DE3125756C2

DE3125756C2 -

Info

Publication number: DE3125756C2
Application number: DE3125756A
Authority: DE
Inventors: Susumu Odawara Kanagawa Jp Seto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1980-07-01
Filing date: 1981-06-30
Publication date: 1992-10-15
Also published as: JPH0318184B2; JPS5714811A; US4540250A; DE3125756A1

Description

Es sind Abtastvorrichtungen zum streifenweisen Abtasten einer Vorlage, beispielsweise bei einem Kopiergerät, bekannt (DE-OS 28 53 004), die eine Halogenlichtquelle zum Beleuchten der Vorlage, einen Fotoempfänger, dessen lichtempfindliche Schicht Cadmiumsulfid oder Selen oder eine organische fotoleitende Verbindung enthält, sowie ein Objektiv zum Abbilden der Vorlage auf dem Fotoempfänger aufweisen.

Es hat sich herausgestellt, daß beispielsweise dann, wenn die lichtempfindliche Schicht des Fotoempfängers Cadmiumsulfid enthält, rot gefärbte Buchstaben und Figuren auf der Vorlage aufgrund des Zusammenwirkens der spektralen Empfindlichkeit des Fotoempfängers und der Wellenlängencharakteristik der Halogenlichtquelle undeutlich oder nicht vollständig kopiert werden. Dies hat seinen Grund darin, daß die Halogenlichtquelle gewöhnlich mit einer Wendeltemperatur im Bereich von etwa 3000°K verwendet wird, wobei die Strahlungsenergie ihr Maximum im Infrarotbereich zwischen 800 und 900 nm hat und gleichförmig zu kürzeren Wellenlängen abnimmt, während gleichzeitig die spektrale Empfindlichkeit des Cadmiumsulfid-Fotoempfängers im Bereich zwischen Infrarot und nahem Infrarot zunimmt, so daß eine übermäßige Belichtung im Bereich roten Lichtes verglichen mit blauem und grünem Licht erfolgt. Ähnliche Schwierigkeiten treten auch bei Fotoempfängern mit anderen lichtempfindlichen Schichten auf. Beispielsweise ist es schwierig, blau gefärbte Buchstaben und Figuren zu kopieren, wenn die lichtempfindliche Schicht Selen enthält.

Bei der durch die genannte DE-OS 28 53 004 bekannten Abtastvorrichtung ist das Objektiv als Spiegelobjektiv ausgebildet, das auf dem Spiegel zur Behebung der vorstehend genannten Schwierigkeiten ein mehrlagiges Dünnfilm- Interferenzfilter aufweist. Durch dieses wird das vom Spiegel reflektierte Licht in bestimmten Wellenlängenbereichen geschwächt, um dadurch die spektrale Empfindlichkeit des Fotoempfängers an das Emissionsspektrum der Halogenlichtquelle anzupassen. Beispielsweise erfolgt im Falle eines Cadmiumsulfid-Fotoempfängers eine Schwächung im nahen Infrarotbereich. Diese bekannte Abtastvorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß sich eine unterschiedliche Schwächungswirkung in Abhängigkeit vom Winkel des auf das Dünnfilm-Interferenzfilter einfallenden Lichtes ergibt, da die Wellenlängenselektivität eines solchen Filters vom Einfallswinkel abhängt. Ferner können sich negative Einflüsse auf die Abbildungseigenschaften des Objektivs aufgrund der zusätzlichen Grenzfläche zwischen dem Interferenzfilter und dem Substrat ergeben. Darüber hinaus bedeutet das Aufbringen des Dünnfilm-Interferenzfilters zusätzlichen Herstellungsaufwand, der sich ungünstig auf die Herstellungskosten auswirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch die DE-OS 28 53 004 bekannte Abtastvorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß die Abbildungseigenschaften des Objektivs durch die Maßnahmen zur Anpassung der spektralen Empfindlichkeit des Fotoempfängers an das Emissionsspektrum der Halogenlichtquelle möglichst wenig beeinträchtigt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Abtastvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung ist das Objektiv dioptrisch und symmetrisch zur Blendenebene aufgebaut. Es ist die der Blendenebene nächststehende Linse in der Masse eingefärbt. Eine zusätzliche Grenzfläche, wie sie bei der bekannten Abtastvorrichtung vorhanden ist, ist vermieden. Eine Winkelabhängigkeit der Schwächungswirkung ist nicht vorhanden. Dadurch, daß die in der Masse eingefärbte Linse der Blendenebene am nächsten steht, ist dafür gesorgt, daß Störlicht im weiteren Verlauf des Strahlenganges praktisch nicht auftritt. Weil eine zusätzliche Beschichtung mit dem Dünnfilm- Interferenzfilter, wie sie bei der bekannten Abtastvorrichtung notwendig ist, entfällt, führt die erfindungsgemäße Ausbildung auch zu einem Kostenvorteil.

Durch die DE-OS 23 50 281 ist ein Projektionsobjektiv bekannt, das als Spiegelobjektiv ausgebildet ist und ein Farbfilter aufweist, das sowohl als planparallele Platte als auch als Filterscheibe mit gekrümmten Oberflächen ausgebildet sein kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch ein Kopiergerät, bei dem die Erfindung angewendet wird,

Fig. 2 und 3 ein erstes und ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 4 den spektralen Transmissionsgrad bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Fig. 5 und 6 den spektralen Transmissionsgrad bei weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Wie Fig. 1 zeigt, wird eine Vorlage 1 mittels einer Halogenlichtquelle 2 so beleuchtet, daß sie einer Schlitzbelichtung ausgesetzt ist. Das von der Vorlage reflektierte Licht gelangt über Abtastspiegel 3 und 4, die in einer zu der Vorlage 1 parallelen Richtung mit einem Geschwindigkeitsverhältnis von 2 : 1 bewegt werden, zu einem vorrichtungsfesten dioptrischen Objektiv 5. Das einfallende Licht wird dann in Form einer fotoempfindlichen Trommel 8 projiziert.

Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Objektivs 5, das bikonvexe positive Linsen I, I′ und bikonkave negative Linsen II, II′ aufweist, die symmetrisch relativ zu einer Blende A angeordnet sind. Die positiven Linsen I und I′ sind aus optischem Kronglasmaterial mit geringer Dispersion gefertigt, während die negativen Linsen II und II′ aus optischem Flintglasmaterial mit höherer Dispersion gefertigt sind. Das Objektiv eignet sich für Kopiergeräte, beugt Farbfehlern vor und ist hinsichtlich anderer Bildfehler gut korrigiert.

Die negative Linse II ist aus einem optischen Flintglasmaterial mit dem Kurzzeichen LF₃ gefertigt, das aus 52,5% SiO₂, 34,8% PbO sowie einem Rest aus Na₂O, K₂O usw. besteht. Eine Spur von lichtabsorbierendem Material ist gleichförmig in das Flintglasmaterial zur Absorption von Licht im nahen Infrarotbereich eingebracht, ohne daß die anderen durch die vorstehende Zusammensetzung erhaltenen optischen Konstanten wesentlich geändert würden.

Wenn ein Lichtbündel durch die negative Linse II, die einen spektralen Transmissionsgrad gemäß Fig. 5 hat, hindurchgeht, wird der Lichtanteil im nahen Infrarotbereich durch das lichtabsorbierende Material absorbiert. Nachdem es durch die negative Linse II hindurchgegangen ist, hat das Lichtbündel eine Wellenlängenverteilung, durch die die spektrale Empfindlichkeit des Fotoempfängers kompensiert ist. Auf diese Weise sind die spektrale Empfindlichkeit des Fotoempfängers 8 und die Emissionscharakteristik der Lichtquelle 2 einander angepaßt, so daß kopierte Bilder mit einer gleichförmigen Dichte über den gesamten Wellenlängenbereich erhalten werden.

Das lichtabsorbierende Material schließt Eisen, Kobaltaluminat, Wolframoxid, Molybdän, Niob, Rhenium und andere Materialien ein. Eines dieser lichtabsorbierenden Materialien wird zusammen mit dem optischen Glasmaterial geschmolzen, um eine in der Masse eingefärbte Linse als Endprodukt zu erhalten, d. h. eine Linse, in der das lichtabsorbierende Material gleichförmig in dem optischen Glasmaterial eingeschlossen ist. Die so erhaltene Linse ist optisch bezüglich der Brechzahl und der Dispersion praktisch unverändert, da diese Größen innerhalb eines bestimmten Bereiches durch eine Spur des in das optische Glasmaterial eingeschlossenen lichtabsorbierenden Materials gehalten werden können.

Die Objektivdaten des ersten Ausführungsbeispiels sind in der folgenden Tabelle angegeben, in der Radien und Dicken in der Einheit Millimeter angegeben sind:

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Objektivs, bei dem das Lichtabsorptionsmaterial gleichförmig in das Material einer Linse III eingebaut ist. Die Linse III ist eine Meniskuslinse, die im wesentlichen konstant in ihrer Dicke ist. Die Linse III ist aus optischem Material aus Bibarium-Flint-Glas mit dem Kurzzeichen BaSF8 gefertigt, das einen

SiO₂-B₂-O₅-PbO-BaO- Aufbau

hat. Eine Spur von Lichtabsorptionsmaterial ist gleichförmig in das optische Glasmaterial zur Absorption von Licht im nahen Infrarotbereich ohne Änderung der optischen Konstanten, wie sie durch den vorstehenden Aufbau erhalten werden, eingebaut. Die Objektivdaten des dritten Ausführungsbeispiels sind in der folgenden Tabelle angegeben, wobei die Radien und Dicken in der Einheit Millimeter angegeben sind.

Bei dem beschriebenen Objektiv ist es im Hinblick auf die Gleichmäßigkeit des Intensitätsverlustes aufgrund der Lichtabsorption wünschenswert, daß die durch die eingefärbte Linse hindurchgehenden Lichtstrahlen im wesentlichen die gleichen optischen Weglängen sowohl auf der als auch außerhalb der optischen Achse haben. Beispielsweise Meniskuslinsen wie beim zweiten Ausführungsbeispiel können diese Forderung erfüllen. Andere Linsen als Meniskuslinsen können jedoch ebenfalls zu diesem Zweck verwendet werden, wenn sie eine im wesentlichen konstante Dicke haben.

Bei einem Objektiv, bei dem dieselben optischen Weglängen auf der und außerhalb der optischen Achse nicht durch eine Einzellinse erreicht werden können, können die optischen Gesamtweglängen auf der optischen Achse und außerhalb der optischen Achse durch Verwendung mehrerer Einzellinsen, in die Lichtabsorptionsmaterial eingebaut ist, einander angeglichen werden.

Es können andere Fotoempfänger als Fotoempfänger vom CdS- Typ, beispielsweise Fotoempfänger vom Selentyp mit hoher Empfindlichkeit im Bereich kurzer Wellenlängen, ebenfalls hinsichtlich ihrer spektralen Empfindlichkeit kompensiert werden. Ein in diesem Fall geeigneter spektraler Transmissionsgrad ist in Fig. 5 gezeigt. Beispielsweise durch den Einbau von Lichtabsorptionsmaterial, das Licht im kurzen Wellenlängenbereich absorbieren kann, in Lanthanglasmaterial aus

SiO₂-B₂O₃-La₂O₃-PbO-Al₂O₃

kann eine Linse zur Absorption von Licht in einem speziellen kurzen Wellenlängenbereich erhalten werden, ohne daß - genauso wie bei der bereits genannten Lichtabsorption im längeren Wellenlängenbereich - die optischen Konstanten und der Grundentwurf der Linse geändert werden.

Bei einem Fotoempfänger mit hoher Empfindlichkeit sowohl im langen als auch im kurzen Wellenlängenbereich werden beide Lichtabsorptionsmaterialien, die Licht im langen und im kurzen Wellenlängenbereich absorbieren können, in das optische Glasmaterial eingebaut.

Ferner ist die Erfindung bei Fotoempfängern anwendbar, die aus organischen fotoleitenden Verbindungen bestehen.

Wie sich aus den vorstehenden Ausführungen ergibt, ist bei der erläuterten Abtastvorrichtung ein spezielles Objektiv vorgesehen, das selbst eine Wellenlängenselektivität zur Anpassung an die spektrale Empfindlichkeit des Fotoempfängers aufweist.

Claims

1. Abtastvorrichtung zum streifenweisen Abtasten einer Vorlage (1), mit einer Halogenlichtquelle (2) zum Beleuchten der Vorlage, einem Objektiv (5) zum Abbilden der Vorlage auf einem Fotoempfänger (8), dessen lichtempfindliche Schicht Cadmiumsulfat oder Selen oder eine organische fotoleitende Verbindung enthält, wobei das Objektiv (5) dioptrisch und symmetrisch zur Blendenebene ausgebildet ist und wobei eine der Blendenebene nächststehende Linse (II; III) zur Anpassung der spektralen Empfindlichkeit des Fotoempfängers an das Emissionsspektrum der Halogenlichtquelle in der Masse eingefärbt ist.

2. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (II; III) mittels eines Materials aus der Gruppe Eisen, Kobaltaluminat, Wolframoxid, Molybdän, Niob oder Rhenium in der Masse eingefärbt ist.

3. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Masse eingefärbte Linse (II; III) konstante Dicke besitzt.

4. Abtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Masse eingefärbte Linse (II; III) eine Meniskuslinse ist.

5. Abtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv (5) mehrere in der Masse eingefärbte Linsen aufweist, die derart zusammenwirken, daß die optischen Weglängen durch diese Linsen auf der und außerhalb der optischen Achse des Objektivs im wesentlichen gleich sind.