Узел экспонирования

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 801539711 2 В 6/ 3 В 27 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У 4учно-исследовательнизационной техниМ.Ю.Шатии,ртов, Б.К.Колесни 8) Евтихее я оптика в(54) УЗЕЛ ЭКСПОНИРОВА (57) Изобретение отно ким системам для прое чи изображения, Цель .повьппение надежности нирования, Узел экспо ИЯ с сится к оптиче -кционной передаизобретения -процесса экспонирования содерК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный нский институт оргки(56) Голубков В.Си др. Интегральнационной технике. М1985.Патенопублик. 2жит набор капилляров 7, размещенных между Фотоприемником 4 и оригиналодержателем 1. Расстояние от торцов капилляров до оригиналодержателя и до фотоприемника не менее 1 = гу-гоп./С 8 с где г и г - соответственно наружный и внутренйий радиусы капилляров с( - половина их апертурного угла. При этом внутренний радиус глежит в пределах от Л /2 до 1/2 К , где- коротковолновый порог чувствительности Фотоприемника, К фп - его разрешающая способность, Применение капилляров вместо традиционных волоконно-оптических элементов позволяет расширить спектральный диапазон про" пускания и уменьшить апертурный угол. Последнее приводит к увеличению величины 1На торцы капилляров может быть нанесено поглощающее покрытие. Кроме того, они могут быть защищены прозрачной пластиной. 2 з.п.ф-лы, 3Изобретение относится к оптическим системам для проекционной передачи изображения, а именно к узлам экспонирования электрофотографических аппаратов 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. 15На фиг. 1 приведена схема узла экспонщования; на фиг. 2 - ход лучей в, узле экспонирования и капиллярах; на фиг. 3 - схема для расчета расположения торцов поликапиллярной сборки 20 относительно поверхностей предмета (предметного стекла) и изображения (фотоприемника).Узел экспонирования (фиг,1) содержит оригиналодержатель 1, напри мер, 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 ражен, как вариант,-узел. экспонирования электрофотографического аппарата, поэтому в качестве фотоприемника используется электрофоточувствительный слой, например селеновый, нане 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 на 50 фиг. 2, где продольное сечение капилляров условно увеличено, Поток световых лучей 5 от источника 2 света, отражается 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 све 9,товой поток несет информацию во всемспектральном диапазоне источника света. Поглощать некоторую часть спектраизлучения, в данном случае, можетлишь предметное стекло, но посколькуоно не является обязательным элементом конструкции, т.е. можно копировать и без него, то спектральный диапазон передачи изображения в случаеприменения капилляров безусловно шире.Увеличение расстояния от торцов поликапиллярной сборки до поверхностиоригиналодержателя и фотоприемникаУдостигается следующим образом.Если угол захвата светового потока в традиционном оптическом волокневелик, поскольку определяется удвоенным углом полного внутреннего отражения и составляет десятки градусов, тов капилляре, как это следует из фиг.2,иэображение передают лишь те .лучи, которые направлены под малым углом коси. Таким образом достигается значительное уменьшение угла захвата светового потока, что дает возможностьувеличить расстояние от поверхностиоригинала или фотоприемника до торцов поликапиллярной сборки.На фиг. 2 изображено, что отраженные от оригинала лучи 8, направленныепод 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 лучизатухают в капилляре.Экспериментально было установленочто величина апертурного угла (см.фиг. 3, где Ы- половинный апертурныйугол) зависит от следующих основныхпараметров: г- внутреннего радиуса капилляра, Й- длины капилляраи показателя преломления стекла капилляра.Поскольку не удалось вывести единуюформулу, характеризующую взаимосвязьэтих параметров, то путем экспериментов было установлено, что половинныйапертурный угол не должен превышать0,03 рад, т.е. Ы 0,03 рад. При углах Ы 0,03 рад длина капилляров Йдолжна выбираться меньше, чем 20 мм,что значительно снижает удобствопользования системой, так как разме-. щение источника света между оригиналодержателем и фотоприемником затруднено.Кроме того, важным параметром поли 5 капиллярной системы является внутренний радиус единичного капилляра г н, От величины г в зависит разрешающая способность сборки капилляров.10фактически при малых г 8 и половинных апертурных углах о( 0,03 рад разрешающая способность поликапиллярной сборки соизмерима с диаметром единичного капилляра. На этом основании при 15 известной величине разрешающей способности фотоприемника К(например, для для электрофоточувствнтельных слоев типа селена К20 мм) внутренний радиус единичного капилляра выбирают 201 исходя из .соотношения г ( ---ьн - 2 К При этом гкапилляра ограничен длиной волны передаваемого излучения,ф.рт.е. г ь) - - - , где й- длина вол 25 ны коротковолнового порога спектральной чувствительности фотоприемника.Этот размер, как и разрешающая способНость фотоприемника, определяется экспериментально.Таким образом, внутренний радиус капилляра для обеспечения оптимального качества изображения изменяется в 35 пределахН.п 1(2 и" 2 Кф иПри выборе оптимального расстояния от торцов поликапкллярной сборки до поверхностей соответственно оригиналодержателя и фотоприемника необходимо исходить из следующих закономерностей.45Как видно из фиг. 3, слитное изображение оригинала на фотоприемникеможет быть получено при соблюдении равенства расстояний от торца капилляра 7 до поверхности орнгиналодержателя 1 50 (обозначено на фиг, 3 1) и от торца капилляра 1 до поверхности фотоприемника (обозначено 1), т.е. 1 = 1,. При выполнении этого условия изображение оригинала на фотоприемник пере дается в масштабе 1:1 и слитно.Кроме того, в зависимости от наружного радиуса капилляра гн, половинного апертурного углаи величины г изображение может быть получено как точечным, так и слитным, причемг н - гвн слитным оно остается при 1сягТаким образом, при проектировании поликапиллярных систем, т.е, при известных г, гно., 1 следует выбирать из указанного соотношения, при этом, чем ближе значение 1 к величиг н - гвнне ---- , тем вьппе разрешающаяда фспособность системы.,1 В качестве примера приведейы значения реальных параметров одной из экспериментальных поликапиллярных сборок, которая была испытана в электрофотографическом аппарате: г и = = 25 мкм; г= 30 мкм; 1 = 5 мм, при этом 1 значительно превосходит этот же параметр для традиционных оптических волокон, причем как показали измерения Ы = 0,03 рад, а оптимальная длина капилляров Й= 50 мм.В поликапиллярной сборке капилляры укладывают в несколько рядов, причем ряды могут быть смещены один относительно другого на величину гединичного 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).Повьпцается 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 15397Изображение оригинала, расположенного на оригиналодержателе 1 (Фиг.1) и освещенного источниками 2 света в отраженномот оригинала световом потоке, передается через сборку поли- капилляров 3 на поверхность фотоприемника 4, при этом оригиналодержатель и фотоприемник перемещаются с одинаковыми скоростями в одном направлении.1 О гн гьн К ф, где гни гвму - наружный и внутренний радиус капилляра соответственно, А половина апертурного угла капилляра.,формула изобретения 1. Узел экспонирования, содержащий оригиналодержатель источник света5 фотоприемник и набор волоконно-оптических элементов, расположенных между оригиналодержателем и приемником, о т л и ч а ю щ и й с я 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 внутреннимрадиусом г, лежащий в диапазоне отЛ/2 до 1/2 КФ , где Мкоротковолновый порог чувствительности фотоприемника, Кего разрешающая способность, при этом расстояние от торцакапилляров до оригиналодержателя ифотоприемника не менее величины 2. Узел по и. 1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения контраста передаваемого изображения, торцы капилляров имеют светопоглощаю 1 цее покрытие.3, Узел по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, торцовые поверхности капилляров защищены прозрачным материалом.1539711 Заказ 216 Тираж 458 . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при113035, Москва, Ж, Раушская наб;, д. 4/5 СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужг Гагарина, 10 Составитель ЮЛвановРедактор Н,Киштулинец Техред М,ХоданичКорректор С.Шекма