Светомодулирующее устройство для записи фотографических фонограмм Советский патент 1991 года по МПК G11B7/00 G03B31/02 

Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к устройствам для записи фотографических фонограмм.

Цель изобретения - повышение качества записываемой фонограммы за счет уменьшения нелинейных и амплитудно- частотных искажений записываемого сигнала.

На фиг.1 приведена схема системы светомодулирукяцего устройства для записи фотографических фонограмм; на фиг.2 - схема оптического блока устройства; на фиг.З - вид А на фиг.2; на фиг.4 - система управления приводом микрообъектива, на фиг.З - 7 - распределение интенсивности освещенности на боковой грани призмы 13 (границы раздела темной и светлой частей изображения, т.е. пограничной кривой, для плоскости резкой наводки и при расфокусировке); на фиг.8 - распределение освещенности (напряжение на фотодиоде) при смещении киноленты в обе стороны от плоскости резкой наводки} на фиг.9 - схема формирования сигнала управления; на фиг.10- схема привода подфокусировки микрообъектива.

Светомодулирующее устройство состоит из светооптической системы для формирования штриха и содержит установленные вдоль оптической оси источник 1 света, первый конденсатор 2, маску 3 с вырезом, например, М-образ- ной формы, линзу 4, зеркало 5, второй конденсор 6, механическую щель-диафрагму 7 и микрообъектив 8, образующий записывающий световой штрих 9 на кинопленке 10. В устройство введены дополнительный объектив 11, оптический блок, выполненный из оптически прозрачного материала, в виде прямоугольного параллелепипеда, образованный первой и второй прямоугольными призмами 12 и 13, источник 14 и приемник 15 считывающего излучения (поток ), первый усилитель 16 для усиления сигнала расфокусировки и уровня записи, компаратор 17, система 18 управления приводом 19 микрообъектива, поляризатор 20, анализатор 21, усилитель 24 записи, компрессор 25, гальванометр 26, схема 27 формирования сигнала, пропорционального подаваемому на запись, и источник 28 питания.

Устройство также содержит бцок управления приводом микрооб-чрктира и

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

уровнем записи, включающий оптический блок формирования сигнала, пропорционального величине пограничной кривой, формирующей изображение фонограммы, и пропорционального уровню записывав - мого сигнала, систему формирования управляющего сигнала подфокусировкой, систему управления приводом для срав-г нения управляющего сигнала с граничным допустимым сигналом и при пере- |ключении управляющего сигнала при достижении данной границы для реверса микрообъектива, систему управления уровнем записи для непосредственного .визуального контроля и управления.

Оптический блок (фиг.2) состоит из первой 12 прямоугольной призмы, верхняя грань 29 которой выполнена матовой, а гипотенузная грань имеет первое прозрачное токопроводящее покрытие 30. Гипотенузная грань второй 13 прямоугольной призмы имеет второе прозрачное токопроводящее покрытие 31. Между гипотенузными гранями прямот угольных призм введен первый 32 слой электрооптического материала, толщина которого задана прокладками 33. Боковая грань второй 13 прямоугольной призмы имеет последовательно нанесенные третье прозрачное токопроводящее покрытие 34, сЬотополупроводниковое 35, зеркально отражающее 36 и ориентирующее 37 покрытия. Со стороны считывающего излучения ф расположена оптически прозрачная подложка 38, на которую нанесены четвертое прозрачное токопроводящее 39 и ориентирующее 40 покрытия. Между подложкой 38 и боковой гранью призмы 13 введен второй 41 слой электрооптического материала, толщина которого задана прокладкой 42. К прозрачным токопроводящим слоям 30 и 31, 34 и 39 подведено напряжение питания соответственно иП1и Un .

Верхняя матовая грань 29 первой 12 прямоугольной призмы имеет отградуированную шкалу 43 (фиг.2 и 3), на которую проецируется световое пятно 44 для визуального контроля уровня записи непосредственно в плоскости киноленты. i

Система формирования управляющего сигнала подфокусировкой (фиг.1) содержит первый компаратор 17, схему 27 формирования сигнала, пропорционального подаваемому на запись (гальванометр 26), выход которого соединен с первым входом данного компаратора 17,

16

второй вход компаратора соединен с первым усилителем 16, а выход компаратора 17 подключен к системе 18 управления приводом мнкрообъектива 8.

Система управления приводом микрообъектива 18 (фиг.1) состоит (фиг.4) из второго компаратора 45, управляющего электронным переключателем 46 для изменения полярности управляющего напряжения обеспечения направле- - ния движения микрообъектива в соответствии с изменением величины управляющего напряжения, второго усилителя 47 (для последующего усиления сигнала управления), вход которого соединен с выходом электронного переключателя 46, а выход - с приводом 48 подфоку- сировки, первого R1 и второго R2 переменных резисторов, включенных между общей шиной (пр оводом) и источником установочного напряжения, а ползуны резисторов соединены с первыми входами соответственно электронного

переключателя 46 и второго компарато- 25 ханической щели и ее изображения - ра 45, вторые входы которых соединены с выходом первого компаратора 17 (фиг.1).

Система управления уровнем записи состоит из приведенного оптического блока 1-15, первого усилителя 16 (фиг.1), порогового устройства 22, переключающего (размыкающего) электронный ключ при превышении уровня сигнала его допустимого значения (80% уровень), т.е. пороговое устройство включает и выключает электронный ключ 23. При этом выход первого усилителя 16 соединен с входом электронного ключа 23, подключенного параллельно компрессору 25, причем вход компрессора соединен с усилителем 24 записи, а выход - с входом гальванометра 26.

пишущего светового штриха.

В режиме визуального контроля уровня записи и правильной установк гальванометра к прозрачным токопров

30 дящим покрытиям 30 и 31 (фиг.2) при кладывается напряжение питания U , величина которого больше некоторого порогового ип, Un , определяющего переход Фредерикса в электрооптич.ес

35 ком материале, например, жидком кри талле (ЖК). В результате в слое 32 происходит переориентация осей моле кул. При этом изменяется показатель преломления КК на величину, опреде40 ляемую различными значениями показа теля преломления ЖК при его исходно ориентации и в электрическом поле. То есть, показатель преломления ЖК становится меньше показателя прелом

Светомодулирующее устройство для записи фотографических фонограмм работает следующим образом.

Вырез маски 3 (фиг.1) имеющий, например, М-образную форму и освещаемый источником 1 света, выполненным с возможностью перемещелия вдоль оптической оси устройства, изображается ахроматической линзой 4 в плоскости механической щели-диафрагмы 7. Микрообъектив 8 изображает механическую

40 ляемую различными значениями показателя преломления ЖК при его исходной ориентации и в электрическом поле. То есть, показатель преломления ЖК становится меньше показателя прелом45 ления оптического стекла . При таком соотногаении световой луч испытывает полное внутреннее отражение при условии, что угол падения луча на границу раздела больше преде50 ланного угла полного внутреннего отражения, определяемого выражением

sinCf . При угле падения луча

т Пст (поток г3) на гипотенузную грань пряЪщель в плоскости движущейся киноплен- 55 моугольной призмы 12, равном 45

ки 10, образуя записывающий световой (фиг.2), это условие выполняется для

большого класса оптических стекол с показателем преломления ,5. Таким образом, испытав на гипотенузной

штрих 9 стандартных размеров (1,8% 0,006 мм2 при записи на 35 мм кинопленке) . Равномерную освещенность пи

5

0

шущего штриха и уменьшение световых потерь обеспечивают конденсоры 2 и 6. Конденсор 2 вместе с линзой 4 изображает нить лампы 1 в плоскости модуляционного зеркала 5, а конденсор 6 переносит это изображение в плоскость входного зрачка микрообъектива 8. При этом от всех участков освещенной механической щели в объектив попадают одинаковые пучки света, заключенные в телесных углах с основанием, равным площади входного зрачка объектива. Положение изображения маски относительно механической щели определяется угловым положением зеркала 5, крутильные колебания которого вокруг оси а-а зависят от величины электрического сигнала, подводимого к гальванометру 26. Пря этом изображение маски 3 колеблется в направлении, перпендикулярном длинной стороне механической щели. Соответственно изменяются длины освещенных участков механической щели и ее изображения -

пишущего светового штриха.

В режиме визуального контроля уровня записи и правильной установки гальванометра к прозрачным токопроводящим покрытиям 30 и 31 (фиг.2) прикладывается напряжение питания U , величина которого больше некоторого порогового ип, Un , определяющего переход Фредерикса в электрооптич.ес-

ком материале, например, жидком кристалле (ЖК). В результате в слое 32 ЖК происходит переориентация осей молекул. При этом изменяется показатель преломления КК на величину, определяемую различными значениями показателя преломления ЖК при его исходной ориентации и в электрическом поле. То есть, показатель преломления ЖК становится меньше показателя преломления оптического стекла . При таком соотногаении световой луч испытывает полное внутреннее отражение при условии, что угол падения луча на границу раздела больше пределанного угла полного внутреннего отражения, определяемого выражением

sinCf . При угле падения луча

т Пст (поток г3) на гипотенузную грань пряЪмоугольной призмы 12, равном 45

7165

грани прямоугольной призмы 12 полное внутреннее отражение, луч отражается под углом 45° на верхнюю грань приз- мы 12. В результате при крутильных колебаниях зеркала 5 вокруг оси а-а на матовой верхней грани 29, являющейся контрольным экраном, вертикальная граница светового пятка 44 (фиг.З) перемещается, указывая на предварительно отградуированной шка- ,ле 43 величину модуляции.

В режиме автоматической фокусировки микрообъектива 8 напряжение Un 0. При этом происходит восстановле- ние исходной ориентации осей молекул ЖК слоя 32 (фиг.2) и наблюдается примерное равенство показателей преломления ЖК и оптического стекла п.

1жк« л п . В этом случае световой поток

Ј проходит гипотенузные грани прямоугольных призм 12 и 13 и поступает на боковую грань прямоугольной призмы t3. Под действием светового потока РЗ прошедшего третье прозрачное токопроводящее покрытие 34 в слое фо- топблупроводника 35, ограниченном размерами светового пятна 44, происходит изменение его электрических параметров (изменение проводимости за счет возникновения под действием записывающего света дополнительных носителей зарядов). Это приводит к тому, что на данном участке к слою электрооптического материала 41 (например, /КК) прикладывают уже не некоторое исходное напряжение питания Un-, а напряжение, равное Un + Un. где величина &и определяется интенсивностью засветки фотополупроводника 35 потоком РЭ- В результате действия на слой ЖК 41 нового электрического поля, величина которого больше порогового, определяющего переход Фредерикса в ЖК, в последнем происхо- дят переориентация его молекул и изменение оптических свойств ЖК, на этом участке, т.е. он будет прозрачным. Это приведет к тому, что поток считывающего излучения Рс, прошедший поляризатор 20 и ранее поглощавшийся в слое ЖК 41, проходит последний и, отразившись от зеркально отражающего покрытия 36, поступает на анализатор 21 и далее на приемник 15 считывающего излучения. Таким образом, изменение оптической плотности слоя ЖК 41 регистрируется с использованием канала считывающего излучения РС, вклю

8

5

0

5

0

5 о

5

0

чающего источник 14, поляризатор 20, анализатор 21 и приемник 15 (фиг.1). Сигнал с выхода приемника 15 поступает в первый усилитель 16 и далее в схему формирования управляющего сигнала (элементы 17 и 27, фиг.1) и в схему управления уровнем записи (элементы 22-26, фиг.1).

Необходимость такого построения предлагаемого оптического блока (элементы 11-15, 20-21, 28, фиг.1) формирования сигнала, пропорционального величине расфокусировки пограничной кривой, формирующей изображение фонограммы, обусловлено тем, что недостаточно поставить фотоприемник 15 на место оптически управляемого элемента, выполненного на боковой грани прямоугольной призмы 15. При такой установке с выхода фотоприемника 15 будет сниматься сигнал, пропорциональный некоторой интегральной интенсивности светового потока Ф, не зависящий от резкости границы темной и светлой частей формируемого в плоскости фотоприемника 15 изображения

фонограммы.

1

Так, например, при подаче на обмотку гальванометра 26 некоторого постоянного во времени сигнала и при сфокусированном положении микрообъектива 8 в плоскости боковой грани призмы 13 будет сформировано изображение (граница раздела темной и светлой частей), представленное на фиг.5. При этом с выхода фотоприемника 15, установленного в плоскости бокбвой грани призмы 13, снимался бы сигнал, пропорциональный интегральной интенсивности светового потока площадью S axb. Величина этого сигнала тем выше, чем выше интенсивность светового потока на светлом участке анализируемого

/

изображения площадью S

и за

висит от мощности источника 1 света. В случае расфокусировки микрообъектива 8 резкость штриха 9 снижается, при этом в плоскости боковой грани призмы 13 будет сформировано изображение, представленное на фиг.6. То есть, граница раздела темной и светлой частей будет размыта (участок шириной с). Однако, с выхода фотоприемника 15, установленного в плоскости боковой грани призмы 13, снимался бы такой же сигнал , что и в первом случае (фиг.1), так как интегральная интенсивность

светового потока не изменилась. Таки образом, использование фотоприемника 15 по данной схеме не позволяет осуществлять автоматическую фокусировку микрообъектива 8.

Фотоприемник 15 (фиг.1) установле в канале считывающего излучения г , создаваемого дополнительного введенным источником 14 излучения. При таком построении схемы в плоскости установки фотоприемника 15 формируется преобразованное изображение штриха 9. Так, при его расфокусировке в плоскости фотоприемника 15 будет сформировано изображение не такое, как на фиг.2, а как на фиг.З. Это происходит по следующим причинам. На участке изображения площадью cvb к слою электрооптического материала (в нашем случае ЖК) 41 (фиг.2) прикладывается напряжение Un + UU, гд Ли определяется интенсивностью засветки фотополупроводника 35 потоком 3 расфокусированного (размытого) участка. Однако величина , где &U- определяется интенсивностью засветка фотополупроводника 35 потоком r-з, на участке (на участке с более высокой освещенностью). Следовательно, на участке площадью cxb к слою электрооптического материала 41 будет приложено напряжение Un,, + &и, величина которого меньше напряжения ип„ + Ли, приложенного к слою электрооптического материала 41

на участке хb. В то же время

величина ип„ + &U2 меньше порогового определяющего переход Фредерикса в ПК, следовательно, на этом участке не произойдет переориентации молекул а значит, при расфокусировке микрообъектива 8 на фотоприемник 15 будет поступать меньший оптический сигнал, причем его величина пропорциональна площади оставшейся освещенной части а-с

размером анализируемого поля

С выхода фотоприемника 15 сигнал по- ступает в первый усилитель 16 и дале в системы управления приводом и уровнем записи.

В режиме визуального контроля уровня записи и правильной установки гальванометра к прозрачным токопрово- дящим покрытиям 30 и 31 (фиг.2) прикладывается напряжение питания U,.

5

0

5

0

5

0

5

В результате в слое 32 (ЖК) происходит переориентация осей молекул. При этом изменяется показатель преломления КК на величину, определяемую различными значениями показателя преломления ЖК при его исходной ориентации и в электрическом поле.

Система формирования управляющего сигнала фокусировки (позиции 17 и 27, фиг.1), состоящая из первого компаратора 17 и схемы 27 формирования сигнала, пропорционального подаваемому на запись (гальванометр), выход которой соединен с первым входом данного компаратора, второй вход компаратора соединен с первым усилителем, а выход компаратора подключен к системе управления приводом, работает следующим образом.

С помощью схемы 27 (фиг.1) формирования сигнала, пропорционального подаваемому на запись, снимается часть сигнала, поступающего на запись, и подается на первый вход компаратора. Схема 27 представляет собой делитель напряжения и усилитель сигнала. Причем для устойчивой работы системы автофокусировки необходимо, чтобы верхняя граничная частота пропускания схемы 27 была не больше верхней границы частотной характеристики оптической схемы формирования сигнала, пропорционального расфокусировке и подаваемого на второй вход компаратора 17 для получения сигнала управления фокусировкой поступающего на вход схемы 18 управления приводом. Поясним подробно процесс формирования сигнала при расфокусировке микрообъектива 8 и поступающего для сравнения с записываемым (неискаженным) на второй вход компаратора 17.

Проследим, как изменяется (законо- .мерность изменения и его пределы) сформированное изображение (граница раздела темной и светлой частей) в, плоскости боковой грани призмы 13 (фиг.2), а следовательно, и электрический сигнал на выходе фотоприемника 15.

При подаче на обмотку гальванометра некоторого постоянного во времени записываемого сигнала на грани призмы 13 будет сформировано изображение:

при сфокусированной системе микрообъектив-кинопленка граница раздела темной и светлой частей изображения будет резкой (фиг.5) и напряжение на

выходе фотоприемника 15 будет определяться шириной светлой части изображения, т.е. только величиной записываемого сигнала ( ) (сигнал расфокусировки будет стремиться к нулю

);

при расфокусировке системы микрообъектив-кинолента вследствие наличия в канале считывающего излучения РС, создаваемого дополнительно введенным источником 14 излучения и перераспределением напряжения на слое электрооптического материала 41 (фиг.5-7), образуется расфокусированный (размытый) участок 1-2, ширина которого пропорциональна величине расфокусировки, где 2 - граница размытости, которая изменяется по закону изменения расфокусировки. Напряжение на выходе фотоприемника 15 в данном случае будет определяться напряжением записываемого сигнала , определяемого положением границы 1 раздела, и напряжением расфокусировки U

росср

грани-

цы 2 раздела.

В процессе записи фонограммы переменной ширины с помощью предлагаемого светомодулирующего устройства будут изменяться положения границы раздела световой и темной частей фонограммы (граница 1) по закону записываемых звуковых сигналов. Следовательно, будет изменяться напряжение издп на выходе фотоприемника 15 пропорционально изменению амплитуды записываемого звукового сигнала. В то же время будут изменяться положение границы 2, определяемое величиной расфокусировки микрообъектива, и соответственно напряжение расфокусировки U снимаемого с фотоприемника 15.

Сигнал управления фокусировкой микрообъектива формируется следующим образом. На выходе фотоприемника 15 в процессе записи фонограммы имеется два сигнала: напряжение записываемого сигнала U3an и напряжение, обус

ловленное расфокусировкой U

pactpДанные напряжения усиливаются усилителем 16 и подаются на один из входов компаратора 17.

В то же время часть сигнала, подаваемого для записи на гальванометр 26 (с усилителя записи 24) посредством схемы 27 формирования сигнала, т.е. напряжение U j,qn подается на второй вход компаратора 1lf Следовательно, сигнал управления подфокусировкой

5

0

5

0

5

0

5

0

5

17) будет оп Р«с Сг(1) Оля получения сигнала управления, тождественного напряжению расфокусировки, необходимо, чтобы согласно (1). Это достигается в процессе калибровки и юстировки светомо- дулируюцего устройства до начала записи фонограммы.

Калибровка светомодулирующего устройства производится следующим образом. Заряжается светочувствительная кинолента в лентопротяжный тракт аппарата записи, включается светомоду- лирующее устройство. На вход усилителя 24 записи записываемый звуковой сигнал не подается, что соответствует паузе, и будет освещена половина механической щели (напряжение U3ano), что соответствует рабочей точке. В дальнейшем при подаче записываемого сигнала данное напряжение будет изменяться от максимального значения и.чап. т (когда щель полностью освещена) до минимального значения зап.

Затем на вход усилителя 24 записи подается установочный гармонический сигнал (Ј 100 Гц), временно отключают привод автофокусировки и путем ручной фокусировки микрообъектива 8 определяют максимальную величину сигнала на выходе фотоприемника 15 и усилителя 16 (при постоянной величине входного сигнала), что соответствует плоскости резкой наводки, т.е. отсутствию расфокусировки микрообъектива и резкой пограничной кривой. Следовательно, таким образок определим величину напряжения издп , подаваемого на первый вход компаратора. Затем путем изменения коэффициента передачи (усиления) схемы 27 формирования сигнала устанавливают напряжение U3 an , подаваемое на второй вход компаратора, равным напряжению njqn, подаваемому на первый вход компаратора. Тогда, согласно уравнению (1) сигнал управления фокусировкой (Uunp, арок) за висит от величины расфокусировки и, как следствие, определяется изменением освещенности при изменении границы размытости (фиг.5-7) на светочувствительной площадке фотоприемника 15, и равен напряжению .д на фотодиоде, которое определяется данным

1 i

распределением Еф011. При смещении киноленты от плоскости резкой наводки в обе стороны распределение освещенности (напряжение U- . . расср) будет иметь вкд} показанный на фиг.8.

На фиг.8а показана схема смещения плоскости киноленты от плоскости установки - резкой наводки 0 (допустимое значение расфокусировки - (3)45 - 7 мкм, в обе стороны до значения 1,2- 40 мкм). На фиг.86 показано распределение К „он и ифок, обусловленные данным смещением.

При положении киноленты в плоскости резкой наводки 0 значения E,.pOK и Яхж максимальны (так как расфокусировка равна нулю и пограничная кривая-резкая) .

Если кинолента смещается от плоскости резкой наводки 0 вправо (фиг.8а), то значения и фок нимальны (точка 1, фиг.8С), так как расфокусировка максимальна и пограничная кривая имеет большую ширину (фиг.2). При смещении киноленты от 1 опять к 0 значения Е.фоК и максимальны (0). Если кинолента смещается от 0 к 2 влево (фиг.ба), значения Еффц и U т0к опять минимальны (точка 2,

фиг.8б). При смещении от 2 к 0 значения Ефок и иф0)с максимальны (0). В следующих периодах колебаний процесс аналогично повторяется.

Как видно из фиг.8а,б распределение освещенности и напряжения ( Uuftp a,OK) , являющееся в дальнейшем сигналом управления приводом фокусировки микрообъектива, позволяет следить микрообъективом за положением киноленты и изменять направление привода микрообъектива при отклонении киноленты от крайних значений (1,2, фиг.ба,б) к плоскости резкой наводки, а также следить при положении киноленты в плоскости резкой наводки 0. Следовательно, сигнал управления (фиг.86) позволяет обеспечить резкое изображение штриха в процессе записи фонограммы для плоскости установки (0) и при отклонении киноленты в пределах границ смещения (1 - 2), т.е. все положения киноленты в данных пределах расфокусировки будут плоскостями резкой наводки микрообъектива.

Однако, сигнал управления не поз- -воляет задавать направление смещения привода микрообъектива при отклонении киноленты от плоскости резкой навод

4867

ки (0) n TV. или другую сторону (точ- (ки 0, 0 сигнала управления, фиг.86).

Схема управления приводом фокусировки работает следующим ооразом.

Современное развитие микросхсмо- техники позволяет обеспечить схемой управления приводом направления смещения киноленты от плоскости резкой

. наводки. Необходимо, чтобы схема управления приводом при несовпадении смещения микрообъектива от плоскости резкой наводки (0) со смещением киноленты от данного положения (т.е. при

.. противоположном направлении) обеспечивала реверсирование привода, причем реверсирование должно обеспечиваться до того момента, когда отклонение киноленты от плоскости резкой паводки не превышает допустимого отклонении в пределах глубины резко изображаемого пространства микро- объективом, что возможно определить (при соответствующей калибровке) по

25 величине уменьшения сигнала управления (при противоположном движении привода), обусловленного допустимой расфокусировкой. Одна из возможных схем управления приводом микрообъектива представлена на фиг.4.

На фиг.4 представлена схема устройства (фиг.1) формирования сигнала привода микрообъектива для подфоку- сировки, где показаны операционный усилитель 47, предназначенный для

35 усиления сигнала управления, компаратор 45, управляющий электронным переключателем 46 для изменения полярности напряжения и обеспечения направления движения микрообъектива з

20

30

40

соответствии со смещением киноленты

относительно плоскости резкой наводки. Резистором R1 устанавливается напряжение, равное максимальному значению сигнала управления . rnqx (ПРИ

отсутствии расфокусировки) . Резистором R2 устанавливается напряжение пдоп меньше (примерно равно половине) величины напряжения, обусловленного допустимым значением расфокусировки

U.Qn. Допустимое значение расфокусировки (т.е. не вносящее заметных искажений) определяется глубиной резко изображаемого пространства микрообъективом и зависит от его числовой апертуры.

i

Схема формирования сигнала управления приводом фокусировки микрообъектива работает следующим образом.

Кинолента находится в положении плоскости резкой наводки (0, фиг,8а). Тогда и«пр.фок подаваемое на .переключатель 46, максимально и равно упР-гойХ- Сигнал с компаратора 45 не Поступает в данном случае на переклю- латель 46 (не переключаются фазы сиг- яала). На входы операционного усили- селя 47 поступают равные сигналы, следовательно, на его выходе сигнал управления равен нулю и микрообъектив неподвижен (установленный ранее на плоскость резкой наводки).

Пусть кинолента смещается вправо от положения резкой наводки (к точке 1, фиг.Ва), при этом начинает уменьшаться напряжение Uuijp.«рок- И .данное напряжение, меньшее Uupp. max будет подаваться на входы операционного усилителя 47, усиливаться и поступать на привод микрообъектива.

Предположим, что микрообъектив будет смещаться в ту же сторону что и кинолента, т.е. будет подфокусировать ся, что приведет к увеличению сигнала,, поступающего с компаратора 17, и приближаться опять к значению Uufip.jTtax . При достижении данного значения напряжения (при наведении на резкость) сигналы на входе операционного усилителя 47, будут равны, управляющий сигнал равен нулю и микрообъектив неподвижен. Таким образом, в данном случае микрообъектив мгновенно подфокусируется и будет следить

за смещением киноленты.

Если же в данном случае микрообъектив начинает двигаться относительно плоскости резкой наводки в противопо- ложную сторону, чем кинолента (что может произойти в точках 0 и 0 , фиг.86), то будет возникать расфокусировка системы микрообъектив-кинолента, что приведет к более резкому снижению напряжения, поступающего на переключатель 3. Когда данное напряжение будет равно или меньше Удоп обусловленного допустимым значением расфокусировки, сработает компаратор 2, сигнал которого переключит электронный ключ 3. Следовательно, произойдет изменение направления движения привода микрообъектива и он начнет опять следить за положением плоскости киноленты. Опять увеличивается напряжение (так как расфокусировка уменьшается) и при достижении им значения U|Lnp. «о привод останавливается

5

5 -. 5

0

5

д

0

5

и процесс продолжается. Так как сигнал управления переключением электронного -ключа и привода поступает при значении напряжения UAOO, меньшего напряжения идоп, обусловленного допустимым значением смещения киноленты, и при высоком быстродействии логических элементов (логические элементы, используемые, например, в ЭВМ, позволяют производить миллион и более операций в секунду), то значение расфокусировки в момент изменения направления движения привода не будет превышать допустимое значение расфокусировки. В остальных же случаях схема управления обеспечивает еще более точное слежение микрообъектива за смещением плоскости киноленты, и обеспечивается резкое изображение записывающего штриха, формируемого све- томодулирующим устройством, в плоскости киноленты. Значительное автоматическое увеличение резкости штриха в процессе записи приводит к уменьшению амплитудно-частотных и нелинейных искажений в процессе записи. Также предложенное светомодулирующее устройство позволяет контролировать величину изменения записываемого сигнала (ширину фонограммы) непосредственно на самой киноленте, что позволяет более объективно контролировать процесс записи фонограммы и исключить искажения, обусловленные перемодуляцией или смещением фонограммы относительно ее базового (нормируемого) положения. Градуировка шкалы уровня изменения записываемого сигнала происходит следующим образом.

При подаче на гальванометр 26 записываемого сигнала, равного Usjqn 1,55 В (что соответствует 100% уровню), на верхней матовой грани 29 первой прямоугольной призмы 12 делают отметку 100% уровня, затем подают U-jan 0,775 В и делают отметку 50% уровня модуляции и т.д., градуируют одновременно шкалу для визуального контроля уровня записываемого сигнала.

При противоположном направлении движения киноленты (что возможно только в случае отклонения киноленты от плоскости установки 0) будет временно происходить расфокусировка системы, пока Uunp. срок уменьшится до величины меньше обусловленной, допустимой расфокусировкой, включается логический элемент, например К 176ЛА7, который включит каналы 3 и 4 электронного переключателя, и произойдет реверсирование, т.е. включаются выхо ды 8 и 14 вместо 1 и 7 (каналы К,, К при этом закрываются). Величина Uunp ф0 устанавливается путем измерения величины сигнала Uupn. р0ц при смещении киноленты от плоскости рез- кой наводки с помощью микрометрического винта на допустимую величину расфокусировки (5-7 мкм). Величина 1Црр ф0к измеряется и соответствует максимальному значению U цПр роц (ПРИ временно отключенном приводе фокусировки и ручной настройке), т.е. при отсутствии расфокусировки. Установочные напряжения подаются от задающего генератора, частота (Герц) которого должна быть равна

f

V

(2)

где V - скорость движения киноленты,

мм/с;

R - радиус гладкого барабана, мм, так как частота смещения киноленты вдоль оптической оси системы обусловлена радиальным биением гладкого барабана, на котором происходит запись фонограммы на киноленте.

Привод 19 подфокусировки микрообъектива 8 может иметь также различное конструктивное решение. Однако в качестве привода подфокусировки невозможно использовать, например, электродвигатель с реверсом, так как электродвигатель не сможет обеспечить под фокусировку при движении киноленты. Наиболее подходящим вариантом является привод, выполненный в виде магнитоэлектрического преобразователя (по аналогии с диффузорным громкоговорителем) , у которого подвижной системой вместо диффузора является микрообъектив, жестко связанный с каркасом катушки. Упрощенная схема привода представлена на фиг. 10. i

Таким образом, подавая сигнал управления согласно выражению (2) и посредством блока 18 (схемы управления приводом), подвижная система магнитоэлектрического преобразователя будет смешаться вместе с микрообъективом 8. Таким образом, микрообъектив будет следить за положением плоскости киноленты и автоматически подфокусировать ся.

. з

0

0

5

0

5

5

0

5

Система управления уровнем записи, состоящая из оптического блока (11-15, 20-21, 28 сЬиг. 1) , порогового устройства 22, электронного ключа, компрессора, при этом выход первого усилителя соединен с входом порогового устройства, выход которого соединен с входом электронного ключа,подключенного параллельно компрессору, работает следующим образом.

За 100%-ный уровень сигнала принята максимальная величина сигнала при допустимых нелинейных искажениях (3%) тракта звукопередачи и составляет в абсолютных величинах ,55 В. При записи электрических сигналов - звуковой частоты допустимый уровень записи 80%, т.е. имеется запас по уровню записи.

Поэтому, если сигнал по уровню меньше 80% (U 1,24 В), т.е. имеет нелинейные искажения меньше допустимых, сигнал по уровню не нужно компрессировать (т.е. не нужно сжимать его динамический диапазон). В данном случае электрический сигнал должен поступать на гальванометр, минуя компрессор, поэтому пороговое устройство 22 в данном случае (при сигнале меньшем U 1,24 В) не пропускает сигнал от усилителя 16. Электронный ключ 23 при отсутствии сигнала замкнут и сигнал с усилителя 24 записи через электронный ключ поступает на гальванометр 26 для записи.

При превышении величины записываемого сигнала 80% уровня (т.е. при ис- ках ениях больше допустимых) пороговое устройство 22 открывается, поступает .электрический сигнал на электронный ключ 23, который размыкается, и сигнал с усилителя 24 записи поступает на компрессор 25, где его уровень компрессируется до допустимых пределов и подается на гальванометр для записи. Предложенное схемное решение позволяет значительно уменьшить нелинейные и амплитудно-частотные искажения записываемого сигнала, так как при допустимом уровне сигнал не проходит через компрессор, вносящий дополнительные искажения.

Итак, предложенное СМУ для записи фотографических фонограмм позволяет повысить качество фотографических фонограмм путем автоматической фокусировкой записываемого сигнала, позволяющей следить за резкостью погранич19

ной кривой, формирующей изображение фонограммы (т.е. самим непосредственно изображением, но не положением плоскости изображения) сравнения управляющего сигнала с допустимым граничным сигналом и переключением управляющего сигнала для реверса при- ода микрообъектива и гарантирующим, то искажения будут меньше граничных опустимых. Предложенное устройство также позволяет производить объективный визуальный контроль непосредственно записываемой фонограммы и управлять автоматически уровнем записываемого сигнала при минимальных дополнительных вносимых искажениях.

Формула изобретения

10

15

1. Светомодулирующее устройство для записи фотографических фонограмм, содержащее последовательно расположенные вдоль оптической оси источник света, первый конденсор, маску с вырезом, линзу, зеркальный гальванометр, второй конденсор, механическую щелевую диафрагму, микрообъектив, усилитель записи и компрессор, причем вход компрессора соединен с выходом усилителя записи, а выход - с входом зеркального гальванометра, отличающееся тем, что, с целью повышения качества записываемой фонограммы за счет уменьшения нели165486720

слой электрооптического материала, верхняя грань перво.й прямоугольной призмы выполнена матовой и имеет отградуированную шкалу визуального- контроля уровня записи непосредственно в плоскости киноленты, на боковую грань второй призмы последовательно нанесены третье прозрачное токопрово- дящее покрытие, фотополупроводниковое, зеркально отражающее и ориентирующее покрытия, а со стороны введенного считывающего излучения на оптически прозрачную подложку нанесены четвертое прозрачное токопроводящее и ориентирующее покрытие, между прозрачной подложкой и боковой гранью второй призмы нанесен второй слой электрооптического материала, в канале считывающего излучения установлены оптически связанные источник считывающего излучения, поляризатор, оптический блок, анализатор и приемник считывающего излучения, выход которого соединен через первый усилитель с компаратором и пороговым блоком, выход компрессора через схему формирования сигнала, пропорционального подаваемому, на зеркальный гальванометр соединен с вторым входом компаратора, выход которого через схему управления приводом микрообъектива соединен с входом привода подфокусировки микрообъектива, выход порогового блока соединен с входом электронного клю20

25

30

нейных и амплитудно-частотных искаже- 35 ча, подключенного параллельного ком

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к устройствам для записи фотографических фонограмм и позволяет повысить качество фотографических фонограмм за счет уменьшения нелинейных и амплитудно-частотных искажений записываемого сигнала. При превышении величины записываемого сигнала 80% уровня (т.е. при искажениях, больше допустимых) пороговое устройство 22 открывается, поступает электрический сигнал на электронный ключ 23, который размыкается, и сигнал с усилителя 24 записи поступает на компрессор 25, где его уровень компенсируется до допустимых пределов и подается на гальванометр 26 для записи. 1 з.п. ф-лы, 10 ил. с S (О в S 00 д Ч фиг.1

ний записываемого сигнала, в него введены оптически связанные дополнительный объектив, оптический блок, источник считывающего излучения, поляризатор, анализатор, источник питания, приемник считывающего излучения, первый усилитель формируемого сигнала, компаратор, пороговый блок, схема формирования сигнала, пропорционального подаваемому на зеркальный гальванометр, электронный ключ, схема управления приводом микрообъектива и привод подфокусировки микрообъектива, причем оптический блок выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда, образованного первой и второй прямоугольными призмами, на гипотенузных гранях которых нанесены первое и второе прозрачные токопроводящие покрытия, между которыми введен первый

прессору.

а упр. фок.

:ти доп

Фиг. 4

а

12

12

zzzz/:/zzz/.

b риг. 5

(2)

(О)

т

(а)

ооооЖХХ

./

2

ь

Фиъ.6

ь

фиг.7

(.фок)

(1)

Фиг.8

8 8