Сканирующее устройство для передачи факсимиле через волоконную оптику

(43) Опубликовано 25 осударствонный комнтетСоната Инннотров СССРао делам кэоорвтоннйн открытнй 621.397.(088.8) ата опублик ния описания 11,08;у 72) Авторы изобретени ИностранцыКаору Томик, Еиити Миязакн(Япония) Тецухико Томи Иностранная фирма Мацусита Электрик инд(71) Заявите 54) СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ФАКСИМИЛЕ ЧЕРЕЗ ВОЛОКОННУЮ ОПТИКУ 2 я к электрон может быть чи изображередачи факси оконной опты танин с элек и фотоэлеИзвестные оптико-электронные устройства с элементами волоконной опти ки, применяемыми в качестве разверты вающих устройств в сочетании с электроннолучевыми трубками, фотоэлементами и другими приспособлениями, не обеспечивают высокого качества передачи изображений из-за неполного использования светового потока, отра женного оригиналом (факсимиле) и проходящего через волокна свев конной детали, и малых размегинала, проецируемого на мише б ки товолоров ори нь тру- пов изоб нием ком к та ение кажения сзрешающеффициенизображений, точ-ывания для нее,оконной оптики,Изобретение относит но-оптической технике использовано для перед ний, в частности для п миле через элементы во ки, используемые в соч троннолучевююи трубкам ментами. Цель изобретения чества передаваемого одновременным повыше способности при высо ге использования свеСистема передачи нее средства разверт содержит элемент вол 32) 08,10.6833) Япония8. Бтоллетень 35 (53) состоящий из пучка обычных оптическволокон. Каждое оптическое волокносодержит сердцевину из какого-либопрозрачного материала, окруженную олочкой из другого прозрачного материала с меньшим показателем преломления, Оболочка может быть еще покрыта слоем материала, поглощающегосвет. Внешний диаметр отдельного волокна обычно устанавливается в зависимости от желаемой разрешающейспособности, Элемент волоконной оптики может быть выполнен вакуумплот На фиг. 1 и 2 изображен вариантисполнения элемента волоконной опти" ки, виды сбоку и спереднт на фиг. 3 - схема прохождения света в одиночном 20 оптическом волокнет на фиг. 4 - график прохождения света в одиночном оптическом волокнет на фиг. 5 - схема поясняющая выбор величины углов между осями волокон и необходимьвщ плос костямит на фиг. 6 и,7 - модифициро"ванные варианты элемента волоконной онтикит на фиг. 8-13 - варианты исполнения системы передачи изображений с использованием элементов волокон ной оптики.) Для сравнения рассматривают два типичных случая направления излучения, отраженного от оригинала перпендикулярно к оси волокна, причем в одном случае предполагают угол, равным нулю градусов, а в другом случае предполагают, что этот угол на- )О ходится в зоне 1 (см,фиг.4). Когда рассеянное излучение попадает на входной конец оптического волокна, выходной конец которого составляет О" с плоскостью, пересекающей ось во локна, и если оригинал помещен на плоскости, параллельной плоскости выходного торца, то излучение, исходящее из волокна, падает на оригинал в виде кольца. Размер кольца иэ меняется в зависимости от, так называемой, числовой апертуры используемого волокна. Если, однако, оригинал помещен под углом к плоскости выходного конца волокна, с тем чтобы на правлять излучение, отраженное от оригинала, в определенную сторону, то излучение, спроецированное на оригинал с выходного конца волокна, падает на оригинал в виде овала.Если угол сс., находящийся в зоне 1 (см.фиг.4), установлен на выходном конце волокна, то излучение исходящее из конца волокна, имеет большую направленность для направления , чем когда оО. Если отраженное излучение должно быть ориентировано в том же направлении, как и в случае,ЮО, то угол между оригиналом и осью пучка излучения; падающего на оригинал, соответственно увеличива ется. Это значит, что излучение, падающее на оригинал, образует на нем меньшую площадку, чем в случае, когда 0.Отсюда понятно, что большая часть входящего излучения может быть использована для развертывания оригинала без ухудшения разрешающей способности при применении элемента волоконной оптики предлагаемой конфигурации. Отчасти это происходит потому, что излучение, направленное на 50 оригинал, занимает на нем меньшую площадь, а отчасти потому, что излучение. волокон эффективно направлено на оригинал за счет придания некоторого угла с 6 выходным концом отдель- .5 иых волокон. Поэтому разрешающая способность может быть значительно. увеличена, если использовать волокно со сравнительно малой числовой апертурой, обеспечивающей повышенную на-. правленность света.на фиг. б показана другая Форма рлемента волоконной оптикиКпричеи оригинал помещается паралл, л но осямволокон, т.е.Ь=).%.,На рис. 7 показана дальнейшая модификация Формы элемента волоконнойоптики, в котором оригинал 4 помещенпод прямым углом к осям волокон,т.е. /Ь = О. Эти модиФикации формы элемента волоконной оптики практическине изменяют результатов, так как элемент волоконной оптики должен толькоиметь наклон на входной стороне.Рассматривают варианты исполнения системы передачи иэображений с использованием элементов волоконной оптики. Элемент 1 волоконной оптики (см. фиг8) является фронтальной частью колбы 7, содержащей электронный прожектор 8 и отклоняющую катушку 9 обычной конструкции. К лицевой стороне колбы 7 прикреплена волоконная пластинка, состоящая нз элемента волоконной оптики, имеющего выходной конец, расположенный под углом относительно оригинала 4 и прикрепленного к лицевой стороне колбы 7, Волоконная пластинка внутри покрыта люминофором, с которым соединен металлический электрод (на чертеже не показан) . Пучок электронов, испускаемый электронным прожектором 8, бомбардирует люминофорное покрытие, которое возбуждается и люминесцирует. Излучениеисходящее при этом от люминофорного покрытия, вводится в оптические волокна, вследствие чего оригинал 4 облучается. Положение, в котором люминофорное покрытие возбуждается электронным пучком, определяется тем условием, чтобы свет освещал плоскость 2.Пучок электронов отклоняется в одном направлении, н излучение отдельных волокон направляется на оригинал 4, который движется в направлении, показанном стрелкой. При этомсвет отражается от движущегося оригннала и распределение его интенсивности соответствует распределению контрастов изображений, имеющихся наоригинале. Отраженная энергия затемнаправляется на преобразующие Фотоэлементы 10. Волоконно-оптическая трубка такого типа может найти применение при записи иэображений, если сигналы изображения будут поданы на электронныйпрожектор. В этом случае излучениераспространяется двумя путями: одинаналогичен пути света для передачи,другой проходит в волокне на стороне угла Ь от кромки, где поверхности 2 и 3 соприкасаются. На фиг, 9 приведен вариант испольэования элемента волоконной оптики для однонаправленной развертывающейпередающей трубки, в которой волоконная пластинка 1, пристроена к голоеке передающей трубки. К внутренней стороне волоконной пластинки 1 прикреплен прозрачный электрод 11, на внутренней поверхности которого нанесен фотопроводящий слой 12. Источник света 13 служит для облучения оригинала 4, Свет, отраженный от оригиналавводится в отдельные волокна пластийки 1 в направлении, противоположном показанному на фиг . 8. Свет, прошедший через волокна и прозрачный электрод 11, падает на Фотопроводящий слой 12 и изменяет его сопротивление, Путем развертывания фотопроводящего слоя электронным пучком, )О испускаемым электронным прожектором 8, можно получить сигналы изображения и передавать их через конденсатор 14 Сконструированная таким образом трубка для передачи изображе ний работает аналогично видикону и поэтому используемая в ней волоконная пластинка применима также к диссектору с полупрозрачным Фотокатодом или к ортикону с переносом изображения, или даже к способу импульсного развертывания с микрофотопроводящими элементами, расположенными в виде решетки. Хотя в трубке, изображенной на Фиг. 9, используется линейный элемент волоконной оптики в сочетании с электроннолучевой трубкой однонаправленного развертывания, практическое применение может также найти элемент линейно-кругового преобразования вместе с электроннолучевой30 трубкой с круговой разверткой. Элемент волоконной оптики может быть использован для линейно-кругового преобразования в сочетании с Фотоэлементов 15 и с трубкой 16 для раз вертывания бегущим лучом (см.фиг.10). Трубка 17 расположена так, что оригинал 4 облучается в направлении, противоположном показанному на фиг.5. Свет, излучаемый трубкой 16 Фокуси руется на оригинале 4 линзой 17, а затем отраженный от него свет направляется через элемент 1 волоконной оптики к Фотоэлементу 15 который помещен против выходного конца элемента 1. Выходной конец элемента волоконной оптики может иметь такую Фор му и расположение, чтобы соответствовать Форме приемника света фотоэлемента 15 или любого другого фотоэлектрического преобразователя. Волокна на выходном конце элемента 1 не 6 бя зательно должны быть расположены одинаково с волокнами на входном конце, Кроме тогочасть поверхности элемента, соприкасающаяся с оригиналом, не обязательно должна быть образована оптическими волокнами. В противном случае он должен быть затенен рт падающего на него излучения.На фиг. 11 дан вариант использования элемента волоконной оптики совместно с механическим развертывающим устройством. Свет от источника 18 вводится в одиночное волокно 19 и по нему передается на воспринимающую свет поверхность элемента 1 волоконной оптики, которая в данном случае имеет Форму окружности, Свет, переданный по отдельным волокнам, облучает оригинал 4 аналогично случаю, изображенному на фиг. 5. Свет, отраженный от оригинала, направляется на фотоэлементы 20, помещенные напротив выходного конца элемента 1 для преобразования его в электрические сигналы. Одиночное волокно 19 в этом случае вращается вокруг оси, проходящей через среднюю точку окружности, образованной входными концами волокон элемента 1, так, что входной конец элемента. развертывается по кругу с помощью развертывающего волокна 19. Поэтому выходные концы элемента 1 должны развертываться линейно в соответствии с развертыванием на входной стороне. Воспринимаю= щая излучение поверхность элемента 1, соприкасаясь с лицевой стороной колбы электроннолучевой трубки, может действовать аналогично, если .пучок электронов отклоняется по окружности.На фиг. 12 показана модификация варианта, представленного на Фиг. 11Здесь свет от источника Й 1 падает на линейную сторону элемента 1 волоконной оптики, и одиночное волокно 19 воспринимает свет с круговой стороны элементаСвет, исходящий из кругового выходногО конца элемента волоконной оптики, передается на фотоэлемент 22 через волокно 19, вращающееся в соответствии с волокнами элемента 1, которые расположены по окружности. Представленное здесь устройство может быть приспособлено к головке передающей телевизионной трубки, аналогично устройству, представленному на Фиг.9,Если теперь желательно облучать с достаточной равномерностью плоскость 2, то следует уделять особое внимание обеспечению достаточной точности механического изготовления и устойчивости отклоняющего устройства: неправильное облучение выходной поверхности может отрицательно влиять на Разрешающую способность или на величину отношения сигнала к шуму. Чтобы выполнить это требование, необхоДимо надежно зафиксировать положение, в котором облучается слой люминофора. Как показано на фиг, 13, световые детекторы 23 помещены на концевой поверхности волоконной пласинки 1 так, чтобы излучение, переданное с волоконной пластинки, проходило между ними. Электрические сигналы, возникающие в световых детекторах 23, подаются на разностный детектор 24, с помощью которого определяется интенсивность отдельных порций излучения. Разность электрических сигналов, обнаруженная разностным детектором 25, подается насхему коррекции 26, которая направляет сигналы коррекции положения луча на отклоняющие катушки 9 с тем, чтобы скорректировать разницу интенсивностей на волоконной пластинке 1.Предлагаемый элемент волоконной оптики найдет широкое применение в.тех случаях, когда требуется передача иэображений с большой скоростью и с высокой разрешающей способностью при высоком коэффициенте использования света, Оформула изобретенияСканирующее устройство для пере дачи факсимиле через волоконную оптину, содержащее выполненную иэ множества оптических волокон световолоконную деталь, используемую в сочетании с электроннолучевой трубкой,например, типа диссектор, ортнкон,видикон и другими и Фотоэлементом,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения качества передава-.емого изобретения с одновременным повышением разрешающей способности привысоком коэффициенте использованиясвета, выходная поверхность световолоконной детали выполнена в виде расположенных под углом одна к другойдвух смежных плоскостей, одна из которых параллельна плоскости оригинала,адругая наклонена к плоскости, перпендикулярной к оси волокон, на угол,обеспечивающий прохождение максимального количества света через волокнак оригиналу.Составитель В Техред ЮЦавиД Ивано дакт оеров СССР Филиал ППП фПатент, г. Ужгород, Ул. Проектная,каз 5650/54 Тираж 62 ЦИИИПИ Государственного коми по делам иэобрет 113035 Иосква ВРайшета ний кая Ванторинвиц Корректор Л. Васили Подпивета Миниоткрытийб.д д. 4