микрофильмирующий аппарат с кассетами

Формула изобретения

1. Микрофильмирующий аппарат с кассетами, содержащий предметный стол и соединенную с ним фотокамеру, в которой размещены объектив с затвором и двухкоординатный механизм позиционирования форматного микрофильма, отличающийся тем, что в фотокамеру введен двухкоординатный механизм позиционирования рулонных микрофильмов, состоящий из платформ, на каждой из которых установлено не менее двух кассет для рулонных микрофильмов, содержащих механизмы выравнивания поверхностей микрофильмов, двухкоординатный механизм позиционирования форматного микрофильма выполнен в виде платформ, на каждой из которых установлено не менее двух кассет для форматных микрофильмов, содержащих механизмы выравнивания поверхностей микрофильмов, введен механизм перемещения объектива с затвором, осуществляющий совмещение плоскости изображения объектива со светочувствительной плоскостью микрофильма.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что двухкоординатный механизм позиционирования рулонных микрофильмов представляет собой две кинематически не связанные между собой платформы, которые перемещаются с установленными в них парами специальных кассет с микрофильмами одинакового типоразмера по первой координате по направляющим, жестко связанным с корпусом фотокамеры, с помощью приводов, закрепленных на корпусе, валы которых соединены с ходовыми винтами, находящимися в зацеплении с разъемными гайками, неподвижно закрепленными в платформах с кассетами, а движение микрофильмов по второй координате производится с помощью приводов, установленных на платформах и вращающих оси пар катушек, жестко связанные между собой.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм выравнивания светочувствительной поверхности рулонного микрофильма состоит из последовательно расположенных в корпусе кассеты прижимающей пластины, плоскопараллельной пластины, прозрачной для лучей, в которых производится фотографирование объекта, пластины с кадровым окном и упругого элемента между двумя первыми пластинами, причем плоскопараллельная пластина служит светофильтром.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что двухкоординатный механизм позиционирования форматных микрофильмов представляет собой две кинематически не связанные между собой платформы с установленными в них парами кассет с микрофильмами одинакового типоразмера, которые движутся по первой координате по направляющим, жестко связанным с корпусом фотокамеры, с помощью двух приводов, закрепленных на корпусе, валы которых соединены с ходовыми винтами, связанными с разъемными гайками, закрепленными в платформах, а движение по второй координате, перпендикулярной первой, производится парами кассет с микрофильмами с помощью приводов, установленных на платформах, валы которых соединены с ходовыми винтами, связанными с разъемными гайками, закрепленными в пластинах, установленных в направляющих платформ и жестко связанных с кассетами.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм выравнивания светочувствительной поверхности форматного микрофильма состоит из последовательно расположенных в корпусе кассеты прижимающей крышки, плоскопараллельной пластины, прозрачной для лучей, в которых производится фотографирование объекта, пластины с кадровыми окнами и упругого элемента, причем плоскопараллельная пластина служит светофильтром.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм перемещения объектива состоит из корпуса, жестко связанного с корпусом фотокамеры, установленного на нем привода с зубчатым колесом и размещенной в корпусе, с возможностью движения вверх и вниз, гильзы, содержащей объектив, с которой жестко связана рейка, находящаяся в зацеплении с зубчатым колесом, а в гильзе установлена цилиндрическая винтовая пружина сжатия между ее дном и упорным кольцом, закрепленным на оправе объектива, причем наружная поверхность упорного кольца, соприкасающаяся с гильзой, имеет форму тора.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что предметный стол имеет столешницу, прозрачную для лучей, в которых производится фотографирование объекта, и регулируемую по яркости систему подсветки, размещенную по всему его периметру на изменяющих свою длину телескопических штоках, вращаемых в осях предметного стола на угол 360^o и имеющих фиксаторы для закрепления длины и угла наклона.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к фотографической технике и может быть использовано для микрофильмирования конструкторской, технологической, картографической, архивной, банковской и иной документации, а также в фотолитографии.

Известны устройства статического фотографирования документов на рулонные микрофильмы, осуществляющие покадровую съемку на одну рулонную пленку. Например, отечественный аппарат МСР-44-2 (A1811.2-1) производит съемку документов форматов до А0 включительно на 35 мм рулонную галогенидосеребряную пленку с кратностями уменьшения 1:7,4; 1:10,5; 1:14,8; 1:21 и 1:29,7 [1, 2].

Микрофильмирующий аппарат Canon 800 ("Сanon corp.", Япония) производит съемку документов с максимальной шириной оригинала 305 мм на рулонный 16 мм микрофильм с кратностями уменьшения 1:24; 1:40; 1:48 [3].

Указанные аппараты содержат стол с подсветкой, соединенный со стойкой, в направляющих которой установлена с возможностью перемещения фотокамера с объективом и механизмом транспортирования пленки.

Недостатками аппаратов являются низкая производительность за счет ручной подачи документов и невозможность производить съемку на микрофильмы различных типов.

Известны устройства статической покадровой съемки на форматные микрофильмы.

Так, отечественный аппарат МСФ-12-2 (A1521.5-1) производит съемку листовой и сброшюрованной документации до формата A3 включительно на форматную галогенидосеребряную пленку с кратностью уменьшения 1:21 [1, 2].

Аппарат "Pentakta A-200" фирмы "Комбинат Пентакон Дрезден" (Германия) производит съемку несброшюрованных документов до формата А0 включительно и обеспечивает кратность уменьшения от 1:14,8 до 1:29,7 [3, 4].

Перечисленные аппараты съемки на форматные микрофильмы состоят из стола с подсветкой, стойки с направляющими для движения фотокамеры, имеющей объектив и механизм позиционирования форматного микрофильма.

Аппараты этого типа имеют невысокую производительность и не позволяют вести съемку на различные типы микрофильмов.

Более высокую производительность имеют аппараты с автоматической подачей документов.

Примером может служить микрофильмирующий аппарат "Докумат П" фирмы "А. Мессерли Лтд" (Швейцария), предназначенный для съемки оригиналов размером до 356x432 мм на рулонную неперфорированную пленку шириной 16, 35, 70 или 105 мм с одной определенной кратностью уменьшения от 1:20 до 1:50. Конструкция этого аппарата во многом аналогична ранее указанным, но подача оригиналов документов осуществляется с помощью устройства автоматической подачи, в результате чего производительность аппарата достигает 4000 кадр/ч [5].

Однако для достижения такой производительности съемки требуется подбор документов определенного формата, а для фотографирования документов другого формата необходима переналадка аппарата, что приводит к снижению его производительности.

Всем вышеперечисленным микрофильмирующим аппаратам присущ один принципиальный недостаток: они не позволяют производить фотографирование документов на нескольких микрофильмах одного или разных типов при одинаковых условиях съемки (использование одного и того же объектива и освещения оригиналов), в результате чего нельзя добиться полной идентичности кадров этих микрофильмов, которая особенно важна в страховых фондах документации на микрофильмах.

Кроме того, ценность получения идентичных изображений одного и того же документа на нескольких микрофильмах одного или разных типов состоит также в том, что это позволяет исключить потерю информации, которая происходит при дублицировании микрофильмов первого поколения на галогенидосеребряные пленки, а также при переводе изображения с одного типа микрофильма на другой.

В качестве прототипа заявляемого изобретения выбрана камера для съемки микрофиш, описанная в [6].

Опорной конструкцией камеры служит корпус, в котором имеется двухкоординатный механизм позиционирования микрофиши, состоящий из рамки, установленной с возможностью перемещения по первой координате в направляющих, жестко связанных с корпусом, и каретки, установленной в направляющих рамки, для перемещения по второй координате, перпендикулярной первой.

Движение каретки и рамки производится грузом и электродвигателем, крепящимся к подпружиненной планке, поворачивающейся вокруг штифта, установленного в корпусе, с помощью тросов, концы которых закреплены на каретке и рамке.

Характер движения по двум координатам скачкообразный в соответствии с шагом транспортирующих просечек в штоках, жестко связанных с кареткой и рамкой.

В корпусе установлен объектив с затвором, имеющим секторные вырезы, через которые производится экспозиция соответствующего кадра одной микрофиши, находящейся в каретке.

В каретке нет устройства для выравнивания поверхности микрофиши, что приводит к неодинаковой резкости изображения различных кадров. Это явление особенно заметно при использовании короткофокусных объективов, имеющих малую глубину резкости.

Фотокамера производит последовательное, пошаговое фотографирование на одну микрофишу документов, расположенных на предметной плоскости стола, соединенного с ней.

Фотокамера не позволяет осуществить съемку документов на несколько микрофильмов одного или разных типов.

Не предусмотрена также возможность спектральной коррекции процесса съемки.

Целью изобретения является создание конструкции микрофильмирующего аппарата, позволяющего получать идентичные фотографические кадры на нескольких микрофильмах одного или разных типов, имеющего высокую производительность работы и лишенного конструктивных недостатков прототипа.

Дополнительно к достижению основной цели решается задача упрощения конструкции аппарата и уменьшения его габаритных размеров.

Это достигается тем, что в предлагаемой конструкции микрофильмирующего аппарата с кассетами есть независимые друг от друга механизмы позиционирования рулонных и форматных микрофильмов, каждый из которых содержит платформы с установленными на них кассетами для соответствующих типоразмеров микрофильмов, содержащими механизмы выравнивания поверхностей микрофильмов, а также введен механизм перемещения объектива, производящий совмещение плоскости изображения объектива со светочувствительной плоскостью микрофильма.

Модульная конструкция аппарата позволяет использовать его для съемки документов на рулонные или форматные микрофильмы или на оба типа микрофильмов сразу.

Устанавливая на платформах кассеты с микрофильмами одинакового типоразмера, можно получать изображения с одинаковыми фотографическими параметрами, что избавляет от необходимости изготовления копий микрофильмов на галогенидосеребряных носителях, которое сопровождается ухудшением качества изображения.

Аппарат работает совместно со специальными кассетами для микрофильмов, которые функционально неразрывно связаны с ним. В каждой кассете установлен механизм выравнивания поверхности микрофильма.

Все кассеты для микрофильмов одного типа, но разных типоразмеров имеют одинаковые посадочные места, что позволяет комбинировать их в различных сочетаниях для разных кратностей съемки. Это обеспечивает набор кратностей съемки, предусмотренной ГОСТ 13.1.103-85 и используемый в практике микрофильмирования.

Совмещение плоскости изображения объектива со светочувствительными плоскостями микрофильмов осуществляет механизм перемещения объектива. С его помощью оптическая ось объектива устанавливается перпендикулярно плоскости микрофильма, а плоскость изображения совмещается с ней. При этом выполняется условие равенства заднего отрезка объектива сумме оптических длин путей лучей света до плоскости изображения.

Аппарат имеет высокую производительность съемки документов за счет одновременной работы механизмов перемещения рулонных и форматных микрофильмов и транспортирующего механизма, осуществляющего перемещения фотокамеры.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема микрофильмирующего аппарата с кассетами для рулонных и форматных микрофильмов.

С целью пояснения пространственной компоновки дано изометрическое изображение кинематической схемы и основных частей конструкции аппарата.

На фиг.2 изображена кассета с катушками для рулонных микрофильмов.

На фиг.3 изображена центральная часть кассеты для рулонного микрофильма, содержащая механизм выравнивания поверхности микрофильма.

На фиг.4 изображена кассета для форматного микрофильма.

На фиг.5 изображен механизм перемещения объектива.

Чтобы не усложнять чертеж, не показан привод, устанавливаемый на корпусе механизма.

Ha фиг. 1 изображена кинематическая схема микрофильмирующего аппарата с кассетами.

Микрофильмирующий аппарат состоит из трех основных частей: предметного стола 1 с системой подсветки, стойки 2 с транспортирующим механизмом и фотокамеры 3, содержащей механизмы позиционирования рулонных и форматных микрофильмов, объектив с затвором и механизм его перемещения.

Микрофильмирующий аппарат работает совместно со специальными кассетами для рулонных и форматных микрофильмов, которые функционально неразрывно связаны с ним.

Предметный стол 1 имеет прозрачную столешницу 4, позволяющую производить фотографирование объектов в проходящем или отраженном свете, и систему подсветки, состоящую из осветителей с отражателями 5, 6, 7, 8, расположенных вдоль всего периметра столешницы 4. Все осветители закреплены на штоках, которые могут менять свою длину за счет телескопической конструкции. Штоки соединены с помощью осей с предметным столом 1 и имеют возможность изменять свое угловое положение на 360^o и фиксировать его относительно плоскости столешницы 4.

Управление яркостью свечения осветителей и контроль заданного закона освещения столешницы проходящим или отраженным светом производятся с пульта управления (на фиг.1 он не показан).

Стойка 2 представляет собой рамную конструкцию, жестко соединенную с предметным столом 1, с направляющими для движения вверх или вниз фотокамеры 3 (в зависимости от задаваемой оператором кратности съемки) с помощью транспортирующего механизма, установленного на ней.

Транспортирующий механизм состоит из привода 9, неподвижно закрепленного на стойке 2, и механической передачи, содержащей ведущую звездочку 10, ведомую звездочку 11 и цепь 12. Вал привода 9 соединен с ведущей звездочкой 10. Цепь 12, связывающая ведущую звездочку 10 с ведомой звездочкой 11, жестко соединена с корпусом 13 фотокамеры 3.

Фотокамера 3 состоит из несущей конструкции в виде светозащитного корпуса 13 и размещенных в нем механизмов позиционирования форматных и рулонных микрофильмов, объектива с затвором и механизма его перемещения.

Механизм позиционирования форматных микрофильмов двухкоординатный. Он включает в себя подвижные платформы 14 и 15 одинаковой конструкции, на которые устанавливают пары кассет 16 и 17, и систему направляющих с приводами, обеспечивающую перемещения двух пар кассет 16 и 17 по двум взаимно перпендикулярным координатам. В каждой паре кассет 16 и 17 находятся микрофильмы одного и того же типоразмера.

Конструкция кассеты для форматного микрофильма представлена на фиг.4.

Кассеты 16 и 17 устанавливаются в направляющие 18, 19 своих платформ. Посадочные места кассет для микрофильмов разных типоразмеров одинаковые. Это позволяет помещать кассеты в любую из платформ 14, 15.

Перемещения пар кассет 16, 17 по первой координате производятся в платформах 14, 15 с помощью приводов 20, 21, работающих независимо друг от друга. Привода 20 и 21, жестко закрепленные на платформах 14 и 15, соединены с ходовыми винтами 22 и 23 этих платформ. Каждый из ходовых винтов 22 и 23 соединен с разъемной гайкой 24, неподвижно установленной в пластине 25, которой винт сообщает движение по первой координате. Это происходит за счет преобразования вращательного движения ходовых винтов 22 и 23 в поступательное движение пластины 25. Кассеты 16 и 17 при установке их в платформы 14 и 15 соединяются с пластинами 25 и двигаются вместе с ними.

Разъемные гайки 24 позволяют в случае необходимости освободить пластины 25 от соединения с ходовыми винтами 22 и 23 и свободно перемещать пары кассет 16, 17 по направляющим 18, 19 или извлекать их из платформ 14, 15.

Движение по второй координате осуществляется путем перемещения двух платформ 14, 15 двумя приводами 26, 27, неподвижно установленными в корпусе 13. Валы приводов 26, 27 связаны с ходовыми винтами 28, 29, в соединении с которыми находятся разъемные гайки 30, закрепленные в платформах 14, 15. Вращение ходовых винтов 28, 29 преобразуется в прямолинейное перемещение платформ по направляющим 31, установленным в корпусе 13. Если вывести гайки 30 из соединения с ходовыми винтами 28, 29, то можно свободно перемещать платформы 14, 15 по направляющим 31.

Механизм позиционирования рулонных микрофильмов тоже двухкоординатный. Он состоит из двух подвижных платформ 32, 33 одинаковой конструкции, на которых устанавливаются пары кассет 34 и 35 с рулонными микрофильмами одного и того же типоразмера, приводов 35", 36, закрепленных в корпусе 13, ходовых винтов 37, 38, связанных с ними, и направляющих 39, 40, неподвижно установленных в корпусе 13.

Оси каждой пары кассет 34 и 35 жестко соединяются друг с другом и вращаются приводами 41 и 42, закрепленными на платформах 32 и 33.

Перемещение платформ 32 и 33 с установленными на них парами кассет 34, 35 производится только по одной координате по направляющим 39, 40 двумя приводами 35", 36, валы которых вращают ходовые винты 37, 38, а связанные с ними разъемные гайки 43, неподвижно установленные в платформах 32, 33, преобразуют это вращение в прямолинейное движение платформ. Выводя из зацепления ходовые винты 37, 38 с разъемными гайками 43, можно свободно перемещать платформы 32, 33 по направляющим 39, 40.

Перемещение рулонных микрофильмов по второй координате, перпендикулярной первой, производится с помощью приводов 41, 42. Привода 41 и 42, работающие независимо друг от друга, осуществляют перемотку рулонных микрофильмов по мере проведения съемки кадров.

Посадочные места кассет для рулонных микрофильмов разных типоразмеров одинаковые, что позволяет устанавливать кассеты 34, 35 на любую из платформ 32, 33.

(Конструкция кассеты для рулонного микрофильма изображена на фиг.2 и 3.)

Платформы 14, 15 и 32, 33 имеют свои независимые механизмы позиционирования. Это позволяет устанавливать платформы с кассетами для форматных и рулонных микрофильмов в такой последовательности, которая обеспечивает наивысшую производительность процесса съемки. При этом фотокамера 3 последовательно движется вниз с остановками для съемки с убывающей кратностью.

Механизм перемещения объектива 44 служит для совмещения плоскости изображения объектива, положение которой меняется при изменении кратности съемки, со светочувствительной плоскостью микрофильма, а также дает возможность движению платформ 14, 15 и 32, 33.

Совмещение плоскости изображения объектива, которая для каждой кратности съемки занимает свое определенное положение, со светочувствительной плоскостью рулонного или форматного микрофильма происходит, когда оптическая длина хода лучей до микрофильма равна соответствующему значению заднего отрезка объектива.

Механизм перемещения объектива 44 состоит из корпуса, жестко связанного с корпусом 13 фотокамеры 3, закрепленного на нем привода и механической передачи, с помощью которой производится перемещение объектива вверх и вниз.

Конструкция механизма перемещения объектива представлена на фиг.5.

На фиг.2 изображена кассета с катушками для рулонного микрофильма, а на фиг. 3 - ее центральная часть, содержащая механизм выравнивания поверхности микрофильма.

Кассета для рулонного микрофильма (см. фиг.2) состоит из светозащитного корпуса 1 симметричной конструкции. В каждой части корпуса 1 есть вращающаяся ось 2, на которую устанавливается катушка с микрофильмом: катушка 3 содержит неэкспонированный микрофильм, катушка 4 служит для намотки его после экспозиции. Каждая из катушек 3, 4 с помощью втулки 5 насаживается на ось 2 и соединяется с ней шпонкой 6.

На фиг. 3 изображена центральная часть кассеты. Здесь производятся выравнивание поверхности микрофильма и ее экспозиция.

Выравнивание поверхности микрофильма 1 осуществляется путем сжатия его между двумя пластинами: верхней пластины 2, неподвижно закрепленной в корпусе кассеты, и нижней плоскопараллельной пластины 3, прозрачной для лучей, в которых производится фотографирование объекта. Пластина 3 с помощью планок 4 закреплена на подвижной пластине 5, имеющей кадровое окно для прохождения лучей света. Толщина пластин 3 и 5 соответствует определенной кратности съемки и выдерживается со строгими допусками. Поверхности пластин 2 и 3, которые сжимают микрофильм во время экспозиции, должны иметь высокую степень плоскостности.

Дополнительная функция пластины 3 состоит в том, что она служит светофильтром.

Расстояние между пластинами 2, 3, необходимое для движения микрофильма 1, обеспечивается пружинами 6, соединенными с пластинами 2 и 5 и установленными с двух сторон пути прохождения микрофильма. Перед съемкой эти пружины сжимаются под действием торца оправы объектива, который прижимается к пластине 5 с кадровым окном.

Для облегчения продвижения микрофильма 1 в кассете установлены ролики 7, 8, которые, кроме того, частично выравнивают его поверхность.

Кадровое окно в пластине 5 закрывается крышкой 9, соединенной с петлей 10. Петля 10 крепится на пластине 11, жестко связанной с корпусом кассеты.

Для съемки на два микрофильма одинакового типоразмера кассеты соединяются в пару, неподвижно закрепляемую на платформе фотокамеры. При этом оси кассет жестко связаны между собой и вращаются одним приводом.

Присоединительные и установочные размеры кассет для рулонных микрофильмов всех типоразмеров одинаковые, что позволяет их устанавливать на любой платформе в фотокамере.

На фиг.4 изображена кассета для форматного микрофильма.

Кассета состоит из светозащитного корпуса 1, с которым с помощью петли 2 соединена крышка 3. Внутри кассеты (снизу вверх) на прокладке 4 установлены пластина 5 с кадровыми окнами и плоскопараллельная пластина 6, прозрачная для лучей, в которых производится фотографирование объекта. Между пластиной 6 и крышкой 3 помещается форматный микрофильм 7. Поверхности крышки 3 и плоскопараллельной пластины 6, которые сжимают микрофильм, имеют высокую степень плоскостности. Толщина плоскопараллельной пластины 6 и пластины 5 с кадровыми окнами выдерживается со строгими допусками, т.к. эти пластины обеспечивают совмещение плоскости изображения объектива со светочувствительной поверхностью микрофильма 7 при съемке с данной кратностью уменьшения. Дополнительная функция пластины 6 в том, что она является светофильтром.

Снизу кассета закрывается крышкой 8, которая снимается при задвигании кассеты в направляющие платформы фотокамеры. Световая защита между корпусом 1 и крышкой 8 обеспечивается прокладками 9.

Присоединительные и установочные размеры кассет для форматных микрофильмов всех типоразмеров одинаковые, что позволяет их устанавливать на любую платформу в фотокамере.

На фиг.5 изображен механизм перемещения объектива.

В корпусе 1, жестко связанном с корпусом фотокамеры, установлена гильза 2 с возможностью перемещения вверх и вниз. На гильзе 2 неподвижно закреплена рейка 3, находящаяся в зацеплении с зубчатым колесом 4, сидящим на оси 5" и связанным с ней шпонкой 6". Ось 5" соединена с валом реверсивного двигателя (на фиг.5 он не изображен). Боковые поверхности рейки 3 входят в паз корпуса 1 и не позволяют гильзе 2 поворачиваться в корпусе 1.

На оправе объектива 5 установлено кольцо 6, которое может перемещаться вдоль оправы и закрепляться в определенном положении с помощью стопорных винтов 7. Поверхность кольца 6, обращенная к внутренней цилиндрической поверхности гильзы 2, имеет форму тора. Торическая поверхность кольца 6 позволяет объективу 5 при прижатии торца его оправы к пластине с кадровым окном в кассете занимать такое положение, при котором оптическая ось объектива будет перпендикулярна к этой пластине. Между дном гильзы 2 и кольцом 6 установлена цилиндрическая пружина 8, усилие сжатия которой можно регулировать за счет перемещения кольца 6. Концы пружины 8 закреплены: нижний - в гильзе 2, а верхний - в кольце 6. Это исключает свободный поворот объектива 5 вокруг своей оптической оси.

Верхнее перемещение объектива 5 с кольцом 6 ограничивает кольцо 9, ввинчивающееся в гильзу 2. Внизу в корпус 1 ввинчено кольцо 10, ограничивающее перемещение вниз гильзы 2.

Работа микрофильмирующего аппарата с кассетами состоит из основных и вспомогательных стадий. К основным относится то, что обеспечивает процесс съемки, а к вспомогательным - то, что предшествует этому. К последним относятся зарядка пленок в кассеты, установка их в аппараты, создание требуемой освещенности предметного стола и размещение на нем подлинников документов в нужной последовательности.

Рассмотрим подробнее основные стадии работы аппарата.

Основная работа по съемке на микрофильмы проводится механизмами, установленными в фотокамере 3 и на стойке 2 (см. фиг.1).

На пульте управления оператор задает для каждого типоразмера микрофильма кратность уменьшения, величину экспозиции, число снимаемых кадров.

Выполнение команд производится исполнительными механизмами.

В соответствии с заданной кратностью уменьшения транспортирующий механизм, установленный на стойке 2, перемещает по направляющим фотокамеру 3. Это производится с помощью двигателя 9, который вращает ведущую звездочку 10, передающую движение цепи 12, жестко связанной с корпусом 13 фотокамеры 3.

Далее работают механизмы позиционирования форматных и рулонных микрофильмов, последовательно устанавливающие в поле изображения объектива соответствующие кадры микрофильмов.

Конструкция фотокамеры 3 позволяет устанавливать платформы 14, 15, 32, 33 с кассетами для форматных 16, 17 и рулонных 34, 35 микрофильмов в любой последовательности, соединять между собой или изымать из фотокамеры. При этом для обеспечения наивысшей производительности процесса микрофильмирования нужна такая последовательность установки платформ 14, 15, 32, 33, при которой соблюдается монотонное уменьшение размеров изображения на микрофильмах, т. к. в этом случае перемещение фотокамеры 3 происходит без холостых ходов, т. е. сначала фотокамера 3 движется вверх с остановками для съемки документов с возрастающей кратностью уменьшения, а затем движется вниз с убывающей кратностью уменьшения. В случае необходимости микрофильмирующий аппарат позволяет производить съемку объектов только на форматные или только на рулонные микрофильмы или на те и другие вместе.

Позиционирование кассет 16 и 17 с форматными микрофильмами происходит по двум координатам. По первой координате оно осуществляется с помощью приводов 20 и 21, работающих независимо друг от друга. Привода 20 и 21 вращают ходовые винты 22 и 23, которые через разъемные гайки 24, неподвижно установленные в пластинах 25, сообщают последним прямолинейные перемещения по направляющим 18 и 19 платформ 14 и 15. Кассеты 16 и 17, связанные со своими пластинами 25, двигаются вместе с ними в требуемое положение.

Позиционирование кассет 16 и 17 по второй координате, перпендикулярной первой, производится двумя приводами 26, 27. Привода 26, 27 вращают ходовые винты 28, 29, связанные с помощью разъемных гаек 30 с платформами 14, 15. Гайки 30, неподвижно закрепленные в платформах 14, 15, преобразуют вращательные движения винтов 28, 29 в поступательные движения платформ по направляющим 31, установленным в корпусе 13 фотокамеры 3.

Позиционирование платформ 32, 33 с кассетами 34 и 35 с рулонными микрофильмами производится по одной координате с помощью двигателей 35", 36. Двигатели 35", 36 вращают ходовые винты 37, 38, которые связаны с разъемными гайками 43, неподвижно установленными в платформах 32, 33 и преобразующими вращательные движения винтов 37, 38 в прямолинейное движение платформ 32, 33 по направляющим 39, 40.

Перемещение рулонных микрофильмов по второй координате производится с помощью двигателей 41 и 42, установленных на платформах 32, 33, которые осуществляют перемотку микрофильмов по мере снятия кадров.

Свободное движение платформ 14, 15, 32, 33 с форматными и рулонными микрофильмами и совмещение плоскости изображения объектива со светочувствительной поверхностью микрофильма обеспечиваются также за счет работы механизма перемещения объектива 44, который изображен на фиг.5.

При каждой смене кадра микрофильма включается двигатель механизма перемещения объектива, приводящий во вращение зубчатое колесо 4, которое перемещает гильзу 2 с объективом 5 вниз, после чего происходит движение платформы с кассетой в положение для съемки. Затем опять включается двигатель, но с реверсом, в результате чего гильза 2 поднимается, и объектив 5 прижимается своим торцем к пластине с кадровым окном в кассете. При этом оптическая ось объектива устанавливается перпендикулярно светочувствительной плоскости микрофильма, а плоскость изображения объектива совпадает с ней. Такое пространственное перемещение объектива возможно, т.к. на оправе объектива установлено кольцо 6, наружная поверхность которого имеет форму тора. Совместная работа механизма перемещения объектива и кассет предлагаемой конструкции позволяет обеспечить высокую степень точности совмещения плоскости изображения объектива со светочувствительной плоскостью микрофильма. Затем срабатывает затвор объектива 5 и происходит съемка.

При съемке следующего кадра изображения процесс работы механизма перемещения объектива повторяется.

Одновременная работа механизмов позиционирования кассет, механизма перемещения объектива и механизма транспортирования фотокамеры позволяет повысить производительность процесса съемки документов на микрофильмы.

Рассмотрим главные расчеты, обосновывающие принятые технические решения.

1. Кратность съемки и допустимые габаритные размеры аппарата.

Под кратностью съемки понимается величина, обратная поперечному линейному увеличению оптической системы, т.е.

где - поперечное линейное увеличение оптической системы,

y, y" - линейные размеры предмета и его изображений соответственно.

Определим необходимые кратности уменьшения при съемке формата А0 на различные микрофильмы. Результаты вычислений сводим в табл.1.

Из приведенной таблицы видно, что на микрофильмы MP-16 и МФ-98 можно снимать документы формата не более А1.

На микрофишу МФ-60 можно снимать документы формата А0 при увеличении кратности съемки на 7,7%.

Следует учесть, что документов формата А0 мало, и их можно снимать по частям, так что возможно применение микрофильмов MP-16 и МФ-98.

Рассмотрим связь кратности уменьшения с габаритными размерами микрофильмирующего аппарата. Воспользуемся следующей формулой:



где - поперечное линейное увеличение,

y - величина предмета,

y" - величина изображения,

f" - заднее фокусное расстояние объектива,

Z" - расстояние от заднего фокуса до осевой точки изображения,

f - переднее фокусное расстояние объектива,

Z - расстояние от переднего фокуса до осевой точки предмета.

Положим

f"=50 мм.

Тогда



.

Общая длина L=-a+a",

где -a=-Z-f,

a"=Z"+f",

L=-a+a"=-(-1485)-(-50)+1,7+50=1586,7 мм.

Определим положение плоскости изображения для различных кратностей съемки (масштабов изображения), полагая f"=50 мм (см. табл.2).

Из приведенный расчетов видно, что применение короткофокусных объективов делает аппарат приемлемым в отношении габаритных размеров. Главная составляющая (Z) габаритного размера (L) растет прямо пропорционально величине фокусного расстояния объектива (f) и кратности уменьшения , что требует применения короткофокусных объективов.

(Согласно ГОСТ 13.1.601-89 [12] рекомендуемые фокусные расстояния (f") микрографических съемочных объективов не превышают 60 мм).

2. Требования к объективу и совмещению плоскости изображения с плоскостью микрофильма.

К объективу микрофильмирующего аппарата предъявляются высокие требования по разрешающей способности и светосиле. Основные требования указаны в ГОСТ 13.1.601-89 [12].

Определим глубину резкости объектива. Для этого используем следующую формулу:



где Z" - глубина резкости объектива в мм;

R - разрешающая способность объектива в лин/мм;

D" - диаметр выходного зрачка в мм;

при увеличении в зрачках, равном 1, D"=D, где D - диаметр входного зрачка;

f" - фокусное расстояние в мм.

Для определения разрешающей способности объектива используем эмпирическую зависимость:



где R - разрешающая способность системы объектив+пленка в лин/мм;

R_об - разрешающая способность объектива в лин/мм,

R_пл - разрешающая способность пленки в лин/мм.

Из этой формулы имеем



Для качественного микрофильмирования с кратностью уменьшения 29,7^х на пленке Микрат-300 необходимо обеспечить R=150 лин/мм.

Тогда



Отсюда при



имеем



а при





Лучшие системы автоматической фокусировки изображения, по данным работы [14] , обеспечивают совмещение плоскости изображения объектива с пленкой в пределах 1,510^-2 мм.

Это говорит о том, что они не могут дать требуемую точность установки пленки в плоскости изображения при микрофильмировании, и нужны иные способы решения этой задачи.

Определим теперь величину смещения плоскости изображения от ее идеального положения в зависимости от положения плоскости предметов.

Используем формулу Ньютона [7, 8]: ZZ"=ff".

Отсюда



Дифференцируем это выражение по Z:



отсюда



Переходим от дифференциалов к конечным приращениям:



Положим по-прежнему f"=50 мм, Z=-1485 мм и

Примем Z=10 мм, тогда



Рассчитаем величину Z" при кратности уменьшения -48,0^х:



Проведенные расчеты показывают, что величина Z, определяющая точность установки объектива фотокамеры относительно плоскости предметов, должна выдерживаться с допуском 4 мм, т.к. уже при Z=10 мм смещение плоскости изображения превышает величину глубины резкости объектива, хотя относительная ошибка установления расстояния Z составляет всего



Перемещение фотокамеры с точностью 2 мм - технически решаемая задача.

Увеличение допуска на величину Z более 4 мм нежелательно, т.к. несовпадение плоскости изображения со светочувствительной поверхностью микрофильма вызывается и другими причинами, например неплоскостностью самого микрофильма и его смещениями при позиционировании.

Значение Z" позволяет определить требование к плоскостности поверхности микрофильма. В первом приближении можно считать, что есть допуск на плоскостность поверхности микрофильма. Это требование должно выполняться за счет конструкции кассет.

Расстояние Z" с заданным допуском 2Z выдерживается с помощью установленных в кассетах калиброванных по толщине пластинок с кадровыми окнами и прозрачных пластинок, которые меняются при изменении кратности уменьшения изображения. Плоскостность поверхности микрофильма обеспечивается его прижимом к прозрачной пластинке, изготовленной с необходимой плоскостностью.

3. Выравнивание освещенности в плоскости изображения.

Для микрофильмирования документов необходимо применять широкопольные объективы. Оценим порядок величины поля зрения при съемке формата А0:



где - угол поля зрения в пространстве предметов,

2y - наибольший размер изображаемой части плоскости предметов,

a - расстояние от центра входного зрачка до плоскости предметов.

Для формата А0 при а=1,510³ мм имеем



откуда =21^o30" и 2=43^o.

При таком поле зрения наблюдается значительное падение освещенности от центра поля изображения к его краям.

С целью уменьшения этого нежелательного явления в аппарат введена подсветка столешницы предметного стола: по периметру столешницы установлены осветители с отражателями, которые могут менять высоту подъема над столом и угол своего наклона.

Это позволяет создавать освещение фотографируемых объектов по различным законам: например более сильное по краям, чем в центре.

С помощью заявляемого микрофильмирующего аппарата с кассетами можно решить весь комплекс поставленных задач создания идентичных по своим фотографическим параметрам кадров изображения на рулонных и форматных микрофильмах (или на одном из этих типов микрофильмов) и обеспечить при этом высокую производительность процесса сборки.

Одновременно с этим не требуется устройства вакуумного прижима пленки для выравнивания ее поверхности и высокоточного устройства автоматической фокусировки изображения.

Источники информации

1. Р.Н. Иванов. Репрография. Изд. 2-е перераб. и дополн. М., "Экономика", 1986 г. (стр. 263-265).

2. Каталог 87 репрографической техники, запасных частей и вспомогательных материалов. М., Тип. ВДНХ (с. 7, 9).

3. А.А. Слуцкин. Микрофильмирование. М., "Наука", 1990 (с. 56, 57, 148, 149).

4. Средства информационной техники. Справочник под ред. Г.Т. Артамонова, 2-е изд. переработ. и дополн., М., Энергоатомиздат, 1988 (с. 111).

5. Микрографическое оборудование фирмы "А. Мессерли Лтд", Каталог-справочник, М., Дом оптики, 1982 (с. 7-9).

6. Патент СССР 425413, МКИ G 03 В 19/10, публ. 25.04.74, бюллетень 15 (прототип).

7. Справочник конструктора оптико-механических приборов. Изд. 3-е, перераб. и дополн. Под общ. ред. В.А. Панова. Л., "Машиностроение", 1980 (с. 66-69, 88).

8. ГОСТ 7427-76. Геометрическая оптика. Термины, определения и буквенные обозначения (с. 1-8).

9. ГОСТ 13.1.104-93. Репрография. Микрография. Микрофильмы рулонные. Основные размеры и размещение микроизображений (с. 4).

10. ГОСТ 13.1.105-91. Репрография. Микрография. Микрофиши. Типы. (с. 3).

11. ГОСТ 13.1.103-85. Репрография. Микрография. Масштабы изображений. (c. 1).

12. ГОСТ 13.1.601-89. Репрография. Микрография. Объективы. Общие технические требования (с. 2, 3).

13. С.В. Кулагин, Е.М. Апарин. Проектирование фото- и киноприборов. Изд. 3-е перераб. и дополн., М., "Машиностроение", 1986 (с. 47).

14. М. Я. Шульман. Автоматическая фокусировка оптических систем. Л., "Машиностроение", 1990 (с. 23, 51, 91).