DE1816677A1

DE1816677A1 - Faseroptikelement

Info

Publication number: DE1816677A1
Application number: DE19681816677
Authority: DE
Inventors: Eiichi Miyazaki; Kaoru Tomii
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1967-12-28
Filing date: 1968-12-23
Publication date: 1969-08-21
Also published as: US3619030A; GB1248456A; NL6818710A; FR1601906A; DE1816677B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Element aus optischen Fasern und insbesondere auf ein Element dieser Art, bei dem Lichtstrahlen von einem Ende des Elementes her eingeleitet und eine Aufzeichnung auf einem. Aufzeichnungsmedium erzielt wird, das in dichter Berührung an dem anderen Ende angeordnet ist, oder bei dem das Reflexionsbild eines in dichter Berührung mit dem anderen Ende angeordneten Gegenstandes direkt abgenommen wird.

Das Ziel der Erfindung ist es, ein Faseroptikelement zu schaffen, das aus einem Paar von Baugruppen aus optischen Fasern besteht, die in Längsrichtung miteinander verbunden sind, wobei ein Teilapiegel dazwischen angeordnet und eine Reflexionsschicht zum optischen Trennen der Eintrittsseite von der Abgabeseite vorgesehen ist und wenigstens eine Seitenfläche wenigstens einer

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Baugruppe einen transparenten Abschnitt aufweist, so daß das reflektierte Lichtbild eines dicht an einer Endfläche des Elementes angeordneten Gegenstandes mit hoher Auflösung abgegeben werden kann und außerdem zerstreute lichtstrahlen von den Binfallpunkten sich nicht in das Ausgangslicht mischen, um auf diese Weise die Eigenschaft des abgegebenen Lichtbildes zu verbessern.

Bin weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, eine Faseroptik-Kathodenstrahlröhre zum optischen Aufzeichnen und Abgeben zu schaffen, die ein Faseroptikelement der oben beschriebenen Art verwendet.

Hoch ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, LIittel zum Ausgleichen der Übertragungsunregelmäßigkeit der Fasern eines JPaseröptikelementes der ■ oben beschriebenen Art zu schaffen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Faseroptikelement zu schaffen, das aus einem Paar von Faseroptikbaugruppen mit einem dazv/ischen angeordneten Halbspiegel besteht, wobei wenigstens eine Seitenfläche einer der Baugruppen transparent ist, so daß das Bild eines an einer Endfläche des Elementes angeordneten Gegenstandes von dieser Seitenfläche abgenommen v/erden kann,

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeiohnung beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1A und 1B einen Längs- und einen Querschnitt durch ein Faseroptikelement gemäß der Erfindung;

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Pig. 2A und 2B einen längs- und einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform eines seroptikelementes gemäß der Erfindung;

Fig. 3A und 5B einen längs- und einen Querschnitt durch noch eine weitere Ausführungsform eines Faseroptikelementes gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine schematische seitliche Schnittansicht durch eine Faseroptik-Kathodenstrahlröhre, die ein Faseroptikelement verwendet, wie es ™ in Fig. 1A und 1B gezeigt ist;

Fig. 5 eine graphische Darstellung, die die Übertragungsunregelmäßigkeit der Fasern eines Faseroptikelementes zeigt;

Fig. 6 einen längsschnitt durch eine Kathodenstrahlröhre mit Mitteln zum Ausgleichen der Übertragungsunregelmäßigkeit der Fasern gemäß der Erfindungι

Figo 7 eine Teilansieht eines Teiles der Fig. 6j ä

Fig» 8 einen längsschnitt durch eine Kathodenstrahlröhre mit anderen Mitteln ^um Ausgleichen der Übertragungsunregelmäßiglseit von Fasern;

Fig. 9 eine Teilansicht eines Teiles der Fig. 8;.

Fig. 10 eine Seitenansicht eines neutralen Bichtefliters und

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Fig. 11 einen seitlichen Teilschnitt durch noch eine weitere Kathodenstrahlröhre mit anderen Mitteln zum Ausgleichen der Übertragungsunregelmäßigkeit von Fasern.

Eine Auaführungsform eines Faseroptikelementes gemäß der Erfindung wird mit Bezug auf Fig. 1A und 1B beschrieben, in denen eine Faseroptikbaugruppe oder ein Bündel 1 aus optischen Fasern mit einem Durchmesser von höchstens 25/u- mit einer weiteren Bauruppe oder einem Bündel 2 aus optischen Fasern mit ähnlichem Durchmesser und mit einem transparenten Glas 3 über einen Halbspiegel 4 und eine Reflexionsschicht 5 verbunden ist, die unter einem Winkel von«45° in bezug auf die gemeinsame Sichtlinie angeordnet sind. Die Reflexionsschicht 5 hat eine Reflexionskraft von 100 $.

Jede der Fasern, die das Bündel 1 bilden, besteht aus einem Kern, der aus einem transparentem Material mit hohem Breohungsvermögen hergestellt ist, einem Mantel, der aus einem Material mit niedrigem Brechungsvermögen hergestellt ist und den Kern bedeckt und aus einem äußeren Überzug aus Licht absorbierendem Material, während jede der Fasern, die das Bündel 2 bilden, aus einem Kern mit hohem Breohungsvermögen und einem Mantel mit niedrigem Brechungsvermögeη besteht, der den Kern bedeokt.

Wenn einfallende Lichtstrahlen in das Bündel 1 aus optischen Fasern eintreten, werden sie an dem Halbspiegel 4 einer Dämpfung von etwa 50 # unterworfen, aber die restliohen Strahlen von etwa 50 # gehen in das Bündel 2 aus optischen Fasern über und treffen auf einen

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Gegenstand auf, der an der Endfläohe des Bündels 2 angeordnet ist. Von dem Gegenstand entsprechend dessen Reflexionskraft reflektierte Lichtstrahlen wandern in umgekehrter Riohtung auf fast derselben Bahn und werden einer Reflexion durch den Halbspiegel 4 unterworfen und dann so gelenkt, daß sie duroh das transparente Glas 3 hindurchtreten, um von der Seitenfläche des Elementes als Ausgangsliohtstrahlen abgenommen zu werden.

Hier dient die perfekte Reflexionssohicht 5 dazu,

einen Teil der zerstreuten Lichtstrahlen, die von dem . f Gegenstand reflektiert werden und zu dem Bündel 1 der Fasern zurückgehen, zur Ausgangsseite zu leiten und gleichzeitig den Überschuß der von den Einfallspunkten verstreuten Strahlen abzuschirmen.

Pig. 2A und 2B zeigen eine andere Ausführungsform eines Faseroptikelementes gemäß der Erfindung. Es werden nur diejenigen Teile beschrieben, die sich von denen der Ausführungsform in Fig. 1A und 1B unterscheiden. Die Bezugszahl 6 stellt einen Lichtabsorber und die Bezugszahl 7 eine Reihe von optischen Fasern dar, die in einer gemeinsamen Ebene ausgerichtet sind und aus g

einem Kern aus einem Material mit hohem Breohungsvermögen und mit einem Durchmesser von etwa 10C^- und aus einem Mantel aus Material mit niedrigem Breohungsvermögen bestehen, der den Kern bedeokt. Der Querschnitt der optischen Fasern kann rund, elliptisch oder rechteckig sein.

Die Arbeitsweise des Faseroptikelementes gemäß Fig. 2A und 2B ist ähnlich derjenigen des Elementes gemäß Fig. 1A und 1B.

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Fig. 5A und 3B zeigen eine weitere Ausfiihrungaform des Faseroptikelementes, in der mehrere Reihen von optiaohen Pasern 8, die einen Durchmesser von höohstens 25 u. haben und den Pasern 7 in Pig. 2A und 2B ähnlioh sind, vertikal übereinander angeordnet sind.

Pig. 4 zeigt eine Faseroptik-Kathodenstrahlröhre 9, die ein Faseroptikelement der oben beschriebenen Art verwendet und in der ein von einer Elektronenschleuder 10 ausgesandter Elektronenstrahl eine eindimensionale Abtastung auf einer aus einem Faseroptikelement bestehenden Stirnplatte mittels einer Ablenkspule 11 durchführt. Auf die innere Endfläohe des Faseroptikelementes ist eine Phosphorschioht H aufgebracht, und auf der anderen Endfläohe des Faseroptikelementes ist ein Aufzeichnungsmedium 12 in enger Berührung mit der Endfläche des . Elementes oder der Vorderfläche der Kathodenstrahlröhre angeordnet. Wenn ein einem Bildsignal entsprechend modulierter Elektronenstrahl auf den Phosphor auftrifft, werden Lichtstrahlen von dem Phosphor ausgesandt und treten durch die optischen Fasern 1 und 2 hindurch, um ein bestimmtes Muster auf dem Aufzeichnungsmedium 12 aufzuzeiohnen. Das Medium 12 wird mechanisch und ständig vertikal bewegt, wie es durch einen Pfeil 13 angedeutet ist, und auf diese Weise erfolgt die Aufzeichnung in zwei Dimensionen.

Wahlweise kann ein Schriftstück (nicht gezeigt) an die Stelle des Aufzeiohnungsmediums 12 gesetzt werden. In diesem Fall treffen in den Fasern 2 in der Nähe des transparenten Glases 3 geleitete Lichtstrahlen auf das Schriftstück 12 und werden reflektiert, um sich entgegen-

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gesetzt durch die Pasern 2 fortzupflanzen. Diese reflek tierten Strahlen v/erden dann durch den Halbapiegel 4 reflektiert und so ausgerichtet, daß sie durch das Glas 3 austreten und dann durch einen photoelektrischen Konverter (nicht gezeigt) aufgenommen werden, der die von dem Schriftstück reflektierten Lichtstrahlen in ein elektrisches Signal umwandelt.

Wie-es oben erwähnt wurde kann eine Paseroptik-Kathodenatrahlröhre gemäß der Erfindung zum Aufzeichnen und zur Abnahme oder zur Übertragung verwendet werden.

eine Paserplatte durch einen Lichtstrahl von etwa 10OyU- Durchmesser abgetastet wird, stellt man praktisch fest, daß eine beträchtliche Unregelmäßigkeit in der Transparenz oder der Übertragung von Lioht besteht, wie es in Pig. 5 gezeigt ist. Wenn eine solche Paserplatte ohne jeglichen Ausgleich verwendet wird, wird selbst ein gleichmäßig weißes Bild, das aufgezeichnet werden soll, ein·gemustertes Bild auf einem Aufzeichnungspapier entsprechend der in Pig· 5 gezeigten Übertragungsunregelmäßigkeit erzeugen.

Die Erfindung ist auch auf eine Aufzeichnungsvorrichtung gerichtet, in der diese oben beschriebene Übertragungsunregelmäßigkeit ausgeglichen werden kann, um eine gute Aufzeichnung zu erreichen, und nachfolgend werden Ausführungsbeispiele erläutert.

In Pig-. 6. und 7 bezeichnet die Bezugszahl· 9 eine Paseroptik-KathodeAstrahlröhre mit einer Paserplatte 1»

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an der Stirnplatte und die Bezugszahl 12 ein photoempfindliches Aufzeichnungspapier, das in Richtung des Pfeiles angetrieben werden soll.

In dieser Vorrichtung wird die horizontale Abta-_v stung durch Abtasten eines Elektronenstrahles in einer Richtung senkrecht zur Zeiohnungsebene und die vertikale Abtastung durch die Verschiebung des Aufzeichnungspapieres 12 in Richtung des Pfeiles durchgeführt.

Das Aufzeichnungspapier 12 wird zuerst den Liohtstrahlen von einer Quelle 16 ausgesetzt, die durch einen Negativfilm 15 geleitet werden, in dem durch die Paserplatte 1· geleitete Lichtstrahlen photographiert werden. Somit wird zuerst ein zu der Übertragungsunregelmäßigkeit gemäß Fig» 5 komplementäres optisches Bild an das Aufzeiohnungspapier 12 abgegeben. Wenn danach ein optisches Bild von Interesse auf dem Papier 12 durch die Faserplatte 1' aufgezeichnet wird, wobei diese Platte die Übertragungsunregelmäßigkeit aufweist, wird die Übertragungsunregelmäßigkeit durch das vorher durch den Negativfilm 15 abgegebene optisohe Bild aufgehoben, und somit kann ein gutes Bild ohne Übertragungsunregelmäßigkeit aufgezeichnet werden.

Als Film 15 kann ein Silbersalzfilm, ein unter dem Warenzeichen Kalver bekannter photographischer Film der Kalver Corp. oder ein photoohromer Film verwendet werden. In Figo 8 und 9, die eine weitere Ausführungsform von ausgleichenden Mitteln zeigen, ist vor dem Aufzeichnungsmedium 12 eine Baugruppe aus einer Platte 17

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mit einem Sohlitz, dessen Abmessung der Zeilenbreite der Abtastung entspricht, und neutralen Dichtefiltern 18 angeordnet, von denen eines in Fig. 10 an der Platte 17 befestigt ist und deren Anzahl dieselbe ist wie diejenige der optischen Fasern in einer Faserplatte 1·, und die Übertragungsverteilung der Fasern ist so angeordnet, daß sie den Übertragungsunregelmäßigkeiten der Faserplatte 1' entspricht. Das Aufzeichnungsmedium 12 wird vorher den durch die Baugruppe geleiteten liohtstrahlen ausgesetzt, woduroh die Übertragungsunregelmäßigkeiten ausge- λ glichen werden, und die Wirkungsweise ist ähnlich derjenigen der in Fig. 6 gezeigten Ausführung.

Fig. 11 zeigt eine Kathodenstrahlröhre zum Abnehmen des Bildes eines Gegenstandes, das dioht an der Stirnplatte der Kathodenstrahlröhre angeordnet ist, die an ihrem Stirnabschnitt ein Faseroptikelement trägt. In dieser Figur bezeichnet die Bezugszahl 20 den Kolben einer Röhre, die ein Faseroptikelement an ihrem Stirnplattenabsohnitt verwendet. Eine Phosphorsohicht 14 ist an der inneren Endfläche des Elementes vorgesehen. In der optisohen Bahn des Faseroptikelementes ist ein Halbspiegel 4 angeordnet, um die von einem Sohriftstliok I oder einem Bild 12' reflektierten Liohtstrahlen zur ¹ Seitenfläche des Elementes zu lenken. Wenn Lichtstrahlen von der Phosphorsohicht durch Abtastung ausgesandt werden, pflanzen sie sioh durch den Halbspiegel 4 hindurch fort, um auf das Schriftstück 12' aufzutreffen, und werden dann entsprechend der Eeflexionskraft des Bildes des Gegenstandes reflektiert. Reflektierte Lichtstrahlen werden weiter mittels des Halbspiegels 4 durch

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eine Austrittaöffnung gegen einen photoelektrisohen Konverter reflektiert., der die liohtstrahlen in ein elektrisches Signal umwandelt, um die Schriftzeichen oder Figuren auf dem Gegenstand zu übertragen. Hier ist ein Negativfilm oder ein neutrales Dichtefilter an der Vorderseite der Austrittsöffnung vorgesehen, wie es durch die Bezugszahl 19 angedeutet ist, um die Übertragungsunregelmäßigkeit der Pasern in der oben beschriebenen Weise auszugleichen.

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Claims

Patentansprüche:

1. Faseroptikelement, gekennzeichnet durch ein Paar Faseroptikbaugruppen (1, 2), die in Längsrichtung miteinander verbunden sind, während ein Halbspiegel (4) zwischen ihnen vorgesehen ist, wobei wenigstens eine Seitenfläche wenigstens einer der Baugruppen (1, 2) einen transparenten Abschnitt (5) aufweist und die Kormale des Halbspiegels (4)zu der sich durch die Baugruppen (1, 2) erstreckenden gemeinsamen optischen Achse geneigt ist, und durch eine Reflexionssohioht (5)> die die Bintrittsseite und die Abgabeseite trennt.

2. Faseroptikelement nach Anspruch 1, gekennzeich net durch seine Verwendung in einer Faseroptik-Kathodenstrahlröhre zum Aufzeichnen und Abnehmen.

3. Faseroptikelement nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel zum Ausgleichen der Übertragungsunregelmäßigkeit der Fasern des Faseroptikelementes, die in der Nähe der Aufzeichnungs- oder Aufnahmefläche vorgesehen sind.

4. Faseroptikelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Faseroptikbaugruppen (1) aus Fasern zusammengesetzt ist, die aus einem transparenten Kern aus einem Material mit hohem Breahungsvermögen, einem inneren Mantel aus einem Material mit niedrigem Brechungsvermögen, der den Kern bedeckt und einem äußeren Überzug aus Lioht absorbierendem Material bestehen, der den inneren Mantel abdeckt, und mit einer schrägen Endfläche in bezug auf die licht-

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richtung versehen ist, daß der Halbspiegel (4) an einem Teil dieser Endfläche angeordnet ist, daß die Reflexionsschicht (5) an dem übrigen Teil dieser Endfläche angebracht ist, daß die andere der Faseroptikbaugruppen (2) mit der einen Baugruppe (1) verbunden ist, wobei sich " der Halbspiegel (4) zwischen ihnen in diohter Berührung ^v mit ihnen befindet, und daß ein transparentes Glas (5) außerdem in Berührung mit der Reflexionssohioht (5) und von der einen Baugruppe (1) optisch getrennt vorgesehen ist.

5. Faseroptikelement naoh Anspruoh 4» dadurch gekennzeiohnet, daß die andere Faseroptikbaugruppe (2) mit einem Teil des Halbspiegels (4) in Berührung steht und daß ein Körper aus Licht absorbierendem Material (6) außerdem in Berührung mit dem übrigen Teil des Halbspiegels (4) angeordnet ist.

6 β Faseroptikelement nach Anspruoh 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Faseroptikbaugruppe (2) aus Fasern zusammengesetzt ist, von denen jede aus einem Kern aus transparentem Material mit hohem Brechungsvermögen und aus einem Mantel aus Material mit niedrigem Brechungsvermögen besteht, der den Kern bedeckt.

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