Способ коррекции неравномерности сигнала устройств бегущего луча Советский патент 1987 года по МПК G03B27/72 H04N5/257 

Изобретение относится к фотокино- техпцке: и телевизиоппой технике, а имение к процессам по преобразованию фотоизображеиий с использованием устройства бегущего луча, и может быть использовано в системах фотопечати с электронным маскированием.

Целью изобретения является повьпле пие точности преобразования изображения путем компенсации йеравнсг-шрност чувствительности фотоэлектрического преобразователя.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ коррекции; на фиг.2 обобщенная структурная схема скани- руюи1ей части устройства бегущего луча.

Сущность способа коррекции неравномерности сигнала устройств бегущег луча заключается в следующем.

В плоскости 1 сканирования электронно-лучевой трубки 2 луч света, сформирова1пи-.1й формирующей оптической системой 3, построчно проходит ,сканируемый материал 4 - носитель изобралсения, за которым располагаетс светофильтр 5 с заданным распределением оптической плотности, компенсирующей неоднородность х)увствигельнос ти фотоэлектрического приемника 6, по полю расположенного в фокальной плоскости собирающей оптической системы 1,

При этом светофильтр 5 получают путем экспонирования позитивного светочувствительного материала на прозрачной основе сканирующим световым пятном, сформированным корректируемым устройством 8 (фиг. 2), содержащим датчик 9 сканирующего светового пятна с электронно-лучевой трубкой 1 и блоками управления яркостью и сканированием, операционный усилитель 10, датчик 11 сигнала в вид ирточника постоянного напряжения, счетчик 12 циклов сканирования и

триггер 13. 1

При получении светофильтра 5 с

заданным распределением коэффициента прозрачности управляют сканирующим саетовым пятном путем модуляции его яркости В (х,у,) и длительности сканирования t(x,y) элемента поля сканирования для поддержания постоянным значением величины h - экспозиции выходного сигнала Vi , например равной значению U опорного сигнала:

.(x,y)-b(x,y) (x,y)Uo,(1)

где

tn постоянное значение длитель- ности сканирования элемента

сканирования; Ь(х,у) - неравномер 1ость яркости

светового пятна в плоскости сканирования;

Ф(х,у) - неравномерность чувствительности фотоэлектрического преобрйзователя.

15

Uo

ЬТх,у) (х,у)

(2)

0

5

0

В этом случае соответствующим образом модулируют яркость BCxjy)

При модулировании длительности сканирования элемента t(x,y), выполняется условие

t(x,y)(x,y)-(x,y) t(x,y)

-(3)

t(x,y) , /, ° n /. , (4)

В„-Ь(х,у)-9(х,у)

Яркость светового пятна поддерживают постоянной, равн.ой В .

Практически обеспечить вьтолнение условий (2) и (4) можно, например, путем заведения обратной связи с выхода фотоэлектрического преобразователя 6 на вход управления яркостью светового пятна электронно-лучевой трубки 1 или на вход управления скоростью сканирования.

При таком экспонировании распределение экспозиции Н (х,у) поверхности светочувствительного материала преобразователя 6 в случае яркостной модуляцииН.,(х,у)В(х,у)-Ь(х,у)- t,

5

и,

где

Ф (х,у) К КФ(х,у)

(5)

В

коэффициент пропорциональности, случае временной модуляции

Н(х,у)

В„-Ь(х,у) tCx,y) К

(х,у) Р(х,у)

(6-)

(выбором параметров U и t можно до- 55 биться равенства коэффициентов пропорциональности в обоих случаях).

Затем экспонированный позитивный светочувствительный материал подвергают фотохимической обработке, т.е.

проявлению, и получают светофильтр, распределение прозрачности t/cp (х,у) которого будет соответствовать распределению экспозиции

Н(х,у):

(7)

(.У)

К

Ф(х,у)

Затем полученный светофильтр 5 (фиг. 1) размещают в плоскости сканирования позади сканируемого материала 4 - носителя изображения - по ходу светового потока и ориентируют его подложку относительно оси оптической системы устройства так, как она была расположена при экспониров ании,

Устройство 8 бегущего луча (фиг.1 может представлять собой электронно- копировальный прибор с амплитудной модуляцией экспозиции или телевизионный датчик сигнала изображения с возможностью модуляции яркости светового пятна. Все эти устройства дополняют держателем светофильтра 5, обеспечивающим размещение светофильтра 5 или позитивного светочувствительного материала на прозрачной основе в плоскости скайирования позади фотоносителя - сканируемого материала 4 - fio ходу Светового потока. Операционный усилитель 10 может быть выполнен в микросхемном исполнении. Счетчик 12 циклов сканирования может быть выполнен, например, н основе счетчика с управляемым коэффициентом деления, а триггер 13 - на основе микросхемы.

Выход фотоэлектрического преобразователя 6 подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 10, неинвертирующий вход которого подключен к выходу датчика 11 опорного сигнала. Выход операционного усилителя 10 подключен к первому входу (управления яркостью), датчика 9 сканирующего светового пятна.Первый вход счетчика 12 циклов сканирования подключен к первому входу устройства 8, второй вход. - к выходу датчика 9 сканирующего светового пятна, а третий - к второму входу устройства 8. Выход счетчика 12 подключен к первому входу триггера 13, второй вход которого подключен к второму входу устройства 8. Выход триггера 13 подключен к второму входу датчика 9.

(7)

, ) от .

.1) о- 5, ьтстнаааут, о10

15

20

25

Устройство, использующее расположенный за фотоносителем 4 светофильтр 5, работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 13 сброшен. Сигнал с его выхода, напри- 7) мер логический ноль, запрещает сканирование в датчике 9. Сканируемый материал 4 отсутст1вует. В держателе корректирующего светофильтра 5 размещают позитивный светочувствительный материал-на прозрачной основе. На первый вход счетчика 12 подают код, задающий требуемый коэффициент счета, а в датчике 11 опорного сигнала выставляют требуемое значение опорного сигнала для получения задан-. ной средней по полю сканирования экспозиции h, которую определяют, например, путем пробных экспонирований.

На второй вход устройства 8 подают сигнал пуска, например импульс, при этом происходит обнуление счетчика 12 и установка триггера 13. Выходной сигнал триггера 13, например логическая единица, снимает запрет сканирования в датчике 9. На экране электронно-лучевой трубки 2 высвечивается световое пятно, изображение

30 которого с помощью формирующей оптической системы 3 формируется в плоскости 1 сканирования. Световой поток, прошедший позитивный светочувствительный материал 5, на прозрачной ос35 ноне с помощью собирающей оптической системы 7 переносится на светочувст- :вительную поверхность фотоэлектрического преобразователя 6, где преобра- .зуется в электрический сигнал. Сиг40 нал с выхода фотоэлектрического преобразователя 6 подается на инвертирующий вход операционного усилителя 10, в котором формируется разность между опорным сигналом U на выходе

45 датчика 11 и выходным сигналом U фотоэлектрического преобразователя 6. Усиленный разностный сигнал с выхода операционного усилителя 10 подается на вход управления яркостью датчика

50 9 сканирующего светового пятна. В операционном усилителе 10, охваченном отрицательной обратной связью по цепи: электронно-лучевая трубка 2,оптическая система 3-5-7, фотоэлектри55 ческий преобразователь 6, значение выходного сигнала автоматически устанавливается таким, чтобы разность сигналов на его входах стремилась к нулю. Таким образом, за счет модуляции яркости светового пятна обеспечивается равенство амплитуды вьгходного сигнала фотоэлектрического преобразователя 6 значению опорного сигнала в каждом элементе поля сканирования.Это и означает при постоянной скорости сканирования постоянство экспозиции выходного сигнала преобразователя 6, В процессе сканирования сигнал Ц

f на выходе преобразователя 6 будет

описываться вьфажением

Ucp (х,у)- Т (x,y)j (8)

где В - яркость свечения в центре экрана электронно-лучевой трубки.

Усиленный разностный сипгал на Biji- ходе операционного усилителя 10 модулирует яркость БД светового пятна на экране электронно-лучевой трубки 2, т.е.

В,

отсюда

R Up Koj)

° 1+b(x,y) 9Cx,y)-K

(9)

оа

() Kj,,(Uj,-Bg-b(x,y) (х,у)) KO.| ческого преобразователя. При этом

25 для полной компенсации неравномерности сигнала устройств бегущего луча данного вида данный способ целесообразно применять совместно, например, со известным способом, обеспечиваю- 30 щим компенсацию неравномерности

Ъ(х,у) яркости светового пятна в плоскости сканирования с помощью дополнительного светофильтра 14. В устройствах бегущего луча с обратной связью 35 по экспозиции с учетом светофильтра 5 при работе их с яркостной модуляцией экспозиции яркость светового пятна

(10)

Up

Ь(х,у) Ф(х,у)

Экспозиция, сообщаемая светочувст-, вительному материалу, расположенному в плоскости сканирования:

H B,.b(x,y).t, . )

(11)

будет прямо Пропорциональная функции Ф(х,у) неравномерности чувствительности фотоэлектрического преобразователя 6.

По окончании кагкдого цикла сканиро- з прозрачность сканируевания с выхода датчика 9 сканирующего светового пятна поступает сигнал,например импульс, на второй вход счетчика 12 циклов сканирования. Когда чис-.

постоянна, а длительность сканирова ния элемента обратно пропорциональн выходному сигналу фотоэлектрическог преобразователя

ло циклов сканирования окажется равным50 экспозиции яркость светового пятна заданному, на выходе счетчика 12 появляется сигнал, которьй сбрасывает триггер 13. Сканирование в датчике 9 прекращается.

Экспонированный светочувствитель- 55 ный материал подвергают фотохимической обработке, а полученньй,светофильтр размещают с помощью держателя на место экспонирования светочувстt(x,y)

Up ......

Во-Ь(х,у)(х,у).(х,у).ф(

Uo

К. В о b(x,y)o(x,y)

витального материала. При этом распределение, прозрачности светофильтра 5 по полю сканирования в соответствии с полученной экспозицией будет обратным неравномерности чувствительности фотоэлектрического преобразователя 6 и будет KONmeHcnpoBaTb эту неравномерность.

С учетом корректирующего светофильтра в устройствах бегущего луча, преобразующих фотоизображение в электрический сигнал, сканируемый материал 4 в этом случае представляет собой фотоизображение с прозрачностью

5 (х,у), выходной сигнал фотоэлектрического преобразователя 6

и, Ь(х,(х,у)-ух,у)- Р(х,у)

20

К В„-Ь(х,у)- t (х,у)

(12)

не содержит составляющую неравномерности чувствительности фотоэлектри

В(х,у)

Uo

b(x,y). ,y)-1i-(x,y). Р(х,у)

(13)

Uo

K.b(x,y)- )

мого материала, а длительность сканирования элемента остается постоянной.

При работе с временной модуляцией

постоянна, а длительность сканирования элемента обратно пропорциональна выходному сигналу фотоэлектрического преобразователя

экспозиции яркость светового пятна

t(x,y)

Up ...... Во-Ь(х,у)(х,у).(х,у).ф(х,у)

Uo

К. В о b(x,y)o(x,y)

(14)

Экспозиция, сообщаемая светочувствительному материалу, расположенному в плоскости 1 сканирования, что в данном случае является выходным сигналом устройства, равна:

(х,у)-Ь(х,у)- o(x,y). t(x,y). (15)

При яркостной модуляции экспозиции длительность сканирования элемента по стоянна и равна to,а выходной сигнал :

H(x,y)B(x,y)-b(x,y) Vx,y)-t

о- t К

При временной модуляции экспозици яркость светового пятна постоянна и равна BO, а выходной сигнал

H(x,y)(x,y)- i(x,y)-t(h,y)

-(

В случае фотопечати с маскированием сканируемый материал 4 состоит из оригинала с фоновой, прозрачностью й д (х,у) и наложенного на него светочувствительного материала. Опорный

сигнал Ug в данном случае постоянный. Таким образом, достигается подавление фоновой составляющей изображения с высокой точностью, т.е. без влияния неравномерности чувствительности фотоэлектрического преобразователя .

В случае фоторегистрации в качестве сканируемого материала применяют

светочувствительный материал, а опорный сигнал модулируют сигналом регистрируемого изображения. Таким образом, выходной сигнал с высокой точностью соответствует входному, т.е. без влияния неравномерности чувствительности фотоэлектрического преобразователя.

О Формула изобретения

и 15

и

Способ коррекции неравномерности сигнала устройств бегущего луча, заключающийся в том, что располагают в плоскости сканирования предварительно изготовленный нейтральный светофильтр с заданным распределением оптической плотности путем экспонирования в плоскости сканирования светочувствительного материала на прозрачной основе сканирующим световым пятном, управляемым корректируемым устройством, и последующей его фотохимической обработкой, отличающийся тем, что, с целью повьщ1е- ния точности коррекции, управление сканирующим световым пятном осуществляют модуляцией его яркости или длительности сканирования элемента поля сканирования при поддержании постоянства значения величины, равной произведению выходного сигнала на длительность сканирования элемента поля

20

25

30

35

сканирования, а нейтральный светофильтр получают экспонированием позитивного светочувствительного материала и размещают его за сканируемым :материалом.

z

3

.mm

ф

т

5(y) (x,y)

Фиг. 2

Изобретение относится к процессам по преобразованию фотоизображений с использованием устройства бегущего луча. Цель изобретения - повыфиг. Г шение точности преобразования изображения. Б плоскости 1 сканирования электронно-лучевой трубки 2 луч света, сформированный формирующей оптической системой 3, построчно проходит :сканируемый материал 4 - носитель изображения, за которым располагается светофильтр 5 с заданным распределением оптической плотности, компенсирующей неоднородность чувствительности фотоэлектрического приемника 6, по полю расположенного в фокальной плоскости собирающей оптической системы 7. Образование новых связей позволяет компенсировать неравномерности чувствительности фотоэлектриI ческого приемника 6. 2 ил. (Л