УСТРОЙСТВО ОПТИЧЕСКОГО УЗЛА РЕГИСТРАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФОКУСИРОВКИ ЛАЗЕРНОГО ЛУЧА В ФОТОВЫВОДНЫХ АВТОМАТАХ

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для измерения малых линейных размеров лазерной точки записи и может найти применение в полиграфии на допечатной стадии при выводе фотоформ (ФФ) на фотовыводных устройствах высокого разрешения - фотонаборных автоматах (ФНА).
Известен узел контроля фокусировки лазерного луча на пленке в фоторегистрирующем устройстве для воспроизведения малоконтрастных изображений. Опубликовано: В.Д.Смирнов. «Оптика, оптоэлектроника и лазерная техника в полиграфии», СПб, издательство «Петербургский институт печати», 2000, стр.312. Он состоит из микроскопа и приемника изображения.
Микроскоп имеет входной объектив, разделенный на две части оптоволоконным жгутом: первая имеет однократное увеличение, вторая -фиксированное пятикратное. Перед первым объективом располагается зеркало и изменяет ход лучей на 90° для попадания их в оптическую систему. Второй объектив строит изображение лазерной точки на приемнике изображения - светочувствительной поверхности прибора с зарядовой связью (ПЗС-матрицы). Между этими элементами помещено полупрозрачное зеркало, дающее вспомогательный пучок лучей, перпендикулярный к оптической оси всей системы. Он поступает в окуляр и позволяет наблюдать увеличенное изображение точки записи визуально. Однако основным является изображение ее на экране телевизора, куда поступает видеосигнал с выхода ПЗС-матрицы.
Главными недостатками устройства является невысокое качество конечного изображения, служащего для оценки возможного расфокусирования лазерного луча, а также узкий диапазон размеров точки записи, подлежащей анализу. Первое
обусловлено проявлением сетчатой структуры оптоволоконного жгута на изображении и небольшим увеличением (5 крат) объектива микроскопа. Фиксированное значение этого увеличения определяет второй недостаток. Кроме того, этот оптический узел имеет достаточно сложную конструкцию.
Технический результат предлагаемого решения заключается в устранении представленных недостатков: обеспечение большего увеличения в сочетании с расширением диапазона возможных размеров исследуемой лазерной точки благодаря применению сменного входного объектива в микроскопе, а также повышение точности передачи изображения за счет использования микроскопа с пространственным фильтром и установки в качестве приемника изображения телевизионной камеры, и упрощение конструкции прибора посредством размещения элементов оптической системы на одной оси, - что в совокупности позволяет эффективно обрабатывать на компьютере цифровое изображение точки записи ФНА, получаемое с ПЗС-матрицы.
Поставленная задача достигается тем, что устройство оптического узла регистрации изображения для контроля фокусировки лазерного луча в фотовыводных автоматах содержит микроскоп, который состоит из входного объектива и окуляра, и приемник изображения, при этом входной объектив микроскопа выполнен с возможностью замены линз и в задней фокальной плоскости содержит апертурную диафрагму с пространственным фильтром, а окуляр размещен так, что в его передней фокальной плоскости входной объектив строит изображение, при этом приемник изображения выполнен в виде телевизионной камеры, закрепленной на окулярной части микроскопа. Все оптические элементы расположены на одной оси.
Схема устройства оптического узла регистрации изображения представлена на фиг.1. Цифрами обозначены: 1 - микроскоп, 2 - приемник изображения (телевизионная камера), 3 - входной объектив, 4 - апертурная диафрагма с пространственным фильтром, 5 - окуляр.
В тубусе микроскопа 1 на одной оптической оси располагаются входной сменный объектив 3, апертурная диафрагма с пространственно-согласованным с объектом фильтром 4, размещаемая в задней фокальной плоскости объектива 3, и окуляр 5, в переднем фокусе которого объектив строит изображение. На окулярной части микроскопа закрепляется приемник изображения -телевизионная камера 2 с матричным фотоприемником на ПЗС.
Принцип работы устройства: микроскоп 1, в фокусе которого следует расположить пленку записываемой ФФ, дает увеличенное мнимое изображение объекта исследования - лазерной точки на ней. При этом пространственный фильтр в плоскости апертурной диафрагмы 4 не пропускает низкие частоты сигнала изображения точки, повышая, таким образом, ее резкость. Регистрация изображения на матричном фотоприемнике происходит в телевизионной камере 2, микросхема которой формирует видеосигнал, несущий информацию об исследуемом изображении. Далее этот сигнал используется для компьютерной обработки.
Описанная выше компоновка оптических элементов позволяет получать на выходе видеосигнал с высококачественным цифровым изображением лазерной точки. Существенно, что при этом конструкция значительно упростилась в сравнении с прототипом. Возможность менять линзы во входном объективе позволяет управлять увеличением микроскопа и добиваться его максимально возможной величины. Регистрация изображения лазерной точки с большим увеличением телевизионной камерой, имеющей матричный фотоприемник, обеспечивает геометрическую и градационную точность выходного сигнала по отношению к входному и дает возможность в дальнейшем производить компьютерный анализ ее характеристик.