Перетворювачі: нерухоме зображення – сигнал

Будь-яке зображення можна розглядати як сукупність великої кількості елементів, здатних в різного ступеня відображати падаюче на них світло.

Цей принцип покладено в основу роботи фотоелектричних перетворювачів.

Перетворення зображень в електричний сигнал за допомогою фотоелектричних перетворювачів відбувається поелементно. Для цього поверхню бланка із зображенням розбивається на велике число маленьких ділянок, які називаються елементарними площадками, див. рис. 5.5.Размер майданчика (порядку 0.3 х 0,2 мм) вибирається так, щоб відбивна здатність в її межах була однорідною, тобто щоб вона характеризувалася одним значенням коефіцієнта відбиття.

Освітлення елементарних майданчиків відбувається за рахунок переміщення по поверхні зображення світлового променя, створюваного світлооптичному системою. Процес переміщення променя називається розгорткою, з її допомогою зображення розбивається на рядки. Яскравість відбитого світла залежить від кольору елементарної площадки. Чорні майданчика повністю поглинають падаюче на них світло. Яскравість відбитого світла від них мінімальна. Навпаки, майданчики білого кольору повністю відбивають падаюче на них світло. Яскравість відбитого світла від них максимальна.

Відбитий світловий потік потрапляє на фотоелектричний перетворювач (фотоелемент), вихідний електричний сигнал якого повторює форму вхідного світлового сигналу. Вузли передавальної апаратури, що забезпечують розгортку зображення та фотоелектричне перетворення, об'єднуються в групу аналізують пристроїв.

 

Рис. 5.5. Розкладання зображення на елементарні площадки.

 

Розглянемо зображення, що складається тільки з двох кольорів: чорного і білого, наприклад, сторінку книги, який або креслення і т.п. Очевидно кожен елемент зображення (нагадаємо, що розміром він всього 0,2 x 0,2 мм) буде являти собою або чорну, або білу майданчик, нагадуючи чергуванням шахову дошку.

 

Рис 5.6. Перетворення нерухомого зображення в електричний сигнал в факсимільному апараті

 

Чорні майданчика практично повністю поглинають падаюче на них світло. Яскравість відбитого ними світла при цьому настільки нікчемна, що при перегляді чорних майданчиків струм в ланцюзі фотоелемента не виникає. Навпаки майданчики білого кольору майже повністю відбивають падаюче на них світло, і при попаданні на них світлового променя струм в ланцюзі фотоелемента стрибком приймає максимальне значення.

Таким чином, переміщаючи світлове пляма, а слідом за ним і фотоелемент уздовж кожного рядка зображення, отримуємо на виході фотоелемента послідовність імпульсів (рис 5.6).

 

Рис 5.7. Фотоелемент

 

Принцип дії фотоелемента заснований на зовнішньому фотоефекті. Суть його полягає в випусканні електронів деякими речовинами під дією світлового потоку. Потік випускаються електронів замикає електричний ланцюг, утворену фотоелементом, опором і джерелом. Протікаючи по опору, цей потік видає напругу – сигнал.

 

Перетворювачі: сигнал – нерухоме зображення

Принцип дії перетворювача сигнал – нерухоме зображення можна пояснити за допомогою структурної схеми факсимільного зв'язку, зображеної на рис. 5.8

Модулятор світла (МС) – джерело світла, яскравість якого пропорційна величині проходить через нього струму (сигналу). Світловий потік від модулятора світла збирається і фокусується об'єктивом на ділянці світлочутливого матеріалу (фотопапері), закріпленого на барабані. Барабани в передавальному і приймальному пристроях обертаються синхронно.

Перетворення електричного сигналу в зображення може будуватися і за іншим принципом. Наприклад, у принтері для отримання зображення використовуються різного роду пишучі пристрої (ролики, кульки, трубочки), здатні залишати слід на папері.

 

Рис. 5.8. Структурна схема факсимільного зв'язку: ІС – джерело світла, Л – лінза, ФЕП – фотоелектричний перетворювач, МС – модулятор світла.