DE2042229A1

DE2042229A1 - Lichtstrahlablenkvorrichtung

Info

Publication number: DE2042229A1
Application number: DE19702042229
Authority: DE
Inventors: Shew Lester Fook; Zweig Hans Jacob; Brown Byron Richard; Kenneth Sanders
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1969-10-09
Filing date: 1970-08-26
Publication date: 1971-04-29
Also published as: US3625598A; JPS4944910B1; DE2042229C3; GB1252229A; FR2068312A5; DE2042229B2; CA927635A

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH

Böblingen, den 12. August 1970 bu-ba

Anmelderin:

Amtliches Aktenzeichen:

International Business Machines Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Neuanme1dung

Aktenzeichen der Anmelderin: Docket SA 968 076

Lichtstrahlablenkvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Lichtstrahlablenkvorrichtung, bei der ein Lichtstrahl mit Hilfe einer bewegbaren Spiegelvorrichtung zur Ausleuchtung auswählbarer Flächenbereiche einer Lichtauffangfläche dient.

Bekannte Lichtstrahlablenkvorrichtungen dieser Art bedienen sich eines rotierenden Spiegels oder weisen einen in seiner Winkellage veränderbaren ebenen Spiegel auf. Nachteilig bei diesen Spiegelsystemen hat sich ausgewirkt, daß bei der Drehbewegung bzw. bei der Winkel lageänderung Schwingungen auftreten, wenn schnelle Ablenkvorgänge vorzunehmen sind. Außerdem ist bei solchen Systemen nicht, ohne weiteres eine hohe Genauigkeit zu erzielen. Schließlich ist auch eine Justierung mit verhältnismäßig hohem Aufwand verbunden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Lichtstrahlablenkvorrichtung zu schaffen, die unter Vermeidung der obengenannten Nachteile einen relativ einfachen Aufbau besitzt und deren Ablenkteil im Ansprechen auf elektrisch« Signale schnell

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und fehlerlos reagiert.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß durch Verkürzung bzw. Verlängerung des Strahlenganges in Abhängigkeit von einer entsprechenden Spiegelparallelverschiebung im Strahlengang der aus der Spiegelvorrichtung austretende Lichtstrahl ohne Winkeländerung in der Lage seines ausgeleuchteten Flächenbereichs der Lichtanffangfläche veränderbar ist. In einfachster Weise läßt sich dies durch einen Stufenspiegel herbeiführen der gewissermaßen stufenweise in den Strahlengang geschoben wird oder durch mehrere parallel liegende fc Spiegel, die je nach gewünschter Ablenklage betätigt werden. Soll dabei nur ein Lichtstrahl punktförmigen Querschnitts abgelenkt werden, dann kann statt des Stufenspiegels ein keilförmiger Spiegel in den Strahlengang hinein- bzw. herausgeschoben werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist demgegenüber jedoch TOrgesehea* daß die Spiegelvorrichtung aus mindestens zwei Spiegelsystarnen la Strahlengang besteht, die jeweils einen stationären und einen hierzu parallel liegenden, in den Strahlengang hinein- and herausschiebbaren Spiegel umfassen, Indem jeweils der Abstand des stationären Spiegels vom verschiebbaren Spiegel des den einfallenden Lichtstrahl aufneh-™ menden Spiegelsystejas kleiner ist als der des jeweils nachfolgenden Spiegelsystems. Die Abstandsmessung ist dabei so vorgesehen, daß sich die Ablenklagen des Ausgangsstrahls nicht überlappen,- so daß eine mehr oder weniger gleichmäßige wahlweise Ausleuchtung der Auffangfläche stieg Hch ist.

Da jeder verschiebbare Spisuel > j j^fi¹ " uljrttn Anzahl von SpiegelsystttJiien indiVjucH Il iti Äi n£ ι -iph uul elektrische Signale in iie*i Stealilei ^ μ 'niclii' c< τ >hai o^tr heraj? -hlebbar ist, ergibt afoh ein·*· tnt*n»txcln'ii ' κ ißt Aiwüil voi Möglichen Ablenklagen des Ausgang ^ "IjI t- '« '' * f /eat it er "t ben sich jedoch 2ⁿ AfclenJcIagen de¹™ /as.ff t"'fl if-^r t.rahJsj. wobei η die An-

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zahl der benutzten Spiegelsysteme bedeutet. Gegenüber einer Drehung oder Rotation von Spiegeln bedeutet die lineare Verschiebung eine wesentliche Vereinfachung, insofern als Schwingungen in Form von Einschwingvorgängen sich nicht nachteilig auswirken können, da bei ausreichender Bemessung des Spiegels in jeden Falle die Reflexion des Lichtstrahls gewährleistet ist. Durch die Zwangsführung des bewegbaren Spiegels wird darüber hinaus auch eine absolute Genauigkeit der vorgegebenen Winkellage in jedem Falle .beibehalten.

In einfacher Weise läßt sich eine Parallelablenkung des Ausgangslichtstrahls herbeiführen, wenn die Spiegelsysteme in ihren Richtungen parallel zueinander ausgerichtet sind.

In vorteilhafter Weise läßt sich ein äguidistanter Abstand der Ablenklagen des Ausgangslichtstrahls herbeiführen, wenn der jeweilige Abstand des stationären Spiegels vom verschiebbaren Spiegel vom Eingangsspiegelsystem zum Ausgangsspiegelsystem gemäß dem Gesetz 7? * A anwächst, worin m, beginnend mit O, die Reihenfolge der Spiegelsysteme bezeichnet und A den Abstand des verschiebbaren Spiegels vom stationären Spiegel im Spiegelsystem O bedeutet, das den Eingangsstrahl aufnimmt.

Eine einfache Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich, wenn die stationären Spiegel jeweils gleichen Abstand von einer Zentralachse besitzen.

Eine äußerst präzise Ausleuchtung der Auffangfläche durch den einfallenden Lichtstrahl läßt sich darüber hinaus noch herbeiführen, wenn die Auffangfläche über eine entsprechende Maske angestrahlt wird, wobei die Maske gegebenenfalls auch Muster aufweisen kann.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Hilfe der unten aufgeführten Zeichnungen, und aus den Patentansprüchen.

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Es zeigen:

Fig. la ein einfaches Lichtablenksystem gemäß der Erfindung;

Fig. Ib eine perspektivische Ansicht der Anordnung

nach Fig. la;

Fig. 2 das erfindungsgemäße Lichtablenksystem, bestehend aus einer Serie von Einzelablenkern;

Fig. 3-5 jeweils eine weitere Modifikation der Anordnung gemäß der Erfindung.

In der Anordnung nach den Fign. la und Ib wird ein von einer Lichtquelle 101, z. B. Laser, ausgehender Lichtstrahl 100 auf einen Lichtstrahlablenker 102 fokussiert. Der Lichtstrahlablenker 102 besteht aus einem auf einer Grundplatte 104 befestigten Spiegel 103. Ist der Spiegel 103 einmal montiert, dann bleibt er unverrückbar in dieser Lage. Gegenüber dem fest angebrachten Spiegel 103, im Strahlengang des einfallenden Lichtstrahls 100, befindet sich ein zweiter, jedoch verschiebbar angeordneter Spiegel 106. Wie es aus der Ansicht in Fig. Ib hervorgeht, wirkt der Spiegel 106 mit Antriebsmitteln 112 in der Weise zusammen, daß er im Ansprechen auf über Leitungen 113 zugeführte Signale in den Strahlengang hinein bzw. aus dem Strahlengang der einfallenden Strahlen 100 hinausgeschoben werden kann. Dies wird durch den Schlitz 107 in der Grundplatte 104 ermöglicht. Dl© an sich bekannten Antriebsmittel können dabei aus einem Solenoidmechanismus, einem elektrisch betätigten Fehlermechanismus und dgl. bestehen.

Wenn bei Betrieb der verschiebbar angeordnete Spiegel 106 außerhalb des Strahlengangs geschoben ist, dann wird der einfallende Lichtstrahl an der Oberfläche 105 des fest angebrachten Spiegels 103 reflektiert, so daß ein Ausgangslichtstrahl 109 abge-

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strahlt wird. Wird jedoch der verschiebbar angeordnete Spiegel 106 in den Strahlengang des Lichtstrahls 100 geschoben, dann entsteht an der Oberfläche des verschiebbar angeordneten Spiegels 106 der reflektierte Lichtstrahl 110. Aus den Darstellungen nach Fig. la und Ib ist weiterhin zu entnehmen, daß der verschiebbar angeordnete Spiegel 106 nicht nur gegenüber dem fest angebrachten Spiegel angebracht ist, sondern auch so ausgerichetet ist, daß er parallel hierzu verläuft. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind also beide Spiegel 106 und 103 ebene Spiegel, die parallel zueinander gegenüberliegen.

Die Lichtquelle 101 kann, wie bereits gesagt, ein Laser sein oder irgendeine mit Kollektorlinse versehene Lichtquelle, wenn sie nur für den vorgesehenen Benutzungszweck des abgegebenen Lichtstrahls geeignet ist. Die Spiegel selbst können aus Glas, Metall und dgl. bestehen. Wegen der Stabilität ist die Verwendung von Metallspiegeln zweckmäßig, abgesehen davon, daß es vorteilhaft ist, wenn die Reflexion an der Vorderseite des Spiegels und nicht an seiner Rückseite stattfindet.

So ergibt sich, daß ein einziger Lichtstrahlablenksatz einen einfallenden Lichtstrahl 100 in der Abstrahlung um eine Distanz x, wie in Fig. la gezeigt, verschieben kann. Die Distanz χ steht offensichtlich mit dem Einfallswinkel des Lichtstrahls 100 in Beziehung und außerdem mit der Entfernung zwischen dem verschiebbaren Spiegel und dem stationären Spiegel.

In der Anordnung nach Fig. 2 werden fünf Lichtstrahlablenksätze verwendet, und zwar in der Weise, daß sich 2 oder 32 äquidistante AusgangsStrahlpositionen bei nur einem einzigen einfallenden Lichtstrahl einstellen lassen. Jede dieser 32 Ausgangsstrahlpositionen liegt dabei in der gleichen Ebene wie der einfallende Lichtstrahl. Der von einer Lichtquelle 223 einfallende Lichtstrahl 200 fällt auf den ersten Lichtstrahlablenker des Vielfachlichtablenk-Strahlsatzes. Die einzelnen Lichtstrahl ab lenker sind mit 201 bis 205 bezeichnet, wobei die sta-

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tionären Spiegel 207 bis 211 und die jeweils zugeordneten verschiebbar angeordneten Spiegel 213 bis 217 vorgesehen sind.

Die Grenzpositionen für die reflektierten Ausgangsstrahlen sind durch die Strahlen 220 und 221 angedeutet. Die Ausgangsstrahlposition des Lichtstrahls 220 ergibt sich durch aufeinanderfolgende Ablenkung an den verschiebbar angeordneten Spiegeln, wie es sich durch Verfolgung der gestrichelten Linie herleiten läßt. Die Ausgangsstrahlposition des Strahls 221 erscheint als Grenzlage durch aufeinanderfolgende Ablenkung von dem stationären Spiegel, wobei sich dieser Lichtpfad anhand der entsprechenden ausgezogenen Linie verfolgen läßt. In Abhängigkeit von der Anzahl verschiebbarer und stationärer Spiegel/ die zur Ablenkung eines zugeführten Lichtstrahls dienen, ergibt sich, wie gesagt, für die fünf gezeigten Lichtstrahlablenksysteme eine Gesamtsumme von 32 Ausgangsstrahlpositionen, die zwischen den Grenzen, definiert durch die Lichtstrahlen und 221, liegen. Alle diese Ausgangsstrahlpositionen liegen in der gleichen Ebene. Wenn ein Oberlappen der Ausgangsstrahlen vermieden werden soll und gleichzeitig die 32 Ausgangestrah1-positionen jeweils gleichen Abstand voneinander haben sollen, dann sind besondere Entfernungsbeziehungen zwischen den verschiebbaren Spiegeln und den jeweils zugeordneten stationären Spiegeln sowie den aufeinanderfolgenden Lichtstrahlablenksystemen zu beachten. Wird so im ersten Lichtstrahlablenksystem, das zur Aufnahme des einfallenden Lichtstrahls dient, die Entfernung zwischen dem verschiebbaren Spiegel 213 und dem stationären Spiegel 207 mit A bezeichnet, dann ergibt sich für die Entfernung zwischen dem verschiebbaren Spiegel 214 und dem stationären Spiegel 208 des zweiten Lichtstrahlablenksystems 202 eine Entfernung von 2A, wenn äquidistante Ausgangsstrahlpositionen eingehalten werden sollen.

Der Abstand des verschiebbaren Spiegels 215 vom stationären Spiegel 209 im nächsten Lichtstrahlablenksystem 203 wäre dabei 4A und zwischen dem verschiebbaren Spiegel 216 und dem statio-

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nären Spiegel 210 des Lichtstrahlablenksystems 204 8A; wohingegen für das letzte Lichtstrahlablenksystem 205 zwischen dem stationären Spiegel 211 und dem verschiebbaren Spiegel 217 die Entfernung 16A beträgt. Eine weitere Erfordernis zur Erzielung eines äquidistanten Abstandes besteht noch darin, daß die Lichtstrahlablenksysteme so eingestellt sind, daß nicht nur die verschiebbaren Spiegel jeweils parallel zu den zugeordneten stationären Spiegeln liegen, sondern auch die Spiegel aller Lichtablenksysteme in gleicher Richtung liegen, so daß bei einem Lichteinfall des zugeführten Lichtstrahls 200 unter 45° auf das Lichtablenksystem 201 die Lichtstrahlen jeweils unter 90° reflektiert werden. Bei einer derartigen Anordnung der Lichtstrahlablenksysteme läßt sich eine Mittelachse 222 angeben, die sowohl von dem einfallenden Lichtstrahl 200 als auch von den reflektierten Lichtstrahlen und den austretenden Lichtstrahlen jeweils unter 45° geschnitten wird. Zur Realisierung sind im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die bewegbaren Spiegel aller Lichtstrahlablenksysteme zu beiden Seiten dieser Mittellachse parallel und jeweils zu einer Seite der Mittelachse im gleichen Abstand hiervon angeordnet. So liegen zu einer Seite dieser gedachten Mittelachse 222 die verschiebbaren Spiegel 213, 215 und 217 in einer Ebene, wohingegen zur anderen Seite dieser Achse 222 die verschiebbaren 214 und 216 in einer anderen gemeinsamen Ebene liegen.

Zusammenfassend läßt sich also sagen, daß die Vielfachlichtstrahl-Ablenkanordnung nach Fig. 2 aus einer Reihe von Lichtstrahlablenksystemen besteht, die jeweils einen verschiebbaren Spiegel gegenüber einem stationären Spiegel besitzen; jeder verschiebbare Spiegel läßt sich mit Hilfe entsprechender Antriebsmittel in den Strahlengang des einfallenden Lichtstrahls hinein- oder nach Bedarf hinausschieben. Das bedeutet, daß ein Lichtstrahl vom verschiebbaren Spiegel reflektiert wird, wenn sich dieser im Strahlengang befindet und durch den stationären Spiegel reflektiert wird, wenn der verschiebbare Spiegel außerhalb des Strahlengangs des jeweils einfallenden Lichtstrahls

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liegt. Int vorliegenden Ausführungsbeispiel sollten der verschiebbare Spiegel und der stationäre Spiegel jeweils vorzugsweise als ebene Spiegel ausgebildet sein. Der Antrieb der verschiebbaren Spiegel sollte jeweils so eingerichtet sein, daß die verschiebbaren Spiegel parallel zum jeweils zugeordneten stationären Spiegel verschiebbar sind.

Die Lichtablenkungsvorrichtungen 201 bis 205 sind beiderseits einer Mittelachse 222 derart angeordnet, daß der Lichtstrahl über die Mittelachse 222 hinweg abwechselnd von der einen Seite auf die andere und umgekehrt abgelenkt wird und gleichzeitig eine Ausbreitungs-Richtungskomponente in Richtung der Mittelachse 222 besteht. Die Lichtablenkungsvorrichtungen 201 bis 205 sind dabei so ausgerichtet, daß die verschiebbaren Spiegel auf einer Seite der Mittelachse 222 in der gleichen Ebene liegen und die Spiegel überhaupt parallel zur Mittelachse liegen. Um zu erreichen, daß die verschiebbaren Spiegel immer im gleichen Abstand zur Mittelachse 222 liegen, ändert sich der Abstand zwischen stationärem Spiegel und fest angebrachtem Spiegel von Ablenkeinrichtung zu Ablenkeinrichtung nach der Beziehung 2 * A, worin A der kleinste Abstand zwischen verschiebbarem Spiegel und festem Spiegel in der den einfallenden Lichtstrahl aufnehmenden ersten Ablenkeinrichtung bedeutet, und m die Reihenfolgennumerierung der Ablenkeinrichtungen darstellt; mit m = 0 für die erste Lichtablenkungseinrichtung 201. Das bedeutet aber, daß sich 2^m + l Strahlablenkungspositionen mit jeweils gleichem Abstand insgesamt ergeben. Bei einer Anzahl η Ablenkeinrichtungen beträgt demnach die Gesamtanzahl der sich ergebenden Strahlablenkpositionen 2 .

Die jedem verschiebbaren Spiegel zugeordneten Antriebsmittel sprechen vorteilhafterweise auf Signale an, die z. B. aufgrund der Steuerung einer Rechenanlage auftreten können. Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß entweder ein Spiegel oder mehrere Spiegel in beliebiger Kombination entsprechend der angelegten Steuersignale betätigt werden.

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Die Ausgangsstrahlen 220 bzw. 221 können auf eine Maske 225 geleitet werden, die ihrerseits eine Speichervorrichtung 226 eines an sich bekannten Speichersystems abdeckt.

Mit der Anordnung nach Fig. 3 läßt sich ein einfallender Lichtstrahl 300 in acht Lichtstrahlpositionen gleichen Abstandes, angedeutet durch die Lichtstrahlen 303 bis 310, ablenken, je nach dem, wie die verschiebbaren Spiegel 319, 320 und 322 in bezug auf die festen Spiegel 318, 321 und 323 eingestellt sind. Weitere Möglichkeiten ergeben sich noch, wenn der einfallende Lichtstrahl 300 nicht auf den verschiebbaren Spiegel 301, sondern auf den festen Spiegel 302 geleitet wird.

Bei Betrieb läßt sich also der einfallende Lichtstrahl 300 über die Mittelachse 324 hinweg hin und her ablenken, so daß er je nach vorliegender Bedingung einem der mit 303 bis 310 bezeichneten Ausgangsstrahlen entspricht. Wird so der Lichtstrahl von allen verschiebbaren Spiegeloberflächen abgelenkt, dann tritt der Ausgangsstrahl 310 auf. Wird der Eingangsstrahl 300 hingegen von allen stationären Spiegeln 318, 321 und 323 abgelenkt, dann ergibt sich der mit 303 bezeichnete Ausgangsstrahl. Alle anderen Zwischenlagen 304 bis 309 lassen sich leicht aus der Zeichnung ermitteln. Wenn, wie bereits gesagt, der einfallende Lichtstrahl 300 durch den stationären Spiegel 302 abgelenkt wird, dann ergeben sich acht weitere Ausgangslagen, so daß also im vorliegenden Falle eine Gesamtanzahl von 16 Ausgangsstrahllagen zu erzielen ist.

Auch in der Anordnung nach Fig. 4 wird von vier Lichtablenkvorrichtungen ausgegangen. Bei dieser Anordnung jedoch liegen die stationären Spiegel zu beiden Seiten der Zentralachse 432 jeweils in der gleichen Ebene. Die Lichtablenkeinrichtung 400 enthält den stationären Spiegel 401 und den verschiebbaren Spiegel 402; die Lichtablenkvorrichtung 403, den stationären Spiegel 404 und den verschiebbaren Spiegel 405; die Lichtablenkvorrichtung 406, den stationären Spiegel 407 und den verschieb-

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baren Spiegel 408 und die Lichtablenkvorrichtung 409, den stationären Spiegel 410 und den verschiebbaren Spiegel 411. Hierbei liegen die stationären Spiegel 407 und 401 und die stationären Spiegel 410 und 404 jeweils in der gleichen Ebene. Wie zuvor sind die Spiegel jedoch parallel zueinander angeordnet. Der einfallende Lichtstrahl 415 ergibt einen ersten Satz von Ausgangslichtstrahlen 416 bis 423 wenn der stationäre Spiegel 410 wirksam ist und den Satz von acht Ausgangslichtstrahlen 424 bis 431, wenn der verschiebbare Spiegel 411 wirksam ist. Die abgegebenen Ausgangsstrahlen haben auch hier wiederum jeweils den gleichen Abstand voneinander.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird mit Fig. gezeigt/ wo die Lichtablenkrichtungen 500, 503/ 506 die verschiebbaren Spiegel 501, 504 und 507 sowie die stationären Spiegel 502, 505 und 508 besitzen. Wie zuvor sind hierbei die verschiebbaren'jeweils parallel zu ihren zugeordneten stationären Spiegeln angeordnet. Es gibt allerdings keine Spiegel, die in gleicher Ebene angeordnet sind, wenn sich auch eine Zentralachse 519 angeben läßt. Jedoch gilt aber für die Anordnung nach Fig. 5, ebenso wie für die nach Fig. 4, daß der Abstand aufeinanderfolgender Spiegelsätze, bestehend aus stationärem und beweglichem Spiegel, mit Potenzen von 2 anwächst, wobei der grundlegende Bezugsabstand, derjenige zwischen dem verschiebbaren Spiegel 501 und dem stationären Spiegel 502 ist. Es ergeben sich auch hier wiederum acht äguidistante Ausgangsstrahlenlagen 511 bis 518.

Als wichtigstes Ergebnis zeigt sich, daß die Abstandsbeziehung zwischen verschiebbarem Spiegel und stationärem Spiegel für aufeinanderfolgende Strahlablenkvorrichtungen beibehalten werden muß, wenn äguidistante Ausgangsstrahlenlagen erzielt werden sollen. Weiterhin hat sich gezeigt, daß Spiegel aufeinanderfolgender Lichtablenkvorrichtungen zu beiden Seiten einer Zentralachse nicht unbedingt in gleicher Ebene liegen müssen, um Äguidistante Ausgangsstrahlenlagen zu erhalten, sondern daß

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allgemein bei Verwendung von ebenen Spiegeln eine Parallelität zueinander beibehalten wird, wie es beispielsweise aus Fig. 5 hervorgeht. Das bedeutet, daß bei äquidistanter Ausgangsstrahlenlage aufeinanderfolgende Lichtablenkvorrichtungen parallel zueinander ausgerichtet und zu dem entsprechend der Abstandsbeziehung zwischen verschiebbarem und stationären Spiegel eingestellt sind. Es läßt sich sehr einfach zeigen, daß bei einem nicht Parallelausrichten einer Ablenkvorrichtung die Aquidistanzbedingung in den Ausgangsstrahlenlagen gestört ist. Wenn auch für bestimmte Anwendungsfälle das Xquidistanzprinzip nicht beibehalten zu werden braucht, dann läßt sich doch ein Ausgleich wieder herbeiführen, wenn z. B. zwei aufeinanderfolgende Ablenkvorrichtungen nicht parallel zueinander ausgerichtet sind, indem der Abstand des verschiebbaren Spiegels zum stationären Spiegel in der letzten Ablenkvorrichtung entsprechend einjustiert wird.

Werden anstelle von ebenen Spiegeln gekrümmte Spiegel verwendet, dann sind die Ablenkungswinkellagen gemäß einer anderen Gesetzmäßigkeit, wie oben angegeben, festzulegen, um entsprechenden Anwendungsfällen gerecht zu werden. Die gezeigten Ausführungebeispiele jedoch gehen davon aus, daß ebene Spiegel in ihrer Bereitstellung wenig aufwendig und außerdem leicht auszurichten sind und daß Jiquidistanzbedingungen eingehalten werden sollen. Weiterhin ist zu beachten, daß die Lage der einzelnen Lichtablenkvorrichtungen so einzurichten ist, daß sowohl der verschiebbare Spiegel als auch der stationäre Spiegel jeweils den gesamten Ablenkbereich erfassen. So ergibt sich z. B. aus der Zeichnung nach Fig. 4, wo die stationären Spiegel parallel zueinander in zwei gleichen Ebenen liegen für den hier gewählten Abstand der Ausgangsstrahlen zueinander, daß nur die vier gezeigten Lichtablenkvorrichtungen anwendbar sind, da die hierdurch jeweils bedingten Abstände der verschiebbaren Spiegel zu den stationären Spiegel keine weitere Vergrößerung des Ablenkbereichs mehr gestatten. Dies zeigt sich sehr leicht, wenn eine fünfte Ablenkeinrichtung gedacht

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deren stationärer Spiegel in gleicher Ebene ausgerichtet ist wie die stationären Spiegel 407 und 401? hierbei ergeben sich dann Überschneidungen mit dem von der Lichtablenkvorrichtung 406 abgelenkten Licht, womit die Anordnung unbrauchbar ist.

Es ließe sich jedoch eine zusätzliche Lichtablenkvorrichtung vorsehen, bei der der stationäre Spiegel dann außerhalb der Ebene der anderen stationären Spiegel liegen müßte, so daß siel* im Ergebnis eine Modifikation nach Art der Anordnung nach Fig.. 5 ergibt. Es zeigt sich also, daß die spezielle Aus-P richtung, Auswahl und Anzahl der Lichtablenkvorrichtungen nach der jeweils vorgegebenen Aufgabenstellung vorzunehmen ist.

Durch Verwendung von Solenoiden als Antriebsmittel für die verschiebbaren Spiegel ist es am einfachsten, eine Auf- und Abwärtsbewegung vorzusehen. Da Solenoide mit einem Operationszyklus von angenähert 1 bis 5 Millisekunden verfügbar sind, läßt sich eine relativ schnelle Strahlablenkung im Ansprechen eines Betätigungsmechanismuses herbeiführen; der Betätigungsmechanismus kann dabei programmiert oder mechanisch gesteuert sein.

t Der erzielte Ausgangslichtstrahl läßt sich über eine Maske, wie in Fig. 2 gezeigt, auf eine Auftreffscheibe lenken. Ist die Maskenöffnung kleiner als die Strahlbreite in dieser Position, dann läßt sich eine genaue Strahlausrichtung erzielen, so daß die sonst vorgegebenen Toleranzanforderungen herarbgesetzt werden können; wenn der Auftreffbereich eines Lichtstrahls auf einem Aufzeichnungsträger halb so groß oder weniger als der Lichtpunkt der Strahlablenkungsvorrichtung ist, dann kann die Maske zwei oder mehr Ausrichtungspositionen für jeden Lichtstrahl besitzen, so daß die Anzahl der zur Verfügung stehenden Lichtauftreffpunkte für das Schreiben oder Lesen des Aufzeichnungsträgers entsprechend vergrößert werden kann. So ergibt sich z. B. für eine erfindungsgemäße Anordnung mit sieben Lichtablenkein-

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richtungen bei Anwendung einer Maske mit je zwei Positionen für jede Ausgangsstrahllage eine Anzahl von 256 Positionen auf dem Aufzeichnungsträger im Ansprechen auf einen einzigen einfallen" den Lichtstrahl, wobei alle in gleicher Ebene liegen.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung ergibt sich eine verbesserte Lichtstrahlauslenkeinrichtung bei einem Minimum des Lichtstärkeverlustes. Der eingangsseitig einfallende Lichtstrahl läßt sich in eine vorgegebene Ebene fokussieren und sollte sich möglichst ungestört ausbreiten können. In einfacher Weise läßt sich eine äguidistante Lage der Ausgangsstrahlen erreichen. Der erforderliche Aufwand zur Herstellung der erfindungsgemäßen Anordnung ist denkbar gering, wenn ebene Spiegel verwendet werden, die verhältnismäßig einfach parallel zueinander ausgerichtet werden können, und einfache Antriebsmittel für die verschiebbaren Spiegel vorgesehen werden, vorzugsweise jedoch Solenoide. Eine Verwendung von Metallspiegeln ist ebenfalls vorteilhaft um die Abstandsbedingungen einhalten zu können, wobei die stationären Spiegel direkt durch Bearbeiten entsprechender Grundplatten bereitgestellt werden können.

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Claims

PAT ENT ANSPRUCHE

Lichtstrahlablenkvorrichtung, bei der ein Lichtstrahl mit Hilfe einer bewegbaren Spiegelvorrichtung zur Ausleuchtung auswählbarer Flächenbereiche einer Lichtauffangfläche dient, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verkürzung bzw. Verlängerung des Strahlengangs (100) in Abhängigkeit von einer entsprechenden Spiegelparalk Ie!verschiebung im Strahlengang (100) der aus der Spie

gelvorrichtung (102) austretende Lichtstrahl (109 bzw. 110) ohne Winkeländerung in der Lage seines ausgeleuchteten Flächenbereichs der Lichtauffangfläche veränderbar ist.
2. Lichtablenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelvorrichtung (Fig. 2) aus mindestens zwei Spiegelsystemen (z. B. 201, 202) im Strahlengang besteht, die jeweils einen stationären (207) und einen hierzu parallel in den Strahlengang hinein- und herausschiebbaren Spiegel (213) umfassen, indem jeweils der Abstand des stationären Spiegels (207) vom

W verschiebbaren Spiegel (213) des den einfallenden Licht

strahl (200) aufnehmenden Spiegelsystems (202) kleiner ist als der des jeweils nachfolgenden Spiegelsystems (202) .
3. Lichtstrahlablenkvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelsysteme (201, 202, 203, 204, 2C5) in ihren Richtungen parallel zueinander ausgerichtet sind.
4. Lichtstrahlablenkvorrichtung mindestens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Abstand des stationären Spiegels vom verschiebbaren Spiegel vom

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Eingangsspiegelsystem (201) zum AusgangsspiegeXsystem (205) gemäß dem Gesetz 2^m * Ά anwächst, worin m, beginnend mit 0, die Reihenfolge der Spiegelsystem bezeichnet und A den Abstand des verschiebbaren Spiegels (213) vom stationären Spiegel (207) im Spiegelsystem 0 (201) bedeutet, das den Eingangsstrahl (200) aufnimmt.

Lichtstrahlablenkvorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dafi die stationären Spiegel (401, 404, 407, 410) jeweils gleichen Abstand von einer Zentralachse (432) haben.

Lichtstrahlablenkvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der verschiebbaren Spiegel im Ansprechen auf Signalimpulse erfolgt.

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