Способ записи и воспроизведения оптической информации на термопластическом носителе и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК G03G16/00 

1

Изобретение относится к электрографии и может найти широкое применение в научной и прикладной фотографии, в системах записи и оптической обработки информации.

Известен способ записи и воспроизведения оптической ин(1юрмации на фототермопластимеском носителе, включающий электростатическую сенсибилизацию носителя, проецирование на него,(, . оптического изображения с одновременным его растрированием путем проецирования на носитель интерференционной картины от двух сходящихся пучков когерентного излучения, тепловое про .,5 явление и воспроизведение записанной информации 1.

Известно устройство для осуществления известного способа, содержащее средство протяжки фототермопласти- 20 ческого носителя, последовательно расположенные по ходу его движения средство электростатической зарядки носителя, оптическое средство электростатической зарядки носителя, оптическое средство экспонирования со средством формирования двух сходящихся пучков когерентного излучения, средство теплового проявления, оптическое средство воспроизведения информации, состоящее из полихроматического источника света, объектива и экрана и связанного с ними блока управления f.

Недостатком известного способа и известного устройства для его осуществления является их низкая информативность в с 1лу отсутствия возможности регистрации многоцветной информации.

Цель изобретения - повышение технологических возможностей путем осуществления записи и воспроизведения многоцветной информации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу записи и воспроизведения оптической информации на фототермопластимеском носителе.

включающему электростатическую сенсибилизацию носителя, проецирование на него оптического изображения с одновременным его растрированием путем проецирования на носитель интерференционной картины от двух сходящихся пучков когерентного излучения, тепловое проявление и воспроизведение записанной информации, проецирование оптической информации проводят отдельно для каждого цвета, а пространственную ориентацию интерференционной картины для каждого цвета изменяют дискретно при этом воспроизведение информации осуществляют пу тем цветовой фильтрации. Предложенный способ реализуется тем, что в устройстве, содержащем средство протяжки фототермопластичес кого носителя, последовательно распо ложенные по ходу его движения средст во электростатической зарядки носителя, оптическое средство экспонирования со средством формирования двух сходящихся пучков когерентного излучения, средство теплового проявления оптическое средство воспроизведения 1нформации, состоящее из полихромати ческого источника света, объектива и экрана и связанного с ними блока управления, средство формирования двух сходящихся пучков снабжено приводом его дискретного поворота относительперпендикулярной плоскости но но оси, сителя, а в оптическом средстве воспроизведения информации в фокальной плоскости объектива размещен составной многоцветный светофильтр, выполненный в виде диска с непрозрачнб|м кругом в центр и с примыкаюцими к нему цветными прозрачными фильтрами. Причем диск содержит четное количество секторов, число пар которых равно количеству воспроизводимых цве тов, при этом диаметрально противоположные секторы окрашены в одинаковый цвет. На чертеже представлена структурно-функциональная схема устройства. Устройство для осуществления способа записи и воспроизведения оптической информации на фототермопласти ческом носителе содержит средство 1 протяжки фототермопластического носи

теля 2, последовательно расположенные 55 осуществляется экспозиция заряженнопо ходу его движения средство элект- го фототермопластического носителя 2 ростатической зарядки носителя (на регистрируемым изображением первого чертеже не показан), оптическое сред- графического образца в режиме прямого

ство 3 экспонирования со средством 4 формирования двух сходящихся пучков когерентного излучения, которое снаОжено приводом 5 его дискретного поворота относительно оси, перпендикулярной плоскости носителя 2, средство 6 теплового проявления, оптическое средство 7 воспроизведения информации, состоящее из полихроматического источника света (на чертеже не показан),.экрана 8,объектива 9, в фокальной плоскости которого размещен составной многоцветный светофильтр 10, выполненный в виде диска, причем диск содержит четное количество секторов 10, 10, 10. и связанный с ними блок 11 управления. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии фототермопластический носитель 2 находится в неподвижном состоянии. Оптическое средство 3 экспонирования, средство 6 теплового проявления и оптическое средство 7 воспроизведения информации выключены, а средство i формирования сходящихся пучков когерентного излучения благодаря кинематической связи с приводом 5 его дискретного поворота занимает свое первоначальное положение. Первоначальное положение может быть выбрано, например, таким, что сходящиеся пучки падают на фототермопластический носитель в плоскости yOz, т.е. их комплексные амплитуды описываются следующими выражениямиЩ(х, у, z) -т-{ysiпed + + ZCOSot -rtr(1) ((x, у, z) Uexp -j-ir-(-y5in i+ + zcoso;, (2) где и - вещественная постоянная; - длина волны используемого когерентного излучения; oL- угол падения каждого из сходящихся пучков на термопластический носитель 2. За время отработки исполнительных механизмов термопластический слой носителя 2 заряжается специальным устройством (на чертеже не показано) до определенного потенциала. Далее, по команде от блока 11 управления с помощью средства 3 экспонирования контраста, когда темным (неосвещенным) участкам изображения соответствуют информационные элементы графического образа, а освещенным участкам изображения - фон. Одновременно с экспозицией носителя 2 по команде от блока 11 управления формируются средством 4 два сходящихся пучка когерентного излучения, описываемые выражениями (1) и (2). Таким образом, осуществляется пространственная модуляция изображения первого графического образа интерференционной кар тиной двух сходящихся когерентных пучков. В результате такого суммарно го воздействия в строгом соответствии с изображением двух проецируемых световых картин изменяется проводимость термопластического слоя носителя 2 и через фиксированный момент времени после начала регистрации, оп ределяемый интенсивностью света в двух каналах записи и амплитудно-экс позиционной характеристикой носителя 2, осуществляется его локальная Р513рядка. Световая картина первого графического образа, промодулированного интерференционной картиной, переходит в скрытый потенциальный рель еф. После записи первого графического образа средство 3 экспонирования включается на привод 5 дискретного вращения, подается команда поворота средства формирования сходящихся пучков на угол Л|Ь (в случае трехцвет ной регистрации р ) вокруг пер вой оптической оси для формирования сходящихся пучков. ..(I / V .. f . 2ТС г, X /3 U(x,y,z) Uexp|-j -j|- {-- )stnoL- -zcosQ (3) Uj:(x,y,z) Uexp -j(y + + pbinct+zcosoJlV W Далее в блоке 11 управления производится синт.ез второго графического образа, его вывод на средство 3 экспонирования. Вновь в течение фиксиро ванного момента времени происходит регистрация скрытого потенциального рельефа второго- графического образа, промодулированного интерференционной картиной с ее новой пространственной ориентацией. Для приведенного примера трехцветной регистрации по аналогии с предыдущими циклами проходит и запись , третьего графического образа (фиг.) с подсветкой сходящимися пучками u;(x,y,z)Uexpi-j(.+ psino(.- -zcosc3 l .1 ( . 2тсг,хт U,(x,y,z) Uexpj -j (- psinoi4.zcosoi . (6) Ha этом формирование скрытого потенциального рельефа, соответствующего трехцветному информационному изображению, заканчивается. Вторым этапом способа является тепловое проявление. Для этого по команде от блока 11 управления средство 1 протяжки перемещает фототермопластический носитель 2 на один кадр и участок носителя 2 с записанным потенциальным рельефом располагается напротив средства 6 теплового проявления. Средство 6 выполнено в виде тонкого слоя слюды с наполненным прозрачным электропроводящим слоем окиси олова с поверхностным сопротивлением порядка 150 Ом/см , который разогревается импульсами тока определенной величины. Плоскость средства 6 теплового проявления соприкасается с плоскостью фототермопластического носителя 2 со стороны лавсановой основы и выделяющееся тепло размягчает термопластический слой. Под действием электростатических сил зарйда поверхность термопластика деформируется соответственно записываемому изображению. Таким образом, суть предлагаемого способа сотойт в том, что результирующую запись двумерной страницы информации на темопластическом носителе можно представить набором из п графических образов S . . .. . .Sy, в котором i-й графический образ описывается выражением вида (x,y) -- д:(х,у)Гто + + пг,со52ТГоЦ:(хсэ5|Ь + ysinf ;) (7) где д-(х,у) - апертурная функция i-ro графического образа; выражение в квадратных скобках описывает синусоидальную решетку с частотой щ , полосы которой наклонены по отношению к оси ординат на угол |) ; вещественные постоянны m и m, о I Каждый графический образ, записанный на тер мопластическом носителе, специфицируется па рой параметров частот ориентация. Третий этап процесса - воспроизведение зарегистрированной информации. Чтобы избавиться от шумов и искажений, вносимых слюдяным средством 6 теплового проявления, фототермопластический носитель 2 перемещается с помощью средства 1 протяжки еще на один кадр и участок носителя с записанной информацией занимает поло жение на третьей оптической оси в ка нале оптической обработки. При этом в работу вступает оптическое средство 7 воспроизведения информации, представляющее собой полихроматический источник квази-коллимированного света с непрерывным спектром излучения в видимой области. Практически весь световой поток средства 7 участ вует в воспроизведении информации с фототермопластимеского носителя 2 на экран.8. Свет при прохождении через фототермопластический носитель 2 сильно дифрагирует на информационных элементах всех графических образов и после объектива 9 образует в его фокальной плоскости, где расположен составной светофильтр 10, фурьеспектр записанной страницы информации. Математически преобразование фурье выра,ения (7) имеет вид Si (f , h} -- , fy) + +0, (f -LtJccosf)i , fu inH, + 0,5miG; (,:cos. c4sin/ ;) f (8) где Si{f, f) (x,y)J, , f.) F(gc-(x,y)J В выражении (8) наибольший интерес представляет второе и третье сла гаемое. Они описывают два спектра од ного графического образа диаметральн разнесенных в направлении, нормально направлению полос интерференционной картины. Особенностью спектрального поведения такой регистрац ии является то, что разнесенные в 41-й порядки спектры графических образов пространственно сгруппированы по их номерам вне зависимости от локализации этих графических образов на фототермопластическом носителе 2. В силу того, что для каждого графического образа используется своя индивидуальная интерференционная картина, спектры, соответствующие второму и третьему слагаемым в выражении (8), будут для различных графических образов иметь различные пространственные локализации. Выбирая ориентацию и шаг используемых интерференционных картин, можно управлять степенью взаимного разделения пар спектров, относящихся к различным графическим образам. Это позволяет на основе схемы, выполняющей двойное оптическое преобразование фурье, осуществлять селективное управление цветом и интенсивностью воспроизводимых графических образов результирующего изображения с фототермопластического носителя 2 на экран 8. Для селективного управления цветом воспроизводимых изображений используется вновь введенный составной многоцветный светофильтр 10, который конструктивно выполнен в виде диска с непрозрачным кругом в центре и с примыкающими к нему цветными прозрачными фильтрами. Так, в случае воспроизведения информации, зарегистрированной в трех цветах, секторы выполннь:)тся из красного 10ц, зеленого Ю., и синего 10с светофильтров (фиг. 1). Световые потоки 1г1-го порядка, соответствующие трем графическим образам через светофильтры этих секторов, окрашиваются в свой индивидуальный цвет и отображаются на экране 8 в виде составного трехцветного графического документа. Непродифрагирован-. ный на информационных элементах фототермопластического носителя 2 свет задерживается непрозрачным диском блока секционных светофильтров 10 и не участвует в воспроизведении информации . Таким образом, предлагаемые способ записи и воспроизведения инфорнации на термопластическом носителе и устройство для осуществления способа имеют значительно большую информативность носителя за счет возможности регистрации многоцветной информации и предполагает возможность широкого использования как при записи и воспроизведении аналоговой и кодированной информации одновременно с их взаимным дополнением, так и отдельно друг от друга, что очень

важно при автоматизированной обработке изображений.

Формула изобретения

1.Способ записи и воспроизведения оптической информации на фототермопластическом носителе, включающий электростатическую сенсибилизацию носителя, проецирование на него оптического изображения с одновременным его растрированием путем проецирования на носитель интерференционной картины от двух сходящихся

пучков когерентного излучения, тепловое проявление и воспроизведение записанной информации, отличающийся тем, что, с целью повышения технологических возможностей путем осуществления записи и воспроизведения многоцветной информации, проецирование оптической информации проводят отдельно для каждого цвета, а пространственную ориентацию интерференционной картины для каждого цвета изменяют дискретно, при этом воспроизведение информации осуществляют путем цветовой фильтрации.

2.Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее средство протяжки фототермопластического носителя, последовательно расположенные по ходу его движения средство электростатической зарядки носителя

оптическое средство экспонирования со средством формирования двух сходящихся пучков когерентного излучения, средство теплового проявления, оптическое средство воспроизведения информации, состоящее из полихроматического источника света, объектива и экрана и связанного с ними блока управления, отличающееся

тем, что средство формирования двух сходящихся пучков снабжено приводом его дискретного поворота относительно оси, перпендикулярной плоскости носителя, а в оптическом средстве воспроизведения информации в фокальной плоскости объектива размещен составной многоцветный светофильтр, выполненный в виде диска с непрозрачным кругом в центре и с примыкающими к

нему цветными прозрачными фильтрами. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что диск содержит четное количество секторов, число пар которых равно количеству воспроизводимых цветов, при этом диаметрально противоположные секторы окрашены в одинаковый цвет.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сорокин Г.И., Сазанов В.Е. и Почерняев И.М. Контактная фототермопластическая запись в системе когерентной оптической обработки информации. Сб. Голография и обработка информации. Л., Наука, 1976, с. 157-159.