DE1221270B - Abtasteinrichtung fuer Bildtelegrafiegeraete - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4057IW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

H04n

Deutschem.: 21 al-32/04

M 60129 VIII a/21 al

2. März 1964

21. Juli 1966

Die Erfindung betrifft eine optische Abtasteinrichtung, insbesondere für Bildtelegrafie-Sender und -Empfänger od. dgl.

In solchen Einrichtungen wird die abzutastende und auszusendende Vorlage in viele kleine Elemente zerlegt, die nacheinander durch einen Wandler abgetastet werden, der den Lichtwert jedes Elementes in ein elektrisches Signal umwandelt, das über einen Übertragungskanal, z. B. eine Telefonleitung, Radioverbindung od. dgl., ausgesendet werden kann. Im Empfänger werden die elektrischen Signalelemente in derselben Reihenfolge mittels eines weiteren Wandlers zum Markieren eines leeren Aufzeichnungsträgers benutzt, indem die Stärke eines Lichtstrahls moduliert, ein chemischer Vorgang gesteuert, ein Druckstift betätigt wird od. dgl.

Laufen Sender und Empfänger synchron, so wird im Empfänger auf dem Aufzeichnungsmedium ein Raster der Bildelemente aufgezeichnet, wobei diese Bildelemente den gleichen Abstand und die gleiche optische Helligkeit wie die entsprechenden im Sender abgetasteten Elemente haben. Sobald der Sender die Originalvorlage ganz abgetastet hat, liegt im Empfänger eine Reproduktion dieser Vorlage vor.

Selbstverständlich ist die Güte der Reproduktion oder die Auflösung des empfangenen Bildes der Größe der Bildelemente umgekehrt proportional, so daß es von Vorteil ist, die kleinstmögliche Größe zu benutzen.

In bekannten Bildtelegrafiegeräten wird das Bild auf einer Mattscheibe abgebildet, wobei eine darin befindliche rechteckförmige Aussparung mit der optischen Achse ausgerichtet ist und die Fläche des Bildelementes bestimmt. Die Fläche des Bildelementes ist zweckmäßigerweise etwa 0,065 mm² groß.

In Bildtelegrafieanlagen dieser herkömmlichen Art ist die Vorlage auf der Oberfläche einer rotierenden Trommel befestigt, und der optische Wandler wird parallel zur Achse der Trommel bewegt, so daß die Vorlage nach und nach in Form einer dicht gewundenen Schraube abgetastet wird. Es ist einleuchtend, daß dieses System auf solches Material beschränkt ist, das an einer Trommel befestigt werden kann, wie z. B. lose Blätter; andere Formen, wie z. B. eine Seite eines Buches, sind ausgeschlossen.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine optische Abtasteinrichtung zu schaffen, die rotierende Trommeln zur Aufnahme der Vorlagen vermeidet und dadurch wesentlich vielseitiger ist.

Eine weitere Aufgabe liegt darin, die Anzahl der mechanischen Teile durch ein neues optisches System Abtasteinrichtung für Bildtelegrafiegeräte

Anmelder:

Muirhead & Co. Limited,

Beckenham, Kent (Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. G. Schliebs, Patentanwalt,

Darmstadt, Büchnerstr. 14

Als Erfinder benannt:
Kenneth Sidney Smith,
Beckenham, Kent (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 10. April 1963 (14 389),
vom 24. Januar 1964

unter Verwendung des Prinzips der Faseroptik zu begrenzen.

Mit einer Faseroptik kann Licht von einem Punkt zu einem anderen auf einem Wege transportiert werden, der nicht gerade zu sein braucht, ohne daß hierzu Linsen, Spiegel oder Prismen nötig wären. Die Faseroptik beruht auf dem bekannten Prinzip der totalen Lichtreflektion innerhalb eines zylindrischen transparenten Mediums, wenn die Lichtstrahlen auf das Ende des Zylinders auftreffen. Wird ein Bündel Fasern aus transparentem Material, z.B. Glas, so angeordnet, daß die Enden dieser Fasern je eine Matrix bilden, so wird ein auf der Matrix des einen Endes entworfenes Bild auf der Matrix des anderen Endes zu sehen sein, wenn die Oberfläche der Matrix als glänzend geschliffener Glasschirm ausgebildet ist. In diesem speziellen Anwendungsfall, der als Beispiel dient, wird das auf der einen Matrix abgebildete Bild in eine Anzahl von Elementen aufgeteilt, die der Anzahl der im Bündel enthaltenen Fasern entspricht, wobei jede Faser die einem Bildelement entsprechende Helligkeit überträgt. Die Güte des am anderen Ende abgebildeten Bildes hängt dabei von der Anzahl der im Bündel enthaltenen Fasern ab. Der Zusammenhang zwischen der Faseroptik und der vorher beschriebenen Abtasttechnik ist leicht erkennbar.

Bei einer bekannten Abtasteinrichtung für Lochkarten werden die Karten durchleuchtet und mittels, einer Abtastoptik in Form eines Faserbündels gelesen, dessen eines Ende als gerade Zeile über der

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Lochkarte und dessen anderes Ende auf einem Kreis- die eine ausreichende Anzahl optischer Fasern entbogen angeordnet ist und von einer Fotozelle über halten und in denen die Fasern parallel zueinander eine zwischengeschaltete Lochscheibe abgetastet wird angeordnet sind, derart, daß die nebeneinanderliegen-(Journal of the SMPTE, Bd. 69, S. 705 bis 709). den Fasern sich berühren.

Um diese Technik auch für die Abtastung undurch- 5 Bei den Lichtführungskanälen 1 und 2 sind die

sichtiger oder nur schwach durchscheinender Vor- Fasern an einem Ende gebündelt, wobei die Enden

lagen im Auflicht zur Übertragung im Wege der Bild- jedes Bündels nach bekannten optischen Methoden

telegrafie anwenden zu können, schlägt die Erfindung geschliffen und poliert sind, so daß die Fasern je eine

vor, die Vorlage durch ein zweites Faserbündel (als Matrix 4 bzw. 5 bilden. Die Matrix 4 wird durch die

Beleuchtungsoptik) zu beleuchten, dessen eines Ende io Lichtquelle 6 und Matrix 5 durch die Lichtquelle 7

gebündelt ist und beleuchtet wird, während sein beleuchtet.

anderes Ende als Zeile parallel und neben dem zeilen- Bei dem Lichtsammeikanal 3 sind die Fasern an förmigen Ende des Faserbündels der Abtastoptik an- einem Ende um die Peripherie der Scheibe 8 angeordnet ist. Das in das Ende der gebündelten Fasern geordnet, die einen solchen Durchmesser besitzt, daß hineingeschickte Licht tritt am anderen Ende der in 15 die Fasern keinen vollständigen Kreis formen, soneiner Zeile angeordneten Fasern aus und leuchtet die dem eine Lücke 9 freilassen. In dem Abtastsystem abzutastende Zeile der Vorlage an. bedeutet diese Lücke den toten Sektor, in dem ein

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedan- Synchronisiersignal übertragen wird,
kens können zwei solche Beleuchtungsoptiken zu bei- Die freien Enden der Fasern in den Lichtfühnmgsden Seiten der Abtastoptik, parallel oder geneigt zu 20 kanälen 1 und 2 sowie in dem Lichtsammeikanal 3 ihr, angeordnet sein, und auch hinter dem Ring- werden so zusammengefaßt, daß sie einen linearen abtaster kann ein Faserbündel die Lichtleitung zur Abtastkopf 10 bilden, zu dem zwei lineare Licht-Fotozelle übernehmen, quellen gehören, zwischen denen sich ein linearer

Hierbei ist gemäß einer bevorzugten Ausführungs- Lichtsammler befindet. F i g. 4 zeigt eine vergrößerte

form der Erfindung die lichtempfindüche Zelle 25 Teilansicht der Faseranordnung am Abtastkopf, von

ruhend im Zentrum des Ringabtasters angeordnet und einer Seite gesehen. Die Klammern 11 und 12 sind so

in letzterem ein optischer Pfad aus einem rotierenden angeordnet, daß die Faserzeile 3 fest zwischen den

Bündel optischer Fasern gebildet, welches das an den beiden Faserzeilen 1 und 2 gehalten wird, so daß die

Enden der kreisbogenförmig angeordneten Fasern Achsen aller Faserenden parallel zueinander liegen,

austretende Licht der lichtempfindlichen Zelle zu- 30 Die Oberfläche 13 wird bei der Herstellung eben und

leitet. ■:- parallel zu der abgetasteten Oberfläche 14 geschliffen.

Die Rotationsbewegung wird durch einen Antrieb Die Enden der Fasern 1, 2 und 3 werden ebenfalls mit konstanter Drehzahl bewirkt. Die abzutastende poliert. Das Licht, das die Fasern 1 und 2 in Rich-Vorlage, z. B, ein Geschäftsdokument, wird zum tung der Pfeile durchläuft, erfährt eine gewisse Zergleichmäßigen Transport gegenüber den zellenförmig 35 streuung, deren Stärke von dem Brechungsindex des angeordneten Enden der optischen Kanäle ausgerich- Fasermaterials abhängt. Aus der Zeichnung ist zu tet. Durch das Rotieren des Armes und die gleich- sehen, daß sich die. beiden ausgeleuchteten Felder der förmige Fortbewegung des Dokumentes wird bewirkt, abgetasteten Oberfläche 14 unter der Lichtsammeldaß nach einer bestimmten Zeit die gesamte ab- faser 3 überschneiden und somit ein Feld besonders zutastende Fläche durch das fotoempfindliche EIe- 40 starker Ausleuchtung schaffen,
ment abgetastet wird. In einem Bildtelegrafiegerät Eine zweite mögliche Ausführung des Abtastkopf es kann der Strom des fotoempfindlichen Elementes da- ist in der F i g. 5 gezeigt. In dieser Ausführung sind zu benutzt werden, ein Trägersignal zu Übertragung die Lichtiührangsfasern im Winkel zur Achse der über eine geeignete Verbindung zu modulieren. Lichtsammeifasern angeordnet. Der Zeichnung ist zu

Ist die Abtasteinrichtung in einem Empfänger vor- 45 entnehmen, daß ein größerer Teil des durch die gesehen, so können die zweiten und dritten Faser- Fasern 1 und 2 übertragenen Lichtes unter den Lichtbündel entfallen. sammelfasern 3 konzentriert wird, so daß der optische

Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes Wirkungsgrad des Abtastkopfes 10 vergrößert wird,

sind der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh- Das Licht dieses Feldes wird in Richtung der Pfeile rungsbeispiels zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt 50 in die Lichtsammeifasern 3 zurückgeworfen. Das

F i g. 1 die Draufsicht auf eine optische Abtast- durch jede der Lichtsammeifasern 3 aufgenommene

einrichtung gemäß der Erfindung für einen Bildtele- Licht — die Lichtmenge ist je nach der optischen

grafie-Sender, Dichte der Vorlage verschieden — wird mit einem

F i g. 2 die Vorderansicht und Minimum an Verlusten dem anderen Ende zugeleitet,

Fig. 3 eine Seitenansicht zu Fig. 1, 55 wo die Faserenden am Umfang der Scheibe 8 an-

F i g. 4 einen vergrößerten Ausschnitt des optischen geordnet sind, so daß eine Zeile der abgetasteten Vor-

Abtastkopfes, lage in einen Kreisbogen umgeformt wird. Diese

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt einer anderen Faserenden sind, wie oben beschrieben, geschliffen

Ausführungsform des optischen Abtastkopfes, und poliert.

F i g. 6 ein Diagramm der verwendeten Abtast- 60 Im Mittelpunkt der kreisrunden Scheibe 8 ist ein

methode und Rotationsarm 15 angebracht, der durch einen Elek-

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine optische Abtast- tromotorlö mit konstanter Geschwindigkeit an-

einrichtung gemäß der Erfindung für einen Bildtele- getrieben wird. Ein durch die gestrichelte Linie 17

grafie-Empfanger. gezeigter optischer Pfad, bestehend aus einem Bündel

In der Zeichnung sind zwei Lichtführungskanäle 1 65 optischer Fasern, leitet das aus den Enden der

und 2 und ein Lichtsammeikanal 3 zu sehen. Fasern 3 austretende Licht zu einer Fotodiode 20, in

Die Lichtführungs- und die Lichtsammeikanäle be- der Lichtwerte in entsprechende elektrische Ströme

stehen jeweils aus einer Matte oder einem Vorhang, umgewandelt werden.

Die Einrichtung arbeitet bei der Bildtelegrafie-Übertragung wie folgt: Die Vorlage wird mittels einer angetriebenen Rolle 18 und einer mit dieser zusammenarbeitenden Andruckrolle 19 in bekannter Weise mit stetiger Geschwindigkeit unter dem Abtastkopf 10 durchgezogen (F i g. 3), während der Abtastarm 15 mit einer solchen Geschwindigkeit rotiert, daß eine Umdrehung mit der Zeit übereinstimmt, die gebraucht wird, um die Vorlage um eine Bildzeile weiter zu transportieren. Dabei bestehen die Bild- ίο elemente jeder Zeile aus Kreisflächen, deren Durchmesser gleich dem des Faserquerschnitts ist. Der Zeitraum, in dem das gesamte Material abgetastet ist, wird also durch die Größe des Bildelementes und die Abtastgeschwindigkeit bestimmt.

F i g. 6 zeigt ein Diagramm der Abtastmethode, wobei a, b, c usw. einzelne Bildelemente und x, y, ζ usw. fortlaufende Abtastzeilen darstellen. Die Zeichnung illustriert als Beispiel das Abtasten einer diagonalen schwarzen Linie auf weißem Hintergrund.

Bisher wurde der Sender eines Bildtelegrafiegerätes beschrieben. F i g. 7 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen fotografischen Bildtelegrafie-Empfängers.

Die Lichtkanäle 1 und 2 fallen fort, und die Fotodiode 20 ist durch eine Lichtquelle 21 ersetzt, z. B. durch eine Glimmröhre. Das ankommende Bildsignal wird benutzt, um in bekannter Weise die Lichtintensität der Glimmröhre 21 zu steuern.

Durch ein geeignetes optisches System, in der Zeichnung durch die Linse 22 dargestellt, wird das Licht auf ein Ende des optischen Pfades 17, der sich im rotierenden Arm 15 befindet, fokussiert. Das andere Ende des optischen Pfades tastet das Ende 8 des optischen Kanals 3 durch Rotation des Armes 15 ab.

Das modulierte Licht wird über die Faseroptik einer fotoempfindlichen Schicht 23 zugeleitet, die durch die kombinierte rotierende Bewegung des Armes 15 und ihre eigene lineare Bewegung nach und nach belichtet wird. Bedingung ist, daß der Arm 15 des Empfängers synchron und in Phase zu dem entsprechenden Arm des Senders rotiert und daß die Durchlaufgeschwindigkeit der fotoempfindlichen Schicht 23 mit der der zu kopierenden Vorlage übereinstimmt. Diese Voraussetzungen sind allgemein bekannt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Abtasteinrichtung für Bildtelegrafiegeräte mit einer Fiberoptik in Form eines Faserbündels, dessen eines Ende als gerade Zeile über der abzutastenden Vorlage und dessen anderes Ende auf einem Kreisbogen angeordnet ist, der Faser für Faser durch eine rotierende Vorrichtung mit einer lichtempfindlichen Zelle abgetastet wird (Abtastoptik), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlage (14) durch ein zweites Faserbündel (1) beleuchtet wird (Beleuchtungsoptik), dessen eines Ende gebündelt ist und beleuchtet wird, während sein anderes Ende als Zeile parallel und neben dem zellenförmigen Ende des Faserbündels (3) der Abtastoptik angeordnet ist.

2. Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein weiteres, gleich dem ersten gebildetes Beleuchtungsfaserbündel (2), dessen zellenförmiges Ende parallel und neben der Zeile der Abtastoptik (3), jedoch gegenüber der Zeile der ersten Beleuchtungsoptik (1) angeordnet ist (Fig. 3).

3. Abtasteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in den drei Zeilen derart angeordnet sind, daß die Achsen ihrer Enden parallel zueinander verlaufen (Fig. 4).

4. Abtasteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilen der beiden Beleuchtungsoptiken (1,2) mit ihren Achsen gegenüber der Achse der Abtastoptik (1) geneigt sind (Fig. 5).

5. Abtasteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Zelle (20) im Zentrum der rotierenden Vorrichtung (15) angeordnet ist und daß in letzterer ein optischer Pfad (17) aus einem Bündel optischer Fasern gebildet ist, um das an den Enden der kreisbogenförmig angeordneten Fasern austretende Licht der lichtempfindlichen Zelle zuzuleiten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Journal of the Society of Motion Picture and Television Engineers«, 1960, Nr. 10, S. 705 und 709.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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