DE9417016U1 - Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung - Google Patents
Lichtstrahl-AblenkvorrichtungInfo
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Description
Linotype-Hell AG
Siemenswall
Siemenswall
24107 Kiel
Gebrauchsmusteranmeldung Nr.: 94/899 GM Kiel, den 21.10.1994
Kennwort: "Licht-Ablenker mit Kugelkalotten"
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Reproduktionstechnik und betrifft
eine Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung in einer Abtasteinrichtung für ein Voriagen-Abtastgerät
oder für ein Aufzeichnungsgerät. Eine solche Abtasteinrichtung weist im allgemeinen eine mindestens einen Lichtstrahl erzeugende Lichtquelle, eine
Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung und optische Mittel auf.
Bei einem Vorlagen-Abtastgerät, auch Eingabe-Scanner genannt, wird ein in
&iacgr;&ogr; einer Abtasteinrichtung erzeugter Lichtstrahl punkt- und zeilenweise über eine
abzutastende Vorlage geführt, und das von der Vorlage reflektierte oder durchgelassene
Abtastlicht in einem optoelektronischen Wandler in ein Bildsignal umgewandelt. Bei einem Aufzeichnungsgerät, auch Recorder, Belichter oder Ausgabe-Scanner
genannt, wird der in einer Abtasteinrichtung gewonnene Lichtstrahl zur Aufzeichnung von Information durch ein Bildsignal intensitätsmoduliert
und punkt- und zeilenweise über ein lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial geführt.
Im Falle eines Flachbett-Gerätes ist die Halterung für die Vorlage bzw. das Aufzeichnungsmateriai
eine ebene Fläche, über die der Lichtstrahl punkt- und zeilenweise geführt wird, und die sich relativ zur Abtasteinrichtung bewegt. Im Falle
eines Innentrommel-Gerätes ist die Halterung für die Vorlage bzw. für das Aufzeichnungsmaterial
als stationäre Halbschale oder Mulde ausgebildet. Die Abtasteinrichtung bewegt sich parallel zur Längsachse der Halterung, und der Lichtstrahl
wird senkrecht zur Längsachse radial über die Vorlage bzw. das Aufzeichnungsmaterial
geführt.
Ein Innentrommel-Aufzeichnungsgerät ist beispielsweise aus der EP-A-O 354
bekannt. Die Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung ist dort als eine quer zur üchtausbreitungsrichtung
angeordnete spiegelnde Fläche ausgebildet, die mit einer rotieren-
ft·.
*· ♦
den Welle verbunden ist. Mit Hilfe der spiegelnden Fläche wird der Lichtstrahl auf
ein Aufzeichnungsmaterial geleitet.
Während des Betriebes des Aufzeichnungsgerätes können sich Verunreinigungen
an der spiegelnden Fläche ansammeln und es können aufgrund der bezüglich der Rotationsachse unsymmetrischen Gestaltung bei hohen Drehzahlen
Luftturbulenzen entstehen. Diese Luftturbulenzen führen zu Geräuschbelästigungen,
verursachen zusätzliche Verschmutzungen im Bereich der Reflexionsfläche und beeinträchtigen die gleichmäßige Rotation der spiegelnden Fläche.
Aus der DE-A-41 24 229 ist bereits eine Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung mit einer
Lichteintrittsfläche und einer Lichtaustrittsfläche für den senkrecht abgelenkten
Lichtstrahl bekannt, die aus einem rotationsfähig gelagerten Trägerprisma und aus einem sich in Richtung einer Rotationsachse erstreckenden, lichtdurchläßigen
Ablenkprisma besteht. Die an das Trägerprisma angrenzende Fläche des Ablenkprismas ist als Reflexionsfläche ausgebildet, die quer zur Rotationsachse
verläuft. Das Ablenkprisma ist mit dem Trägerprisma verklebt und beide Prismen ergänzen sich mindestens bereichsweise zu einer bezüglich der Rotationsachse
symmetrischen Einheit. Seitlich der Einheit sind scheibenförmige Abdeckungselemente
angeordnet, welche die Einheit in der radialen Ausdehnung überkragen.
Bei dieser Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung treten durch die Abdeckungselemente
zwar nur geringe Luftturbulenzen, Verschmutzungen und Laufunruhe auf, die Herstellung ist aber vergleichsweise aufwendig, da die Abdeckungselemente
genau gefertigt und an der Einheit präzise zentriert werden müssen.
In der DE-A-43 04 499 wird eine andere Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung mit einem
Trägerprisma und einem Ablenkprisma beschrieben, die durch Klebung zu einer rotationsfähigen Einheit verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform sind die
optisch nicht genutzten Kanten und Ecken der Einheit gerundet, so daß diese mindestens bereichsweise eine kugelförmige Außenkontur aufweist, wodurch
ebenfalls nur geringe Luftturbulenzen entstehen.
Aus der DE-A-41 30 977 ist eine weitere Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung bekannt,
die aus einem als Kugelsegment ausgebildeten, transparenten Körper, welcher eine Lichteintrittsfläche, eine Reflexionsfläche und eine Lichtaustrittsfläche aufweist
und aus einem ebenfalls als Kugelsegment ausgebildeten Trägerkörper besteht, der an der Reflexionsschicht mit dem transparenten Körper verklebt ist.
Die aus dem transparenten Körper und dem Trägerkörper gebildete Einheit ist
um eine zur Lichteintrittsfläche senkrecht stehende Achse drehbar und weist eine zumindest in Bezug auf die Achse rotationssymmetrische Außenkontur auf.
Durch die kugelförmige Ausbildung der Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung kann diese mit einer relativ hohen Drehzahl rotieren ohne daß wesentliche Luftturbulenzen
und Laufgeräusche entstehen. Nachteilig ist aber, daß die Lichtaustrittsfläche gekrümmt ist und daß dadurch bedingte optische Fehler im Strahlengang in aufwendiger
Weise korrigiert werden müssen.
&iacgr;&ogr; Die bekannten Lichtstrahl-Ablenkvorrichtungen weisen darüber hinaus den
Nachteil auf, daß die Klebeverbindung von Ablenkprisma und Trägerprisma bzw. von transparentem Körper und Trägerkörper nur eine relativ geringe mechanische
Beanspruchung zuläßt, so daß die zulässige Drehzahl der Lichtstrahl-Ablenkvorrichtungen
begrenzt ist.
Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
eine Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung so zu verbessern, daß ein Betrieb mit hoher Drehzahl gewährleistet wird und Laufgeräusche und Verschmutzungen weitestgehend
vermieden werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 bis 5 näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein prinzipielles Ausführungsbeispiel für eine Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung
in einem Schnittbild,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung,
Fig. 3 eine Seitenansicht gemäß Blickrichtung II-II in Fig. 1,
Fig. 4 eine Weiterbildung der Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung und
Fig. 5 ein Anwendungsbeispiel für eine Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung.
Fig. 1 zeigt als Schnittbild ein prinzipielles Ausführungsbeispiel für eine Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung
innerhalb einer nicht näher dargestellten
Abtastvorrichtung für ein Vorlagen-Abtastgerät oder ein Aufzeichnungsgerät. Die
Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem transparenten Ablenkprisma (1) und einem Trägerprisma (2), welches das Ablenkprisma (1) zu
einer bezüglich einer optischen Achse (3) rotationssymmetrischen im wesentliehen
würfel- oder quaderförmigen kompakten Einheit (1,2) ergänzt. Die aneinanderstoßenden
Flächen von Ablenkprisma (1) und Trägerprisma (2) sind durch Klebung miteinander verbunden. Das Ablenkprisma (1) besteht aus Glas und
das Trägerprisma (2) aus einem nicht transparenten Material, beispielsweise aus einem Metall wie Aluminium. Ablenkprisma (1) und Trägerprisma (2) sollten aus
&iacgr;&ogr; Materialien mit annähernd gleichem spezifischen Gewicht gefertigt sein, um eine
symmetrische Massenverteilung zu erreichen, welche die dynamische Belastung der Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung bei hohen Drehzahlen reduziert. Bei Verwendung
von unterschiedlichen Materialien ist zumindest ein gleicher Temperaturausdehnungskoeffizient
zweckmäßig, um Scherkräfte im Bereich der Klebeverbindung zu vermeiden.
Die an das Trägerprisma (2) angrenzende Fläche des Ablenkprismas (1) ist als
Reflexionsfläche (4) beispielsweise in Form einer Silberschicht ausgebildet, die
mit einem Neigungswinkel von etwa 40 - 50° zur optischen Achse (3) verläuft. Das Ablenkprisma (1) weist ferner eine senkrecht zur optischen Achse (3) angeordnete
Lichteintrittsfläche (5) für einen in Richtung der optischen Achse (3) einfallenden Lichtstrahl (6) und eine senkrecht zur Austrittsrichtung (7) des Lichtstrahles
(6) orientierte Lichtaustrittsfläche (8) für den an der Reflexionsfläche (4) reflektierten Lichtstrahl (61) auf.
Die aus Ablenkprisma (1) und Trägerprisma (2) gebildete Einheit (1,2) ist mit
einer Fläche des Trägerprismas (2) an einer scheibenförmigen Aufnahme (9)
beispielsweise ebenfalls durch Klebung befestigt. Die Aufnahme (9) ist über eine
Welle (10) mit einem Antrieb (11) verbunden, der die Einheit (1,2) um die optisehe
Achse (2) dreht.
Bei einem Neigungswinkel der Reflexionsfläche (4) von 45° zur optischen Achse
(3) verläßt der reflektierte Lichtstrahl (61) die Einheit (1,2) unter einem Ablenkwinkel
von 90° gegenüber dem einfallenden Lichtstrahl (6). Ein Ablenkwinkel von 90° kann aber zu störenden Lichtreflexen führen, die von der Abtast bzw. Aufzeichnungsebene
in die Ablenkvorrichtung zurückgeworfen werden. Zur Vermeidung solcher Lichtreflexe erweist es sich als vorteilhaft, einen von 90° abweichenden
Ablenkwinkel zu wählen. Dies wird, wie in Fig. 1 dargestellt, durch eine von 45° abweichend^ Neigung der Reflexionsfläche (4) und unter der optischen
Bedingung, daß die Lichtaustrittsfläche (8) senkrecht zur Lichtaustrittsrichtung
(7) liegen muß, durch eine entsprechende Neigung der Lichtaustrittsfläche (8) gegenüber der optischen Achse (3) erreicht. Um die Rotationssymmetrie der aus
Ablenkprisma (1) und Trägerprisma (2) gebildeten Einheit (1,2) zu erhalten, ist
dann die der Lichtaustrittsfläche (8) gegenüberliegende Fläche des Trägerprismas
(2) ebenfalls entsprechend geneigt, so daß die Form der Einheit (1,2) geringfügig
von einem Würfel bzw. Quader abweicht. Um derartige Lichtreflexe zu vermeiden, ist ein von 90° abweichender Ablenkwinkel von ca. 1 bis 5° ausreichend.
Zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften der Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung
bezüglich der Ausbildung von Luftturbulenzen und Laufgeräuschen sind in vorteilhafter Weise die Kanten und die optisch nicht genutzten Ecken der
würfel- bzw quaderförmigen Einheit (1,2) abgerundet, und die ebenen Außenflächen
(12) der Einheit (1,2) nehmen, wie aus der perspektivischen Ansicht in
Fig. 2 ersichtlich, nahezu kreisförmige Gestalt an.
Eine weitere Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften der Ablenkvorrichtung
wird in bevorzugter Weise dadurch erreicht, daß an mindestens zwei der drei nicht genutzten Außenflächen (12) der Einheit (1,2) Kugelkalotten (13,14,15)
bzw. Kugelsegmente angebracht sind, wobei die genutzten Außenflächen die Lichteintrittsfläche (5), die Lichtaustrittsfläche (8) und diejenige Außenfläche
sind, welche mit der Aufnahme (9) verbunden ist.
Die Kugelkalotten (13,14,15), die beispielsweise durch Klebung mit der Einheit
(1,2) verbunden sind, verleihen dieser bereichsweise eine im wesentlichen kugelförmigen
Außenkontur, welche hohe Drehzahlen erlaubt, ohne daß große Luftturbulenzen und Laufgeräusche entstehen. Dadurch lassen sich Verunreinigungen
der Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung durch Schwebeteilchen, die in der die Vorrichtung umströmenden Luft enthalten sind, verringern. Die kugelförmige und
damit glatte Außenkontur ermöglicht außerdem eine einfache Reinigung der
Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht gemäß Blickrichtung ll-ll in Fig. 1, in der die Lichteintrittsfläche
(5) und die Lichtaustrittsfläche (8) als genutzte Außenflächen der Einheit (1,2) sichtbar sind. In der Seitenansicht sind außerdem die an den nicht
genutzten Außenflächen (12) angebrachten drei Kugelkalotten (13,14,15) dargestellt.
Die an den seitlichen Außenflächen (12) angebrachten Kugelkalotten (13,14) haben darüber hinaus den Vorteil, daß sie die Festigkeit der Verbindung
zwischen Ablenkprisma (1) und Trägerprisma (2) verbessern, da die Grundflächen
der Kugelkalotten (13,14) die beiden Prismen (1,2) durch eine zusätzliche
Klebeverbindung zusammenhalten. Die an der der Lichtaustrittsfläche (8) gegenüberliegenden Außenfläche (12) angebrachte Kugelkalotte (15) verbessert
die aerodynamischen Eigenschaften der Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung noch weiter.
Die Kugelkalotten (13,14,15) können beispielsweise aus Glas, Metall oder aus
einem leichten, porösen Wekstoff gefertigt sein. Als Kugelkalotten können in &iacgr;&ogr; vorteilhafter Weise auch handelsübliche optische Linsen verwendet werden.
Bei Verwendung von drei Kugelkalotten (13,14,15) kann der Schwerpunkt durch
eine leichte Dezentrierung der kompletten Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung wieder auf die optische Achse (3) gebracht werden.
Fig. 4 zeigt eine Weiterbildung der Lichtstrahi-Ablenkvorrichtung nach Fig. 1. An
der Lichteintrittsfläche (5) der Einheit (1,2) ist eine scheiben- oder ringförmige
Abdeckung (16) z. B. durch Klebung angebracht, welche die Einheit (1,2) in radialer
Ausdehnung überkragt. Die Funktion einer Abdeckung an der der Lichteintrittsfläche
(5) gegenüberliegenden Fläche der Einheit (1,2) kann die Aufnahme
(9) selbst oder eine separate scheiben- oder ringförmige Abdeckung übernehmen.
Durch die Abdeckungen wird in vorteilhafter Weise die Ausbildung einer Luftströmung
in Richtung auf die mit Licht beaufschlagten Flächen weiter vermindert. Gegebenenfalls auftretende Luftströmungen werden abgeleitet und können mit
ihnen transportierte Verunreinigungen nicht in den Bereich der für den Lichttransport
vorgesehenen Flächen leiten.
Die an der Lichteintrittsfläche (5) angebrachte Abdeckung (16) kann aus einem
transparenten Material gefertigt sein, so daß der ankommende Lichtstrahl (6) durch die transparente Abdeckung (16) auf die Lichteintrittsfläche (5) gelangen
kann. Alternativ kann die Abdeckung (16) auch eine zentrale Lichteintrittsöffnung
(17) für den Lichtstrahl (6) aufweisen.
Fig. 5 zeigt ein bevorzugtes Anwendungsbeispiel für eine Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung
in einen nach dem Innentrommel-Prinzip arbeitenden Aufzeichnungsgerät (Recorder; Belichter). Bei einem solchen Innentrommel-Recorder oder Innentrommel-Belichter
ist ein Aufzeichnungsmaterial (18) an der Innenwand einer
halbschaienförmigen bzw. zylindersegmentartigen Halterung (19) befestigt. Die
erfindungsgemäße Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung (20) rotiert um die optische Achse (3) der Halterung (19). Der Lichtstrahl (61) wird von einem Bildsignal helligkeitsmoduliert
und zur punkt- und zeilenweisen Aufzeichnung von Informationen mittels der Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung (20) radial über das Aufzeichnungsmaterial
(18) gelenkt. Dazu bewegt sich die Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung (20) entlang der optischen Achse (3) mittels eines nicht dargestellten Antriebes.
Die erfindungsgemäße Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung kann mit Vorteil auch bei
&iacgr;&ogr; Aufzeichnungsgeräten, die nach dem Flachbett-Prinzip arbeiten, verwendet
werden.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Lichtstrahl-Abienkvorrichtung ebenfalls bei
Vorlagen-Abtastgeräten einzusetzen. In diesem Falle dient der abgelenkte Lichtstrahl
zur punkt- und zeilenweisen Beleuchtung von abzutastenden Vorlagen.
Claims (17)
1. Vorrichtung zur Ablenkung eines Lichtstrahles, bestehend aus
- einem sich in Richtung einer Rotationsachse (3) erstreckenden, lichtdurchlässigen
Ablenkprisma (1), das eine Lichteintrittsfläche (5), eine dazu schräg verlaufende Reflexionsfläche (4) und eine Lichtaustrittsfläche (8)
aufweist, und
- einem Trägerprisma (2), das an der Reflexionsfläche (4) mit dem Ablenkprisma
(1) verbunden ist, wobei das Trägerprisma (2) das Ablenkprisma (1)
&iacgr;&ogr; im wesentlichen zu einer würfel- bzw. quaderförmigen Einheit (1,2) ergänzt,
die um eine zur Lichteintrittsfläche (5) des Ablenkprismas (1) senkrecht stehende
optische Achse (3) drehbar gelagert ist und wobei die optisch nicht genutzten Kanten und Ecken der Einheit (1,2) abgerundet sind, dadurch gekennzeichnet daß an mindestens zwei der nicht genutzen Außenflächen
(12) der Einheit (1,2) Kugelkalotten (13,14,15) angebracht sind, welche
die Kontur der Einheit (1,2) mindestens bereichsweise zu einer kugelförmigen
Außenkontur ergänzen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerprisma
(2) aus einem lichtundurchlässigen Material, vorzugsweise aus Metall, besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ablenkprisma (1) aus Glas besteht.
"&dgr;
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet,
daß das Ablenkprisma (1) und das Trägerprisma (2) durch Klebung miteinander verbunden sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet.
daß zwei Kugelkalotten (13,14) an denjenigen Außenflächen (12) der Einheit
(1,2) angeordnet sind, die aus Flächen beider Prismen bestehen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet.
&iacgr;&ogr; daß eine weitere Kugelkalotte (15) an der der Lichtaustrittsfläche (8) gegenüberliegenden
Außenfläche (12) der Einheit (1,2) angebracht ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet.
daß die Kugelkalotten (13,14,15) mit den Außenflächen der Einheit (1,2) durch
is Klebung verbunden sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet.
daß die der Lichteintrittsfläche (5) gegenüberliegende Außenfläche (12) der Einheit (1,2) mit einer scheibenförmigen, rotatorisch angetriebenen Aufnahme
(9) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet.
daß als Kugeikalotten (13,14,15) handelsübliche optische Linsen verwendet
werden.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9. dadurch gekennzeichnet.
daß
- die Reflexionsfiäche (4) einen Neigungswinkel von 45° zur optischen Achse
(3) aufweist und
- die Lichtaustrittsfläche (8) und die Lichteintrittsfläche (5) einen Winkel von
90° einschließen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet.
daß
- die Reflexionsfläche (4) einen von 45° abweichenden Neigungswinkel zur
optischen Achse (3) aufweist und
- die Lichtaustrittsfläche (8) durch eine gegenüber der Lichteintrittsfläche (5)
von 90° abweichende Neigung so ausgerichtet ist, daß der von der Refiexionsfläche
(4) kommende Lichtstrahl (6') senkrecht durch diese fällt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die der geneigten
Lichteintrittsfläche (8) gegenüberliegende Außenfläche (12) der Einheit (1,2) zur Erhaltung der Rotationssymmetrie entsprechend geneigt ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12. dadurch gekennzeichnet.
daß Ablenkprisma (1) und Trägerprisma (2) aus Materialien mit annähernd gleichen spezifischen Gewichten gefertigt sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13. dadurch gekennzeichnet.
daß Ablenkprisma (1) und Trägerprisma (2) aus Materialien mit annähernd gleichen Temperaturausdehnungskoeffizienten gefertigt sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14. dadurch gekennzeichnet.
daß die Einheit (1,2) mindestens eine scheibenförmiges Abdeckung (16) aufweist,
die an der Lichteintrittsfläche (5) angeordnet ist und die Einheit (1,2) in radialer Richtung überkragt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15. dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung
(16) aus einem iichtdurchlässigen Material besteht.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15. dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung
(16) eine zentrale Lichteintritts-Öffnung (17) für den ankommenden Lichtstrahl (6) aufweist.
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9417016U1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19517629A1 (de) * | 1995-05-13 | 1996-11-14 | Hell Ag Linotype | Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung |
-
1994
- 1994-06-04 DE DE9417016U patent/DE9417016U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19517629A1 (de) * | 1995-05-13 | 1996-11-14 | Hell Ag Linotype | Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung |
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