoelektronische dokumentabtastanordnung

Info

Publication number: DE2839189A1
Application number: DE19782839189
Authority: DE
Inventors: Philippe Brolly; De Lavalette Pierre De Lacroix
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1977-09-09
Filing date: 1978-09-08
Publication date: 1979-03-15
Also published as: DE2839189C2; GB2004160A; JPS5451312A; NL7809087A; JPS5917668U; US4206482A; GB2004160B; FR2402982B1; FR2402982A1

Description

- 3 Patentanwälte 28 3918:

Dipl-Ing. Dipl-Chem. Dipl-Ing

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernshergerslrasse 19

8 München 60

Unser Zeichen; T g154 7.September 1978

THOMSON-CSF

173 Bd.Haussmann

75008 Paris, Frankreich

Optoelektronische Dokumentabtastanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine optoelektronische Dokumentabtastanordnung und insbesondere auf eine Abtastanordnung, wie sie bei der Faksimile-Übertragung benutzt wird, bei der die Dokumente in eine Reihe von Elementarpunkten zerlegt werden, die dann mit Hilfe eines Photoelements als schwarzer oder weißer Punkt qualifiziert und schließlich nach einer entsprechenden Codierung mittels irgendeiner Übertragungsvorrichtung zu einem geeigneten Empfänger übertragen werden, wo diese Reihe von Punkten wieder zusammengesetzt wird, so daß eine Kopie des abgetasteten Dokuments entsteht.

Derzeit bekannte Dokumentabtastanordnungen zur Faksimile-Übertragung fallen in zwei große Kategorien. Bei den Anordnungen der ersten Kategorie wird das abzutastende Dokument mit Hilfe von Befestigungsklemmen auf einer

909811/1011

ORIGINAL INSPECTED

Trommel angebracht. Ein Optoelektronikblock, der meistens eine Beleuchtungslampe, eine Sammellinse und einen Phototransistor enthält wird parallel zur Drehachse der Trommel verschoben, während sich die Dokumentträgertrommel dreht; auf diese Weise ergibt sich eine mechanische Abtastung des Dokuments mittels eines einfachen Photoelements. Solche Anordnungen haben mehrere Nachteile. Die Befestigung des Dokuments ist schwierig, und das abzutastende Dokument ist nicht vollkommen sicher, da es sich auf Grund der Wirkung von Zentrifugalkräften als unmöglich erweist, jeden Punkt der Oberfläche des Dokuments trotz der zu diesem Zweck vorgesehenen Befestigungsorgane in einenexakten Abstand vom Optoelektronikblock zu halten. Dieser Nachteil kann möglicherweise, durch Verwendung einer das Dokument umgebenden Schutzhülle überwunden werden, doch ergibt sich daraus eine Einschränkung für den Anwender.

Bei den Abtastanordnungen der zweiten Kategorie wird das abzutastende Dokument mit Hilfe von Rollen und Riemen vor einem Schlitz vorbeitransportiert, in dem sich eine optoelektronische Vorrichtung befindet, die aus einem einzigen Photoelement in Kombination mit einer optischen Abtastung des Schlitzes beispielsweise durch Verschieben einer Lichtquelle, oder einem lichtempfindlichen Bauteil, in dem die der Anzahl der in einer Zeile des Dokuments abzutastenden Punkte entsprechende Menge an Photoelementen integriert ist, bestehen kann«, Der Hauptnachteil einer solchen

909811/1011

-S-

2833183

Abtastanordnung ergibt sich aus dem Transport des Dokuments, die das Risiko seiner Zerstörung im Falle einer Fehlbedienung mit sich bringt. Außerdem sind die zugehörigen optoelektronischen Vorrichtungen aufwendig, da sie im allgemeinen eine komplementäre optische Abtastung oder in großem Maßstab integrierte Schaltungen und somit eine Optik mit großem.Auflösungsvermögen enthalten. Schließlich kann mit Glühlampen oder Leuchtstoffröhren mit Abmessungen, die mit den Abmessungen einer Zeile des Dokuments vergleichbar sind, nur schwierig eine konstante Beleuchtungsstärke längs dieser Zeile erhalten werden.

Nach der Erfindung ist eine optpelektronische Dokumentabtastanordnung mit einem Zylinderabschnitt aus lichtdurchlässigem Material, dessen konvexe Fläche mit dem abzutastenden Dokument in Kontakt steht und einem mit einer Optikvorrichtung und wenigstens einem Hauptphotoelement ausgestatteten Rahmen, wobei die Optikvorrichtung einen sich um eine mit der Achse des Zylinderabschnitts zusammenfallende Achse drehenden Spiegel und wenigstens eine Sammellinse enthält, deren Achse auf der einen Seite auf die Spiegelachse und auf der anderen Seite auf den Träger des Hauptphotoelements trifft gekennzeichnet durch Vorschubvorrichtungen zum schrittweisen Bewegen des Rahmens in einer parallel zur Achse des Zylinderabschnitts verlaufenden Richtung und Beleuchtungsvorrichtungen, die an dem Rahmen in der Nähe des Trägers des Photoelements angebracht sind und den Spiegel längs einer Achse beleuchten, die im wesentlichen

9 0 9 811/1011

parallel zur Achse der Sammellinse verläuft, damit die Abtastung aufeinanderfolgender Punkte gewährleistet wird.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert, deren einzige Figur in einer perspektivischen schematischen Ansicht die optoelektronische Dokumentabtastanordnung nach der Erfindung zeigt.

In der Zeichnung ist ein feststehender Zylinderabschnitt 2 aus Glas dargestellt, der als Träger für ein zu reproduzierendes Dokument 1 dient; er hat wenigstens die äußeren Abmessungen dieses Dokuments. Dieser Zylinderabschnitt 2 ist mit Hilfe einer nicht dargestellten Befestigungsvorrichtung fest mit zwei Führungsstangen 14 verbunden, die parallel zu seiner Achse verlaufen; diese Führungsstangen dienen als Träger für einen Rahmen 4, der so angebracht ist, daß er längs der zwei Führungsstangen mit Hilfe eines Schrittmotors 11 durch Riemenscheiben 15 und 16, die einen an einem Vorsprung 13 des Rahmens 4 befestigten Riemen 12 antreiben, verschoben werden kann.

Der Rahmen 4 trägt mittels zwei Lagerböcken 5 eine Welle 17, deren Achse mit der Achse des Zylinderabschnitts 2 zusammenfällt; um diese Welle kann ein über Riemenscheiben 18 und 19 und einen Riemen 20 angetriebener Spiegel 3 mittels eines ebenfalls am Rahmen 4 befestigten Motors 6 angetrieben werden.

Der Rahmen trägt außerdem einen zum Zylinderabschnitt 2 konzentrischen Zylinderabschnitt 9, dessen Radius jedoch etwas kleiner als der des Zylinderabschnitts 2 ist,

909811/1011

~ 2839183

damit er möglichst nahe der konkaven Fläche dieses Zylinderabschnitts gleiten kann* Seine Höhe ist auf den Wert begrenzt, der erforderlich ist, damit er auf seiner Innenfläche eine Visiervorrichtung TO tragen kann, die aus einer regelmässigen Folge von abwechselnden schwarzen und weißen Strichen längs einer von einer senkrecht zu seiner Achse verlaufenden Ebene gebildeten Linie besteht, wobei die Schrittweite der Striche in Abhängigkeit vom gewünschten Auflösungsvermögen bestimmt wird.

Schließlich enthält der Rahmen einen Optoelektronikblock und eine Strahlervorrichtung 8. Der Block 7 enthält im wesentlichen eine Sammellinse 21, deren Achse im wesentlichen in der Mitte des Spiegels 3 senkrecht auf die Achse der Welle 17 trifft, sowie zwei Phototransistoren 22 und 23, die längs einer zur Achse der Welle 17-parallelen Achse und senkrecht ztr Achse der Sammellinse angebracht sind«

Die Strahlervorrichtung 8 enthält im wesentlichen eine Linse 24 , eine Glühlampe 25 und einen Reflektor 26, der den Lichtstrahl gegen den Spiegel 3 lenkt.

Für eine entsprechende Wahl der Länge des Radius des Zylinderabschnitts 2, der Konvergenz der Sammellinse 21 und ihrer Position bezüglich der Phototransistören 22 und 23 sowie der Achse des Spiegels 3 ist es möglich, für die dargestellte Position dieses Spiegels 3 auf dem Phototransistor 22 ein scharfes reelles Bild eines Punkts M des Dokuments 1 über das vom Spiegel 3 gelieferte Bild dieses Punkts zu erhalten. MuI Grund der Koinzidenz der Drehachse des Spiegels und der Achse des Zylinder-

009811/1011

S 2839183

abschnitte 2 kann durch Drehen dieses Spiegels ein ebenso scharfes Bild eines beliebigen Punkts dieses Zylinderabschnitts erhalten werden, der in einer Ebene liegt, die senkrecht zu diesen Achsen verläuft und durch den Punkt M geht, da der optische Weg zwischen diesem Punkt und der Sammellinse 21 konstant bleibt. Auf diese Weise entsteht eine Anordnung zum optischen Abtasten einer Zeile des Dokuments 1.

Außerdem empfängt der Phototransistor 23 in der dargestellten Position des Spiegels 3 ein scharfes Bild eines Punkts P der Visiervorrichtung 10, der in einer Ebene liegt, die den Punkt M und die gemeinsame Achse der beiden Zylinderabschnitte 2 und 9 enthälty der Spiegel 3 wird bei seiner Drehung mit den Punkten P und M ihre jeweils parallelen Linien abtasten, wobei er die Punkte an jedem Zeitpunkt auf einer Geraden ausgerichtet hält, die parallel zu dieser gemeinsamen Achse verläuft.

Das vom Spiegel 3 reflektierte Lichtstrahlenbündel der Strahlervorrichtung 8 ist ausreichend breit vorgesehen, damit gleichzeitig die Punkte M und P beleuchtet werden, deren Bewegung er mitmacht, da er vom gleichen Spiegel abgelenkt wird.

Durch die Verschiebung des Rahmens 4 auf den zwei zur Achse der Zylinderabschnitte 2 und 9 parallelen Führungsstangen mit Hilfe des Schrittmotors 11 wird eine vollständige Abtastung des Dokuments 1 in der folgenden Weise-ermöglicht:

Der Rahmen 4 wird in eine Position gebracht, in der die erste Zeile des Dokuments gelesen werden kann; der Spiegel 3

90981 1/1011

2839188

dreht sich dabei imUhrzeigersinn, und die Strahlervorrichtung 8 ist eingeschaltet. Wenn der Spiegel 3 eine passende Neigung erreicht, entspricht der Punkt P dem ersten schwarzen Punkt der Visiervorrichtung 10; der Phototransistor 23 sendet dann ein Zeilenanfangssignal, und er steuert das Lesen des Phototransistors 22. Eine Elementardrehung des Spiegels 3 setzt den Punkt ρ auf den zweiten schwarzen Punkt der Lesevorrichtung, so daß der Phototransistor 23 ein Signal aussendet, das den Betrieb des Phototransistors 22 steuert, der den der Zeile entsprechenden Punkt M abtastet. Diese Folge wird bis zum letzten Punkt der Visiervorrichtung 10 fortgesetzt, der die abzutastende Zeile beendet. Anschliessend wird ein Befehl an den Schrittmotor 11 abgegeben, so daß dieser den Rahmen 4 um einen Schritt verschiebt. Der zuvor beschriebene Zyklus beginnt erneut, bis das Ende des abzutastenden Dokuments erreicht ist.

Die beschriebene Vorrichtung weist zahlreiche Vorteile auf:

- das abzutastende Dokument ist ortsfest, so daß keine Beschädigungsgefahr besteht.

- Es ist nicht erforderlich, einen Motor mit großer Drehgenauigkeit zum Antreiben des Spiegels zu verwenden, da der Abtasttakt durch das Lesen der Visiervorrichtung geliefert wird, so daß diese Lösung wenig aufwendig ist.

- Es ist möglich, einen großen Lichtstrom auf eine sehr kleine Fläche mit einer Beleuchtungslampe zu konzentrieren, die eine geringe Leistung hat, so daß ihre störende Erwärmung klein sein wird und keine eigene Belüftung erfordert.

909811/1011

- Die Beleuchtungsstärke aller Punkte des Dokuments wird bis auf die Güte der Übertragung durch den Spiegel unabhängig von der Position der abzutastenden Punkte.

Im Rahmen der Erfindung kann das beschriebene Ausführungsbeispiel natürlich auch abgeändert werden. Insbesondere können verschiedene Anschlagvorrichtungen für den Beginn und das Ende der Seite in dieser Anordnung vorgesehen werden, beispielsweise elektromechanische Vorrichtungen oder auch eine teilweise Abdeckung der Visiervorrichtung Außerdem könnte die mit einer Glühlampe ausgestattete Strahlervorrichtung 8 in gewissen Anwendungsfällen durch einen Laser ersetzt werden.

90981 1/1011

Claims

Patentansprüche

Optoelektronische Dokumentabtastanordnung mit einem Zylinderabschnitt aus lichtdurchlässigem Material, dessen konvexe Fläche mit dem abzutastenden Dokument in Kontakt steht und einem mit einer Optikvorrichtung und wenigstens einem Hauptphotoelement ausgestatteten Rahmen, wobei die Optikvorrichtung einen sich um eine mit der Achse des Zylinderabschnitts zusammenfallende Achse drehenden Spiegel und wenigstens eine Sammellinse enthält, deren Achse auf der einen Seite auf die Spiegelachse und auf der anderen Seite auf den Träger des Hauptphotoelements trifft, gekennzeichnet durch Vorschubvorrichtungen zum schrittweisen Bewegen des Rahmens in einer parallel zur Achse des Zylinderabschnitts verlaufenden Richtung und Beleuchtungsvorrichtungen, die an dem Rahmen in der Nähe des Trägers des Photoelements angebracht sind und den Spiegel längs einer Achse beleuchten, die im wesentlichen

909811/1011

ORIGINAL INSPECTED

-2- 2839183

parallel zur Achse der Sammellinse verläuft, damit die Abtastung aufeinanderfolgender Punkte gewährleistet wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Rahmen ein zusätzlicher Zylinderabschnitt fest verbunden ist, der konzentrisch zu dem festen Zylinderabschnitt verläuft, Jedoch bezüglich dieses Zylinderabschnitts einen etwas kleineren Radius aufweist, so daß er im Inneren des festen Zylinderabschnitts möglichst nahe bei diesem gleitet, wobei die Höhe dieses zusätzlichenZylinderabschnitts im wesentlichen durch den Platzbedarf einer Visiervorrichtung begrenzt ist, die aus einer Folge von schwarzen und weißen Schraffurstrichen auf ihrer konkaven Fläche längs einer von einer senkrecht tu ihrer Achse liegenden Ebene gebildeten Linie besteht, und daß der Rahmen ein zusätzliches Photoelement für den Empfang des Bildes eines Punkts dieser Visiervorrichtung mittels des Spiegels enthält.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem zusätzlichen Photoelement gelieferte elektrische Spannung eine Einrichtung zur Steuerung des von dem Hauptphotoelement gebildeten Signals und des schrittweisen Vorschubs des Rahmens speist.
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsvorrichtung ein Laser ist.

90981 1/1011