Задачи машинного зрения и области его применения

Максимальное несовмещение элементов полосы S max на двух цветоделенных пленках примерно равно разности длин полуокружностей с минимальным и максимальным радиусом эксцентриситета: .  

 

После преобразований получим: ,  

 

где r — эксцентриситет ведущего вала; r₀ — радиус ведущего вала.

На рис. 5 приведена схема транспортирования  фотоматериала с лентопротяжными  валиками. Для стабильности скорости движения фотоматериала в процессе записи используются тяжелый приводной (главный) вал со специальным антифрикционным  покрытием и два петлеобразных  буфера, обеспечивающих независимость  натяжения фотоматериала в зоне экспонирования от величины остатка  пленки в подающей кассете и скорости работы проявочной машины.  

 

Рис. 5. Схема механизма транспортирования  фотопленки с лентопротяжными валиками  

 

Формовыводные устройства с записью формных пластин, расположенных в плоскости, практически не деформируют пластины во время загрузки и экспонирования, что позволяет работать с пластинами разного формата и толщины с одинаково высокой точностью. Система позиционирования обеспечивает автоматическое выравнивание края пластины и ее вакуумную фиксацию на подвижном столе, что исключает самопроизвольное смещение пластины во время экспонирования. Формовыводные устройства плоскостного типа агрегатируются с устройствами автоматической подачи формных пластин из одной или нескольких кассет и процессорами для их обработки после экспонирования.

Современные устройства подачи пластин (рис. 6) обычно оснащаются механизмом автоматического  удаления прокладочной бумаги перед  подачей пластин в зону экспонирования.  

 

Рис. 6. Схема работы устройства подачи пластин 

 

Система автоматического распознавания  номера кассеты позволяет автоматически  выбирать из памяти параметры находящихся  в ней пластин (формат, чувствительность, центровка изображения, необходимость  пробивки приводочных отверстий и т.д.).

Фотовыводные устройства, работающие по принципу внутреннего барабана, являются сегодня наиболее популярными. Устройства работают следующим образом. Пленка из подающей кассеты поступает на внутреннюю поверхность полого полубарабана, где пленка фиксируется при помощи вакуумной системы, создающей разрежение на барабане под пленкой, или системы механических прижимных валов. Вакуумная система фиксации фотоматериала в плане обеспечения качества позиционирования предпочтительнее механической. Такая система обеспечивает очень плотное прилегание фотоматериала по всей поверхности внутреннего барабана, хотя и обладает большей вероятностью отказа, чем механическая. После размещения и фиксации фотоматериала на внутреннем барабане лазер и оптическая система, расположенные на каретке точно на оси барабана, перемещаются вдоль этой оси, а модулированный лазерный луч отклоняется поперек направления движения при помощи вращающейся призмы. После экспонирования фиксация пленки снимается и материал протягивается, поступая в приемную кассету.

Привод вращения сканирующей призмы осуществляется электродвигателем, который  также расположен на каретке. В большинстве  последних моделей выводных устройств  этого типа привод призмы реализован с применением воздушных подшипников.

Передвижение источника света  вдоль оси барабана может происходить  различными способами. Например, каретка  с лазерным источником может перемещаться вдоль специальных направляющих на магнитной подвеске или механическим червячным приводом.

Важным обстоятельством, которое  следует учитывать при записи изображения, является то, что расстояние от сканирующей призмы до экспонируемого материала всегда постоянно, так  как луч находится в центре цилиндра и попадает на пленку под  углом 90°, а следовательно, геометрия пятна всегда представляет собой идеальнцю окружность.

Одна из проблем устройств с  внутренним барабаном — высокие  требования к точности его изготовления, которая должна быть обеспечена в  пределах 2 мкм, и к точности соосности барабана с оптической осью, вдоль которой перемещается каретка с лазером.

При работе выводных устройств этого  типа необходимо также обеспечить отсутствие световых бликов, то есть устранить  возможность отражения от поверхности  барабана луча, приводящего к засветке материала. Ограничение с этой целью  угла разворота барабана уменьшает  максимальный формат экспонирования.

Формовыводные устройства для записи пластин, расположенных на внутренней поверхности барабана, состоят из трех последовательно соединяемых секций: ввода, экспонирования и вывода. Секция ввода предназначена для размещения кассет с формными пластинами или для ручного ввода пластин в секцию экспонирования. Секция экспонирования служит для записи изображения и пробивки штифтовых отверстий в формной пластине. Секция вывода осуществляет передачу экспонированной пластины непосредственно в процессор для обработки форм или выводит пластину на приемное устройство.

Все три секции объединены системой транспортирования пластин, конструкция  которой в разных моделях формовыводных устройств имеет свои особенности. Так, система транспортирования, представленная на рис. 7, осуществляет передачу пластин из кассеты с вертикальным их размещением в секцию экспонирования. В секции экспонирования пластина при наличии вакуума располагается на внутренней поверхности барабана. После пробивки штифтовых отверстий и экспонирования пластина вновь принимает вертикальное положение и передается в секцию вывода. Там пластина из вертикального положения переводится в горизонтальное и выходит на приемное устройство или в подсоединенный к нему процессор.  

 

Рис. 7. Схема транспортирования  формных пластин 

 

В фотовыводных и формовыводных устройствах с внешним барабаном материал закрепляется на поверхности барабана светочувствительным или термочувствительным слоем наружу. В процессе записи барабан вращается, а материал экспонируется лазерным лучом, направленным по нормали к поверхности барабана и перемещающимся параллельно его оси.

В современных устройствах с  внешним барабаном практикуется многолучевая запись изображения, когда  одновременно экспонируется несколько  расположенных рядом точечно-растровых  строк. При этом в качестве источника  света может быть использован  один лазер, луч которого специальной  оптической системой либо акустооптическим модулятором расщепляется на несколько  лучей или несколько лазерных диодов, лучи которых сведены в  линейную матрицу. За счет многолучевой записи и большой частоты вращения барабана устройства этого типа имеют  высокую производительность.

Фотовыводные устройства с внешним барабаном экспонируют лист фотопленки, длина которого в точности равна длине окружности барабана. Это исключает возможность последовательного вывода изображений небольшого формата, что снижает гибкость использования такого устройства. Кроме того, пленка на барабане фиксируется вакуумной системой. С учетом большой частоты вращения барабана такая система является узлом повышенного риска отказов. К тому же фиксация пленки на внешнем барабане — процесс довольно длительный: пленку нужно отмотать из кассеты (или подать лист из кассеты, если устройство листовое), обрезать ее по требуемой длине, пропустить ее вокруг барабана, и обжать, включить вакуумный прижим и зафиксировать пленку, привести барабан в исходную позицию. Лишь после этого можно начинать экспонирование. Снятие пленки с барабана также требует определенного времени. Все это приводит к тому, что при чрезвычайно высокой скорости собственно экспонирования фотовыводные устройства с внешним барабаном по производительности несколько уступают устройствам с внутренним барабаном.

Фотовыводные устройства с внешним барабаном могут использовать и рулонный фотоматериал, для чего они оснащаются одной или несколькими подающими и приемной кассетами. На рис. 8 представлена схема транспортирования фотопленки в выводном устройстве.  

 

Рис. 8. Схема механизма транспортирования  рулонного фотоматериала 

 

Фотоматериал поступает из подающих кассет 2 и 3 с помощью проводящей системы 4 и закрепляется на внешней стороне цилиндра 5 либо механически, либо при помощи вакуума. Запись производится лазерным источником излучения 1 . В экономическом плане на подобных ФНА целесообразнее экспонировать полный формат, нежели отдельные полосы. После записи фотоматериал снимается с цилиндра механизмом 6 и в зависимости от используемого процесса попадает в приемную кассету 8 или, благодаря системе разделения 7 , направляется в проявочную машину. Применение подобных транспортирующих механизмов повышает производительность фотовыводного устройства.

Формные пластины крепятся на внешней  поверхности барабана с помощью  механического, магнитного или вакуумного прижима либо их комбинаций. Некоторые  формовыводные устройства оснащены системой автоматической установки формных пластин на внешнюю поверхность барабана и снятия их после экспонирования, а также системой пробивки штифтовых отверстий.

При кажущейся простоте внешнего барабана он представляет собой довольно сложную  и дорогостоящую систему:

• чтобы разметить лист фотопленки или пластины, например, формата  А2 (420 x 588 мм), диаметр барабана должен быть не менее 135 мм (на самом деле его диаметр больше). Кроме того, требуется подвести вакуумную систему и обеспечить ее работу во время вращения барабана;

• чтобы обеспечить требуемую скорость записи, необходимо вращение барабана с достаточно большой частотой. Раскрутить тяжелый барабан и удерживать стабильную высокую частоту отнюдь непросто — нужен мощный двигатель, повышаются требования к подшипникам  и распределению массы барабана во избежание его биения;

• при вращении барабана пленка или  пластина стремятся сорваться с  поверхности барабана, вследствие чего необходима надежная система фиксации, чтобы прочно удерживать ее на месте.

При использовании многолучевой записи в выводных устройствах с внешним  барабаном удается снизить частоту  его вращения и избежать вышеперечисленных  проблем, однако усложняется управление пучком лазерных лучей. Это связано  с трудностью обеспечения одинаковой интенсивности всех лучей, что приводит к некоторой неоднородности получаемого  изображения. Достоинство выводных устройств с внешним барабаном  заключается в том, что источник света находится очень близко к экспонируемому материалу и  луч всегда попадет на него под  углом 90°. Естественно, что геометрия  записываемой точки и ее «жесткость»  при этом практически идеальные.