一種新型實時黑白片彩化儀的製作方法

2023-05-25 03:10:36 2

專利名稱:一種新型實時黑白片彩化儀的製作方法
本實用新型屬於光學信息處理技術中黑白圖象光柵編碼假彩色化儀器設計的改進。
光學信息處理中的黑白圖象假彩色編碼是70年代發展起來的現代光學分支。83年北京師範大學提出「光柵編碼位相型圖象假彩化」新技術，利用超微粒幹板或膠片(如滷化銀鹽幹板)進行假彩色編碼。84年我所和中國科學院上海矽酸鹽研究所合作研究出利用摻鐵鈮酸鋰晶體將黑白圖片實時假彩化的技術，隨後我所即獨立研製成了應用該技術原理並加以創新的實時黑白片彩化儀。
目前，國內出現了若干應用光柵編碼的假彩儀，其技術路線都是採用獨立的寫入光路和獨立的讀出光路，必須設置兩套獨立的光學部件，在進行寫入編碼轉入讀出顯示操作時，記錄器件的位置必須變動，使儀器造價提高，操作也不方便。
本實用新型正是對上述技術路線的改革，其技術要點在於採用一種臥式循環式光路，即寫入光路與讀出光路分別經過同一條循環式光路，能分別完成寫入(製作編碼片)與讀出(顯示假彩色圖象)兩種功能，從而提供一種性能優越而且價格適宜的實時黑白片彩化儀。
本實用新型採用的光路原理如圖1所示。在寫入光路中，光源〔1〕發出光束經聚光鏡〔2〕將燈絲成象在成象物鏡〔6〕的入瞳上，以獲得最大的光能通過。這時光束均勻照明黑白片〔3〕，黑白片圖象經成象物鏡成象在記錄器件〔9〕上，並經與記錄器件緊貼的編碼光柵〔8〕進行編碼，曝光完畢後移開光柵〔8〕，這時在記錄器件上製作的位相編碼片即告完成，本實用新型的記錄器件可用摻鐵鈮酸鋰晶體做為實時記錄器件，也可以用超微粒幹板或膠片，如滷化銀鹽幹板，重鉻酸銨明膠等非實時記錄器件。當使用摻鐵鈮酸鋰晶體實時記錄器件時，經曝光寫入編碼完畢後，立即可通過讀出光路顯示彩色圖象。當使用滷化銀鹽幹板，重鉻酸銨明膠等非實時記錄器件時，記錄器件編碼後，還需要經暗室顯影、定影、漂白、水浸吸潮等後處理工作，才能進入讀出光路操作。
從寫入光路轉向讀出光路時，光源〔1〕轉動－90°，其光束經聚光鏡〔11〕成象於小孔光闌〔12〕小孔處，再經準直透鏡〔13〕變為平行光照亮經編碼的記錄器件〔9〕，成象物鏡將記錄器件上的圖象成象在觀察屏上，此時光路經活動反光鏡〔16〕(該反光鏡在進行寫入編碼操作時收起)、濾波器〔17〕。快門〔18〕、反光鏡〔19〕到達成象面。在彩色圖象輸出面上可用目視觀察，可用照像機記錄，也可用彩色放大紙印相，為了充分發揮儀器實時的特點，還可採用彩色一次成象照像機。為了校正彩色記錄的偏色，光路中加有一濾色片架〔23〕。
在讀出光路中，當光線通過摻鐵鈮酸鋰實時記錄器件時，會產生O光與e光，其中只有e光能夠編碼，O光則造成噪聲背景，本實用新型在準直透鏡〔13〕與記錄器件〔9〕之間放置一塊口徑合適的偏振片〔14〕，調整好該偏振片的方向，只讓光線中的e光通過，濾除o光，可使觀察屏上出現的圖象更清晰。而且偏振片的放置並不影響其他非實時記錄器件的使用。
由於本實用新型的光學部件安排在一條循環光路中，寫入光路與讀出光路，可以共用一個光源〔1〕和一個成像物鏡〔6〕，反光鏡〔7〕也是共用的，這有利於縮小儀器體積，減少發熱(只用一個光源)，降低儀器成本。同時，從寫入光路轉向讀出光路時，實時記錄器件方向不必翻轉，位置也不必變動，簡化了操作過程，進一步體現了「實時」的特點。
為了提高儀器性能，方便操作，本實用新型還採取了下列技術措施1.在儀器頂部設計了一套活動反光鏡機構，使活動反光鏡〔21〕能靈活可靠轉換位置，以改變儀器的工作狀態(用觀察屏觀察圖象或者攝影)。該活動反光鏡機構(如圖2所示)由固定反光鏡的託架Ⅰ。短臂Ⅱ和長臂Ⅲ三部份組成，託架Ⅰ的一端固定在攝影盒(也可放置一次成象片盒或彩色印相紙)一側機殼的A點，並可繞支點A靈活轉動，託架Ⅰ的另一端通過支點B和短臂Ⅱ連接，短臂通過支點C和長臂Ⅲ連接，長短臂均能靈活轉動並能通過攝影盒另一側機殼上的小槽上下滑動。長臂的末端安裝有手柄〔24〕，長短臂和託架的長度設計得很精確，當長短臂沿小槽向下滑動到頂，由長臂末端手柄定位，即進入攝影狀態，光路的主(中心)光線正好被反光鏡〔21〕反射，垂直射入攝影盒。當長、短臂沿小槽向上提起，反光鏡〔21〕蓋住攝影盒，長、短臂的支點C露出機殼，長臂可轉動平放到機殼上，反光鏡〔21〕牢靠地緊貼在儀器上方(蓋住攝影盒)，光路的主(中心)光線將直射到觀察屏〔20〕，可直接觀察彩色圖象。
攝影盒與儀器通過機械接口緊密貼合，內部貼黑呢絨，做到不漏光，在託架後部緊貼黑絨，以防止光線經觀察屏〔20〕進入攝影盒。
2.在寫入光路中設有由光敏元件〔10〕和快門〔4〕以及有關控制線路等組成的自動控制曝光系統，自動控制圖象的編碼時間。光敏元件放置在記錄器件後足夠遠的位置上，可以接收穿過黑白片、光柵及記錄器件的透射光，測出帶有圖象信息的光強大小，又不會在讀出光路中，阻擋平行光投影到記錄器件上。光敏元件接收到光信息，轉變為電信號傳給電子線路，立即判斷出正確的曝光時間並控制執行機構快門〔4〕的開關。快門〔4〕用中心快門，為使記錄器件各部分曝光均勻，在使用感光靈敏度高的記錄器件(幹板、明膠板)時，黑白片前要加衰減器。只要調試好儀器，建立一個透過黑白片、光柵、記錄器件三者的照度與最佳曝光之間正確的對應關係，就能正確地自動曝光，大大提高進行光柵編碼的成功率。
3.在讀出光路中，設有由光敏管〔26〕，快門〔18〕和裝在快門擋光片〔27〕上的小反光鏡〔28〕以及控制線路所組成的自動控制曝光系統，自動控制輸出彩色圖象的攝影和印放照片的曝光時間。圖3是快門〔18〕的兩視圖。該快門僅在進行攝影和印放照片時起作用，在用觀察屏觀察圖象時是打開的。快門〔18〕是用電磁鐵控制的鍘刀式快門，進行攝影時，快門先是閉合的，快門的擋光片上固定的小反光鏡，能將入射光反射到光敏管〔26〕上，光敏管再根據接受到的光的強弱，通過電子線路，控制電磁鐵吸放擋光片的時間，以實現正確曝光。
4.設計了應用於寫入與讀出光路自動曝光系統的控制線路，其作用原理是光／頻變換器根據被測的光訊號強弱，輸出不同周期的脈衝信號。打開快門時，通過時序控制，位數一定的計數器在短時間內對這個脈衝信號計數，接著對時基脈衝信號計數，當計數器位滿溢出時，由驅動器關閉快門。快門打開的時間就等於對時基脈衝計數的時間，顯示器顯示了計數器狀態。該系統也可手動控制，手動控制時，光／頻變換器的輸出由手動調節。
本實用新型提供的實時黑白圖片彩化儀，光路設計合理，能充分發揮主要光學部件的作用，用較少的光學部件完成較多的功能。既能充分體現「實時」的特點，又能用於「非實時」的場合。並在寫入和讀出光路中應用了自動曝光控制技術，提高了儀器的技術性能。該儀器價格低廉，操作技術簡便，圖象處理後色彩鮮明，層次豐富，圖象清晰，穩定性好，重複率高，可在工農業生產，科學研究、教學、醫療診斷等領域的黑白圖片光學信息處理方面廣泛推廣應用。
附圖1為本實用新型光路原理圖，圖中〔1〕為光源，〔2〕為聚光鏡，〔3〕為待處理的黑白圖片，〔4〕為快門，〔5〕為反光鏡，〔6〕為成象物鏡，〔7〕為反光鏡，〔8〕為光柵，〔9〕為記錄器件，〔10〕為光敏元件，〔11〕為聚光鏡，〔12〕為小孔光闌，〔13〕為準直透鏡，〔14〕為偏振片，〔15〕為反光鏡，〔16〕為活動反光鏡，〔17〕為濾波器，〔18〕為快門，〔19〕為反光鏡，〔20〕為觀察屏，〔21〕為活動反光鏡，〔22〕為攝影系統，〔23〕為濾色片架。
圖2為活動反光鏡〔21〕的結構圖，也是圖1A－A的實際剖視圖。圖中Ⅰ為固定反光鏡的託架，Ⅱ為活動反光鏡的短臂，Ⅲ為長臂，A、B、C為支點，〔16〕為活動反光鏡，〔17〕為濾波器，〔18〕為快門，〔19〕為反光鏡，〔20〕為觀察屏，〔21〕為反光鏡，〔22〕為攝影系統，〔24〕為手柄，〔25〕為機殼。
圖3為快門〔18〕的兩視圖，圖中〔26〕為光敏元件，〔27〕為快門擋光片，〔28〕為反光鏡，〔29〕為電磁鐵。
權利要求
1.一種由光源、聚光鏡、反光鏡、成象物鏡、光柵、記錄器件、準直透鏡、濾波器、小孔光闌、觀察屏、攝影系統、電子控制線路等組成的實時黑白片彩化儀，其特徵在於所說的彩化儀，用一種臥式循環式光路，其寫入光路(製作編碼片)與讀出光路(顯示假彩色圖象)分別經過同一條循環光路，同時，在寫入光路和讀出光路中分別設置有自動曝光控制系統。
2.按照權利要求
1所述的實時黑白片彩化儀，其特徵在於所說的臥式循環光路中，寫入光路和讀出光路共用一個光源〔1〕和一個成象物鏡〔6〕。
3.按照權利要求
1所述的實時黑白片彩化儀，其特徵在於所說的臥式循環光路中，從寫入光路轉入讀出光路時，實時記錄器件〔9〕方向不用翻轉，位置不必變動。
4.按照權利要求
1所述的實時黑白片彩化儀，其特徵在於該儀器的記錄器件既可以用摻鐵鈮酸鋰晶體做為實時記錄器件，也可以用超微粒幹板或膠片等非實時記錄器件。
5.按照權利要求
1所述的實時黑白片彩化儀，其特徵在於所說的讀出光路中，當記錄器件採用摻鐵鈮酸鋰晶體時，在準直透鏡〔13〕和記錄器件〔9〕之間放置有一塊口徑合適的，可濾除光線中的O光的偏振片〔14〕。
6.按照權利要求
1所述的實時黑白片彩化儀，其特徵在於所說的自動曝光控制系統是採用光敏管傳感，光／頻變換控制式自動曝光系統。
7.按照權利要求
1或6所述的實時黑白片彩化儀，其特徵在於寫入光路的自動曝光控制系統的快門〔4〕採用中心快門。光敏元件〔10〕設置在記錄器件〔9〕後面，不阻擋讀出光路的平行光的足夠遠的位置上。
8.按照權利要求
1或6所述的實時黑白片彩化儀，其特徵是讀出光路的自動曝光控制系統採用電磁鐵控制的鋤刀式快門〔18〕，快門的擋光片〔27〕上裝有小反光鏡〔28〕，光敏管安裝在小反光鏡的反射光路上。
9.按照權利要求
1所述的實時黑白片彩化儀，其特徵在於讀出光路中，儀器工作狀態(用觀察屏觀察圖象或者進行攝影)的轉換，由活動反光鏡〔21〕來完成，該活動反光鏡由固定有反光鏡的託架Ⅰ，短臂Ⅱ和長臂Ⅲ三部份組成，並可通過支點A靈活轉動。
專利摘要
一種新型實時黑白片彩化儀，屬於光學信息處理技術中黑白圖象光柵編碼彩色化儀器設計的改進。其特徵在於讓寫入光路(製作編碼片)與讀出光路(顯示假彩圖象)分別經過同一條循環光路，改革了一般需要兩套獨立光路和光學部件的技術路線。本實用新型還具有自動曝光系統和消除圖象的噪聲背景等技術措施，提高了儀器的性能，可在工農業生產，科學研究、教學、醫療診斷等領域的黑白圖片光學信息處理方面獲廣泛應用。
文檔編號G02B27/46GK85203212SQ85203212
公開日1986年10月15日 申請日期1985年8月2日
發明者陳加鷗, 葉斌, 李永, 張良敏, 梁廣洋 申請人:中國科學院廣州地質新技術研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan