DE3006546A1

DE3006546A1 - Lichtstrahl-abtastvorrichtung

Info

Publication number: DE3006546A1
Application number: DE19803006546
Authority: DE
Inventors: Tutomu Saito
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1979-02-22
Filing date: 1980-02-21
Publication date: 1980-08-28
Also published as: FR2449943A1; JPS55111917A; GB2044478B; CA1129779A; FR2449943B1; GB2044478A; US4307930A

Description

Lichtstrahl-Abtastvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die das Auslesen von Informationen aus einer Vorlage oder das Aufzeichnen von Informationen auf einem Aufzeichnungsträger mit Hilfe von Lichtstrahlen erlaubt. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Lichtstrahl-Abtastvorrichtung für eine solche Informatxonsauslesung und -aufzeichnung mittels einer hin- und hergehenden bzw. pendelnden Lichtstrahlabtastung.

Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen bekannt, die das Auslesen von Informationen aus einer Vorlage und die Aufzeichnung der Informationen auf einem Aufzeichnungsträger mittels Lichtstrahlen und unter Verwendung einer Lichtstrahl-Abtasteinriclitung, etwa eines Drehspiegels, ermöglichen. Für die Strahlabtastung mittels solcher Vorrichtungen wird ein Einwege-Abtastsystem angewandt, welches eine Vorlage wiederholt z.B. von links nach rechts abtastet. Dabei erfolgt der Vorlagentransport oder -vorschub durch eine kontinuierlich arbeitende Transportanlage, welche die Vorlage üblicherweise mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit fördert.

Zur Verbesserung der Genauigkeit, mit welcher die Information ausgelesen oder aufgezeichnet wird, ist es weiterhin bekannt, die Wiederholungsfrequenz der Abtastung zu erhöhen und damit die Abtastdichte zu vergrößern. Eine derartige

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KÖglichkeit besteht in der Verwendung eines hin- und hergehenden bzw. Pendel-Abtastsystems, mit welchem die Abtastfrequenz gegenüber dem Üinwege-Abtastsystem verdoppelt werden kann.

W'er.n jedoch ein solches Pendel-Abtastsystem, bei dem lediglich die Abtastung in einer Kauptrichtung (senkrecht zur Transportrichtung der Vorlage oder des Aufzeichnungsträgers, d.h. in Hauptabtastrichtung) auf eine hin- und hergehende Abtastung geändert wurde, auf eine kontinuierlich arbeitende Vorschubanlage angewandt wird, bei welcher ein „Aufzeichnungsträger o.dgl. vergleichsweise kontinuierlich transportiert wird, erfolgt wegen dieses ziemlich kontinuierlichen Vorschubs die Verschiebung der Abtastposition, welche der Vorschubgeschwindigkeit quantitativ proportional ist, in Vorschubriehtnng (Zwischenabtastrichtung) während ,-jeweils einer Abtastperiode. Infolgedessen bilden die Spuren (bei) der wechselnden Abtastung auf der Abtastfläche die in Pig. 1 dargestellte Zickzackform, so daß die Zeilen oder Linien nicht parallel zueinander liegen. Dies bedeutet, daß sich die Abtastdichte stellenweise ändert. Die Vorlage bzw. der Aufzeichnungsträger wird dabei in Richtung des Pfeils in Pig. 1 transportiert.

Aufgrund des geschilderten Umstands wird die Genauigkeit der Informationsauslesung oder -aufzeichnung herabgesetzt, was sich in der Praxis als schwerwiegender Mangel erweist.

Eine Lösung dieses Problems besteht darin, daß die Transport- oder Vorschubanlage für den Aufzeichnungsträger o.dgl. intermittierend bzw. schrittweise betätigt wird. Dabei muß jedoch der Vorschubtakt mit dem Abtasttakt synchronisiert werden. Im Hinblick auf die Trägheit eines den Aufzeichnungsträger o.dgl. führenden Mechanismus wirft diese Lösung

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aber ein neues Problem dahingehend auf, daß ein Abtastbetrieb mit hoher Geschwindigkeit unmöglich wird.

.Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Vermeidung der vorstehend geschilderten Probleme und Mangel durch Schaffung einer Lichtstrahl-Abtastvorrichtung zur Verwendung bei einer Vorschubanlage zum kontinuierlichen !Transportieren einer Vorlage oder eines Aufzeichnungsträgers, wobei die Abtastspuren oder -zeilen a.uch im Fall einer hin- und hergehenden bzw. pendelnden oder wechselnden Abtastung mittels Lichtstrahlen parallel liegen sollen, wodurch die Genauigkeit des Auslesens oder Aufzeichnens der Information verbessert wird.

Bei dieser Vorrichtung soll die Verschiebung der Abtastrichtung aufgrund der Relatiwerschiebung eines Aufzeichnungsträgers o.dgl. in Vorschubrichtung (Zwischenabtastrichtung) korrigiert werden können.

Erfindungsgemäß wird nämlich zum Korrigieren der Verschiebung der Abtastposition in Transportrichtung die Abtastung sowohl in Zwischenabtastrichtung als auch in Hauptabtastrichtung durchgeführt.

Die genannte Aufgabe wird also bei einer Lichtstrahl-Abtastvorrichtung zur Abtastung eines abzutastenden, relativ zur Vorrichtung transportierten Elements mittels eines Lichtstrahls, bestehend aus einer einen Lichtstrahl emittierenden Lichtstrahlquelle und einer Hauptabtasteinrichtung, um das abzutastende Element mit dem Lichtstrahl senkrecht zur Bewegungsrichtung dieses Elements abzutasten, erfindungsgemäß gelöst durch eine Zwischenabtasteinriohtung, um den Lichtstrahl das abzutastende Element in dessen Bewegungsrichtung abtasten zu lassen, derart, daß die Spuren oder Zeilen (loci) des Lichtstrahls auf der abzutastenden

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Fläche des Elements pi"a.k"tisch parallel zueinander verlaufen.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des bei einer bisherigen Pendel-Abtastvorrichtung entstehenden Strahlspurschemas,

Fig. 2 eine mit einer Pendelbewegung arbeitende Lichtstrahl-Abtastvorrichtung gemäß der Erfindung in Anwendung auf eine Informationsausleseeinrichtung,

Fig. 3A bis 30 Ablenksignalwellenformen für Hauptabtastung und bzw. Zwischenabtastung sowie eine Synchronsignalwellenform, die jeweils zur Steuerung der Abtastvorrichtung nach Fig. 2 benutzt werden,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Strahl(abtast)-spur für den Fall, daß die Trommel o.dgl. abzutastendes Element bewegungslos ist und die Abtastvorrichtung nach Fig. 2 durch die Signale gemäß den Fig. 3A bis 30 angesteuert wird,

Fig. 5 eine Fig. 4 ähnelnde Darstellung, jedoch für den Fall, daß die Trommel o.dgl. angetrieben oder transportiert wird,

Fig. 6A und 6B den Fig. 3A bis 30 ähnelnde Darstellungen anderer Hauptabtast- und Zwischenabtast-Signalwellenformen für die Vorrichtung nach Fig. 2,

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Pig. 7 eine Fig. 4 ähnelnde Darstellung für den Fall, daß die Trommel stillsteht und die Abtastvorrichtung nach Fig. 2 dtirch die Signale gemäß den Fig. 6A und 6B angesteuert wird,

Fig. 8 eine Fig. 7 ähnelnde Darstellung, jedoch für den Fall der sich drehenden Trommel,

Fig. 9 eine andere Ausführungsforro der Erfindung in Anwendung auf eine InformationsaufZeichnungsvorrichtung,

Fig.10 die Wellenform eines Ablenksignals für Zwischenabtastung bei der Vorrichtung nach Fig. 9>

Fig.11A und 11B weitere Wellenformen der Ablenksignale für Haupt- und Zwischenabtastung,

Fig.12 eine schematische Darstellung der Abtaststrahlspur für den Fall, daß das abzutastende Element bewegungslos ist und die Vorrichtung mit den Ablenksignalen nach Fig. 11A und 11B angesteuert wird, und

Fig.13 eine Fig. 12 ähnelnde Darstellung, jedoch für den Fall, daß das abzutastende Element eine Relativbewegung durchführt.

Die in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße Lichtstrahl-Abtastvorrichtung umfaßt einen Laserstrahler 12 und einen Lichtstrahl-Modulator 14 zum Modulieren der Lichtintensität des Laserstrahls. Weiterhin sind eine Linse 16, ein piezoelektrisches Strahlablenkelement 18 für Zwischenabtastung, eine weitere Linse 20 und ein Umlenk- bzw. Galvanospiegel 22 für Hauptabtastung vorgesehen. Eine Trom-

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mel 24 dient als Aufzeichnungsträger, auf dem eine Information aufgezeichnet ist. Ein Puffertreiber 26 schickt bei jeder Abtastperiode sequentiell eine Aufzeichnungsinformation entsprechend jeder Abtastperiode zum Modulator 14. Eine Treiberschaltung 28 dient zur Ansteuerung des Ablenkelements 18, v.ährend eine weitere Treiberschaltung 30 zur Ansteuerung des Galvanospiegels 22 für die Hauptabtastung dient. Der Puffertreiber 26 empfängt nach Abschluß jeder einzelnen Abtastperiode von einer nicht dargestellten Zentraleinheit (GPU) die Aufzeichnungsinformation entsprechend der betreffenden Abtastperiode, wobei er diese Parallelinformation in eine Reiheninformation umwandelt und als Aufzeichnungsinformation zum Laserstrahl-Modulator 14 schickt. Da beim Pendel-Abtastsystem die Umsetzreihenfolge, in welcher die Parallelaufzeichnungsinformation in eine Reihen-Information umgesetzt wird, bei der Vorwärtsabtastung entgegengesetzt zur Umsetzung bei der Rückwärtsabtastung ist, muß der Puffertreiber 26 zwei Register aufweisen, in denen beispielsweise jeweils eine Dateneinheit entsprechend einer Abtastperiode gespeichert werden kann. Diese beiden Register, insbesondere Schieberegister, sind so ausgebildet, daß die Verschiebungsrichtungen ihrer Inhalte einander entgegengesetzt sind, wobei die beiden Schieberegister abwechselnd in Synchronisation mit einem Synchronsignal arbeiten, dessen Frequenz der Wiederholungsfrequenz der Abtastoperation gleich ist.

Die Treiberschaltung 30 liefert für eine Hauptabtastung ein Ablenksignal der in Pig. 3A dargestellten Form zum Galvanospiegel 22, während die Treiberschaltung 28 für die Zwischenabtastung ein Ablenksignal mit der Form gemäß Fig.3B zum Ablenkelement 18 liefert. Die Wellenform des Ablenksignals gemäß Fig. 3A gibt das Ablenkschema oder -muster des Laserstrahls am Galvanospiegel 22 an. Mit anderen Worten:

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" ¹⁰ " 300S54B

Dieses ¥ellenformmuster gibt das Hauptabtastschema des Laserstrahls wieder. Die Ablenksignalwellenform gemäß Fig.3B gibt das Ablenkschema des Laserstrahls, d.h. ein Zwischenabtastschema, am Ablenkelement 18 wieder.

Der Ausdruck "Hauptabtastung" bezieht sich auf den Abtastvorgang, der senkrecht zu der Richtung durchgeführt wird, in welcher das abzutastende Element kontinuierlich transportiert bzw. vorgeschoben wird. Der Ausdruck "Zwischenabtastung" bezieht sich dagegen auf den Abtastvorgang, der in dieser Richtung des kontinuierlichen Transports durchgeführt wird. Wie sich aus den vorstehenden Ausführungen ergibt, ist diese Zwischenabtastung eine korrigierende Abtastung, welche dazu dient, die Abtastspuren bzw. -zeilen parallel zueinander verlaufen zu lassen, weil diese Spuren nicht parallel zueinander liegen wurden, wenn das sich bewegende, abzutastende Element ohne jede Modifikation des Abtastvorgangs hin- und hergehend abgetastet werden würde.

Die Operationen des Puffertreibers 26 sowie der Treiberschaltungen 28 und 30 werden mit Hilfe eines Synchronsignals der Art gemäß Fig. 30 im Gleichlauf miteinander durchgeführt. Die Linsen 16 und 18 dienen zur Verkleinerung des Punktdurchmessers des auf die Abtastfläche der Trommel 24 geworfenen Laserstrahls auf einen gewünschten bzw. Solldurchmesser. Der Abstand zwischen der Linse 20 und dem Ablenkelement 18 entspricht vorzugsweise der Brennweite f der Linse 20. Auf diese Weise soll der Einfallswinkel des Laserstrahls auch dann auf eine feste Größe gehalten werden, wenn der Laserstrahl durch das Ablenkelement 18 zur Zwischenabtastung abgelenkt wird.

Da ,"jedoch die Ablenkbreite bzw. -größe für die Zwischenabtastung in der Praxis sehr klein ist, braucht in bestimmten

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Fällen die Linse 20 nicht vorgesehen zu sein, so daß in diesen Fällen die Fokussierung unnötig wird.

Der bei der beschriebenen Vorrichtung vom Laserstrahler 12 emittierte Laserstrahl erfährt eine Intensitätsmodulation durch den Modulator 14 nach Maßgabe der Aufzeichnungsinformation vom PuiTertreiber 26. Der vom Modulator abgegebene Laserstrahl wird dabei zu einen Signal» welches der Aufzeichnungsinformation, ausgedrückt als Lichtintensität, entspricht. Wie erwähnt, wird die Aufzeichnungsinformat.ion, d.h. aufzuzeichnende Information, für jede vollständige Abtastperiode von der nicht dargestellten Zentraleinheit in einer Größe entsprechend dieser Abtastperiode über den Puffertreiber 26 geliefert. Der intensitätsmodulierte Laserstrahl wird über die Linse 16 auf das Ablenkelement 18 gerichtet. Letzteres erhält von der Treiberschaltung 28 ein Ablenksignal mit der Wellenform gemäß Fig. 3B, wobei es die Verschiebung bzw. den Ersatz der Abtastposition in der Richtung, in welcher das abzutastende Element transportiert wird, d.h. in Zwischenabtastrichtung, korrigiert. Dies bedeutet, daß das Ablenkelement 18 den einfallenden Laserstrahl entsprechend der Wellenform dieses Ablenksignals ablenkt. Die AbIenksignalwellenform gemäß Fig. 3B kann somit als das Zwischenabtastmuster oder -schema des Laserstrahls betrachtet werden. Gemäß Fig. 3B entspricht somit eine Periode T einer Abtastperiode, während die Größe der Neigung bzw. des Gefälles der Wellenform der Geschwindigkeit, mit welcher sich die Abtastfläche der Trommel 24 bewegt, und die maximale Amplitude H. dem maximalen Versatz der Abtastposition in Zwischenabtastrichtung entsprechen. Der durch das Ablenksignal mit der Wellenform gemäß Fig. 3B abgelenkte Laserstrahl wird somit bezüglich der Verschiebung seiner Abtastposition in Zwischenabtastrichtung korrigiert. Der dieser Zwischenabtastablenkung unterworfene Laserstrahl wird vom

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.Ablenkelement 18 über die Linse 20 auf den Galvanospiegel geworfen, welcher den Laserstrahl entsprechend dem Schema des Ablenksignals mit der Wellenform gemäß Fig. 3A ablenkt. Die Wellenform des Ablenksignals gemäß Fig. 3A kann somit als Muster oder Schema der Hauptabtastablenkung des Laserstrahls angesehen werden. Da. hierbei die Signalwellenform nach Fig. 3A dem Hauptabtastschema entspricht, entspricht auch eine Periode T der Signalwellenform gemäß Fig. ?A einer Abtastperiode, während die maximale Amplitude ¥ψ der Abtastbreite bzw. -größe in der Eauptabtastrichtung entspricht. Der vom G-alvanospiegel 22 abgelenkte Laserstrahl wird zur Aufzeichnung der Information auf die Trommel 24. geworfen. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß das in Fig. 30 dargestellte Signal ein von einer Synchronim-(jdlsgeneratorschaltung 32 abgegebenes Synchronsignal darstellt.

Die maximale Amplitude H. des Zwischena-btast-Ablenksignals (Fig. 3B) ist im Vergleich zur maximalen Amplitude H™ des Ha.uptabtastlenksignals (Fig. 3A) ausreichend klein. Wenn nun mit V die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 24 an der abzutastenden Fläche und mit T die Periode des Synchronsignal impulses vorausgesetzt werden, ergibt sich die Amplitude zu H.=V*T.

Im folgenden sei angenommen, daß die Trommel 24» als abzutastendes Element, stillsteht. Wenn unter diesen Bedingungen mit dem Laserstrahl eine Abtastung gemäß den Signalen mit den Wellenformen gemäß Fig. 3A und 3B durchgeführt wird, beschreibt der Laserstrahl die in Fig. 4 gestrichelt eingezeichnete Spur. Wenn sich beispielsweise der Laserstrahlfleck zu einem Zeitpunkt t. in eine Position P₁ befindet, bewegt er sich im Laufe der Zeit nach rechts oben, um zu einem Zeitpunkt tp eine Position P^ zu erreichen und sich

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gleichzeitig von P₉ in eine Position P,. zu bewegen.

Im weiteren Zeitverlauf bewegt sich der Laserstrahlfleck nach links oben, um zu einem Zeitpunkt t^ eine Position Έ. zu erreichen und siel· gleichzeitig in die Ausgangsposition P₁ zurückzubewegen.

Anschließend folgt der Laserstrahlfleck wiederholt einer ähnlichen Bahn.

Wenn sich die Trommel 24 andererseits mit konstanter Geschwindigkeit Y in Pfeilrichtung gemäß Pig. 2 dreht, verläuft diese Laserstrahlspur bzw. -bahn auf die in Pig. 5 in gestrichelten Linien eingezeichnete Weise praktisch parallel zur Achse der Trommel 24 über deren Abtastfläche.

Wenn somit eine hin- und hergehende bzw. pendelnde Abtastung des abzutastenden Elements, d.h. der Trommel 24 während der Drehung derselben erfolgt, verläuft somit jede Abtastspur bzw. -zeile parallel zu den anderen Spuren oder Zeilen, so daß die Informationsaufzeichnung mit hoher Genauigkeit durchführbar ist.

Wahlweise kann zur Informationsaufzeichnung um die Trommel 24 ein Aufzeichnungspapier herumgewickelt werden, das auf einen Laserstrahl unter Entwicklung einer Parbe anspricht. Andererseits kann mittels des Laserstrahls auf der Abtastfläche der Trommel 24 eine Elektronenladungsverteilung entsprechend der aufzuzeichnenden Information geformt werden, wobei diese Elektronenladungsverteilung anschließend in einem an sich bekannten Kopierprozeß auf ein Aufzeichnungspapier übertragen wird.

Im folgenden sind anhand der Wellenformen von Abtastablenksignalen gemäß Pig. 6A und 6B andere Abtastarten gemäß der

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Erfindung erläutert.

Pig. Sk veranschaulicht die Wellenform eines Ha.uptabtast-Ablenksignals, welche derjenigen des Ablenksignals gemäß Pig. 3 A entspricht. Andererseits unterscheidet sich die Wellenform des Zwischenabtast-Ablenksignals gemäß Pig. 6B von derjenigen des Ablenksignals nach Fig. 3B. Im Gegensatz zum Signal nach Fig. 3A besitzt jedoch das Signal gemäß Pig. Gk nicht in jeder Periode stets dieselbe Wellenform, vielmehr tritt eine Periode auf, in welcher die Wellenform eine flache Form besitzt, bei welcher die Größe des Gefälles, d.h. die Amplitude H., konstant bleibt, während in einer anderen Periode die Wellenform ein Gefälle bzw. eine Neigung besitzt. In dieser Periode mit ansteigender Wellenform beträgt die maximale Amplitude 2H. (=2VT), nämlich das Doppelte der Amplitude H. der Wellenform des Zwischenabtast-Ablenksignals nach Fig. 3B.

Im folgenden sei angenommen, daß bei stillstehender Trommel diese unter dem Einfluß der Signale nach Fig. 6A und 6B von einem Laserstrahl abgetastet wird. Dabei zieht der Laserstrahl auf der Abtastfläche der Trommel 24 die in Fig.7 in gestrichelten Linien dargestellte Spur. Genauer gesagt: Ausgehend von einer Position P.. zu einem Zeitpunkt t_i verschiebt sich der Laserstrahl in Axialrichtung der Trommel 24 zu einer Position Pp zum Zeitpunkt tp und gleichzeitig weiter in die Position P~. Anschließend verlagert sich der Elektronenstrahlfleck nach links oben, um die Position P. zu einem Zeitpunkt t^ zu erreichen und sich gleichzeitig, d.h. anschließend, in die Ausgangsstellung P^ zurückzubewegen. Diese Abtastung mittels des Laserstrahls wiederholt sich daraufhin fortlaufend.

Bei stillstehender Trommel 24 als dem abzutastenden Element

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" ^1ί> " 30065Λ6

entspricht also die Abtastspur dee Laserstrahls dein Muster gemäß Pig. 7. Wenn sich die Ironmel 24 andererseits mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit V dreht, beschreibt der laserstrahl auf der abzutastenden Fläche der Trommel 24 die Abtastspuren bzw. -zeilen gemäß Pig. 0, die zwar relativ zur Tromnielach.se schräg verlaufen, aber zueinander parallel sind. Bezüglich des AbtastSchemas treten somit in der Praxis keinerlei Schwierigkeiten auf.

In Pig. 9 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher die Laserstrahl-Abtastvorrichtung auf eine Vorlageninformation-Leseeinrichtung angewandt ist.

Diese Vorrichtung umfaßt eine mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit V transportierte Vorlage 42, einen Laserstrahler 44, einen mit akustisch-optischer Wirkung arbeitenden Lasermodulator 46, eine JFokussi erlins e 48, einen Galvanospiegel 50 und einen photoelektrischen Wandler 52.

Zum Auslesen der Informationen emittiert der Laserstrahler 44 einen Laserstrahl, der über dem Modulator 46, die Linse 4S und den Galvanospiegel 50 auf die Vorlage 42 geworfen wird. Der von der Vorlage 42 reflektierte Laserstrahl, d.h. das Signal der Informationen in Porm von Buchstaben, Symbolen o.dgl. auf der Vorlage 42, wird durch den photoelektrischen Wandler 52 in ein elektrisches Signal umgesetzt. Nach Verstärkung durch den Verstärker 54 wird das Informationssignal durch einen Analog/Digital-Wandler 56 in Digitaldaten umgewandelt, die zur Speicherung in einen Speicher 58 eingeschrieben werden. Die so gespeicherten Daten werden im anschließenden Vorgang der Bildverarbeitung ausgelesen.

Wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform stellt der

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Galvanospiegel 50 eine Hauptabtast-Ablenkeinrichtung dar. Der Galvanospiegel 50 wird durch ein von einer Treiberschaltung 60 stammendes Ablenksignal der Form gemäß Fig.JA oder 6A angesteuert, um den Laserstrahl so abzulenken, daß er die abzutastende Fläche der Vorlage 42 hin- und hergehend senkrecht zur Bewegungsrichtung dieser Abtastfläche abtastet. Der Lasersti-ahlmodulator 4-6 stellt eine Zwischenabtast-Ablenkeinrichtung dar, die für eine Zwischenabtastung der Vorlage 42 vorgesehen ist, um den Laserstrahl auf der Vorlage 42 parallel zu der Bewegungsrichtung abzulenken.

Ein akustisch-optischer Lichtmodulator der angegebenen Art arbeitet mit einer solchen Charakteristik, daß er bei Änderung der angelegten Trägerfrequenz den Gitterabstand (grid pitch) variiert, wodurch der Ablenkwinkel verändert wird, so daß es möglich wird, die Einfallsrichtung des Laserstrahls nach Maßgabe des Modulators zu ändern. Durch Änderung der Trägerfrequenz eines solches Lichtrnodulators 46 kann der Laserstrahl auf der Vorlage 42 eine Zwischenabtastung mit dem Signalschema gemäß Fig. 3B oder 6B durchführen .

Häufig ist die Transportgeschwindigkeit der Vorlage 42 nicht durch einen nicht-dargestellters Vorlagen-Trägermechanismus festgelegt. Wenn daher die hin- und hergehende Abtastung ohne Berücksichtigung der sich ändernden Transportgeschwindigkeit der Vorlage 42 durchgeführt wird, erweist es sich als schwierig, die Informationsauslesung mit hoher Genauigkeit durchzuführen. Zur Vermeidung dieses Zustande ist bei der Ausführungsform nach Fig. 9 ein Geschwindigkeit sdetektor 61 vorgesehen. Die tatsächliche Bewegungsoder Transportgeschwindigkeit der Vorlage 42 wird somit durch den Geschwindigkeitsdetektor 61 ermittelt, und die Information bezüglich der Ist-Geschwindigkeit wird durch

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einen Signalprozessor 62 in ein Zwischenabtastsigrial umgewandelt, welches die Wellenform eines Spannungssignals besitzt. Der Signalprozessor 62 erzeugt in Abhängigkeit von der vom Geschwindigkeitsdetektor 61 gelieferten Geschwindigkeitsinformation ein da.s Zwischenabtastscheiaa darstellendes, sägezahnartiges Spannungssignal gemäß Pig. 10. Die Neigung bzw. das Gefälle jeder Sägezahnwelle des Spannungssignals nach Pig. 10 ist dabei so gewählt, dass sie bzw. es automatisch nach Maßgabe der festgestellten Transportgeschwindigkeit V_, Vp» V^, Y., ... variiert wird. Das Spannungssignal mit dieser Wellenform wird einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 64 eingespeist und durch diesen in ein Signal mit einer Frequenz entsprechend dem Spannungspegel umgesetzt. Da.s Prequenz-Ausgangssignal des Oszillators 64 wird dann über die Treiberschaltung 66 als Trägerfrequenzsignal dem akustisch-optischen Lichtmodulator 46 eingegeben. Auf diese Weise wird eine Zwischenabtastoperation zur Korrektur mit hoher Genauigkeit durchgeführt. Der Speicher 58, die Treiberschaltung 60 und der Signalprozessor 62 werden durch einen Synchronsignalimpuls von einem Synchronimpulsgenerator 63 gesteuert.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist es auch bei der hin- und hergehenden Abtastung einer kontinuierlich transportierten Vorlage oder eines Aufzeichnungsträgers mittels eines Laserstrahls möglich, die Abtastung mit im wesentlichen parallel hin- und herverlaufenden Abtastspuren bzw. -zeilen durchzuführen. Auf diese Weise kann die Informationsauslesung von einer Vorlage oder die Aufzeichnung der Informationen auf einem Aufzeichnungsträger mit hoher Genauigkeit erfolgen.

In weiterer Abwandlung der Erfindung kann die Abtastvorrichtung gemäß Pig. 2 so ausgelegt sein, daß das piezoelektri-

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sehe Strahlreflektorelement iö weggelassen wird und der akustisch-optische Lichtmodulator 14 sowohl die Funktion der Strahlintensitätsmodulation entsprechend der Aufzeichnungsinformation als auch die funktion der Zwischenabtastablenkung erfüllt.

In den vorstehenden Erläuterungen wurde vorausgesetzt, daß die Trommel 24 mit vorbestimmter Umfarigs-Geschwindigkeit Y in Drehung versetzt wird bzw. die Vorlage 42 mit vorbestimmter Geschwindigkeit transportiert wird. Die vorstehenden Ausführungen gelten ähnlich auch für einen Pall, in welchem die hin- und hergehende Abtastung erfolgt, während der Haupta.btastmechanisEius mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit relativ zu der stillstehenden Vorlage 42 bewegt wird. Bei der Anordnung nach Eig. 9 kann beispielsweise bei stillstehender Vorlage 42 die Abtastung dadurch erfolgen, daß der Galvanospiegel 50 und der photoelektrische Wandler 52 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit bewegt werden, wobei diese Elemente in einer vorgegebenen Lagenbeziehung zueinander gehalten werden.

Die vorstehenden Ausführungen sind also so zu verstehen, daß entweder das abzutastende Element oder der Hauptabtastmechanismus stillsteht, während die jeweilige andere Einheit kontinuierlich bewegt bzw. transportiert wird.

Selbstverständlich sind innerhalb des erweiterten Schutzumfangs weitere Ausführungsformen oder Abwandlungen der Erfindung möglich.

Obgleich sich die vorstehende Beschreibung auf eine hin- und hergehende bzw. Pendel-Abtastvorrichtung bezieht, ist die Erfindung selbstverständlich auch auf ein nur in einer Sichtung arbeitendes, d.h. ein sogen. Einwege-Abtastsystem anwendbar.

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Die Fig. 11A und 113 veranschaulichen ein Hauptabtast-Ablenksignal und ein Zwischenabtast-Ablenksignal, die für die Einwege-Abtastung benutzt werden. Das Signal gemäß Fig. 11A besitzt eine Dreieckswellenform mit einer maximaler. Amplitude ILy,, während das Signal gemäß Fig. 11£ eine ähnliche Dreieckswellenform der Art gemäß Fig. ZB und mit einer maximalen Amplitude H. besitzt.

Im folgenden sind die Abtastspuren bzw. -zeilen auf der abzutastenden Fläche der Vorlage nach Maßgabe der Ablenksignale gemäß Fig. 11A und 11B erläutert.

Wenn beispielsweise die abzutastende Fläche stillsteht und diese Fläche mittels eines durch die Ablenksignale gemäß Fig. 11A und 11J3 gesteuerten Laserstrahls abgetastet wird, ergeben sich die in Fig. 12 in gestrichelter Linie eingezeichneten Abtaststrahlspuren. Wenn sich nämlich der Laserstrahlfleck zu einem Zeitpunkt t.. an einem Punkt P.. befindet, verlagert er sich zeitabhängig auf der abzutastenden Fläche nach rechts unten (Fig. 12), um zu einem Zeitpunkt to einen Punkt P₀ zu erreichen und. sich sofort zu einem Punkt P^ zu verschieben. Anschließend bewegt sich der Laserstrahlfleck wiederum nach rechts unten zu einem Punkt P,. Daraufhin wiederholen sich dieselben Abtastvorgänge ständig.

Da die Abtaststrahlspuren, die bei stillstehendem, abzutastendem Element erzielt werden, die Form gemäß Fig. 12 besitzen, liegen die Abtaststrahlspuren bzw. -zeilen auf der abzutastenden Fläche dann, wenn sich die Vorlage mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit dreht oder bewegt, parallel zueinander und quer zur Transportrichtung der Vorlage, wie dies in Fig. 13 dargestellt ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann somit auch bei der Einwege-Abtastung ein Abtastvorgang mit parallel zuein

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BAn

ander liegenden Spuren oder Zeilen, die senkrecht zur Transportrichtung der Vorlage verlaufen, durchgeführt werden. Mit der Erfindung wird somit eine sehr genaue Auslesung oder Einschreibung von Inforinationen ermöglicht.

Die vorstehende Beschreibung "bezieht sich auf eine Abtastvorrichtung unter Verwendung eines einzigen Licht- bzw. Laserstrahls. Der technische Grundgedanke der Erfindung ist aber selbstverständlich auch auf eine Mehrfachabtastvorrichtung anwendbar, die mit einer Vielzahl von Lichtbzw. Laserstrahlen arbeitet.

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Claims

PATENTANSPRUCH B

Lichtstrahl-Abtastvorrichtung zur Abtastung eines abzutastenden, relativ zur Vorrichtung transportierten Elements mittels eines Lichtstrahls, bestehend aus einer einen Lichtstrahl emittierenden Lichtstrahlquelle und einer Hauptabtasteinrichtung, um das abzutastende Element mit dem Lichtstrahl senkrecht zur Bewegungsrichtung dieses Elements abzutasten, gekennzeichnet durch eine Zwischenabtasteinriehtung (16, 28; 46, 64), um den Lichtstrahl das abzutastende Element (24; 42) in dessen Bewegungsrichtung abtasten zu lassen, derart, daß die Spuren oder Zeilen (loci) des Lichtstrahls auf der abzutastenden Fläche des Elements (24; 42) praktisch parallel zueinander verlaufen.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenabtasteinrichtung (18, 28; 46, 64) eine Zwischenabtast-Treibereinrichtung (28; 64) zur Lieferung

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eines Äblenksignals mit einer Wellenform entsprechend, einem Muster oder Schema für äie Zwischenabtastopera.-tion und eine Ablenkeinrichtung (18; 46) zur Anlenkung des Lichtstrahls nach Maßgabe des äblenksignals von der Zwischenabtast-Treibereinrichtung (28; 64) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinrichtung (18; 46) ein piezoelektrisches (piezo-type) Ablenkelement (18) umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl ein Laserstrahl ist und daß die Zwischenabtasteinrichtung (18, 28; 46, 64) einen akustisch-optischen Lichtmodulator (46) zum Smpfangen eines Laserstrahls und einen spannungsgesteuerten Oszillator (46) aufweist, der eine Trägerfrequenz des Lichtmodulators (46) ändert, um eine Ablenkung des Laserstrahls durch den Lichtmodulator (46) hervorzubringen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenksignal eine Dreieckswellenform besitzt, die eine Periode T entsprechend einer Abtastperiode und eine maximale Amplitude EL entsprechend H,=V*T, mit V = Geschwindigkeit, mit welcher das abzutastende Element (24; 4-2) (relativ zur Vorrichtung) transportiert wird, besitzt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenksignal eine Wellenform mit einer Periode T entsprechend einer Abtastperiode und, im 3?all von V = Transportgeschwindigkeit des abzutastenden Elements (24; 42), zwei einander abwechselnden Erscheinungsperioden (coming-out periods) besitzt, von denen die

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eine eine vorbestimmte Amplitude von V*T und die andere eine maximale Amplitude von 2VT ihrer Dreieckswellenform besitzt.

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