Узел экспонирования

 

Изобретение относится к оптическим системам для проекционной передачи изображения. Цель изобретения - повышение надежности процесса экспонирования. Узел экспонирования содержит набор капилляров 7, размещенных между фотоприемником 4 и оригиналодержателем 1. Расстояние от торцов капилляров до оригиналодержателя и до фотоприемника не менее L=R<SB POS="POST">н</SB>-R<SB POS="POST">вн</SB>/TGΑ, где R<SB POS="POST">н</SB> и R<SB POS="POST">вн</SB> - соответственно наружный и внутренний радиусы капилляров

α - половина их апертурного угла. При этом внутренний радиус R<SB POS="POST">вн</SB> лежит в пределах от λ<SB POS="POST">кл</SB>/2 до 1/2R<SB POS="POST">фп</SB>, где λ<SB POS="POST">кп</SB> - коротковолновый порог чувствительности фотоприемника

R<SB POS="POST">фп</SB> - его разрешающая способность. Применение капилляров вместо традиционных волоконно-оптических элементов позволяет расширить спектральный диапазон пропускания и уменьшить апертурный угол. Последнее приводит к увеличению величины L. На торцы капилляров может быть нанесено поглощающее покрытие. Кроме того, они могут быть защищены прозрачной пластиной. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1539711 (51) 5 G 02 В 6/06 G 03 В 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AST0PCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4406097/24-10 (22) 07.04.88 (46) 30.01.90. Бюл. У 4 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт организационной техники (72) А.Ц.Вартаньянц, М.Ю.Шатии, В,К.Баранов, Ю.П.Чертов, I>.К.Колесников и С.С.Букреев (53) 535,813(088.8) (56) Голубков В.С., Евтихеев Н.Н. и др. Интегральная оптика в информационной технике. М.: Энергонздат, 1985.

Патент США Н - 3175481, кл. 355-1, опублик. 1960. (54) УЗЕЛ ЭКСПОНИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к оптическим системам для проекционной передачи изображения. Цель изобретения— .повышение надежности процесса экспонирования. Узел экспонирования содер2 жит набор капилляров 7, размещенных между фотоприемником 4 и оригиналодержателем 1. Расстояние от торцов ка- пилляров до оригиналодержателя и до фотоприемника не менее 1 = г -г „/tgd, где r u r „- соответственно наружный и внутренйий радиусы капилляров Ы— половина их апертурного угла. При этом внутренний радиус г „ лежит в пределах от М„„/2 до 1/Ж „, где

Я к „вЂ” коротковолновый порог ñòÂHтельности фотоприемника, К фд — его разрешающая способность. Применение капилляров вместо традиционных волоконно-оптических элементов позволяет расширить спектральный диапазон про" g пускания и уменьшить апертурный угол.

Последнее приводит к увеличению величины 1 ° На торцы капилляров может быть нанесено поглощающее покрьггие. С

Кроме того, они могут быть защищены прозрачной пластиной. 2 з.п.ф-лы, 3 ED Ваа

1539711

Изобретение относится к оптическим системам для проекционной передачи « изображения, а именно к узлам экспонирования электрофотографических ап- 5 паратов и других фотографических устройств. . Цель изобретения — повышение надежности процесса экспонирования путем увеличения расстояния от торцов 10 сборки волоконно-оптических элементов до поверхностей оригиналодержателя и фотоприемника и расширение спектрального диапазона передачи изображения. 15

На фиг. 1 приведена схема узла экспонирования; на фиг. 2 — ход лучей в, узле экспонирования и капиллярах; на фиг. 3 — схема для расчета раслблОжения торцов поликапиллярной сборки 20 относительно поверхностей предмета (предметного стекла) и изображения (фотоприемника).

Узел экспонирования (фиг. !) содержит оригиналодержатель 1, например, представляющий собой стекло, размещенное в пространстве предметов, на которое устанавливают кбпируемый оригинал. Оригинал (не показан) освещают источниками 2 света, Отраженный 30 ,от оригинала световой поток через сборку капилляров (поликапиллярную сборку) 3 передается на фотоприемник, размещенный в пространстве изображений. В данном конкретном случае изоб- 35 ражен, как вариант, -узел. экспонирования электрофотографического аппарата, поэтому в качестве фотоприемника используется электрофоточувствительный слой, например селеновый, нане- 40 сенный на поверхность цилиндра.

Оригиналодержатель 1 с оригиналом перемещаются относительно поликапиллярной сборки и изображение оригинала проецируется на поверхность фото- 45 приемника 4. При этом скорость перемещения предметного стекла 1 и фотоприемника 4 равны.

Процесс передачи изображения поликапиллярной сборки поясняется íà 50 фиг. 2, где продольное сечение капилляров условно увеличено. Поток световых лучей 5 от источника 2 света, от-. ражается от поверхности оригинала, размещенного на оригиналодержателе 1 (в данном случае это может быть предметное стекло). Отраженный поток све= та 6, несущий информацию об оригинале, попадает в капилляры 7 и затем проходит на фотоприемник 4. В данном случае, поскольку капилляры полые свеФ. товой поток несет информацию во всем спектральном диапазоне источника свеВ та. Поглощать некоторую часть. спектра излучения, в данном случае, может лишь предметное стекло, но поскольку оно не является обязательным элементом конструкции, т.е. можно копировать и без него, то спектральный диапазон передачи изображения в случае применения капилляров безусловно шире.

Увеличение расстояния от торцов поликапиллярной сборки до поверхности оригиналодержателя и фотоприемника

У достигается следующим образом.

Если угол захвата светового потока в традиционном оптическом волокне велик, поскольку определяется удвоенным углом полного внутреннего отражения и составляет десятки градусов, то в капилляре, как это следует из фиг.2, иэображение передают лишь те .лучи, которые направлены под малым углом к оси. Таким образом достигается значительное уменьшение угла захвата светового потока, что дает возможность увеличить расстояние от поверхности оригинала или фотоприемника до торцов поликапиллярной сборки.

На фиг. 2 изображено, что отраженные от оригинала лучи 8, направленные под большим углом к оси капилляра, не достигают поверхности фотоприемника. Это вызвано следующими причинами: при слишком больших углах падения лучи, преломляясь, проходят стенку капилляра насквозь, а при меньших углах, но превышающих апертурный угол, из-за большого числа отражений лучи затухают в капилляре.

Экспериментально было установлено что величина апертурного угла (см. фиг. 3, где o(- половинный апертурный угол) зависит от следующих основных параметров: г д — внутреннего радиуса капилляра, d „ — длины капилляра и показателя преломления стекла капилляра.

Поскольку не удалось вывести единую формулу, характеризующую взаимосвязь этих параметров, то путем экспериментов было установлено, что половинный апертурный угол не должен превышать

0,03 рад, т.е. d (0,03 рад. При углах d 7 0,03 рад длина капилляров d должна выбираться меньше, чем 20 мм, что значительно снижает удобство

1539711 пользования системой, так как разме-. щение источника света между оригиналодержателем и фотоприемником затруднено.

Кроме того, важным параметром поли5 капиллярной системы является внутренний радиус единичного капилляра r д.

От величины г в„ зависит разрешающая способность сборки капилляров.

Фактически при малых r в„и половинных апертурных углах о(<0,03 рад разрешающая способность поликапиллярной сборки соизмерима с диаметром единичного капилляра. На этом основании при 1g известной величине разрешающей способности фотоприемника Кф „ (например, для для электрофоточувствнтельных слоев типа селена R Ä <20 мм ) внутренний радиус единичного капилляра выбирают 20

1 исходя из .соотношения r (— —— ьн-2Г

При этом r „капилляра ограничен длиной волны передаваемого излучения, л к о

r > 2 "де 1кп д

25 ны коротковолнового порога спектральной чувствительности фотоприемника.

Этот размер, как и разрешающая способ-30 ность фотоприемника, определяется экспернментально. Таким образом, внутренний радиус капилляра для обеспечения оптимального качества изображения изменяется в 35 пределах Н.п 1 (2 в" 2Rфп

При выборе оптимального расстояния от торцов поликапкллярной сборки до поверхностей соответственно оригиналодержателя и фотоприемника необходимо исходить из следующих закономерностей.

Как видно из фиг. 3, слитное изображение оригинала на фотоприемнике может быть получено при соблюдении равенства расстояний от торца капилляра

7 до поверхности оригиналодержателя 1 gp (обозначено на фиг. 3 1 ) и от торца капилляра 7 до поверхности фотоприемника (обозначено 1), т.е. 1 = 1,.

При выполнении этого условия изображение оригинала на фотоприемник пере- 5 дается в масштабе 1:1 и слитно.

Кроме того, в зависимости от наружного радиуса капилляра г, половинного апертурного угла g и величины гв„ изображение может быть получено как точечным, так и слитным, причем

I гн гвн слитным оно остается при 1

tg el

Таким образом, при проектировании поликапиллярных систем, т. е. при известных г„, гв„и, 1 следует выбирать из указанного соотношения, при этом, чем ближе значение 1 к величиг н гвв не — — — —, тем вьппе разрешающая а( способность системы., 1

В качестве примера приведены значения реальных параметров одной из г экспериментальных поликапиллярных сборок, которая была испытана в электрофотографическом аппарате: г в„ =

= 25 мкм; г „ = 30 мкм; 1 = 5 мм, при этом 1 значительно превосходит этот же параметр для традиционных оптических волокон, причем как показали измерения с(= 0,03 рад, а оптимальная длина капилляров d „ = 50 мм.

В поликапиллярной сборке капилляры укладывают в несколько рядов, причем ряды могут быть смещены один относительно другого на величину r „ единичного капилляра. Количеством рядов в сборке определяется светосила устройства.

Для повьппения контраста передаваемого изображения торцовые поверхности капилляров снабжают светопоглощающнм покрытием (например, напыляют серебро или другое вещество).

Повьппается надежность работы поликапиллярной сборки при защите торцов сборки капилляров прозрачным покрытием, например тонким стеклом. Это предохраняет капилляры от пыли и увеличивает срок их службы. Однако при установке такого покрытия необходимо следить, чтобы его спектральное "окно" не было слишком узким, т.е. чтобы этот фактор не сказывался на показателях процесса копирования и не ограничивал спектральной чувствительности фотоприемника.

Кроме того, спектральный диапазон применяемых в электрофотографни фотоприемников изменяется от рентгеновского излучения до инфракрасной зоны спектра.

Процесс копирования с применением предлагаемого узла экспонирования осуществляется следующим образом.

7 15397

Изображение оригинала, расположенного на оригиналодержателе 1 (фиг.1) и освещенного источниками 2 света в отраженном от оригинала световом по-.. токе, передается через сборку поликапилляров 3 на поверхность фотоприемника 4, при этом оригиналодержатель и фотоприемник перемещаются с одинаковыми скоростями в одном направлении.

1О гн гьн

tgd. где гни гвму — наружный и внутренний радиус капилляра соответственно, А половина апертурного угла капилляра.,Формула изобретения

1. Узел экспонирования, содержащий оригиналодержатель„ источник света

15. фотоприемник и набор волоконно-оптических элементов, расположенных между оригиналодержателем и приемником, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности процесса экспонирования за счет увеличения расстояния от торцов волоконно-оптических элементов до фотоприемника и оригиналодержателя и расширения спектрального диапазона, волоконно-оптические элементы выполнены в виде цилиндрических капилляров с внутренним радиусом r>„, лежащий в диапазоне от

Л„„/2 до 1/2R „, где М „„ коротковолновый порог чувствительности фотоприемника, 1 „ его разрешающая способность, при этом расстояние от торца капилляров до оригиналодержателя и фотоприемника не менее величины

2. Узелпоп. 1, отличаю— шийся тем, что, с целью повышения контраста передаваемого изображения, торцы капилляров имеют светопоглощаю цее покрытие.

3. Узел по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, торцовые поверхности капилляров защищены прозрачным материалом.

1539711

Составитель Ю.Иванов

Редактор Н.Киштулинец Техред М,Ходанич

Корректор С-Шекмар

Заказ 216 Тираж 458 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101