DE720119C - Lichtstrahlabtaster mit einer Gluehlampe als Lichtquelle, einer Abtastscheibe und einer Projektionsoptik - Google Patents

Description

• Lichtstrahlabtaster mit einer Glühlampe als Lichtquelle, einer Abtastscheibe und einer Projektionsoptik Bei den bisher verwendeten Lichtstrahlabtastern, insbesondere beim Gegenfernsehen, wurde der Lichtstrom mit Hilfe von Hochleistungsbogenlampen erzeugt. Der hohe Stromverbrauch der Bogenlampen sowie die hierbei stets erforderliche Wartung wurden als außerordentlich störend empfunden. Es wurde daher vorgeschlagen, statt der Bogenlampen Glühlampen zu verwenden, doch ergaben sich hierbei infolge der geringen Leuchtdichte dieser Lampen große Schwierigkeiten. Man bemühte sich daher, die zur Abtastung zur Verfügung stehende Lichtmenge mit allen Mitteln zu vergrößern. Zu diesem Zwecke wurden auf der Abtastscheibe verhältnismäßig große Bildfelder (von etwa .4o ,< q:0 mm und mehr) möglichst stark .ausgeleuchtet. Durch die verhältnismäßig große Bildfläche auf der Scheibe ergab sich bei den üblichen Abmessungen der Geräte jedoch eine sehr geringe Tiefenschärfe, d. h. schon verhältnismäßig geringe Bewegungen der abzutastenden Person nach vorn oder nach rückwärts verursachten eine erhebliche Unschärfe des zii übertragenden Bildes.
• Dem Aufbau des gesamten optischen Systems gemäß der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, durch Verwendung einer kurzbrennweitigen Projektionsoptik dieTiefenschärfe ohne übermäßig große Baulängen der gesamten Anlage zu steigern, so daß die zu übertragende Person sich innerhalb des gegebenen Raumes frei bewegen kann. Der durch den Gewinn an Tiefenschärfe bedingte Lichtverlust wird dadurch kompensiert, .daß für die Optik zwischen Lichtquelle und Projektionsobjektiv ein großes Öffnungsverhältnis gewählt wird. Hierzu bedient man sich des aus der Filmprojektionstechnik bekannten Vereinigung gedrängten Zusammenbauesciner Projektionsglühlampe verhältnismäßig kleiner Leuchtfläche in Verbindung mit einem asphärischen Kondensator verhältnismäßig großer Öffnung. Dieses Aggregat wird vor der Abtastlochscheibe mit der dahinterliegenden Projelztionsoptik in der Weise angeordnet, daß der Kondensor die Lichtquelle in der-Eingangsebene der Projektionsoptik etwa im Verhältnis i : i abbildet und der Lichtstrom in der Ebene der zwischen Kondensor und Projektionsoptik angeordneten Bildzerlegereinrichtung praktisch den gleichen Querschnitt besitzt wie in der Eingangsebene der Projektionsoptik, die eine verhältnismäßig kurze Brennweite hat und das ausgeleuchtete Bildfeld der Abtastscheibe vielfach vergrößert auf dem abzutastenden Gegenstand abbildet. Ztveckmäßiger@.>eise wird die der Glühlampe zugewandte Begrenzungsfläche der Kondensoroptik möglichst unmittelbar an der Wandung der Glühlampe angeordnet und damit an die Leuchtkörperfläche soweit als möglich angenähert. Der Kolbendurchmesser der Glühlampe muß derart gewählt sein, daß die in der Lampe auftretende Wärme das Glas des Kolbens nicht so erhitzt, daß seine Widerstandsfähigkeit gegen den äußeren Luftdruck gefährdet wird. Durch Verwendung intensiver Kühlung kann das Verhältnis zwischen Wendelfläche und Kolbenhalbmesser verkleinert und damit günstiger gestaltet werden, so daß man Lampen benutzen kann, deren Wendel so sehr der Glaswand angenähert ist, daß diese nur durch Kühlung vor übermäßiger Erwärmung und damit vor Zerstörung geschützt wird. Die Glühlampe, die Kondensoroptik und gegebenenfalls auch die Bildzerlegervorrichtung werden daher durch Druckluft gekühlt.
• Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung erläutert.
• Die Glühlampe i von etwa. 5oo Watt mit der Wendel z besitzt ein dem Bildfeld auf der Zerlegerscheihe in der Größe,entsprechendes Wendelfeld von etwa o '- -9 mm. Die Kondensoroptik 3, die aus einem asphärischen Linsensystem besteht, wird mit ihrer vordersten Glasfläche dein leuchtenden Wendelfeld auf ungefähr 15 mm genähert. Sie hat eine Brennweite von ungefähr i 5 mm und ein Üffnungsverhältnis von -ungefähr i : o,6, eine vordere Hauptebene H' und eine hintere H. Diese Ebenen sind zwar in Wirklichkeit bei einem derartigen Linsensystem gekrümmt, hier aber der Einfachheit halber linear gezeichnet. Die in verhältnismäßig geringer Entfernung von der Kondensoroptik 3 befnidliche Spirallochscheibe .l besitzt ein Bildf(-id 5 für ein i so-Zeilen-Bild in einer Gr@ißenordnuitg von etwa ; 1 ; 7 mm.
• Dies läßt sich bei einer Einfachspirail )chsc.heibe, die mit 1500 Umdrehungen in der Minute läuft, bei einem Lochscheibendurchmesser von etwa 400 mm erreichen. Die Lochgröße dieser Scheibe entspricht der theoretischen Auflösung in gleich viele Bildelemente in Bild- und Zeilenrichtung, in diesem Falle also i So. Der Lochdurchmesser beträgt etwa 0,035 mm.
• Die Kondensoroptik 3 ist so ausgebildet, daß das Bildfeld auf der Scheibe möglichst gleichmäßig ausgeleuchtet wird. Es wird ein nur wenig vergrößertes ungefähres Abbild der Wendel z durch die Kondensor optik 3 in der Nähe der Eingangsöffnung 7 des Objektivs 6 bzw. in der Nähe der vordersten Hauptebene HI' des Objektivs 6 erzeugt. Die hintere Hauptebene des Objektivs 6 ist Hl.
• Das Objektiv 6 dient zur Abbildung des Bildfeldes 5 der Lochscheibe .4 auf die :'i£btastebene, also auf die abzutastende Person oder den abzutastenden Gegenstand, der auch ein Film, Diapositiv oder ein anderes feststehendes Bild sein kann. Das Objektiv 66 besitzt eine kurze Brennweite von etwa 2 5 bis 5 mm und eine Öffnung von etwa o,9. Es ist für die Farben korrigiert, die im Empfindlichkeitsspektrum der Photozelle im wesentlichen auftreten.
• Die Kühlung der Glühlampe bei der beschriebenen Anordnung erfolgt mit Druckluft. Der entsprechende Druckluftereuger kann z. B. vom gleichen Motor wie die Abtastscheibe angetrieben werden und gleichzeitig den Motor und. das Scheibengehäuse gründlich lüften, was bei Dauerbetrieb sehr wfinschenswert ist. Bei den Glühlampen mit verhältnismäßig geringen Lichtleistungen kann durch die Luftkühlung bereits eine übermäßige Erwärmung der Scheibe bzw. des Scheibengehäuses vermieden werden. Bei den bisherigen Anordnungen war stets Wasser bzw. Wasser und Luft für die Kühlung erforderlich.
• Der kleine Durchmesser und die geringe Umdrehungszahl der Lochscheibe geben die Möglichkeit, die Scheibe in einem mit atmosphärischem Luftdruck gefüllten Raum laufen zu lassen, im Gegensatz zti den Gehäusen im Vakuum, die für größere Scheiben mit hohen Umdrehungszahlen erforderlich sind.
• Durch die erfltidungsgemäf.')e Anordnung der optischen Elemente und ihre Bemessung ergibt sich ein verhältnismäßig sehr kleines Bildfeld auf der Abtastscheibe und dadurch die Möglichkeit, die Abtastung mittels einer Einfachspirale durchzuführen. Damit entfällt die Blendenscheibe, die bei Verwendung großer Bildfelder infolge der dadurch bedingten Mehrfachspirallochscheibe stets erforderlich ist. Dies ergibt eine erhebliche Verringerung des gesamten baulichen Aufwandes. Das Gesamtgewicht einer so ausgestatteten Gegensehstation beträgt nur etwa x!5 bis 1/1o der bisher für denselben Zweck verwendeten Anlagen. Die hierbei benutzten kurzbrennweitigen Objektive sind im allgemeinen in größerem Öffnungsverhältnis herstellbar und überdies billiger als langbrennweitige Objekte mit gleichem öffnungsverhältnis.
• Die Einrichtung ist nicht nur für Zwecke des Gegenfernsehens verwendbar, sondern auch für alle anderen Zwecke, bei denen Lichtstrahlabtaster benutzt werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Lichtstrahlabtaster mit einer Glühlampe als Lichtquelle, einer Abtastscheihe und einer Projektionsoptik, die das Bildfeld der Scheibe auf dem abzutastenden Gegenstand abbildet, insbesondere für das Gegenfernsehen, gekennzeichnet durchVerwendung einer Projektionsglühlampe verhältnismäßig geringer Leuchtfläche, z. B. kleiner als 1 cm', als Abtastlichtquelle in bekannter Verbindung mit einem asphärischen Kondensor, z. B. mit einem Öffnungsverhältnis größer als i : i, in der Weise, daß der Kondensor die Lichtquelle -in der Eingangsebene der Projektionsoptik etwa im Verhältnis i : i abbildet und der Lichtstrom in der Ebene der zwischen Kondensor- und Projektionsoptik angeordneten Bildzerlegereinrichtung praktisch den gleichen Querschnitt besitzt wie in der Eingangsebene der Projektionsoptik, die eine verhältnismäßig kurze Brennweite, z. B. .@ 4omm, besitzt und das ausgeleuchtete Bildfeld der- Abtastscheibe vielfach (mehr als 5ofach) vergrößert auf dem abzutastenden Gegenstand abbildet.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Fläche der Kondensoroptik möglichst sich unmittelbar (weniger als i mm Abstand) an der Wandung der Glühlampe bzw. möglichst dicht in der Nähe der Leuchtkörperfläche befindet.
3. 3. Anordnung nach den Ansprüchen, i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühlampe und bzw. oder die Kondensoroptik, gegebenenfalls auch die Zerlegervorrichtung, durch Druckluft gekühlt wird. ,4. Anordnung nach den-Ansprüchen i bis 3, gekennzeichnet durch Verwendung einer gekühlten Glühlampe, deren Leuchtkörperfläche über das normal. zulässige Maß ihrer Wandung und damit der Kondensoreingangsfläche genähert ist.