NL8103918A - Stelsel voor het in een electrisch signaal omzetten van de beeldinformatie op een origineel. - Google Patents

Description

* * - Stelsel voor het in een electrisch signaal omzetten van dLe beeld-informatie op een origineel. -

De uitvinding heeft betrekking op een stelsel voor het in een electrisch signaal omzetten van de beeldinformatie op een origineel, voorzien van een inrichting voor het lijnsgewijsmet een lichtstraal aftasten van het origineel, een detector die door het origineel ge-5 reflecteerd lioht waarneemt en het electrische signaal afgeeft, en een lichttransportinrichting omvattend: een intreevlak dat zich uitstrekt langs een door de lichtstraal af te tasten lijn, twee parallelle spiegelende vlakken die zich uitstrekken vanaf het intreevlak naar de detector, die naar elkaar toe zijn gericht en die 10 nagenoeg evenwijdig zijn aan de door de lichtstraal af te tasten lijn, en twee zijvlakken welke de ruimte'tussen het intreevlak, de parallelle spiegelende vlakken en de detector in zijwaartse rich-ting begrenzen. Een dergelijk stelsel is in de praktijk bekend.

In de praktijk wordt in de lijnaftastinrichting vanuit een 15 lichtbron, zoals een laser, een lichtstraal afgegeven die via een of meer lenzen, een of meer spiegels en een scanner, zoals een galvano-scanner, terecht komt op het af te tasten origineel. Met behulp van een der lenzen wordt de lichtstraal tot de gewenste grootte gefoeusseerdywaarmee dan de originelen kurxnen worden afge-20 tast. Het licht van de lichtstraal wordt in het afta’stgebied van het oppervlak van het origineel,afhankelijk van de daar aanwezige informatie,meer of minder teruggekaatst en in de lichttransportinrichting of collector verzameld en vervolgens naar een detector geleid. De grote parallelle vlakken van deze zogenaamde collector •25 zijn veelal gepolijst ten einde het licht, dat deze vlakken treft met een hoek -groter dan de grenshoek, inwendig te reflecteren.

Het is in de praktijk gebleken dat de uitvoering voor wat be-treft vormgeving en afwerking van de vlakke lichttransportinrichting van zeer groot belang is voor het verkrijgen van een optimaal 30 detectiesignaal aan de lichtdetector.

Zo is de grootte van het aan de detector verkregen gedetecteerde signaal afhankelijk van zowel de afstand van het origineel tot de detector, namelijk omgekeerd evenredig, als van de hoek tussen de verbindingslijn tussen detector en lichtpunt op het origineel en de 35 hoofdzichtrichting van de detector, namelijk "omgekeerd" evenredig.

Aan het genoemde detectorsignaal worden de eisen gesteld dat 1) het signaal zo groot mogelijk is, dat wil zeggen een grote 8103918 * · -2- signaal-ruisverhouding heeft,en dat 2) het signaal onafhankelijk is van de hiervoor gedefinieerde hoek.

' Ten einde aan de eerste eis te kunnen voldoen moet de afstand tussen origineel en detector zo klein mogelijk zijn. Ten einde aan 5 de tweede eis te kunnen voldoen moet de afstand tussen origineel -en detector zo groot mogelijk zijn. Derhalve kan niet tegelijk aan beide eisen worden voldaan* men heeft of een grote afstand om aan de tweede eis te voldoen, maar dan is het signaal klein, of men heeft een kleine afstand om aan de eerste eis te voldoen, maar dan 10 is de maximale hoek zo groot dat er een aanzienlijk verschil in signaalgrootte tussen het midden en de uiteinden van de aftastlijn ontstaat.

De uitvinding beoogt deze problemen te ondervangen en een stel-sel aan te geven met zodanige vormgeving en afwerking dat het moge-15 lijk is dat bij een kleine afstand tussen origineel en detector toch een signaal wordt verkregen dat onafhankelijk is van de hoek.

Dit wordt bij een stelsel van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding aldus bereikt dat de uitvoering van de licht-transportinrichting zodanig is dat de zijvlakken nabij het intree-20 vlak nagenoeg loodrecht staan op de verbindingslijn tussen de uiteinden van de af te tasten lijn of regel en tenminste nabij het intreevlak op de naar elkaar toegekeerde zijden spiegelend zijn.

Bij deze uitvoering volgens de uitvinding wordt een zeer goede lichtoverdracht aan de detector verkregen met een optimaal intensi-25 teitsprofiel aan deze detector. Onder optimaal· wordt een zo hoog en rechthoekig mogelijk profiel verstaan.

In het algemeen wordt de hoogte van het lichtintensiteitspro- fiel aan de detector mede bepaald door het aantal spiegelingen van brede de lichtstraal in de * hoofdvlakken. Hoe meer spiegelbeelden door 30 de detector kunnen worden waargenomen des te hoger intensiteitspro-fiel wordt verkregen. Deze spiegelingenleveren ' een grotere bijdrage aan het intensiteitsprofiel dan de hoeveelheid extra licht welke ingevangen wordt bij het dikker maken van de collectorplaat.

Bij een voordelige uitvoering volgens de uitvinding, waarbij de 35 hoofdvlakken gepolijst zijn, zijn de afmetingen zodanig gekozen dat een relatief lange plaat wordt verkregen, zoals bijvoorbeeld 210 x 300 x 6 mm, en zijn de smalle zijvlakken over een kleine afstand vanaf het intreevlak gepolijst, waarbij een recht intensiteitsr-profiel wordt verkregen zonder fluctuaties.

40 Bij een andere voordelige uitvoering volgens de uitvinding 8103918 -3- waarbij de hoofdvlakken gepolijst zijn, zijn de afmetingen zodanig gekozen dat een relatief korte plaat verkregen wordt,zoals bijvoorbeeld 210 x 200 x 6mm, en zijn de smalle zijvlakken geheel gepolijst, waarbij een hoger, niet geheel recht intensiteitaprofiel wordt ver-5 kregen met enige fluctuaties.

Ook.kan het intreevlak daarbij zodanig nitgehold zijn dat de lichtstralen loodrecht de mediumovergang treffen waardoor de reflec-ties aan het intreevlak tot een minimum beperkt worden. Ook kan het uittreevlak tot rondom de detector wit-diffuus reflecterend zijn 10 gemaakt waardoor een egale intensiteitsprofielverhoging van het licht wordt verkregen,

De uitvinding zal aan de hand van de tekeningen worden toege-licht, waarin: figuur 1 een schematische opstelling geeft van het stelsel vol-15 gens de uitvinding; figuren 2a,2b en 2cdiagrammen geven van intensiteitsprofielen van verschillende collectoren; figuur 5 aangeeft hoe het intreevlak van de collector bewerkt kan worden voor een optimale intrede van de gereflec-20 teerde stralen; figuur 4 aangeeft op welke wijze de collector uitgevoerd en be- vestigd kan zijn; en in figuur 5 de toepassing» de lichtstraalgang aangeeft van een pola- risatiefilter om spiegelreflecties te elimineren.

25 De opstelling van het stelsel kan zodanig zijn dat vanuit een laser een lichtstraal afgegeven wordt die via een lenzenstel*een en spiegel» een galvanoscanner terecht komt op een wals. Op deze wals is het te reproduceren origineel 6 gewikkeld. Het door het origi-neel gereflecteerde licht wordt via de lichttransportinrichting of.

50 collector verzameld en verder geleid naar een detector, De collector kan opgehangen zijn in een slede die zodanig over een hoek ver-stelbaar is dat de afstand collector - wals niet verandert. Het lenzenstelsel dient ervoor om de laserbundel op de wals te focus-seren. De detector kan een UDT600 zijn, waarvan het signaal ver-55 sterkt wordt door een lineaire versterker,bijvoorbeeld van het type 46J. De bandbreedte van dit detector-versterker-systeem bedraagt + 750 kHz met een versterkingsfactor van + 10.000. De wals kan eventueel met een stappenmotor worden rondgedraaid. De snelheid en ook het scheidingsvermogen zijn verder binnen het kader van de 40 uitvinding van minder belang.

8103918 -4-

In figuur 1 is meer schematisch aangegeven hoe de van de licht-bron.1 afkomstige lichtstraal c onder een hoek ten opzichte van de normaal op het origineel 6 wordt gericht. Met 23 is een polygoon-spiegel aangeduid die een roterende, achthoekige spiegel kan zijn, 5 waarmede de aftasting over de af te tasten lijn of regel op het origineel wordt verkregen. De na diffuse reflectie verkregen licht- ‘ straal b wordt via het intreevlak 11'door de collector 8 ingevangen·.....

en naar de detector'10 geleid. Met voordeel kan het lichaam van de collector van transparent materiaal zijn.

10 - Zoals eerder gesteld wordt de hoogte van het intensiteitsprofiel van het licht bij de detector in sterke mate bepaald door het aantal spiegelingen van de lichtstraal in de brede hoofdvlakken. Hoe meer spiegelbeelden door de detector kunnen worden waargenomen des te hogere intensiteit dit in totaal oplevert. Deze spiegelingen hebben 15 een grotere bijdrage aan het intensiteitsprofiel dan de hoeveelheid "meer'* licht die ingevangen wordt bij het dikker maken van het intreevlak of -venster. Dit alles bij dezelfde afstand tot het origineel. Een smalle plaat van bijvoorbeeld 6 mm levert dan ook 180 % meer signaal op dan een dikke plaat van 22 mm. De lengte van beide 20 platen bedraagt hierbij 297 mm. Zoals gebruikelijk is kunnen de :brede hoofdvlakken geheel of gedeeltelijk gepolijst zijn.

Ten einde een optimaal intensiteitsprofiel te verkrijgen is het van groot belang de juiste plaatconfiguratie te kiezen in combi-natie met een bepaalde afstand waarover de smalle zijvlakken vanaf 25 het intreevlak gepolijst zijn. Afhankelijk van de vraag hoe gevoe-lig men de informatis wil detecteren en of men al dan niet grijs-. tinten wil detecteren,en zoja hoeveel, zal een bepaalde plaatconfiguratie volgens de uitvinding gekozen worden.

... Gebleken is dat bij een zo groot mogelijke lichtintensiteit op 50 de detector de versterking van het electronische systeem laag ge-houden kan worden waardoor de bandbreedte hoog is.

In de figuren 2a,2b en 2c zijn de intensxteitsprofielen aan de detector van platen met verschillende configuraties met elkaar vergeleken. De intensiteit 1 is hierbij uitgezet tot de afstand X 35 (in vanuit het midden van de afgetaste lijn naar de rand toe.

De getrokken lijnen geven aan dat de smalle zijvlakken van de platen gepolijst en de onderbroken lijnen geven aan dat de smalle zijvlakken van de platen niet gepolijst zijn. Figuur 2a geeft de profiel-wa,arden van een collector met lengte van 200 mm, figuur 2b geeft de 40 profielwaarden van een collector met lengte van’250 mm en figuur 2c 8103918 * m -5- geeft de profielwaarden van een collector met lengte van 300 mm .

Bij al deze collectoren staan de zijvlakken nabij het intreevlak * nagenoeg loodrecht op de verbindingslijn tussen de uiteinden van de af te tasten lijn of regel. Duidelijk is het'verschil in intensi-5 teitspro'fiel tussen de collector met geheel gepolijste, smalle zij-vlakken en die zonder gepolijste, smalle zijvlakken te zien.

Men zal de plaatconfiguratie en afwerking kiezen in afhankelijk-heid van de voorwaarden: - hoe gevoelig men de informatie wil detecteren; 10 - of men wel of geen grijstinten wil detecteren, en zoja, hoe- veel?

Voor e'en zo groot mogelijke lichtintensiteit aan de detector kiest men een relatief korte collector, bijvoorbeeld 210 x 200 x 6m waarvan de smalle zijvlakken geheel gepolijst zijn ( en vanzelf-15 sprekend de brede hoofdvlakken). Door de spiegelende zijvlakken wordt het profiel aan de kanten omhoog gehaald zodat het nagenoeg recht is,eventueel met enige fluctuaties. Yoor een zo goed mogelijke detectie van grijsgradaties kiest men een langere collector, bijvoorbeeld 210-x 300 x 6 mm, waarvan de smalle zijvlakken slechts .

20 over enkele mm· vanaf het intreevlak gepolijst zijn. Hierbij wordt een wat lager, toch nog redelijk intensiteitsprofiel verkregen zonder fluctuaties. Door het wat lagere signaal moeten wat hogere eisen aan de signaalverwerking gesteld worden.

In bovengenoemde gevallen van het aftasten van een origineel 25 is de lengte van het intreevlak (of de breedte van de collector aan de zijde van de aftastlijn) met voordeel gelijk gekozen aan de lengte van de aftastlijn. Met voordeel kan het uittreevlak tot rondom de plaats, waar de detector is aangebracht, wit-diffuus-reflecteiarL gemaakt worden. De stralen'die anders de plaat verlaten 30 zullen door de aangebrachte reflectievlakken willekeurig de plaat in worden gestuurd, waardoor een egale verhoging met 1096 van het intensiteitsprofiel wordt verkregen.

In figuur 3 is aangegeven hoe het intreevlak of -venster 11 van de collector 8 uitgehold kan worden. Hierdoor kunnen de van de 35 op het origineel 6 invallende lichtstraal afkomstige reflectie- stralen loodrecht de mediumovergang binnengaan, waardoor de reflec-ties aan het intreevlak 11 tot een minimum beperkt worden.

Het is verder van belang om de collector zodanig te bevestigen dat deze bevestiging geen invloed heeft op de signaaloverdracht.

40 Bepaalde omstandigheden, zoals een aanraking van de collector bij- 8103918 ' -6- voorbeeld in de buurt van het intreevlak, heeft duidelijke gevolgen op het intensiteitsprofiel. Ook het vuil worden van de collector verslechtert het profiel. In figuur 4 is aangegeven op welke wijze de collector 8 bijvoorbeeld in de bnurt van de detector 10 (niet 5 in de directe gezichthoek) bevestigd kan worden middels twee tap-gaten 13 en in het midden door een staaf 14 ondersteund kan worden. Het ondersteunen van de' collector moet hierbij over de gehele breedte gebeuren ten einde een eventuele belnvloeding van het in-tensiteitsprofiel gelijkmatig te laten zijn. In geval van de smalle 10 zijvlakken slechts een klein deel gepolijst behoeft te zijn, kan het resterende deel eventueel afgeschuind worden op de in figuur 4 met streeplijnen aangegeven wijze.

In figuur 5 is aangegeven op welke wijze de eliminatie van spiegelreflecties bij het aftasten van originelen door toepassing 15 bij de collector van polarisatie-effecten plaatsvindt. In het alge- meen bestaat het door het origineel gereflecteerde. licht uit twee b componenten, te weten de spiegelcomponent«.en de diffuse componenten a. De spiegelcomponent kan problemen veroorzaken wanneer deze component direct invalt op het intreevlak van de collector. Het licht 20 dat dan op de aan de andere zijde van de collector aangebrachte detector invalt heeft een betrekkelijk hoge intensiteit. Dit heeft tot gevolg dat de detector in verzadiging raakt waardoor informatie verloren gaat. Deze spiegelcomponent kan op twee manieren geSlimi-neerd worden.

25‘ Eerste manier: De van de lichtbron 1 afkomstige lichtstraal c wordt, terwijl hij door het polarisatiefilter 21 lineair in een vlak loodrecht op de aftastlijn is gepolariseerd, onder de Brewsterhoek a ten opzichte van de normaal op het origineel 6 hierin geschenen. Het diffuusgereflecteerde licht zal willekeurig gepola-30 riseerd worden tijdens het reflectieproces. De polarisatierichting evenwijdig aan de aftastlijn van de diffuse component a zal on-aangetast blijven en zal de detector bereiken. De spiegelcomponent b daarintegen zal geheel of liagenoeg geheel afhankelijk van het origineel, uitgedoofd worden. Dit vindt zijn oorzaak in het wezenlijke 35 verschil in diffuse- en spiegelreflectie en de wetmatigheid van de Brewsterhoek.

Tweede manier: De laserlichtstraal c wordt ongepolariseerd onder de Brewsterhoek ten opzichte van de normaal op het origineel 6 in-geschenen. Het reflecterende licht wordt via een polariserend fil-40 ter 22 ingevangen in het intreevlak 11. Zodoende kan alleen de 8103918

- J

-7- component afkomstig van de diffuse reflectie de detector bereiken.

,In beide gevallen moet er voor gezorgd worden dat bij detec-tie geen evenwijdig aan de aftastlijn gepolariseerde component aan-wezig is. De gedetecteerde lichthoeveelheid zal in het eerste geval 5 het hoogst zijn.

8103918

Claims (8)

1. Stelsel voor het in een electrisch signaal omzetten van de beeld-informatie op een origineel, voorzien van een inrichting voor het lijns-gewijs met een lichtstraal aftasten van het origineel, een detector die door het origineel gereflecteerd licht waarneemt en het electrische 5 signaal afgeeft, en een lichttransportinrichting omvattend: een intreevlak dat zich u'itstrekt langs een door de lichtstraal af te tasten lijn, twee parallelle spiegelende vlakken die zich uitstrekken vanaf het intreevlak naar de detector, die naar elkaar toe zijn gericht en die nagenoeg evenwijdig zijn aan de door de lichtstraal af te tasten lijn, 10 en twee zijvlakken welke de ruimte tussen het intreevlak, de parallelle spiegelende vlakken en de detector in zijwaartse richting begrenzen, met het kenmerk, dat de uitvoering van de lichttransportinrichting (8) zodanig is dat de zijvlakken nabij het intreevlak (11) nagenoeg loodrecht staan op de verbindingslijn tussen de uiteinden van de af te tasten lijn 15 of regel en tenminste nabij het intreevlak (11) op de naar elkaar toe-gekeerde zijden spiegelend zijn.

2. Stelsel volgens conclusie 1, waarbij de lichttransportinrichting met genoemde vlakken en intreevlak een lichttransporterend lichaam vormt, met het kenmerk, dat het lichttransporterende lichaam (8) van transparent 20 materiaal is.

3. Stelsel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de zijvlakken van de lichttransportinrichting (8) geheel gepolijst zijn.

4. Stelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk,dat het intreevlak (11) zodanig uitgehold is dat de lichtstralen loodrecht 25 de mediumovergang treffen, waardoor de reflecties aan het intreevlak (11) . tot een minimum beperkt worden.

5. Stelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk,dat de op het origineel (6) gerichte lichtstraal uit lineair in een vlak loodrecht op de aftastlijn gepolariseerd licht bestaat.

6. Stelsel volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat in de lichtweg tussen de lichtbron (1) en het origineel (6) een polarisatiefliter (21) opgenomen is.

7. Stelsel volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat in de lichtweg tussen het origineel (6) en het intreevlak (11) een 35 polarisatiefilter (22) is opgenomen zodanig dat alleen de lichtcomponent afkomstig van de diffuse reflectie de detector (10) bereikt.

8. Stelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, 8103918 ~ * -9- dat de lengte van het intreevlak (II) gelijk is gekozen aan de lengte van de af te tasten lijn. . 8 1 0 3 S t 8