DE2240746A1 - Optisches abbildungsgeraet - Google Patents

Description

• Optisches Abbildungsgerät Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Wiederauffindung von Informationen. Im besonderen ist die Erfindung auf ein optisches System zur Verwendung sowohl zur Beobachtung als auch zur Reproduktion von Informationen gerichtet, die auf einem datentragenden Mediinn, beispielsweise auf einem Mikrofilm, gespeichert sind.
• Seit mehreren Jahren hat sich die Verwendung von Mikrofilmen zur Aufzeichnung und Speicherung von Informationen zimmer mehr durchgesetzt und die Gebiete, au welchen sie verwendet werden, nennen rasch zu. Eine der Folgeerscheinungen dieser zunehmenden Verwendung ist der sich steigernde Bedarf für eine Einrichtung bzw. ein-Gerä-t, mit dem sowohl die auf dem Mikrofilm gespeic3ierte Information betrachtet, als auch gedruckte Kopien von dieser Information von hoher Qualität bei einem Mindestmass an Aufwand hergestellt werden kennen. Die bisher entwickelten Geräte, die in der einschlägigen Technik als Lese- und Rüchvergrösserungsgerät bezeichnet werden, sind jedoch aus mehreren Gründen nicht voll zufriedenstellend.
• Ein Hinderniss, das bei der ilerstellung von Lese- und Rückvdrgrösserungsgeräten auftritt, ist die Gestaltung des optischen Systems, das in vielen Fällen geeignet sein muss, die auf dem Mikrofilm gespeicherte Information starlr zu vergrössern und gleichzeitig ein Bild von hoher Qualität und Gleichmässigkeit zu liefern. Diese Schwierigkeit ist in erster Linie durch das cos4-Gesetz bedingt, welches besagt, dass die Jielligkeit der Abbildung eines Objektes, das von der Achse einer Linse entfernt ist, in Abhängigkeit vom cos4 des Winkels des Objektes mit der IJinsenachsa abnimmt. Die Wirkung dieses Gesetzes beim Kopieren von Dokumenten aus einem Mikrofilm besteht darin, dass ein Bild erhalten wird, welches wn seinen Umfang herurn eine viel geringere Helligkeit als in seiner Mitte hat. Eine solche Situation ist in den meisten Anwendungsfällen völlig unakzeptabel, besonders bei der Reproduktion grossflächiger Dokumente, wie Maschinenzeichnungen oder ArchitekturzeichnuWren, die in Grössen von bei@pielsweise 60 cm x 90 cm kopiert werden müssen, wobei gleichzeitig alle Symbole und dünnen Linien in der Reproduktion vorhanden sein müssen. Mit den meisten bisher entwickelten Geräten können jedoch gedruckte Kopicn in diesen Grössenordnungen nicht zufriedenstellend mit hoher Qualität hergestellt werden.
• Zusätzhch zu dem cos4 -Gesetz schafft das Drucken grossflächiger Dokumente weitere Probleme dadurch, dass grössere und schwerere Spiegel als sonst erforderlich werden. Hierdurch wird das Problem, da.s System in einwaiidfrei'er Ausfluchtung zu halten, erschwert, besonders bei Geräten, bei denen die optischen Elemente bewegt werden müssen, an sowohl das Betrachten als auch das Drucken zu ermöglichen.
• Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung ist ein optisches System zur Verwendung in Lese- und Rückvergrösserungsgeröten vorgesehen, mit dem helle vergrösserte Bilder von hoher Qualität und gleichmässiger Helligkeit aus einem Mikrofilm oder anderen Datenspeichermedien hergestellt werden können. Gemäss einem Merkmal der Erfindung wird der Mikrofilm von einer Lichtquelle beleuchtet, die an ihrem Anfang heller als in ihrer Mitte ist. Das durch den Mikrofilm hindurchtretende Licht wird dann durch ein geeignetes Linsensystem gesammelt und auf einen Abbildungsbereich bzw. an einer hbbildungsstation projiziert, um.ein Bild von den auf dem Mikrofilm gespeicherten Daten zu erhalten, welches Bild entweder betrachtet oder photographiert werden kann. Um ein Bild zu erhalten, das durchgehend im wesentlichen von gleichmässi.ger Helligkeit ist, wird ein Verfahren, das als Vignettierung bekannt ist> angewendet und wird ein Vignettierungsring benachbart der Eingangsseite des Projektionslinsensystems angeordnet. Die Kombination des Helligkeitsprofils der Beleuchtungs lichtquelle mit dem Vignettierungsring bewikt eine Kompensation fur das cos4-Gesetz und ergibt helle deutliche Bilder von durchgehend gleichmässiger Helligkeit.
• GeYnass.einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das System so ausgebildet, dass sowohl das Betrachten als auch das Drucken an der gleichen Stelle des Gerätes erfolgen kann.
• Bei den herkömmlichen Systemen wird eine ziemlich komplizierte Optik verwendet,um @owohl eine Betrachtung als auch die Herstellung von Abdrucken zu ermöglichen, und sind oft grosse bewegliche Spiegel oder optische Doppelsysteme erforderlich.
• Für die Zwecke der Erfindung wird cin einziger Strahlengang mit sistionären Spiegeln verwendet, wodurch die umständlichen Einstellprobleme sowio die verhälthi@mässig grossen Motoren, die aur Betätigung grosser Spiegel erfoderlich sind, vermiedon werden. Zusätzlich ist die optische anordnung von gedrä@gterer Bauform als es sonst der Fall war, wenn gesonderte Betracht@@gs- und Kopierflächen in Verbindung mit beweglichen Spiegeln verwendet werden mussten, um das Bild zwischen den Betrachtungs- und Kopierflächen zu "lenken". Durch die Erfindung wirk daher ein optisches Syste für lese- und Rückvergrösserungsgeräte angegeben, welchesd alle erforderlichen Funktionen in cinfacher und zufriedenstellender Weise ausführt und in wirtschaftlicher Weise grossflächige Abdrucke von Maschinenzeichnungen oder Architekturzeichnungen, Plakaten und dergleiche@ ohne Informationsverlust bei der Reproduktion ergibt.
• In den beiliegenden Zeichnungen zeigen: Figur 1 ein Mikrofilm-Lese- und Rückvergrösserungsgerät bei welchem das erfindungsgemässe optische System verwendet werden kann; Figur 2 und 3 verschiedene Teile des optischen Systems gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; Figur 4 einen für die Zwecke der Erfindung verwendeten Vigneti@erungsring.
• In Figur 1 ist ein Lese- und Rückvergrösserungsgerät dargestellt, bei welchem das erfindungsgemässe optische System verwendet werden kann. In dieses Gerät (das allgemein mit 1 bezeichnet ist), sind alle Einrichtungen eingebaut, die sowohl zur Betrachtung der auf einem Medium, beispielsweise ein Mikrofilm, gespeicherten Information und zum Erzielen voll entwickelter Abzüge dieser Information notwending sind. Diese Einrichtungen umfassen, wie sich aus Figur 1 ez.b-t, eine Einrichtung 2 zwn Einlegen und zur Halterung des Mikrofilms, einen Abbildungsbereich bzw.
• eine Abbildungsstation 3, eine Kassette 4 für den Vorrat an lichtempfindlichem Papier und einen Entwicklungsautomaten 5.
• Ferner besi.-tz-L das erfindungsgemässe Gcrä-t sowohl in die e Einrichtung 2 als auch in das Hauptgehäuse eingebaut ein optisches System zum Formen einer Abbildung der auf dem Mikrofilm gespeicherten Daten an der Abbildungsstahon 3. Die Erfindung ist insbesondere auf dieses optische System gerichtet, während die @inzelheiten weiterer Merkmale des Lese- und Rückvergrössorungsgerätes in dem Patent . ... ... +) (Patentanmeldung) beschrieben sind In Figur 2 und 3 ist ein optisches System gemäss der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
• Wiein Figur 2 gezeigt, ist innerhalb der Einrichtung 2 ein Bildfenster 10 vorgesehen, das zur Aufnahme des datentragenden Mediums dient, welches die zu reproduzierende Information cnthält. Dieses Medium kann zweckmässig die Form einer Filmlochkarte 15 von 35 mm haben, obwohl auch irgendeines verschiedener anderer an sich bekannter Speichermedien, wie Mikrofilmrollen und dergleichen yerwendet werden kann. Diese Lochkarten können von Hand innerhalb des Schlitzes angeordnet werden, oder es kann gegebenenfalls eine zusätzliche Einrichtung vorgesehen wer-+) vom gleichen Tage, Zeichen der Anmelderin: JFS-9553 den, durch welche die Karten selbsttätig eingegeben werden.
• Zur Anordnung der Karten innerhalb des Schlitzes können ferner geeignete Führungen vorgesehen werden.
• Mit 11 ist allgemein die Lichtquelle bzw. Lampe zur Beleuchtung des Mikrofilms bezeichnet. Diese Lampe weist eine Glühbirne 12 auf, welche von einem Reflektor 13 umgeben ist, der im Querschnitt vorzugsweise im wesentlich ellyptisch ist und mit einer kreisförmigen Öffnung von etwa 5 cm Durchmesser versehen ist. Eine Lampe, die sich für den beabsichtigten Zweck eignet, ist das Modell EKX 200 Watt, 21. Volt "Quartzlne"-Lampe, di.e von der Firma The General.
• Electrie Company bezogen werden kann. Diese Lampe erzeugt einen leicht divergierenden Lichtstrahl, der um seinen Umfang herum um etwa 20 % heller als an seiner Mitte ist, wobei gleichzeitig eine hohe Beleuchtungsstärke mit einer kleinen Glühbirne erzielt wird, wodurch die Wärmeerzeugungsprobleme vcrringer-t werden. Die Innenfläche des Reflekw tors ist ferner vorzugszweise.etwas narbig (pebbled), um die Bildung eines Ringmusters in dem ausgesendeten Lichtstrahl infolge der Grösse der Glühbirne zu vermeiden, die am Brennpunkt des Reflektors angeordnet ist. Hierbei ist zu erwähnen, dass auch andere Lichtquellen verwendet werden können, wobei das Haupterßrderniss darin besteht, dass der Mikrofilm um seine Ränder herum stärker beleuchtet wird als an seiner Mitte.
• Wie sich aus Figur 2 ergibt, wird der von der Lampe 11 ausgesendete Lichtstrahl durch einen Spiegel 17 um 900 angelenkt und durch einen Kondensor 18 gerichtet. Dieser Kondensor wird banachbart dem Mikrofilm-Diapositiv angeordnet, so dass der durch dieses hindurchtretende divergierende Strahl zu einem Lichtstrahl konzentriert wird, dessen Querschnittfläche geradeaus reicht, die Daten auf dem zurückproduzierendon Mikro film zu überdecken. Zur Regolung des Querschnitts des Beleuchtungsstrahls ist die Lampe 11 in geeigneter Weise auf einer Führung 11 zur Vorwärts- und Rückwärtsbewegung längs der optischen Achse 16 des Systems angeordnet. Dies ermöglicht die Einstellung des Systems in Abbängigkeit von der Orientierung der Daten auf dem Mikrofilm sowie eine gewisse Regelung der Gleichmässigkeit des endgültigen Bildes. Das durch das Mi@rofilm- Diapositiv hindurchtretende Licht fül@ dann das Filmprojektionsfenster des Projektionslinsensystems 19 und wird auf dem Abbildungsbereich 3 mittels stationärer Spiegel. 21 und 22 (siehc Figur 3) abgebildet.
• Beider bevorzugten Ausführungsform wird das Projektionslinsensystem durch ein Ilex 75 mm, f = 5,6 sech@gliedriges Linsensystem gebildet, obwohl natürlich auch andere Projektbnssysteme verwendet werden können.
• Das so weit beschriebene System ist so beschaffen, dass eine Überkompensation für den Verlust durch das cos4-Gesetz erhalten wird, so dass die Ecken dcs Bildes heller sind als der Umfang und eine c;"s Vignettierung bekannte Techni1z angewe n;d e t wird, um eine im wesentlichen gleichmässige Helligkeit über das Bildfeld zu erzielen, damit Abzüge von hoher Qualität hergestellt werden können. Bisher wurde die Vignettierung bei optischen Systemen allgemein als nachteilig betrachtet, da sie, wie das cos4-Gesetz, ferner zur Wirkung hat, dass die Holligkeit von der Achse des Linsensystems weg, verringert wird. Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch die Vignettierung zum Vorteil angewendet. Wie Figur 2 zeigt, ist ein Vignettierungsring 23 am Projektionslinsensystem vor der ersten Linse 24 des Systems angeordnet, obwohl er, wenn gewünscht, auch an einer anderen Stelle vorgesehen werden kann. Dieser Vignettierungsring bewirkt die Unterdrückung von Lichtstrahlen, die zum Linsensystem mit einem schiefen Winkel mit Bezug auf die op-tische Acl1sc des Systems gerichtet sind und wonn die richtige Stellung und Grösse des Ringes mit Bezug auf das Projektionslinsensystem gewählt wird, ist es einfach, ein Bild an der Abbildungsstation 3 zu erhalten, das durchgehend von gleichmässiger Helligkeit ist. Bei der bevorzugten A@sfüh@ungsform hat das Linsensystem eine Öffnung von 3d,13 rn (I und 11/32 Zoll), während der Vignet;tierungsring eine Öffnung 25,4 mm (1 Zoll) hat. Dieser Vignettierungsring ist in Figur 4 näher dargestellt.
• In Figur 3 ist forner die für die Erfindung verwendete Abbildungsstation 3 dargestellt. Wie erwähnt, dient diese Abbildungsstation sowohl. zur Betrachtung als auch zur Herstellung von Abzügen zum Untershied zu den meisten bekannten Geräten, bei welchen das Betrachten und die Herstellung von Abzügen an verschiedenen Stellen des Gerätes geschieht. Die dargestellte Abbildungsstation weist einen Be obachtungsschirm 26 aus durch@cheinendem Material, boispielsweise eine Mattscheibe oder eine bescllictltete Glasscheibe, auf, auf der ein deutliches Bild erzeugt werden kann. In der Praxis wird das Bild vom Spiegel 22 in Figur 3 auf dc Unterseite dieser Platte projiziert und mit Blickrichtung nach unten von der Oberseite der Platte betrachtet. Obwohl dieses Bild als Spiegelbild der Information auf dem Mikrofilm gesehen wird, ist es für die meisten Betrachtungszwecke angemessen und zur Sicherstellung geeignet, dass der Mikrofilm richtig ausgerichtet und scharf eingestellt ist, ob ein Abzug gewünscht wird oder nicht. Natürlich kann, wenn nur eine Betrachtung gewünscht wird, der FilJn gewendet werden, so,: dass ein richtiges Bild erhal-ten wird.
• Ferner ist an der Abbildungsstation ein zweiter Durchsichtschirm 27 vorgesehen, der zur Auflage eines lichtempfindlichen Druckpapiers dient, das in dem engen Raum 28 zwischen den beiden Scheiben angeordnet ist. Da er transparent is-t, wird durch diesen Schiiin die Betrachtung der Abbildung auf der Schibe 26 nicht beeinträchtigt, jedoch kann er zur Auf; lagerung des licht empfindlichen Materi.als.in einer Lage zum Abdruck dienen. Die Einrichtung für das Eingeben des nicht empfindlichen Materials zwischen den Scheiben sowie zur EntnaJune desselben, nachdem es belichtet worden ist, bilden keinen Teil der vorliegenden Erfin@ung, sondern ist Gegenstand des erwähnten Patentes . ... ... . Es sei hier lediglich erwähnt, dass, wenn lichtempfindliches Papier nicht vorhanden ist, der Abbildungsbereich zur Betrachtung verwendet werden kann, und dass, wenn ein Bild oder ein Abzugerhalten werden soll, es lediglich erforderlich ist, den Deckel 6 (Figur 1) abzusenken, ein lichtempfindliches Material zwischen-den Scheiben anzuordnen und dieses zu belichten.
• Mit Hilfe des beschriebenen optischen-Systems ist es daher einfach, Abdrucke von Woher Qualität und gleichmäsiger Dichte in einem wesentlich grösseren Format, als-die.bekannten Lese- un.d Rückvergrösserungsgeräte in angemessener Weise liefern können, zu erzielen. Durch--das erfindungsgemässe optische System wird die Technik der Mikrofilmspeicherung für rückneue Anwendungsformen verfügbar, beispielsweise-zur Reproduktion von grossen Maschinenzeichnungen und Architekturzeichnungen, Plakaten und dergleichen. Das System ist von ziemlich gedrängter Bauform und von einfacher, Bauart, wodurch Kosten und Raumbedarf auf einem Mindestmass gehalten werden, und leicht zu bedienell.
• Obwohl vorangehend eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, kann diese innerhalh ihres Rahmens zahlreiche Abänderungen erfahren.

Claims (11)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Optisches Abbildungsgerät, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (10) zur Aufnahme eines datentragenden Mediums, welches die abzubildenden Daten enthält, eine Beleuchtungseinrichtung (11) zur Beleuchtung des datentragenden Mediums mit grösserer Helligkeit um seinen Umfang herun als in seiner Mitte, eine Abbildungsstation (3), eine Projektionsrichtung (19) zum Projizieren des von dem datentragenden Medium empfangenen Lichtes au* die Abbildungsstation (3).

wn an dieser eine Abbildung der erwähnten Daten zu erhal--ten, und eine Einrichtung im Strahlengang von dem datentragenden Medium her zur Verringerung der Helligkeit der Abbildung um ihren Umfang herum um einen Betrag, der ausreicht, eine Abbildung an der Abbildungsstation zu erhalten, die durchgehend irn wesentlichen von gleichmässiger Helligkeit ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung durch eine Lichtquelle (12, 13) gebildet wird, die einen Lich-tstranl auf das datentragende Medium richtet, wobei die Helligkeit des Lichtstrahles um seinen Umfang herum grösser als an seiner Mitte ist.

3. Gerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch. eine Einrichtung (14) zum Verstellen der Lage der Lichtquelle zur Veränderung der Beleuchtung des datentragenden Mediums.

4. Gerät @@ch Ansp@@@ch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtouelle einen im wesentlichen ellyptischen Reflektor (13) zur Bildung des Lichtstrahls aufweist.

5. Gerät rach den Ansprächen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle einen Lichtstraal erzeugt, der divergierend ist, und ferner ein Kondensor (18) vorgesehen ist, der im Verlauf des divergierenden Lichtstrahls angcordnet ist und da@u dient, den Lichtstrahl zu konzentrioren, bevor er von dem datentragenden Medium aufgenommenwird.

6. Gerät @@ch Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das datentragende Medium an Diapositiv ist und der konzentrierte Lichtstrabl durch dieses Diapositiv hindurchtritt.

7. Gerät nach den Ansprächen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Linridrtung zur Herabsetzung der Helligkoit durch eine Vignettierungseinrichtung (23) gebildet wird, die zwischen dem datentragenden Medium und der Abbildungsstation (3) angeordnet ist.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung durch ein Projektionslinsensystem (19) gebildet wird und die Vignettierungseinrid@tung (23) durch einen Vignettierungsring gebildet wird, der benachbart dem Projektionslinsensystem angeordnet ist und diejenigen Lichtstrahlen unterdrückt, welche zum Projektionslinsens, stem mit einem schlefen Winkel in Bezug auf die optische Achse des Linsensystems gerichtet sind.

9. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbildungsstation (3) einen durchscheinenden Beobachtungsschirm (26) aufweist und die Abbildung auf die Unterseite dieses Schirms zur Betrachtung von der Oberseite desselben projiziert wird.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbildungsstation ferner eine Auflagerung (27) aufweist, die unterhalb der durchscheinenden Platte (26) angeordnet ist und zur Auflage eines lichtempfindlichen Mediums an der Abbildungsstation in einer Abdruckstellung dient.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagerung (27) durch einen Durchsichtschirm gebildet wird, der unterhalb des Beobachtungsschirmes (26) angeordnet ist, um zwischen den beiden Schirmen einen engen Raum (28) zur Aufnahme des lichtempfindlichen Mediums zu bilden.