Устройство для автоматического обнаружения неоднородностей в изображениях аэрофотонегативов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК И 9 03 В 2100 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ионная авСвязь, 1974 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОткРытии К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГООБНАРУЖЕНИЯ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ В ИЗОБРАЖЕНИЯХ АЭРОФОТОНЕГАТИВОВ(57) Изобретение относится к фотокинотехнике и позволяет упроститьобнаружение неоднородностей и повысить производительность устройства,Формируемый в плоскости 1 иэображения негатива световой поток, пройдячерез регулируемый светофильтр 2,делится мультипликатором 4 на двечасти. Под действием светового пото ка, поступающего на оптически управляемый преобразователь 9, меняютсяоптические свойства электрооптического материала, размещенного междуподложками преобразователя 9, Этоприводит к модуляции формируемогоисточником 1 О считывающего светового потока Ф, прошедшего через спектральный фильтр 11, Фотоприемник 8регистрирует модулированный считывающий поток Ф. Возникновение неоднородностей в плоскости анализа вызывает уменьшение регистрируемого фотоприемником потока и соответственноувеличение разностного сигнала блока15. Схема 17 управления в этом случае подает сигнал в систему привода18 на стопорение негативного материала 24, Светофильтры 11 и 12, полосы ропускания которых равны и лежа1337871пределами спектральных диапазонов осуществляют спектральную развязкучувствительности фоточувствительного светового потока от негатива и потослоя и излучения анализируемого поля, ка считывающего излучения. 3 ил, Изобретение относится к фотокинотехнике, технике автоматического анализа изображений и может быть использовано в проекционных приборах типафототрансформаторов и фотоувеличителей,Цель изобретения - упрощение обнаружения неоднородностей и повышение производительности,На фиг, 1 изображена схема уст,ройства для автоматического обнаружения неоднородностей в изображенияхаэрофотонегативоз; на фиг, 2 - схема.оптически управляемого преобразователя изображения; на фиг, 3 - вариантвыполнения канала считывания.Устройство содержит плоскость 1формирования изображения негатива,регулируемый светофильтр 2, объектив 3, мультипликатор 4, регулируемые диафрагмы 5 и 6, первый ивторой фотоприемники 7 и 8, оптически управляемый преобразователь 9 изображения, источник 10 считывающего25излучения, первый и второй спектральные фильтры 11 и 12, пространственный интегратор 13, пороговый элемент 14, блок 15 сравнения (вычитания), усилитель 16, схема 17 управления приводом перемещения аэрофотонегативов, исполнительный механизм(электродвигатель) 18, приемную ипередаточную кассеты 19 и 20, источник 21 питания преобразователя изображения, осветительную систему 22, 35проекционный объектив 23, негативный фотоматериал 24, стеклянную подложку 25, прозрачный токопроводящийслой (электрод) 26, фоточувствительный слой 27, зеркально отражающийслой 28, ориентирующий слой 29, прокладку 30, электрооптический материал 31, стеклянную подложку 32,спектральный полупрозрачный фильтр 33.,На фиг. 1-3 приняты следующие обозначения: П - напряжение, подводимое к электродам, П - поляризатор,А - анализатор, Ф - поток считывающего излучения, , - поток излучения, поступающий в плоскость анализа, ф, - отраженный поток считывающего излучения. Пунктирной линией выделено устройство для фотопечати снимков,Устройство работает следующим образом.Световой поток, формируемый вплоскости экрана 1, проходит черезрегулируемый светофильтр 2, объектив3, мультипликатор 4, на котором происходит его разделение, причем частьпотока ф пройдя диафрагму 5, формируется в плоскости фотоприемника 7,Фотоприемник 7, пороговый элемент14, регулируемый светофильтр 2, оптические элементь 1 3 и 4 образуютследящую систему, которая поддерживает неизменным световой поток навходном отверстии диафрагмы 6.Пройдя последнюю поток Ф. поступает насветочувствительную плоскость оптически управляемого преобразователя 9,Под действием светового потока Фо,прошедшего стеклянную подложку 25(фиг. 2) и прозрачный электрод 26,в фоточувствительном слое 27 проис-,ходит изменение злектропроводящихсвойств.Поскольку слой электрооптическогоматериала 31 соединяется с фоточувствительным слоем 27 последовательно,то изменение освещенности слоя 27вследствие генерации дополнительныхносителей зарядов в нем приводит кизменению доли общего напряжения, падающего на электрооптическом материале 31 и приводящему к изменению егооптических свойств. Так, в случаеиспользования в качестве электрооптического материала жидкого кристалла, увеличение освещенности фоточувствительного слоя 27 приводит к повышению напряжения, прикладываемогок слою жидкого кристалла, что вызы 1337871П + ЙБ,где Б - напряжение питания,ЛП - приращение напряжения, определяемое засветкой слоя 27,Режим работы выбирается таким, что при напряжении Б + Ь Б происходит переориентация осей молекул жидкого кристалла, в то время, как при отсутствии засветки слоя 27 (темновое состояние) сохраняется ориентация осей молекул, Причем величина порогового напряжения (при котором начинается возвращение молекул в исходное положение) Цо П и определяется вязко-упругими свойствами слоя жидкого кристалла, его диэлектрической проницаемостью% - постоянная.Прохождение считывающего потока через оптически управляемый преобразователь описывается выражениемТ, = 51 п 2 з 1 п ГГ(1) ) 50 55 где Г(1) - нелинейная функция, связывающая запаздывание с вает переориентацию в темновом состоянии осей молекул, т,е, изменение оптических свойств жидкого кристалла.Вследствие изменения оптических свойств слоя жидкого кристалла считывающий световой поток Ф, формируемый источником 10 и прошедший спектральный фильтр 11, подвергается модуляции в слое жидкого кристалла и 10 поступает на спектральный фильтр 12 и далее элементом 13 формируется на светочувствительном слое фотоприемника 8Таким образом, регистрация изме нения оптической плотности оптически управляемого преобразователя 9 осуществляется при помощи считывающего излучения Ф фотоприемником 8При формировании на светочувст вительной части оптически управляемого преобразователя 9 изображения, имеющего равномерную яркость, значение которой поддерживается неизменной с помощью следящей системы, вели чина напряжения, прикладываемого к слою жидкого кристалла, равна интенсивностью входного светового потока 1,;угол между плоскостью поляризации падающего света и проекцией оптической оси детектора жидкого кристалла на входную плоскость.Приведенное выражение справедливо при использовании твист-эффекта в жидком кристалле и при сокращенном расположении поляризатора П и анализатора А (фиг. 2) в канале считывающего излучения, При параллельном расположении поляризатора и анализатора пропускание считывающего света через оптически управляемый преобразователь определяетсяТ = з 1 п 2 У сов Г (1)Таким образом, нелинейность характеристики при постоянном значении углаопределяется членом зп 1.Г(1),либо соз Г(1 ДИсходная ориентация осей молекул при использовании жидкого кристалла в качестве слоя 3 1 (темновое состояние, при котором Ф, =О) может быть гомеотронной либо компланарной и задается ориентирующим покрытием 29 и взаимной ориентацией подложек 25 и 32.При возникновении неоднородностей, например темных элементов (пятен) в плоскости анализа, освещенность светлых участков светочувствительного слоя 27 увеличивается, а темных - уменьшается, поскольку интегральный световой поток поддерживается следящей системой неизменным.Увеличение освещенности светлых участков не вызывает изменения оптических свойств слоя жидкого кристалла, так как все молекулы уже переориентированы при некотором значении напряжения и последующее увеличение напряжения уже не вызывает изменения ориентации, В локальных участках слоя 27, где наблюдается уменьшение освещенности, величина прикладываемого напряжения уменьшается до величиныБ + Ь 0 (Ц+ а 11 Ц+аБ")поскольку в этих участках генерируется меньшее количество носителей и, таким образом, участок жидкого кристалла экранизируется. В этих местах13378происходит частичное восстановление исходной ориентации молекул, в результате действия вязко-упругих сил вещества, т,е. происходит увеличение оптической плотности жидкого кристалла. Это приводит к уменьшению интегрального потока считывающего излучения, регистрируемого приемником 8, по сравнении с потоком, который 10 был зарегистрирован при отсутствии неоднородностей в изображении негатива.Сигналы с выходов фотоприемников 7 и 8 поступают в блок 15 сравнения. 5 Раэностный сигнал блока 15 тем больше, чем больше значения перепадов яркости в контролируемом поле изображения. Таким образом, разностный сигнал сигнализирует о появлении не однородностей,в изображении анализируемой части негатива, Этот сигнал поступает в усилитель 16 и далее в схему 17 управления привода 18 перемотки фотоматериала 24. 25В том случае, если сигнал с выхода блока 15 сравнения равен нулю, то схема 17 вырабатывает сигнал,в систему привода 18 на перемотку негативного фотоматериала 24. При появлении З 0 неоднородностей схема 17 управления вырабатывает сигналы в систему привода 18 на стопорение негатива, в схему сигнализации появления неоднородностей и в схему автоматической фокусировки (САФ) объектива 23, электронный инверсор которой обеспечивает выполнение перспективных и масштабных преобразований и подфокусировку проекционного объектива 23.Спектральная развязка светового потока Фо, поступающего от негатива, и потока Ф считывающего излучения, осуществляется при помощи светофильтров 11 и 12, полосы пропускания которых равны и лежат за пределами спектральных диапазонов чувствительности фоточувствительного слоя и излучения, поступающего от контролируемого поля, 50Диапазон спектральной чувствительности фоточувствительного слоя 27 согласован со спектральным диапазоном излучения, поступающего от негатива. Этим обеспечивается исключе- . ние влияния потока считывающего излучения Ф на фоточувствительный слой оптически управляемого преобразователя. 716В варианте исполнения (фиг, 3) используется спектральный полупрозрачный фильтр 33. Поток считывающего излучения Ф, пройдя фильтр 33 и отразившись от зеркально отражающего слоя 28 оптически управляемого преобразователя 9, формируется интегратором 13 на фотоприемнике 8, Сигнал с выхода фотоприемника 8 поступает на один из входов блока 15 сравнения (на фиг, 3 не показан),В качестве фоточувствительногослоя 27 могут использоваться широкозонные полупроводниковые материалыЧгруппы А В , например, сернистыйкадмий (СдЯ), селенид кадмия (СЙБе)и другие полученные, например, методом вакуумного напыления.Прозрачным электродом 26 являетсяпленка состава 1 пО БпО, полученная методом ионно-плазменного распыления и обладающая пропусканием ввидимой области не менее 907, приудельном сопротивлении 30-50 Ом/о,Ориентирующие покрытия 29 представляют собой напыленный под углом85 к нормали подложки слой моноокиси кремния толщиной порядка 100о120 А, а также миномолекулярный слойповерхностно-активного вещества (поливиниловый спирт).В качестве электрооптического материала 31 (см, пример) могут применяться смеси нематических жидкихкристаллов (смеси азоксисоединений),сегнетокерамика и др. При работе сжидкими кристаллами толщина слоя фотополупроводника СЙБ составляет 11,5 мкм при толщине слоя жидкогокристалла 5-10 мкм, задаваемого поливинилбутиральными прокладками 30,размещенными по периметру оптическиуправляемого преобразователя. Диапазон спектральной чувствительностифотополупроводникового слоя СЙБ,полученного в результате напыления,составляет 450-600 нм.Таким образом, диапазон пропускания спектральных фильтров 11 и 12должен быть большим 600 нм и меньшим450 нм при условии, что поток излучения контролируемого поля имеетспектральный диапазон 450-600 нм,что осуществляется применением дополнительного спектрального фильтрав канале прохождения Фо (на фиг, 1показан пунктирной линией), 1337871Чувствительность оптически управ-ляемого преобразователя, приведенно го в качестве примера, составляет 10 Дж см и более, Для преобразователей на основе арсенида галлия (СаАз) чувствительность достигает-Ю10 Дж см , Напряжение питания при использовании твист-эффекта" в слое жидкого кристалла составляет 3-10 В. Источником считывающего излучения служит, например светодиод.Регулируемые диафрагмы 5 и 6 служат для ограничения поля зрения оп тической системы при изменении размеров анализируемого поля, т.е. при изменении масштаба, что адекватно изменению расстояния между плоскостью изображения негатива и оптической системой устройства,15 20 Предлагаемое устройство может работать как с когерентным, так и некогерентным освещением анализируемых негативов и считываемых изображений. Формула изобретения Устройство для автоматического обнаружения неоднородностей в изоб ражениях аэрофотонегативов, содержащее оптически связанные просветное устройство, проекционный объектив и разделитель светового потока на два канала, в каждом из которых установлен соответственно первый и второй фотоприемники, а также блок сравнения, входы которого соединены с выходами фотоприемников, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уп рощения обнаружения неоднородностей и повышения производительности, в устройство введены регулируемый светофильтр, установленный за проекционным объективом в плоскости изображения негатива, пороговый элемент, в один иэ каналов введен оптически управляемый преобразователь изображения, выполненный со стороны считывающего излучения иэ первой стеклянной подложки с последовательно нанесенными прозрачными токопроводящими и ориентирующим покрытиями, а со стороны потока излучения от анализируемого поля изображения негатива - из второй сгеклянной подложки с последовательно нанесенными прозрачным токо- проводящим, фоточувствительным, зеркально отражающим и ориентирующим слоями, а между подложками расположен слой электрооптического материала, оптически связанные источник излучения первый и второй спект 7ральные фильтры, причем диапазоны пропускания обоих фильтров равны и лежат эа пределами спектральных диапазонов чувствительности фоточувствительного слоя и излучения анализируемого поля, диапазон чувствительности фоточувствительного слоя согласован с диапазоном излучения анализируемого поля, выход первого фотоприемника дополнительно соединен с входом порогового элемента, выход которого соединен с регулируемым светофильтром, а выход блока сравнения соединен через усилитель со схемой управления приводом перемещения аэрофотонегативов, выходы которой соединены с блоком сигнализации появления неоднородностей и со схемой автоматической фокусировки проекционного объектива.Тираж 420 П Государственного комитета СС лам изобретений и открытий осква, Ж, Раушская наб