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Die Erfindung betrifft ein Abtastmodul,
geeignet zum Anbau an ein Dokumentenkopiergerät mit einer eigenen Dokumentenabtastvorrichtung,
und ein System mit einem Abtastmodul dieser Art und einem Dokumentenkopiergerät.
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Ein konventionelles Dokumentenkopiergerät ist mit
einer Dokumentenabtastvorrichtung ausgestattet. um ein auf ein Fenster
gelegtes Originalblatt abzutasten. In konventionellen elektrofotografischen Geräten wird
das Originalblatt durch eine geeignete Beleuchtung belichtet. wobei
das reflektierte Licht auf ein fotoleitendes Band oder eine Trommel
projiziert wird, um darauf ein Ladungsbild zu bilden. Ein dann darauf
gebildetes Tonerabbild wird dann auf ein Kopierblatt übertragen
und fixiert. Die Abtastung kann entweder mittels eines bewegten
Originalblattes, durch Bewegung des Fensters, oder durch Abtastung
des Originalblattes mittels eines optomechanischen Systems mit beweglichen
Reflektoren erreicht werden. In digitalen Dokumentenkopiergeräten bilden
auch fotoelektrische Umwandler, wie z. B. CCDs, einen Teil der Dokumentenabtastvorrichtung.
In diesem Fall wird das reflektierte Licht eines Originalblattes
streifenweise auf eine Reihe fotoelektrischer Elemente projiziert.
Diese erzeugen dann Bildsignale, die eine Angabe der auf sie fallenden
Lichtmenge sind. Solche Bildsignale können dann verwendet werden,
um ein fotoelektrisches Medium durch Laserabtastung oder LED-Belichtung
zu belichten.
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Das Patent
US 4 666 287 beschreibt eine erste
Ausführungsform
einer Dokumentenabtastvorrichtung, bei der ein Original auf ein
Fenster mit einem transparenten Teil gelegt werden kann, zwischen
den das Originalblatt mit der Informationsseite nach oben gelegt
werden kann. Das Original ist an dem Fenster durch eine Klammer
befestigt. Dieser Aufbau von Fenster und Klammer ist über ein
transparentes Fenster eines analogen Dokumentenkopiergerätes bewegbar.
In diesem Fall bezeichnet der Ausdruck "analog" eine direkte Belichtung
eines Fotoleiters durch das reflektierte Licht. Der Vorteil eines bewegbaren
Fensters ist seine Einfachheit. Ein Nachteil ist jedoch die Notwendigkeit,
das Originalblatt während
der Bewegung des Fensters richtig in Position zu halten. Besonders
im Falle von gebundenen Dokumenten kann die hierfür benötigte Klammer das
Risiko der Beschädigung
des Dokumentes mit sich bringen. Das Patent schlägt dann vor, in solchen Fällen diese
relativ einfache Abtastvorrichtung mit einem beweglichen Fenster
durch eine komplexere Abtastvorrichtung mit einem unbeweglichen
Fenster zu ersetzen. Zu diesem Zweck wird in einer zweiten Ausfüh rungsform
der gesamte Aufbau des beweglichen Fensters und der Klammer des
Dokumentenkopiergerätes
entfernt und durch eine Abtastvorrichtung mit einem unbeweglichen
Fenster ersetzt. Indem ein linearer Reflektor über das Originalblatt bewegt
wird in Kombination mit einem zweiten Reflektor, der in die entgegengesetzte
Richtung bewegt wird, wird durch ein Linsensystem eine Projektion des
Originalblattes durch das transparente Fenster auf den Fotoleiter
des Dokumentenkopiergerätes
erreicht.
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Da das Originalblatt nicht mehr bewegt
werden muß,
muß es
infolgedessen nicht mehr so fest geklammert werden. Dies reduziert
das Risiko der Beschädigung
eines gebundenen Dokumentes.
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Ein weiteres Problem ist, daß bei Abtastvorrichtungen,
in die ein gebundenes Dokument mit der Informationsseite nach oben
gelegt wird, das Dokument immer umgedreht werden muß, um zur
nächsten
Seite des Dokuments umblättern
zu können.
Dies ist eine komplizierte Prozedur. Außerdem gibt es bei gebundenen
Dokumenten die Verzerrung, die auftritt, wenn ein dickes Dokument
aufgeschlagen auf ein flaches Fenster gelegt wird. Defokussierung
und Verzerrung treten bei der Bildentstehung auf. Es gibt auch einen
Verlust von Licht und Reflektion durch einen unvollständigen Kontakt
zwischen einem flachen Fenster und einer flachen Klammer.
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Das genannte Patent
US 4 666 287 beschreibt eine dritte
Ausführungsform
einer Abtastvorrichtung. bei der ein gebundenes Dokument mit der Informationsseite
nach oben und teilaufgeschlagen gegen ein V-förmiges Fenster gehalten wird.
Ein Reflektor wird dann parallel zu einer der beiden Seiten des
V-förmigen
Fensters bewegt. Da ein gebundenes Dokument nun nicht mehr in eine
Ebene aufgeschlagen werden muß.
gibt es ein geringeres Risiko der Verzerrung des gebundenen Dokuments.
Der Nachteil ist jedoch, daß die
Konstruktion nun komplex wird, mit zwei Seiten eines Fensters unter
einem Winkel zueinander, und dadurch teuer, während das Dokumentenkopiergerät nun ungeeignet
oder sehr viel weniger geeignet zum Kopieren loser Originalblätter ist,
da die ursprüngliche
Abtastvorrichtung entfernt worden ist.
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Es müssen auch Vorsorgemaßnahmen
getroffen werden, damit die ursprüngliche Abtastvorrichtung leicht
entfernbar ist. Dies bringt wiederum zusätzliche Schritte und Beschränkungen
für die Konstruktion
der ursprünglichen
Abtastvorrichtung mit sich. Das heißt, daß es bei existierenden Dokumentenkopiergeräten nicht
möglich
ist, die oben beschriebene alternative Dokumentenabtastvorrichtung
zu montieren. Ein Ersatz ist sogar unmöglich speziell in dem Fall,
daß eine
Abtastvorrichtung in einem Dokumentenkopiergerät in dem Gehäuse unterhalb
des Fensters integriert ist. Anpassungen von Dokumentenkopiergeräten durchzuführen, bringt
zusätzliche
unnötige
Kosten für
diejenigen Anwender mit sich, die zusätzliche Einrichtungen zum Kopieren von
gebundenen Dokumenten nicht benötigen.
Meistens ist es eine begrenzte kleine Gruppe bestimmter Anwender,
wie z. B. Bibliotheken, die einen bestimmten Bedarf für Einrichtungen
zum Kopieren von Büchern
hat. Dies führt
jedoch zu einem allgemeinen Anstieg des Selbstkostenpreises, wenn
die Dokumentenkopiermaschinen für
alle Anwender geeignet gemacht werden, um die existierende Dokumentenabtastvorrichtung
durch eine alternative Abtastvorrichtung zu ersetzen. Eine begrenzte
Serie angepaßter
Dokumentenkopiergeräte
bringt wegen des damit verbundenen kleinen Produktionsumfangs ebenfalls
zusätzliche
Kosten in der Herstellung mit sich. Außerdem gibt es logistische
und Service-Nachteile beim Vertrieb von zwei verschiedenen Konstruktionen
von Dokumentenkopiergeräten.
von denen eine geeignet ist für
das Ersetzen mit einer zusätzlichen
Dokumentenabtastvorrichtung und die andere für diesen Zweck ungeeignet ist.
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GB-A-1-1 586 112 offenbart zwei verschiedene
Ausführungsformen
eines Abtastapparates zum Gebrauch in einem elektronischen Datenübertragungsapparat.
Eine der Ausführungsformen
offenbart einen Abtastapparat zur Abtastung von Blättern mit
der Vorderseite nach oben.
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US-A-S 457 547 offenbart einen Bildleseapparat,
der in der Lage ist, simultan ein reflektierendes Original und ein
transmissives Original zu lesen. Das Bild eines transmissiven Originals
wird wie das Negativ eines Fotos auf die Platte projiziert, wo es
abgetastet wird.
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Eine praktische Vorrichtung zum Abtasten gebundener
Dokumente, wie Bücher.
ist in keinem der zitierten Dokumente offenbart.
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Das Abtastmodul gemäß der in
Anspruch 1 beanspruchten Erfindung hat diese Nachteile nicht oder
aber in einem reduzierten Maß und
ist gekennzeichnet durch ein Abtastmodul, geeignet für den Anbau
an ein mit einer eigenen Dokumentenabtastvorrichtung ausgestattetes
Dokumentenkopiergerät,
wobei das Abtastmodul ausgestattet ist mit einem zum lösbaren Verbinden
mit dem Dokumentenkopiergerät geeigneten
Gehäuse,
das mit einer optisch an die Dokumentenabtastvorrichtung des Dokumentenkopiergerätes gekoppelten
Lichtaustrittsöffnung
ausgestattet ist, wobei das Gehäuse
weiter enthält:
eine eigene Dokumentenabtastvorrichtung, eine Lichtquelle zur Belichtung
eines Dokuments. das dem Abtastmodul zugeführt werden kann, und eine Reflektionsvorrichtung
zur Ablenkung des vom Dokument reflektierten Lichtes über einen
optischen Pfad zur Lichtaustrittsöffnung.
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Anstatt die eigene Dokumentenabtastvorrichtung
des Dokumentenkopiergerätes
durch ein Abtastmodul zu ersetzen, wie es in dem zitierten Stand
der Technik der Fall ist. wird ein Abtastmodul auf eine existierende
Dokumentenabtastvorrichtung aufgesetzt. um mit dieser zusammenzuarbeiten.
Dies hat den Vorteil, daß kein
oder höchstens
nur ein minimaler Eingriff an dem Dokumentenkopiergerät nötig ist
und daß die
Dokumentenabtastvorrichtung aus diesem nicht entfernt werden muß. Die einzige
benötigte
Kupplung ist höchstens
eine Kupplung eines optischen Lichtweges des Abtastmoduls zu dem
optischen Lichtweg der Dokumentenabtastvorrichtung. Das heißt. daß die Dokumentenabtastvorrichtung des
Dokumentenkopiergerätes
die Lichtaustrittsöffnung
des Abtastmoduls abtasten muß.
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Eine Ausführungsform des Abtastmoduls
ist dadurch gekennzeichnet. daß eine
Linsenvorrichtung in dem optischen Pfad enthalten ist, wobei die
Bildebene der Linsenvorrichtung am Ort einer Dokumentenzufuhrebene
des Dokumentenkopiergerätes
gelegen ist. Die Einstellung der Objektebene der Abtastvorrichtung
des Dokumentenkopiergerätes
muß dann
nicht geändert
werden, da sie schon auf die Dokumentenzufuhrebene eingestellt ist.
Ferner bleibt das Dokumentenkopiergerät geeignet zum Abtasten von
Originalblättern
mit seiner eigenen Abtastvorrichtung.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform eines
Abtastmoduls erhält
man, wenn der von der Linsenvorrichtung gebildete optische Vergrößerungsfaktor
gleich oder im wesentlichen gleich eins ist. Der von dem Dokumentenkopiergerät für seine
Abtastvorrichtung festgelegte Vergrößerungsfaktor muß dann nicht
geändert
werden.
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Trotz der Tatsache, daß das von
dem Abtastmodul projizierte Bild auf die Dokumentenzufuhrebene des
Dokumentenkopiergerätes
fokussiert ist. kann es Unterschiede in den Öffnungswinkeln der zwei optischen
Systeme in Abhängigkeit
von ihren Eigenschaften und Beschränkungen geben. Falls nicht
besondere Maßnahmen
getroffen werden. könnte
ein Teil des von dem Abtastmodul ausgehenden Lichtes wegen Unterschieden
in den Öffnungswinkeln
die Dokumentenabtastvorrichtung des Dokumentenkopiergerätes nicht
erreichen. Daher wird eine weitere vorteilhafte Ausführungsform
erreicht, wenn eine Lichtablenkungsvorrichtung in den optischen
Pfad an dem Ort der Lichtaustrittsöffnung eingeschlossen ist mit
dem Zweck, das von der Lichtaustrittsöffnung austretende Licht zu
einer Lichteintrittsöffnung
der Dokumentenabtastvorrichtung des Dokumentenkopiergerätes abzulenken.
Im Falle einer Fokussierung nahe der Lichtaustrttsöffnung.
die normalerweise praktisch mit der Dokumentenzufuhrebene des Dokumentenkopiergerätes zusammenfällt. wird
diese Vorrichtung keinen Einfluß auf
die Bildentstehung haben, aber sie wird sich auf den Wirkungsgrad
der Lichtkopplung auswirken.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform
enthält
das Abtastmodul eine Dokumentenschublade, die in eine erste und
eine zweite Position verschiebbar ist, mit dem Zweck, in der ersten
Position ein Dokument mit der Informationsseite nach oben aufzunehmen
oder zu wenden, und die Dokumentenschublade in der zweiten Position
in einer Position zu positionieren, in der das sich darin mit der
Informationsseite nach oben befindende Dokument von der Abtastvorrichtung
des Abtastmoduls abgetastet wird. Es besteht keine Notwendigkeit,
daß zum
Zweck des Umblätterns
einer Seite das Dokument selbst umgedreht wird.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform
wird in diesem Zusammenhang erhalten mit einer Lichtablenkungsvorrichtung,
die einen Diffusor enthält,
und die auch richtungsempfindlich ist. Vor allem ist ein Diffusor
billiger als Kollimationslinsen. Durch die Streuung von einfallendem
Licht in alle Richtungen, wie im Falle eines nicht richtungsempfindlichen
Diffusors, wird schon ein größerer Lichtfluß durch
die Dokumenienabtastvorrichtung des Dokumentenkopiergerätes erreicht.
Mit Streuung genau in Richtung der Dokumentenabtastvorrichtung wird
dies weiter optimiert.
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Im Falle eines Dokumentenkopiergerätes mit einer
eigenen Dokumentenabtastvorrichtung, in der zum Abtasten wenigstens
ein Teil der Dokumentenabtastvorrichtung in Bezug auf ein Dokument
bewegbar ist. wird ein vorteilhaftes System in Kombination mit einem
Abtastmodul gemäß der in
Anspruch 12 beanspruchten Erfindung erhalten, indem in einem ersten
Modus, in dem das Abtastmodul nicht montiert ist. der wenigstens
eine Teil der Dokumentenabtastvorrichtung sich In Bezug auf ein
Dokument, das auf dem Dokumentenkopiergerät vorhanden ist, bewegt und
in einem zweiten Modus, in dem das Abtastmodul montiert ist und
arbeitet, der wenigstens eine Teil der Dokumentenabtastvorrichtung in
einer festen Position in Bezug auf die Lichtaustrittsöffnung des
Abtastmoduls angeordnet ist.
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In diesem Fall muß nur das Steuersystem des
Dokumentenkopiergerätes
angepaßt
werden, um den Teil der Dokumentenabtastvorrichtung im zweiten Modus
in die feste Position zu bewegen. In diesem Fall sind keine weiteren
mechanischen Einstellungen des Dokumentenkopiergerätes notwendig.
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In einem Dokumentenkopiergerät mit einer eigenen
Abtastvorrichtung, bei der das Dokumentenkopiergerät mit Vorrichtungen
zur automatischen Zufuhr von Dokumenten ausgestattet ist, um die
Dokumente entlang der an einer festen Position angeordneten Dokumentenabtastvorrichtung
zu bewegen, wird ein vorteilhaftes System in Kombination mit einem
Abtastmodul gemäß der in
Anspruch 13 beanspruchten Erfindung erreicht, indem die Lichtaustrittsöffnung des
Abtastmoduls gegenüber
der festen Position angeordnet ist.
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In diesem Fall ist es sogar überflüssig, eine zusätzliche
Steuerung der Dokumentenabtastvorrichtung in Bezug auf die Position
einzurichten.
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Eine Beschreibung des Abtastmoduls
gemäß der Erfindung
erfolgt mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen, wobei:
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1 ein
Abtastmodul gemäß der Erfindung zeigt;
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2 eine
erste Kombination des Abtastmoduls aus 1 in einer Dokumentenabtastvorrichtung
vom Verkleinerungstyp zeigt;
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3 eine
zweite Kombination des Abtastmoduls aus 1 mit einer Dokumentenabtastvorrichtung
vom Kontakttyp zeigt;
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4 schematisch
die Kopplung mittels eines Diffusors zwischen dem optischen System
des Abtastmoduls und der Dokumentenabtastvorrichtung vom Verkleinerungstyp
zeigt;
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5 schematisch
die Kopplung mittels einer Kollimationslinse zwischen dem optischen
System des Abtastmoduls und der Dokumentenabtastvorrichtung vom
Verkleinerungstyp veranschaulicht;
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6 schematisch
die Kopplung mittels eines Diffusors zwischen dem optischen System
des Abtastmoduls und der Dokumentenabtastvorrichtung vom Kontakttyp
veranschaulicht: und
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7 ein
Diagramm ist, das eine Konstruktion zum Messen des Abstandes zwi-.
schen einem Originalblatt und der Abtastvorrichtung zeigt.
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1 veranschaulicht
ein der Erfindung entsprechendes Abtastmodul 1. Das Abtastmodul
ist umgrenzt von einem Gehäuse 2 und
bildet eine unabhängig
arbeitende Einheit. Die für
diesen Zweck benötigten
Steuerungs- und Antriebsmittel sind in der Zeichnung nicht gezeigt,
da sie von einem Fachmann ohne weiteres ergänzt werden. Jegliche Signalverbindungen,
die zur Synchronisation mit zusammenarbeitenden Geräten herausgeführt werden,
sind aus dem gleichen Grund weggelassen worden. Mechanische Mittel
zum lösbaren
Verbinden des Abtastmoduls mit einer Dokumentenabtastvorrichtung
eines Dokumentenkopiergerätes
sind ebenfalls Schritte, für die
der Fachmann nicht mehr als sein übliches Wissen benötigt. Ein
wesentlicher Schritt für
die Erfindung ist eine Lichtaustrittsöffnung 3, durch die
sichtbares Licht aus dem Gehäuse 2 austritt.
In der einfachsten Konstruktion kann die Lichtaustrittsöffnung 3 durch
eine Öffnung
in Form eines Schlitzes gebildet sein, der durch ein optisch transparentes
Material, z. B. eine Glasplatte, verschlossen ist. In spezielleren Konstruktionen
kann das optische Material spezielle Brechungseigenschaften haben,
wie weiter unten erläutert
wird. In dem Abtastmodul 1 gemäß der Erfindung wird ein gebundenes
Dokument, z. B. ein Buch, mit der Informationsseite sich aufwärts erstreckend (mit
der Vorderseite nach oben) abgetastet. Dies hat den Vorteil, daß das Dokument
vor dem Umblättern zu
einer folgenden Seite nicht umgedreht werden muß. Dies steht im Gegensatz
zu konventionellen Dokumentenkopiergeräten, in denen ein Original
mit der Vorderseite nach unten abgelegt werden muß. Zu diesem
Zweck enthält
das Abtastmodul 1 eine Dokumentenschublade 4,
die herausgeschoben werden kann, so daß die Dokumentenschublade 4 in
der herausgeschobenen Position aus dem Gehäuse 2 hervorsteht.
In der herausgeschobenen Position kann ein Blatt des gebundenen
Dokumentes 5, das mit der Informationsseite nach oben gerichtet
ist. umgeblättert
werden. In der hereingeschobenen Position ist die Dokumentenschublade 4 unter
der Abtastvorrichtung des Abtastmoduls 1 angeordnet, und
ein in der Dokumentenschublade angeordnetes gebundenes Dokument 5 kann
abgetastet werden. Die Abtastvorrichtung enthält einen Abtastwagen 6,
der entlang eines Führungsmechanismus 7 in
die Richtungen bewegt werden kann, die durch die Pfeile 10 angezeigt werden.
Der Abtastwagen 6 enthält
eine Lampe 8 zur Belichtung des Dokumentes 5,
eine Abschirmkappe 9 und einen spiegelnden Reflektor 11.
Diese sind alle linear aufgebaut mit der longitudinalen Achse senkrecht
zu den Bewegungsrichtungen 10, so daß für jede Position des Abtastwagens 6 ein
Streifen des Dokumentes 5 senkrecht zu den Bewegungsrichtungen 10 abgetastet
wird. Unter diesen Bedingungen bewegt sich der Abtastwagen 6 über das
ganze Dokument 5. Das Licht, das von der Lampe 8 ausgeht und
von dem Dokument 5 reflektiert wird, wird von dem Reflektor 11 zu
den Umkehrspiegeln 12 und 13 in einem Spiegelwagen 14 abgelenkt,
der ebenfalls bewegbar ist. Der Spiegelwagen 14 ist in
die gleichen Richtungen 15 wie der Abtastwagen 6 bewegbar,
allerdings mit der halben Geschwindigkeit. Als Ergebnis bleibt die
Länge des
optischen Pfades 16 dieselbe. Das Licht. das von dem Spiegelwagen 14 ausgeht.
wird über
eine feste Fokussierungslinsenvorrichtung 17 und einen
festen Reflektor 18 zu der Lichtaustrittsöffnung 3 abgelenkt.
Es sollte beachtet werden, daß,
obwohl das hier beschriebene Abtastmodul 1 mit einem bewegbaren
Abtastwagen 6 und einem stationären Dokument 5 konstruiert
ist, es ebenso möglich
ist, das Dokument 5 unter einem stationären Abtastwagen 6 entlangzuführen. Wichtig
ist jedoch, daß eine
lineare Abtastung erreicht wird, wobei der unmittelbar abgetastete
Streifen immer durch die Lichtaustrittsöffnung 3 austritt.
Vorzugsweise ist die Lichtaustrittsöffnung 3 nach unten
gerichtet, mit dem Zweck einer optischen Kopplung mit der Dokumentenabtastvorrichtung
eines Dokumentenkopiergerätes,
in dem die Origiriale zum Abtasten mit der Informationsseite nach
unten abgetastet werden. Das Abtastmodul 1 kann dann ohne
weiteres über
einer solchen Dokumentenabtastvorrichtung montiert werden.
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2 zeigt,
wie das Abtastmodul I aus 1 mit
einer Dokumentenabtastvorrichtung 19 eines Dokumentenkopiergerätes kombiniert
werden kann. das nicht Im Detail in der Zeichnung gezeigt ist. Das
Abtastmodul 1 aus 1 ist
in diesem Falle vorzugsweise über
das Gehäuse 2 auf
der Oberseite 20 der Dokumentenabtastvorrichtung 19 lösbar montiert. Letztere
enthält
ein transparentes Fenster 21, auf dem, in einem ersten
Betriebsmodus ohne die Anwesen heit des Abtastmoduls 1.
Originalblätter
mit der Informationsseite nach unten zum Abtasten abgelegt werden.
In einem zweiten Modus, in Anwesenheit des Abtastmoduls 1,
ist ein Abtastwagen 22 mit einer Lampe 23, einer
Abschirmkappe 24 und einem Reflektor 25 fest angeordnet
an einer Position gegenüber
der Lichtaustrittsöffnung 3 des
Abtastmoduls 1. In diesem Fall ist der Abtastwagen 22 in
die angezeigten Richtungen 27 mit der Hilfe der Führungsvorrichtung 26 bewegbar.
Der lineare Reflektor 25 lenkt das Licht des von dem Abtastmodul 1 abgetasteten
Streifens des Dokumentes 5 mittels eines Spiegelwagens 29,
der in die Richtungen 28 bewegbar ist, auf einen fotoelektrischen
Umwandler 30 ab. Der fotoelektrische Umwandler 30 hat
die Form einer linearen CCD-Reihe mit der longitudinalen Richtung
so, daß der
abgetastete Streifen des Dokumentes 5 darauf über die
Linsenvorrichtung 31 abgebildet wird. Natürlich ist
in dem zweiten Modus auch der Spiegelwagen 29 in einer
festen Position angeordnet. Der Abtastwagen 22 enthält auch
Reflektoren 32 und 33 zum Ablenken des Lichts
von dem Abtastwagen 22 zu dem fotoelektrischen Umwandler 30.
Die Dokumentenabtastvorrichtung 19 benötigt keine teuren strukturellen Änderungen,
um sie zur Zusammenarbeit mit dem Abtastmodul 1 in der
beschriebenen Weise geeignet zu machen. Das höchste, was benötigt wird,
ist, in dem Steuersystem des Dokumentenkopiergerätes einen Modus zu definieren,
in dem der Abtastwagen 22 und der Spiegelwagen 29 die
benötigten
notwendigen Positionen einnehmen und die Lampe 23 ausgeschaltet
ist. Die von dem fotoelektrischen Umwandler 30 erzeugten
elektrischen Bildsignale sind geeignet, eine Druckvorrichtung, wie
z. B. eine Laser- oder LED-Belichtung in Kombination mit einem fotoleitenden
Medium in Betrieb zu setzen, um ein Tonerbild auf einem Kopierblatt
zu erzeugen.
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Vorzugsweise ist der von dem optischen System
des Abtastmoduls gebildete Vergrößerungsfaktor
gleich eins. Der Vergrößerungsfaktor
der Dokumentenkopiervorrichtung 19 benötigt dann keine Anpassung.
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Darüber hinaus fällt die
von dem optischen System des Abtastmoduls 1 gebildete Bildebene
bevorzugt annähernd
mit der Ebene des Fensters 21 zusammen. Auf diese Weise
wird das Material, das in dieser Ebene liegt, einen minimalen Einfluß auf die Bildentstehung
haben.
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Die beschriebene Dokumentenabtastvorrichtung 19 ist
vom Verkleinerungstyp, bei dem das Abbilden über die Linsenvorrichtung 31 in
einem verkleinerten Maßstab
auf den fotoelektrischen Umwandler 30 abgebildet wird.
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3 zeigt
das Abtastmodul 1 aus 1 in Kombination
mit einer Dokumentenabtastvorrichtung 34 vom Kontakttyp.
In diesem Falle wird ein 1 : 1 Abbild der mit dem Fenster 21 zusammenfallenden
Objektebene mittels einer Selfoc-Linsenreihe 35 auf einem
fotoelektrischen Umwandler 36 vom Kontakttyp erzeugt. Der
Abtastwagen 37 ist auch mit einer Lampe 38 und
einer Abschirmkappe 39 ausgestattet. Ein Abtastwagen 37 ist,
in einem ersten Modus ohne ein angebrachtes Abtastmodul 1,
ebenfalls über
die Führungsvorrichtung 40 in
die Richtungen 41 bewegbar. In einem zweiten Modus mit
montiertem Abtastmodul . 1 ist der Abtastwagen 37 an einer
festen Position gegenüber
der Lichtaustrittsöffnung 3 des
Abtastmoduls 1 angeordnet.
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Um sicherzustellen, daß soviel
Licht wie möglich,
das von dem abgetasteten Original 5 reflektiert wird, auf
den abschließenden
fotoelektrischen Umwandler 30/ 36 fällt, kann eine Anzahl weiterer Schritte
erfolgen.
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4 zeigt
einen Schritt von dieser Art zur Steigerung der Effizienz des Lichttransfers
von dem Abtastmodul 1 zu der Dokumentenabtastvorrichtung 19 vom
Verkleinerungstyp. Hier bezeichnet das Bezugszeichen 42 symbolisch
das abzubildende Objekt, welches einem abzutastenden Streifen des
Dokumentes 5 entspricht. Das Bezugszeichen 43 veranschaulicht
schematisch das abschließende
Bild auf dem fotoelektrischen Umwandler 30. Ebenfalls dargestellt
sind die Linse 17 des Abtastmoduls 1, ein Diffusor 44 und
die Linse 31 der Dokumentenabtastvorrichtung 19.
Die Funktion des Diffusors 44 ist es, das darauffallende
und von dem Dokument 5 reflektierte Licht in die Richtung
der Öffnung
der Linse 31 zu streuen, um den Wirkungsgrad des Lichttransfers zu
erhöhen.
Der Diffusor 44 ist in der Ebene der Lichtaustrittsöffnung 3 des
Abtastmoduls 1 angeordnet. Die Linsen 17 und 31 sind
ebenfalls so angeordnet, daß die
Bildebene der Linse 17 mit der Objektebene der Linse 31 zusammenfällt und
beide Ebenen im wesentlichen in der Ebene der Lichtaustrittsöffnung 3 gelegen
sind. In einer ersten Ausführungsform
ist der Diffusor 44 konstruiert als eine flache Platte,
die über
einen großen
Winkel auf sie treffendes Licht streut. 4 zeigt schematisch mit der Kegelform 46 mit
den Winkeln Φ und α den maximalen Winkel,
unter dem das noch vom Dokument 5 reflektierte Licht auf
den Diffusor 44 fällt.
Die Kegelform 47 mit den Winkeln Φ und β zeigt den maximalen Winkel,
unter dem die die Linse 31 enthaltende Dokumententabtastvorrichtung 19 noch
von dem Diffusor 44 gestreutes Licht erhalten kann. Im
Falle eines Diffusors 44, der das einfallende Licht in
jede Richtung nach einer Lambertschen Verteilung 48 streut,
wird mindestens ein Teil des Lichtes immer noch empfangen, das heißt. derjenige
Teil der Verteilung 48. der mit der Kegelform 47 zusammenfällt. Es
ist zu bemerken, daß in
Abwesenheit des Diffusors 44 zugegebenermaßen immer
noch Licht von der Dokumentenabtastvorrichtung 19 empfangen
wird, obwohl dieses Licht einen kleinen Winkel mit der optischen
Achse 16 einschließen
wird. Im Ergebnis wird nur ein kleiner Teil des Dokuments 5 abgebildet.
Trotz einer gewissen Lichtabsorption ergibt der Diffusor 44 eine
größere Lichtausbeute,
indem er sogar Licht, das einen größeren Winkel mit der optischen
Achse 16 einschließt,
zu der Dokumentenabtastvorrichtung 19 leitet. Mit dem Diffusor 44 wird
nun ein größerer Teil
des Dokumentes 5 abgebildet. Ein Polycarbonat-Diffusor gibt
beispielsweise 20% bis 50% des einfallenden Lichtes weiter und streut
es nach einer Lambertschen Verteilung. Der Wirkungsgrad der gesamten
Lichtübertragung,
der mit einem Diffusor von dieser Art erreicht werden kann, beträgt näherungsweise
2%.
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Ein holografischer Diffusor, z. B.
ein von der Physical Optics Corporation gelieferter Lichtform-Diffusor
(Light Shape Diffuser), weist eine gerichtetere Verteilung auf.
Dies kann z. B. eine 1°·40° elliptische Verteilung
sein. Damit kann die Lichtübertragung
um etwa 60% erhöht
werden. Die Transmission ist mehr als 85%, wobei die Verteilung
des gestreuten Lichtes eher eine flache Verteilung in der Hauptrichtung
aufweist. Berücksichtigt
man die zusätzlichen
Verluste durch die Reflektoren und Glas-Luft-Übergänge, ist die Lichtübertragung
um etwa 40% vergrößert. Wenn die
Linse 17 eine Brennweite f von 270 mm und eine Apertur
oder f-Zahl f# von 5.0 hat, erreicht ungefähr 0.15% des von dem Dokument 5 reflektierten
Lichtes den Diffusor 44. Der Gesamtwirkungsgrad eines Abtastmodules 1 von
dieser Art ist dann ungefähr 0,06%.
Die Dokumentenabtastvorrichtung 19 hat, zum Vergleich,
einen Wirkungsgrad von 1.3 %. In diesem Fall hat die Linse 31 der
Dokumentenabtastvorrichtung 19 eine Brennweite von 50 mm
und eine Apertur oder f-Zahl f# von 3,2.
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Der optische Vergrößerungsfaktor
M des Abtastmoduls ist vorzugsweise 1, da dann keine Notwendigkeit
besteht, eine existierende Dokumentenabtastvorrichtung anzupassen.
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5 zeigt
eine Ausführungsform.
bei der eine Kollimatorlinse 49 anstelle der Lichtaustrittsöffnung 3 verwendet
wird. Die Linse 49 ist zylindrisch und hat die Breite des
abzutastenden Dokumentes 5. Obwohl die Verluste durch Streuung
und Absorption kleiner sind als im Falle eines Diffusors, muß das kollimierte
Licht immer noch von der Dokumentenabtastvorrichtung 19 empfangen
werden. In Abhängigkeit
von den Eigenschaften des optischen Systems des Abtastmoduls 1 und
der Dokumentenabtastvorrichtung 19 kann der Wirkungsgrad
größer, aber
auch kleiner sein verglichen mit einer Ausführungsform, die einen Diffusor
verwendet.
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6 zeigt
eine Ausführungsform
mit einer Dokumentenabtastvorrichtung 34 vom Kontakttyp. Hier
wird die Selfoc-Linsenreihe 35 in Kombination mit dem fotoelektrischen
Umwandler 36 vom Kontakttyp verwendet. Dokumentenabtastvorrichtungen 34 dieser
Art sind sehr viel effizienter, da die Apertur dieser Linsen sehr
viel größer ist
als die von herkömmlichen
Linsen. Charakteristische Werte der Apertur f# sind 2.7 und 1,8.
Hier ist Θ der
maximale Empfangswinkel, unter dem die SLA-Reihe (SLA. Selfoc Lense
Array) noch Licht empfangen kann. In einer Ausführungsform ist auf diese Weise
ein Wirkungsgrad von 0.04% möglich.
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Die Krümmung der Seiten eines offenen
gebundenen Dokumentes führt
zu Verzerrung und Defokussierung im abgetasteten Bild. Die Verzerrung liegt
daran. daß der
Winkel, unter dem das Dokument 5 wahrgenommen wird, sich
besonders am Buchrücken
des Dokumentes 5 ändert.
Indem die Geschwindigkeit des Abtastwagens 6 daran angepaßt wird,
kann eine Korrektur für
diese Verzerrung zur Verfügung
gestellt werden.
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Eine Defokussierung tritt auf, weil
der Abstand zwischen dem Dokument 5 und dem Reflektor 11 variiert.
Dieses kann korrigiert werden durch eine Anpassung der Position
des Spiegelwagens 14.
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Diese Korrekturen können nur
dann durchgeführt
werden, wenn der Abstand zum Dokument 5 und der Winkel,
den das Dokument 5 mit der optischen Achse 16 einschließt, bekannt
sind. Verschiedenste Ausführungsformen
sind in diesem Zusammenhang möglich.
Eine Entfernungsmessung kann sowohl mit Ultraschall als auch optisch
bewirkt werden. Eine Autofokusvorrichtung kann ebenfalls verwendet
werden.
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7 zeit
schematisch, wie der Abtastwagen 6 mit einer Entfernungsmeßvorrichtung 51 ausgestattet
werden kann. Zu diesem Zweck enthält die Vorrichtung 51 einen
lichtemittierenden Sender 52 und einen lichtempfindlichen
Empfänger 53.
Indem die Entfernungen 54, 55 und 56 an
regelmäßigen Positionen
des Abtastwagens 6 gemessen werden, ist es zusätzlich möglich, den
Winkel zu bestimmen, den das Dokument 5 mit der Bewegungsrichtung 57 des Abtastwagens 6 einschließt. Auf
diese Weise ist es möglich,
eine Korrektur für
die Verzerrung zur Verfügung
zu stellen.