DE3702636C2

DE3702636C2 - Bildlesegerät

Info

Publication number: DE3702636C2
Application number: DE3702636A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kuwayama
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-01-30
Filing date: 1987-01-29
Publication date: 1995-03-30
Anticipated expiration: 2007-01-30
Also published as: DE3702636A1; JPS62275217A; US4723154A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bildlesegerät gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ein solches Bildlesegerät ist bekannt (JP-U-58-162 139). Sofern mittels des bekannten Bildlesegerätes eine auf der Tragplatte angeordnete Vorlage auf dem Lichtempfangsteil abgebildet werden soll, wird diese Abbildung mittels des zeilenförmigen Rasterobjektivs bewirkt. Dieses erzeugt ein Spaltbild auf dem Lichtempfangsteil. Durch entsprechende Relativbewegung von Vorlage und Lichtempfangsteil relativ zum Rasterobjektiv wird die Vorlage abgetastet und ein vollständiges Bild derselben erzeugt.

Wenn mittels des bekannten Bildlesegerätes auf dem Lichtempfangsteil ein von einer zweiten Objektebene, die von der ersten, durch die Tragplatte gebildeten Objektebene verschieden ist, ausgehendes Bildinformationslicht zur Erzeugung eines Spaltbildes fokussiert werden soll, so erfolgt dies mittels einer Projektionseinrichtung, zu der das Projektionsobjektiv gehört. Das Projektionsobjektiv projiziert das Bildinformationslicht als Projektionsstrahlenbündel in Richtung zur Tragplatte. Ferner gehört zur Projektionseinrichtung des bekannten Bildlesegerätes die Kondensoreinrichtung, die die vom Projektionsobjektiv divergierend ausgehenden Hauptstrahlen des Projektionsstrahlenbündels derart kondensiert, daß sie im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind und im wesentlichen senkrecht auf das Lichtempfangsteil treffen. Auf dem Lichtempfangsteil erzeugt das Projektionsobjektiv ein scharfes Spaltbild. Durch geeignete Relativbewegung von Projektionsobjektiv und Kondensoreinrichtung einerseits und Lichtempfangsteil andererseits wird aus den Spaltbildern ein vollständiges Bild erzeugt. Dabei muß die Kondensoreinrichtung quer zur Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs eine der gewünschten Abtastlänge entsprechende Abmessung haben.

Als verbesserungsbedürftig bei dem bekannten Bildlesegerät hat sich erwiesen, daß die das Lichtempfangsteil erreichende Lichtmenge in der zweiten Betriebsweise, das heißt bei Bilderzeugung mittels des Bildinformationslichtes, verhältnismäßig gering ist und darunter die Abbildungsqualität leidet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Bildlesegerät dahingehend zu verbessern, daß in der zweiten Betriebsweise die Lichtmenge auf dem Lichtempfangsteil erhöht und dadurch die Abbildungsqualität verbessert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß auch in der zweiten Betriebsweise das Rasterobjektiv am Abbildungsvorgang beteiligt ist und daß die Kondensoreinrichtung die Hauptstrahlen in Richtung zur Pupille des Rasterobjektivs konvergierend ausrichtet, und zwar in der die Senkrechte zur Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs enthaltenden Ebene. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß - bei sonst gleichen Bedingungen - ein und derselbe Bildpunkt am Lichtempfangsteil während einer längeren Zeitdauer belichtet wird und somit eine größere Lichtmenge erhält, als wenn jeder Bildpunkt lediglich mittels eines Projektionsstrahlenbündels abgebildet würde, dessen Hauptstrahlen ausschließlich parallel zur optischen Achse des Rasterobjektivs verlaufen. Zumindest in der zweiten Betriebsweise ist die Kondensoreinrichtung relativ zum Rasterobjektiv unbeweglich. Die Abmessung der Kondensoreinrichtung quer zur Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs ist daher nicht mehr durch die gewünschte Abtastlänge bestimmt. Vielmehr sind die Abmessungen der Kondensoreinrichtung auf die eines Rechtecks verringert, dessen Form der Form des Rasterobjektivs entspricht.

Bei der Kondensoreinrichtung des erfindungsgemäßen Bildlesegerätes handelt es sich um ein anamorphotisches System, das vorzugsweise aus zwei gekreuzten Zylinderlinsen besteht. Eine solche Zylinderlinsenanordnung zur Erzeugung anamorphotischer Abbildungen ist an sich bekannt, beispielsweise aus G. Schröder: Technische Optik, Vogel-Verlag, 1974, Seiten 54 und 55.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Bildlesegerät in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine frontseitige Schnittdarstellung des Gerätes gemäß Fig. 1, und

Fig. 3A und 3B Schnitte zur Erläuterung des Erfindungsgegenstandes.

In der folgenden Beschreibung sind funktionell gleichartige Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Die Fig. 1 zeigt in einem Querschnitt als Beispiel eines Bildlesegerätes ein Schreibtafel-Kopiergerät, wobei die Möglichkeit gegeben ist, sowohl eine auf einer Tragplatte 8 befindliche Vorlage als auch ein in einer von der Objektebene der Tragplatte verschiedenen zweiten Objektebene angeordnetes Objekt abzubilden. Die Fig. 2 ist eine Frontansicht des Schreibtafel-Kopiergerätes. Eine zu kopierende Schreibfläche 1 kann mit Hilfe eines Schreibstifts beschriftet und die Beschriftung kann auch wieder entfernt oder gelöscht werden. Eine Beleuchtungseinrichtung 2, z. B. eine Leuchtstoffröhre, dient der Beleuchtung der Schreibfläche 1. Ein erster sowie zweiter Umlenkspiegel 3 bzw. 4 richten das von der Schreibfläche 1 ausgehende Licht zu einem Projektionsobjektiv 5. Das von diesem Projektionsobjektiv 5 ausgehende Projektionsstrahlenbündel wird durch eine als Fresnellinse ausgebildete Zylinderlinse 61, die eine Brechkraft in Zeilenlängsrichtung eines Rasterobjektivs 9 hat, in der Ansicht gemäß Fig. 2 senkrecht zur Tragplatte 8 ausgerichtet. Die Brechkraft einer weiteren, nach Art einer Fresnellinse ausgebildeten Zylinderlinse 62 ist rechtwinklig zur Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs festgesetzt, und zwar derart, daß nahezu das gesamte Projektionsstrahlenbündel vom Projektionsobjektiv zur Pupille des Rasterobjektivs 9 gerichtet wird, das aus einer Reihe kleiner Linsen positiver Brechkraft gebildet ist. Auf einem trommelförmigen Lichtempfangsteil 10 erfolgt die Abbildung.

Die Zylinderlinsen 61 und 62 bilden eine Kondensoreinrichtung, durch die ein Spaltlichtstrahl auf das Rasterobjektiv 9 konzentriert wird.

Bei dem Gerät mit der oben beschriebenen Konstruktion ist die Schreibfläche 1 an zwei Wellen aufgehängt und wird sie endlos bewegt, wobei die auf ihr befindlichen Zeichen durch die fest angeordnete Beleuchtungseinrichtung 2 spaltbelichtet und auf die Tragplatte 8 mittels des ersten sowie zweiten Umlenkspiegels 3 bzw. 4 und des Projektionsobjektivs 5 abgebildet werden. Das auf die Tragplatte mittels des Projektionsobjektivs projizierte Projektionsstrahlenbündel wird durch die Zylinderlinse 61 in einer die Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs 9 enthaltenden Ebene zu einem Bündel von im wesentlichen parallelen Hauptstrahlen gemacht. Andererseits bricht die Zylinderlinse 62 die Hauptstrahlen des Projektionsstrahlenbündels vom Projektionsobjektiv 5 in einer zur Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs 9 senkrechten Ebene und richtet diesen zur Pupille des Rasterobjektivs. Die Zeichen auf der Schreibfläche 1 werden leistungsfähig durch die Zylinderlinsen 61 und 62 auf dem Lichtempfangsteil 10 abgebildet.

Die hier gemeinten Zylinderlinsen haben eine Brechkraft in nur einer Richtung und umfassen zylindrische Linsen sowie Fresnellinsen.

Rund um das Lichtempfangsteil 10 sind verschiedene Bearbeitungseinrichtungen 11 zur Erzeugung einer Abbildung angeordnet, wie ein Ladegerät, eine Übertragungs- oder Transfereinrichtung, eine Trenn-, eine Reinigungs- und eine Fixiereinrichtung. Durch diese Bearbeitungseinrichtungen wird auf dem Lichtempfangsteil eine elektrostatische latente Abbildung ausgebildet, die nach ihrem Sichtbarmachen auf ein Aufzeichnungsmaterial übertragen wird.

Obwohl hier der Vorgang zur Erzeugung einer Abbildung und die verschiedenen Bearbeitungseinrichtungen 11 zur Durchführung dieses Vorgangs nicht näher erläutert werden, so handelt es sich hierbei um den bekannten elektrophotographischen Kopiervorgang und das dazu dienende Gerät, so daß eine ins einzelne gehende Beschreibung unterbleiben kann. Wenn die auf der Tragplatte 8 befindliche Vorlage mit dem beschriebenen Gerät kopiert oder wenn die Bildinformation an der Schreibfläche 1 kopiert werden sollen, dann wird im erstgenannten Fall die Vorlage auf der Tragplatte 8 mit Bezug zum Rasterobjektiv 9 hin- und herbewegt sowie abgetastet und auf dem Lichtempfangsteil 10 abgebildet, während im letztgenannten Fall die Tragplatte 8 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung fest bleibt und das Bild auf ihr in gleicher Weise auf dem Lichtempfangsteil 10 abgebildet wird.

Die Zylinderlinse 61 sollte vorzugsweise so wirken, daß sie die Hauptstrahlen vom Projektionsobjektiv 5 senkrecht auf die Tragplatte 8 richtet. Demzufolge kann der Brennpunkt der Zylinderlinse 61 in der Pupille des Projektionsobjektivs 5 angeordnet werden, so daß der Abstand zwischen dem Projektionsobjektiv 5 und der Zylinderlinse 61 deren Brennweite ist. Ferner kann für die Zylinderlinse 62 die Brennweite so bestimmt werden, daß von ihr die Pupille des Projektionsobjektivs 5 in die Pupille des Rasterobjektivs 9 abgebildet wird.

Weitere Merkmale werden im folgenden im einzelnen erläutert.

Die Fig. 3A zeigt einen Schnitt in der Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs 9, d. h. in der Längsrichtung des spaltförmigen Projektionsstrahlenbündels, während die Fig. 3B einen zur Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs 9 rechtwinkligen Schnitt zeigt.

In der Ebene der Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs 9 werden die Hauptstrahlen durch die Zylinderlinse 61, deren Brechkraft mit Bezug zu dieser Zeilenlängsrichtung bestimmt ist, zu parallelen Strahlen gebrochen, und deshalb bewirkt das Rasterobjektiv, daß das Abbildungslicht leistungsfähig und genau an der Oberfläche des Lichtempfangsteils 10 abgebildet wird. Hierbei hat die Zylinderlinse 62 keine Brechkraft in der Ebene der Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs 9, weshalb das Projektionsstrahlenbündel in dieser Richtung nicht dem Einfluß der Zylinderlinse 62 unterliegt.

Im Gegensatz hierzu werden in einer zur Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs 9 rechtwinkligen Richtung, d. h. in der Breitenrichtung des spaltförmigen Projektionsstrahlenbündels, wie die Fig. 3B zeigt, nahezu die gesamten Hauptstrahlen zum Eintreten in das Rasterobjektiv 9 durch die Zylinderlinse 62 gebracht, deren Brechkraft zur Zylinderlinse 61 unterschiedlich und mit Bezug zu dieser Richtung bestimmt ist, wobei die Unterseite der Zylinderlinse 62 eben ausgebildet ist, so daß sie mit der Tragplatte 8 in Berührung ist und keinerlei Verlust in der Lichtmenge auftritt. Auf Grund der Tatsachen, daß die genannte Breitenrichtung die Richtung ist, in der die Schreibfläche 1 und die Vorlage auf der Tragplatte 8 schlitzförmig abgetastet werden, und daß die Breite des Projektionsstrahlenbündels im Vergleich zu dessen Länge in der Längsrichtung des Projektionsstrahlenbündels ausreichend klein ist, wird eine große Brechkraft der Zylinderlinse 62 die gelesene oder abgetastete Abbildung nicht verschlechtern.

Wie beschrieben wurde, kommt eine Kondensoreinrichtung zur Anwendung, die geeignete unterschiedliche Brechkräfte in der Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs und in der zu dieser Zeilenlängsrichtung rechtwinkligen Richtung hat, weshalb keine Verluste der Lichtmenge und keine Verschlechterung der gelesenen Abbildung auftreten.

Insbesondere wird die Brechkraft in der zur Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs rechtwinkligen Richtung größer als die Brechkraft in der Zeilenlängsrichtung angesetzt, weshalb die vom Lichtempfangsteil aufgenommene Lichtmenge ohne eine Verschlechterung der gelesenen Abbildung erhöht werden kann.

Die Kondensoreinrichtung ist nicht auf die oben beschriebene Ausbildungsform begrenzt, sondern sie kann eine Kombination aus einer Zylinderlinse und einer torischen Linse oder eine Kombination aus einer Linse, die dieselbe Brechkraft in allen Richtungen hat, und einer Linse mit einer Brechkraft in einer einzigen Richtung sein oder eine Einzellinse sein, deren Fresnelgestalt zwischen der Längsrichtung und der Breitenrichtung des Projektionsstrahlenbündels verschiedenartig ist, oder sie kann aus anderen Linsen von unterschiedlicher Brechkraft bestehen.

Die Kondensoreinrichtung hat eine im wesentlichen rechteckige Gestalt, die geringfügig größer ist als der Querschnitt des spaltförmigen Projektionsstrahlenbündels, so daß sie der Form des Spalts entspricht.

Auch ist das Lichtempfangsteil nicht auf ein lichtempfindliches Medium beschränkt, sondern kann eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung oder irgendeine andere, auf Licht ansprechende Vorrichtung sein. Ferner kann in der zweiten, beim Ausführungsbeispiel durch die Schreibfläche 1 gebildeten Objektebene ein Zwischenbild von einem Diapositivfilm oder einem Mikrofilm oder dgl. angeordnet sein.

Claims

1. Bildlesegerät, mit
einer transparenten, eine erste Objektebene bildenden Tragplatte (8) zum Auflegen einer Vorlage, einem zeilenförmigen Rasterobjektiv (9), das in Zeilenlängsrichtung desselben nebeneinander angeordnete konvergente optische Elemente aufweist, zum zeilenweisen Abbilden der ersten Objektebene auf einem Lichtempfangsteil (10), wobei die Tragplatte (8) und das Rasterobjektiv (9) relativ zueinander bewegbar sind zur Abtastung der Vorlage auf der Tragplatte (8) senkrecht zur Zeilenrichtung,
einem Projektionsobjektiv (5) zum Projizieren von Bildinformationslicht in Richtung zur ersten Objektebene, wobei das Bildinformationslicht von einer von der ersten Objektebene verschiedenen, zweiten Objektebene (1) ausgeht, und
einer dicht vor der ersten Objektebene angeordneten Kondensoreinrichtung (61, 62), die die Hauptstrahlen des vom Projektionsobjektiv (5) ausgehendem Projektionsstrahlenbündels in einer die Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs (9) und die optische Achse des Projektionsobjektivs enthaltenden Ebene parallel zueinander ausrichtet, wobei auf dem Lichtempfangsteil (10) entweder die auf der Tragplatte (8) angeordnete Vorlage oder ein in der zweiten Objektebene angeordnetes Objekt abgebildet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Projektionsobjektiv (5) die zweite Objektebene (1) in die erste Objektebene abbildet,
daß die Kondensoreinrichtung (61, 62) die Hauptstrahlen des von dem Projektionsobjektiv (5) ausgehenden Projektionsstrahlenbündels in einer senkrecht zur Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs (9) verlaufenden Ebene in Richtung zur Pupille des Rasterobjektivs (9) konvergierend ausrichtet,
daß die Kondensoreinrichtung (61, 62) in einer zur optischen Achse des Projektionsobjektivs (5) senkrechten Ebene eine der Form des Rasterobjektivs (9) entsprechende Rechteckform hat, deren Längsrichtung in Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs (9) verläuft, und
daß die Kondensoreinrichtung (61, 62) und das Rasterobjektiv (9) während der Abtastung des Objektes in der zweiten Objektebene quer zur Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs relativ zueinander unbeweglich sind.

2. Bildlesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensoreinrichtung (61, 62) eine erste Zylinderlinse (61) mit einer Brechkraft in Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs (9) und eine zweite Zylinderlinse (62) mit einer Brechkraft in zur Zeilenlängsrichtung rechtwinkliger Richtung umfaßt.

3. Bildlesegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Zylinderlinsen (61, 62) eine Fresnellinse ist.

4. Bildlesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtempfangsteil (10) ein photoleitfähiges Medium ist und daß die Abbildung auf dem photoleitfähigen Medium mit Hilfe von Bearbeitungseinrichtungen (11), die rund um das photoleitfähige Medium angeordnet sind, entwickelt und aufgezeichnet wird.

5. Bildlesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine in der zweiten Obbjektebene angeordnete Schreibfläche (1), die mittels eines Schreibgerätes beschriftet werden kann, und eine Beleuchtungseinrichtung (2) für die Schreibfläche, wobei das Bildinformationslicht durch spaltenförmiges Beleuchten und Abtasten der Schreibfläche erzeugt wird.

6. Bildlesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensoreinrichtung (61, 62) in Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs (9) länger als das Rasterobjektiv ist.

7. Bildlesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der Kondensoreinrichtung (61, 62) quer zur Zeilenlängsrichtung des Rasterobjektivs (9) größer als die Abmessung des Rasterobjektivs quer zu seiner Zeilenlängsrichtung ist.