Изобретение относится к оптоэлек- 1 ройному устройству для построчного сканирования цветных оригиналов в репродукционной технике источником света, свет которого через фильтрующее колесо поступает на волоконно-оптический преоб- разова Ј ль поперечного сечения.
Цель изобретения - достижение высокой интенсивное и и равномерности освещения цветного оригинала, а также считывания непрозрачных цветных оригиналов.
На фиг. 1 и 2 представлена функциональная схема предлагаемого устройства, варианты; на фиг. 3 - то же, сечение; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг. 5 и 6 - то же, варианты; на фиг. 7 - сканирующее устройство, поперечное сечение; на фиг. 8 и 9 - вращающееся колесо с фильтрами; на фиг. 10 и 11 - модификация устройства для освещений прозрачного материала с двухступенчатым изображением; на фиг. 12 и 13 - вариант исполнения хода лучей сканирующего устройства при введении цилиндриче- ской линзы; на фиг. 14 - график спектральных кривых чувствительности для R, G, В.
Оптоэлектронное считывающее устройство для построчного считывания изображений цветных оригиналов содержит цветной оригинал 1, плоскую линзу 2, макрообъектив 3, оптоэлектронный преобразователь, содержащий ряд фотодиодов 4, источник 5 света, конденсор 6, вращающееся колесо с фильтрами 7, коллиматор 8, волоконно-оптический преобразователь 9 с входной 10 и выходной 11 поверхностями; цилиндрическую линзу 12, цветоразделительные фильтры 13. Устройство (фиг. 3) содержит цилиндрические линзы 14 и 15, волоконную строку 16-18. Устройство (фиг. 5) содержит
источник света 5, конденсор 6, вращающееся колесо с фильтрами 7, цилиндрическую линзу 12, цветной оригинал 1.
Устройство на фиг. 10 и 11 содержит
волоконную строку 18, цилиндрическую линзу 12, просвечивающий экран 19, вторую цилиндрическую линзу 20. На фиг. 12 изображен вариант устройства для введения дополнительной линзы 21 Френеля, содержащий пучок лучей 22, волоконную строку 18, отдельный луч 23, рассеивающий экран 24, вторичный пучок 25.
Источник света 5 в виде галогенной лампы, например, 0,5 А, 12 В, 50 Вт, создает
белый свет. Конденсор 6 фокусирует изображение спирали на вращающемся фильтрующем колесе с фильтрами, содержащем интерференционный фильтр, а также подогнанный массфильтр для получения основных цветов (R, G, В). Это изображение спирали на фильтре особенно рационально, так как благодаря этому достигается высокий КПД фильтрующего колеса. Свет колли- мируется линзой и подается на круглое
поперечное сечение волоконно-оптического преобразователя поперечного сечения (окружность линии). Выходы волокон, сформированных до линии преобразователя поперечного сечения, изображаются с
помощью цилиндрической линзы (РММА) на освещаемом оригинале, возникает строчная по форме световая полоса, благодаря которой за счет вращающегося фильтрующего колеса с фильтрами происходит циклическое
освещение оригинала основными цветами. Возможно непрозрачное и прозрачное освещение (фиг. 10).
В изобретении в качестве источника света может применяться ксеноновая лампз, а вместо фильтрующего колеса - регулируемый акустически-оптический фильтр. В
сканирующем устройстве для сканера с высокой разрешающей способностью применяются одномерные строки фотодиодов. Линейные строки фотодиодов обеспечивают до 5000 элементов изображения по длине, в том время как двумерные комплексы фотодиодоа (ОСД - Arrays согласуются с телевизионным стандартом (например, Fairchlld ССД 211, 488x3800 изображений).
Для предлагаемого устройства применение волоконно-оптического преобразователя поперечного сечения, так как учитывая точечный источник света (галогенную лампу, ксеноновую дуговую лямпу), может быть получена линейная по форме световая полоса. Свет точечного источника света может просто циклически коммутироваться с цве- тофильтрами, и таким образом, при сканировании цветного изображения обходятся только одной строкой фотодиодов. Оптический КПД существенно выше при построчном освещении, чем при освещении по плоскости, отношение сигнал /помеха (влияние рассеивания света) по сравнению с освещением по плоскости улучшается, а коррекция зависящих от места изображения неравномерностей освещения, например, краевого затухания освещения, виньетирование сканирующего объектива, менее дорогостояща, чем в двумерном устройстве.
Осветительное устройство (фиг. 7) может состоять из лампового блока с источником света, конденсора б, инфракрасного заграждающего фильтра, вращающегося колеса 7 с фильтрами, коллиматора 8, дающего свет на входное поперечное сечение преобразователя 9 поперечного сечения, входное поперечное сечение которого согласовано с диаметром светового пучка. По причинам оптимального использования света корпус для лампы может быть выполнен зеркально-симметричным к источнику 5 света, чтобы одновременно освещать два волоконно-оптических преобразователя 9 поперечного сечения.
Благодаря конденсору 6 с диафраг- менным числом около единицы промежуточному изображению спираль лампы увеличивается на вращающемся колесе с фильтрами 7 приблизительно в три раза. Коллиматор 8 коллимирует световой пучок так, что пучок имеет равномерную плотность света и легко заполняет вход преобразователя поперечного сечения.
Поверхность 11 входа преобразователя поперечного сечения различна по величине, в зависимости от длины сканируемой строки (непрозрачно/прозрачно). Благодаря выбору фокусного расстояния коллиматора 8
диаметр пучка согласован с диаметром преобразователя поперечного сечения.
Вращающееся колесо 7 с фильтрами (фиг. 8 и 9) состоит из трех секторов на 120°
за вычетом краев оправок фильтров. Секторы фильтрующего колеса содержат цвето- разделительные фильтры 13 (красный, зеленый, синий), и дополнительные масс- фильтры, т.е. цветные стекла, которыми общее
спектральное поглощение согласовывается с известными на оригинале.
На фиг. 12 и 13 показано другое рациональное выполнение устройства, заключающееся в введении полевой линзы. При
больших полевых углах зрения (в пространстве изобретений) уменьшается яркость изображения из-за виньетирования сканирующего обьектива и из-за освещения. С помощью полевой линзы, т.е. цилиндрической линзы 21 Френеля, может компенсироваться это уменьшение яркости на краях изображения. Ход лучей делает наглядным на примере пучка 22 лучей,-который выходит из волоконной строки 18, этот принцип действия. Отдельный луч 29 из пучка 22 рассеивается на рассеивающем экране 24 во вторичный лучок 25. Этот пучок с помощью цилиндрической линзы 12 фокусируется на оригинале 1 и одновременно с помощью
цилиндрической линзы 2 Френеля отклоняется к зрачку сканирующей оптической системы. Отдельный луч 22 без линзы 21 не попадает на зрачок сканирующей оптической системы, из-за чего не возникает
уменьшение яркости на краю изображения. Кроме того, отдельным световодом высвечивается широкая полоса оригинала, благо- даря чему нз оригинале получается перекрытие, получается также усреднение
яркости большого числа световодов, что ведет к более равномерному высвечиванию внутри сканируемой строки.
На фиг. 14 показаны характеристики v(A) фильтра для получения спектральных частей красного, зеленого, синего цвета из белого света. При этом проведено согласование характеристик фильтра с характеристиками чувствительности строки фотодиодов. Для красного, зеленого, синего цвета применяются обычные при цветном сканировании дихроичные фильтры, к которым для коррекции характеристик фильтра параллельно подключены мзсс-фильтры, т.е. цветные стекла. Для коррекции амплитуд красного, зеленого, синего цвета до одинаковой высоты при необходимости дополнительно параллельно подключен нейтральный фильтр, для чего применяются обычные нейтральные стекла.
При черно-белом воспроизводстве цветного оригинала вместо цветных фильтров применяется единственный фильтр с характеристикой, соответствующей чувствительности глаза. Эта характеристика также названа V ( Я)-характеристикой и представлен в виде функции. Это позволяет получить правильную передачу тонов при черно-белом воспроизводстве.
Преимущество оптоэлектронного считывающего устройства состоит в том, что обходятся одной строкой фотодиодов, а также то, что другие оптические узлы, кроме фильтрующего колеса, не должны двигаться, Кроме того, устройство обеспечивает равномерное освещение строки на краях строк при значительной световой отдаче, т.е. обеспечивается высокий КПД. Возможно как цветное воспроизводство, так и черно-белое, а также как непрозрачное, так и прозрачное сканирование больших по размеру оригиналов При изготовлении можно применять одинаковый оптический блок для этих различных целей. Вместо макрообъектива применяется GRIN - волоконно-опти- ческа система в сочетании со строкой фотодиодов, имеющей длину сканируемой строки. Благодаря этому устройству возможна чрезвычайно компактная конструкция
При применении строк фотодиодов, уже осуществляющих разложение цвета может отсутствовать фильтрующее колесо. При этих строках фотодиодов с каждым элементом изображения сопряжено несколько фотодиодов, обеспечивающих благодаря предвклю- чению соответствующих дихроичных фильтров желательные цветовые сигналы.
Формула изобретения 1. Оптозлектронное считывающее устройство для построчного считывания изображений цветных оригиналов, содержащее расположенные на одной оптической оси оптоэлектронный преобразователь, состоящий из ряда фотодиодов для приема пропущенного или отраженного цветным оригиналом света, источник света, цветоде- лительные фильтры, волоконно-оптический преобразователь поперечного сечения, расположенный между источником света и цветным оригиналом, причем выходная поверхность преобразователя поперечного сечения направлена на цветной оригинал, а волокна преобразователя поперечного сечения ориентированы в выходной поверхности к линейному волоконному устройству, отличающееся тем, что, с целью достижения высокой интенсивности и равномерности освещения цветного оригинала на пути прохождения светового потока от
источника света к ряду фотодиодов, введены конденсор, коллиматор, цилиндрическая линза, макрообьектив, причем цветоделительные фильтры выполнены в
виде вращающегося колеса с фильтрами, конденсор расположен между источником света и фильтрами для разделения цветов, коллиматор - между вращающимся колесом с фильтрами и входной поверхностью пре0 образователя поперечного сечения, цилиндрическая линза - между входной поверхностью преобразователя поперечного сечения и цветным оригиналом, макрообъектив - между цветным оригиналом и
5 оптоэлектронным преобразователем, выполненным в виде ряда фотодиодов, цветной оригинал - между цилиндрической линзой и макрообъективом, причем поперечное сечение входной поверхности пре0 образователя согласовано с поперечным сечением выходящего из коллиматора пучка световых лучей, цилиндрическая линза проходит по всей длине выходной поверхности преобразователя поперечного сечения, а
5 цветоделительные фильтры вращающегося колеса с фильтрами спектрально согласованы с фотодиодами при белом и прозрачном оригиналах.
2, Оптоэлектронное считывающее уст0 ройство для построчного считывания изображений цветных оригиналов, содержащее расположенные на одной оптической оси оптоэлектронный преобразователь, состоящий из ряда фотодиодов для приема пропущен5 ного или отраженного цветным оригиналом света, источник света, цветоделительные фильтры, волоконно-оптический преобразователь поперечного сечения, расположенный между источником света и цветным
0 оригиналом, причем выходная поверхность преобразователя поперечного сечения направлена на цветной оригинал, а волокна волоконно-оптического преобразователя поперечного сечения в выходной поверхно5 сти ориентированы к линейному волоконному устройству, отличающееся тем, что, с целью достижения высокой интенсивности и равномерности освещения цветного оригинала на пути прохождения светового
0 потока от источника света к ряду фотодиодов введены конденсор, коллиматор, цилиндрическая линза, макрообъектив, причем конденсор и коллиматор расположены между источником света и выходной поверхностью
5 волоконно-оптического преобразователя поперечного сечения, цилиндрическая линза - между выходной поверхностью волоконно- оптического преобразователя поперечного сечения и цветным оригиналом, макрообъектив и цветоделительные фильтры - между
цветным оригиналом и рядом фотодиодов оптоэлектронного преобразователя, а цветной оригинал - между цилиндрической линзой и макрообъективом, причем поперечное сечение входной поверхности волоконно- оптического преобразователя согласовано с поперечным сечением выходящего из коллиматора пучка световых лучей, цилиндрическая линза расположена на протяжении всей длины выходной поверхности волокон- но-оптического преобразователя поперечного сечения, цветоделительные фильтры расположены непосредственно перед рядом фотодиодов оптоэлектронного преобразователя и совмещены с ними, причем цветоделительные фильтры спектрально согласованы с фотодиодами при белом и прозрачном оригиналах.
3.Считывающее устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что источник света выполнен в виде точечного источника белого цвета галогеновой или ксеноновой лампы.
4.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что для черно-белого воспроизведения цветного оригинала введен фильтр с характеристикой v( А), где А-длина волны пропускаемого света.
5.Устройство по пп. 1и2, отличающееся тем. что, с целью считывания непрозрачных цветных оригиналов, введены два осветительных устройства, оптические оси которых ориентированы под углом 45° к строке считывания.
6.Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что цветоделительные фильтры вращающегося колеса с фильтрами состоят, каждый из одного дихроичного фильтра, одной или нескольких цветных стеклянных пластин и одного нейтрального фильтра.
7.Устройство по пп. 1и2, отличающееся тем, что ряд фотодиодов оптоэлектронного преобразователя имеет длину строки считывания.
8.Устройство по пп. 1и2, отличающееся тем, что для считывания прозрачных цветных оригиналов между цилиндрической линзой и цветным оригиналом расположены выполненная в виде полоски рассеивающая пластина и следующая цилиндрическая линза.
9.Устройство по пп. 1и2, отличающееся тем, что между рассеивающей пластиной и второй цилиндрической линзой расположена линза Френеля.
Изобретение относится к электронной репродукционной технике. Цель изобретения -достижение высокой интенсивности и равномерности освещения цветного оригинала. Оптоэлектронное считывающее устройство для построчного считывания изображений цветных оригиналов содержит цветной оригинал 1, плоскую линзу 2, мэк- рообъектмв 3, ряд фотодиодов 4, источник света 5, конденсор 6, вращающееся колесо с фильтрами 7, коллиматор 8, волоконно- оптический преобразователь 9, входной и выходной 10 и 11 поверхностями, цилиндрическую линзу 12, цветоразделительные фильтры 13. Световой поток от источника света поступает на вращающееся колесо с фильтрами, имеющее несколько фильтров для (цветного) разложения света на несколько цветов, с волоконно-оптическим преобразователем поперечного сечения, выходное поперечное сечение которого об
Фиг. 2
zt
ff-гпф
угпф
Ј Мф
81
91
iieem
Фиг. б
7 в
|/#
w
Фиг.Я
Фие. 7
Ю
Фиг. 9
в
Фиг.12
300
400
Фиг. М
