Узел экспонирования Советский патент 1990 года по МПК G02B6/06 G03B27/00 

Изобретение относится к оптическим системам для проекционной передачи . изображения, а именно к узлам экспонирования электрофотографических art- 5 паратов и других фотографических устройств.

Цель изобретения - повышение надежности процесса экспонирования путем увеличения расстояния от торцов 10 сборки волоконно-оптических элементов до поверхностей оригиналодержа- теля и фотоприемника и расширение спектрального диапазона передачи изображения.15

На фиг. 1 приведена схема узла экс- понир ования; 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- 25 мер, представляющий собой стекло, размещенное в пространстве предметов на которое устанавливают кодируемый .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 фотоприемняка используется электрофоточувствитель- ный 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 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 5 (в данном случае это может быть пред- - метное стекло). Отраженный поток света 6, несущий информацию об оригинале, попадает в капилляры 7 и затем проходит на фотоприемник 4. В данном случае, поскольку капилляры полые, световой поток несет информацию во всем спектральном диапазоне источника света. 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 по ликапштлярной сборки до поверхности оригиналодержателя и фотоприемника, 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 изображение 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 cf- половинный апертурный угол) зависит от следующих основных параметров: г 6н - внутреннего радиуса капилляра, dk - 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 Ј0,03 рад. При углах d 0,03 рад длина капилляров dx- должна выбираться меньше, чем 20 мм, что значительно снижает удобство

515397116

пользования системой, так как разме- гвн изображение может быть получено

как точечным, так и слитным, причем

ген

щение источника света между оригина- лодержателем и фотоприемником затруднено.

I

слитным оно остается при 1

Гц tgot

сua

Кроме того, важным параметром поли- Таким образом, при проектировании

поликапиллярных систем, т.е. при известных гн, гвн Kgi, l следует выбикапиллярной системы является внутренний радиус единичного капилляра г &н. От величины г в„ зависит разрешающая способность сборки капилляров. .Q

Фактически при малых гвн и половинных апертурных углах ,03 рад разрешающая способность поликапиллярной сборки соизмерима с диаметром единичного капилляра. На этом основании при известной величине разрешающей способности фотоприемника (например, для для электрофоточувствительных слоев типа селена ) внутренний радиус единичного капилляра выбирают 20

рать из указанного соотношения, при этом, чем ближе значение 1 к величи.не

- гвн

,

способность системы.

тем выше разрешающая

В качестве примера приведены значения реальных параметров одной из экспериментальных поликапиллярных сбо рок, которая была испытана в электрофотографическом аппарате: гви 25 мкм-, г н 30 MKMJ мм, при этом 1 значительно превосходит этот же параметр для традиционных оптических волокон, причем как показали измерения d 0,03 рад, а оптимальная длина капилляров dK 50 мм.

исходя из соотношения г

бн

«2Г2R Ф.п

При этом гйн капилляра ограничен длиной волны передаваемого излучения,

г вн 2

где Л

к п

длина волны коротковолнового порога спектральной чувствительности фотоприемника. Этот размер, как и разрешающая способ-30 сительно другого на величину

В поликапиллярной сборке к ры укладывают в несколько ряд чем ряды Могут быть смещены о

ничного капилляра. Количество в сборке определяется светоси ройства.

лость фотоприемника, определяется экспериментально.

Таким образом, внутренний радиус капилляра для обеспечения оптимального качества изображения изменяется в пределах

г.и

1

2R

ф л

При выборе оптимального расстояния от торцов поликапиллярной сборки до поверхностей соответственно оригина- лодержателя и фотоприемника необходимо исходить из следующих закономерностей.

Как видно из фиг. 3, слитное изоб- ражение оригинала на фотоприемнике может быть получено при соилюдении равенства расстояний от торца капилляра 7 до поверхности оригиналодержателя 1 (обозначено на фиг. 3 14) йот торца капилляра 7 до поверхности фотоприемника (обозначено 1), т.е. 1 1,. При выполнении этого условия изобракак точечным, так и слитным, причем

ген

I

слитным оно остается при 1

Гц tgot

ua

Таким образом, при проектировании

рать из указанного соотношения, при этом, чем ближе значение 1 к величи

системы.

тем выше разрешающая

сительно другого на величину

В качестве примера приведены значения реальных параметров одной из экспериментальных поликапиллярных сборок, которая была испытана в электрофотографическом аппарате: гви 25 мкм-, г н 30 MKMJ мм, при этом 1 значительно превосходит этот же параметр для традиционных оптических волокон, причем как показали измерения d 0,03 рад, а оптимальная длина капилляров dK 50 мм.

В поликапиллярной сборке капилляры укладывают в несколько рядов, причем ряды Могут быть смещены один относительно другого на величину

ничного капилляра. Количеством рядов в сборке определяется светосила устройства.

Для повышения контраста передаваемого изображения торцовые поверхности капилляров снабжают светопоглоща- ющим покрытием (например, напыляют серебро или другое вещество).

Повышается надежность работы поликапиллярной сборки при защите тор-1 цов 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 электрофотографии фотоприемников изменяется от рентгенов

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_н-R_вн/TGΑ, где R_н и R_вн - соответственно наружный и внутренний радиусы капилляров

α - половина их апертурного угла. При этом внутренний радиус R_вн лежит в пределах от λ_кл/2 до 1/2R_фп, где λ_кп - коротковолновый порог чувствительности фотоприемника

R_фп - 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.

жение оригинала на фотоприемник пере- 55ского излучения до инфракрасной зоны

дается в масштабе 1:1 и слитно.спектра.

Кроме того, в зависимости от на- Процесс копирования с применением

ружного радиуса капилляра гн, половин-предлагаемого узла экспонирования

ного апертурного угла с и величиныосуществляется следующим образом.

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

.Формула изобретени

1. Узел экспонирования, содержащий оригиналодержатель, источник света, 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 циРиг.1

линдрических капилляров с внутренним радиусом rgH, лежащий в диапазоне от к.п 2 До 1/2Кфп, где коротковолновый порог чувствительности фотоприемника, R п его разрешающая способность, при этом расстояние от торца капилляров до оригиналодержателя и фотоприемника не менее величины

1 а

tgo;

. где гми гвн - наружный и внутренний радиус капилляра соответственно, - половина апертурного угла капилляра.

3.Узел по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, торцовые поверхности капилляров защищены прозрачным материалом.