Способ формирования электростатического изображения и устройство для его осуществления

 

Использование: в электрографической технике, в частности в способе формирования электростатического изображения, осуществляемого в определенном устройстве. Сущность изобретения : способ формирования электростатического изображения предусматривает подачу на соответствующие столбцам матрицы входы воспроизводящих элементов дополнительных потенциальных сигналов, которые выбирают из условия пропорциональности значений текущих составляющих результирующих потенциальных сигналов на выходах соответствующих воспроизводящих элементов значениям соответствующих величин, полученных с учетом процедуры разложения функций по Фурье-преобразованию. Устройство содержит шины строк 1 , шины столбцов 2, блоки преобразования напряжения 3, блоки запоминания и суммирования сигналов 4, воспроизводящие элементы 5. (1, 2)-3-4-5. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электрографии и может быть использовано для формирования электростатического изображения на изображающей плоскости.

Известен способ формирования электростатического изображения, заключающийся в подаче на расположенные на изображающей плоскости в виде ортогональной матрицы воспроизводящие элементы с электродами потенциальных сигналов, соответствующих строкам и столбцам ортогональной матрицы [1] Также известно устройство для формирования электростатического изображения, содержащее изображающий экран, составленный из сформированных в виде матрицы электродов потенциальных сигналов воспроизводящих элементов, соединенных с выводами расположенных в одной плоскости вдоль координат а матрицы изображающих электродов сигнальных шин [2] Недостатком известных способа и устройства является невысокое качество получаемого электростатического изображения.

Целью настоящего изобретения является устранение указанного недостатка.

Поставленная цель в части способа достигается тем, что в каждом воспроизводящем элементе осуществляют смешивание сигналов, подаваемых на входы воспроизводящего элемента, а текущую составляющую результирующего потенциального сигнала f_i(x,y) устанавливают пропорциональной произведению сигнала Ф_i(y), подаваемого на один из входов воспроизводящего элемента, на сигнал заданной величины ϕ_i(x) с последующим суммированием в каждом воспроизводящем элементе величин результирующих потенциальных сигналов f(x, y) (y)ϕ_i(x) где (х,y) координаты конкретного воспроизводящего элемента в системе координат изображающей плоскости; f(x,y) функция, описывающая электростатическое изображение, значение которой в точке плоскости пропорционально значению амплитуды потенциала, соответствующего данной точке электростатического изображения Φ_i(y) a(y) где а_iк коэффициенты матрицы Фурье разложения функции f(x,y) по набору функцийϕ_i(x)} ϕ_к'(y)} M, M' число функций в первом и втором наборах.

На фиг. 1 представлена схема матричного устройства для создания электростатического изображения на плоскости; на фиг. 2 электрическая схема блока функционального преобразователя.

Устройство для формирования электростатического изображения на плоскости содержит расположенные в одной плоскости, но не имеющие общих электрических контактов системы шин строк 1 и столбцов 2, соответственно проходящих параллельно осям х и y в выбранной плоской декартовой системы координат. В каждой точке пересечения шин 1 и 2 расположен воспроизводящий элемент, включающий блок преобразования напряжения 3, выполненный, например, на основе скомпенсированного управляемого делителя напряжения на полевом транзисторе, и подключенный к нему блок запоминания и суммирования сигналов 4, выполненный, например, на основе интегратора, выход которого связан с электродом воспроизводящего элемента 5.

На фиг. 2 показаны сопротивления 6, 7 и 8, полевой транзистор 9 с управляющим 10 и основным 11 входами и выходом 12.

Способ формирования электростатического изображения состоит в построении искомой функции изображения, значение которой в каждой точке плоскости пропорционально величине потенциала, который необходимо сообщить этой точке по известной матрице коэффициентов ее разложения Фурье по выбранному набору базисных функций (по крайней мере одному набору), обычно применяемых для дискретизации изображений с целью их последующей числовой обработки. При этом в качестве точек плоскости, в которых формируется искомая функция, рассматривают точки, где расположены изображающие электроды воспроизводящих элементов 5, составляющие плоскости изображения. Если подлежащая формированию исходная функция с заданной степенью точности представляется в виде разложения Фурье f(x,y) a_iкϕ_i(x)ϕ_к(y) где f(x,y) искомая матрица, которую требуется построить; a_iк} матрица коэффициентов разложения Фурье искомой функции по заданному базису; ϕ_i(x), ϕ_к(y)} набор базисных функций, по которым производится разложение искомой функции;
N, М целые числа, соответствующие количеству используемых в разложении базисных функций, то для ее формирования на шины строк 1 подают сформированный на компьютере промежуточный сигнал Φ₁(y) a_1кϕ_к(y) так, что на шину строки, имеющую в используемой плоской декартовой системе координат координату y' подают промежуточный сигнал, соответствующий значению функции Ф₁(y) в точке y', который поступает на первые (основные) входы всех блоков преобразования напряжения 3 воспроизводящих элементов, принадлежащих строке с данной координатой, а на шины столбцов 2 управляющий сигнал κ₁(х), так что на шину столбца, имеющего координату х' подают сигнал, соответствующий значению функции κ₁(х) в точке х, который поступает на вторые (управляющий) входы всех блоков 3 воспроизводящих элементов, принадлежащих столбцу с данной координатой. Конкретный вид функции κ₁(х) выбирают таким образом, чтобы результирующий сигнал U₁(x',y') на выходе блока функционального преобразователя воспроизводящего элемента, имеющего координату (х',y') был пропорционален значению функции Ф₁(y) ϕ ₁(x) в точке с координатой (х',y'). Данное преобразование осуществляют одновременно во всех точках плоскости, где расположены воспроизводящие элементы. С выхода блока функционального преобразователя сигнал U₁(x', y') поступает на вход блока запоминания и суммирования сигналов, где он сохраняется. Затем описанную процедуру повторяют со следующим промежуточным сигналом Ф₂(y), сформированным из коэффициентов второй строки матрицыa_iк} и, соответственно, другим управляющим сигналом κ₂(х), до полного перебора всех строк. При этом в блоках запоминания и суммирования сигналов всех воспроизводящих элементов производят вычисление величины U_i(x', y'), где (х',y') координата каждого конкретного воспроизводящего элемента, напряжения, которое подают на электрод воспроизводящего элемента 5. По окончании экспозиции сформированного изображения производят стирание сигналов, записанных в блоках запоминания и суммирования сигналов, во всех воспроизводящих элементах, после чего устройство готово к началу формирования следующего изображения.

Блок 3 построен на основе скомпенсированного управляемого делителя напряжения на полевом транзисторе, включающего полевой транзистор 9 и сопротивления 6, 7, 8, имеющего два входа основной 11 и управляющий 10 и один выход 12. Известно, что передаточная характеристика полевого транзистора для начального участка (U_DS < U_k) задается выражением
I_D I_DS[(2U_GS U_p)U_DS U²_DS]/U_p², где I_D ток стока;
U_GS напряжение затвор исток;
I_DS ток стока при U_GS 0;
U_p напряжение отсечки (при U_GS U_p ток стока I_D 0);
U_DS напряжение сток исток;
U_к напряжение точки перегиба (U_кU_GS U_p); для U_DS << U_к
R_DS где R_DS выходное сопротивление транзистора, при R₂ ≈ R₃ >> R_DS (где R₂ величина сопротивления 7, R₃ величина сопротивления 8) можно записать
U_GS (U_упр+U_DS) где U_упр амплитуда сигнала, подаваемого на управляющий вход 10, с учетом этого R_DS
Коэффициент деления К для делителя определяется следующим образом
K где U_a амплитуда выходного сигнала, U_е амплитуда входного сигнала (подаваемого на основной вход);
R₁ величина сопротивления 6, при R₁ >> R_DS при полностью открытом транзисторе, коэффициент деления изменяется в интервале 0 < К < 1. Если амплитуда подаваемого на основной вход сигнала равна U_e Ф(y')˙ϕ (x') значение сигнала, который требуется получить на выходе ((х',y') координата точки, в которой расположен блок функционального преобразователя) то должно быть выполнено условие
ϕ (х) R_DS/(R₁ + R_DS) < 1, откуда
R_DS R с учетом этого можно получить выражение для величины сигнала, который необходимо подать на управляющий вход
U_упр + U_p при ϕ (х) 0 в выражении для U_упр возникает особенность 1 рода. Для нормальной работы делителя должны выполняться следующие условия:
1. 0 < ϕ (х) < 1, чтобы не возникало особенностей в выражении для U_упр;
2. U_GS U_упр+U>U_p
чтобы транзистор не запирался;
3. U_a < U_e (илиϕ (х)< 1) условие для выходного сигнала делителя напряжения.

Для большинства базисных функций, применяемых для дискретизации видеосигналов, выполняется условиеϕ (х)≅ 1. С учетом этого, нужное значение сигнала формируют в два этапа:
1. Подают на основной вход 11 сигнал U_e aФ(y), а на управляющий вход 10 сигнал U_упр +U_p где κ '(x) (ϕ (x) + b)/a, a, b константы, удовлетворяющие условию 1 + b < a; b > 1 (с тем, чтобы выполнялось соотношение 0 < ≅ χʹ(x) ≅ < 1 тогда в случае использования функции κ '(х) в выражении для U_упр не будет возникать особенностей) при этом значение амплитуды сигнала на выходе 12 блока будет равно величине U_a aФ(y')κ '(x') Ф(y') ϕ (x') + +bФ(y')/(x',y') координата точки, в которой расположен блок функционального преобразователя).

2. Для компенсации второго члена в правой части выражения вторым тактом подают на основной вход 11 сигнал U_e-2bФ(y'), а на управляющий вход 10 сигнал κ'' 1,2, при этом сигнал на выходе блока 12 будет равен U_a' -bФ(y'). Суммирование по двум тактам, производимое в блоке запоминания и суммирования сигналов, дает значение амплитуды U_a + U_a' Ф(y') ϕ (x'), соответствующее тому значению амплитуды, которое требовалось получить.

Формула изобретения

1. Способ формирования электростатического изображения, заключающийся в подаче на расположенные на изображающей плоскости в виде ортогональной матрицы воспроизводящие элементы с электродами потенциальных сигналов, соответствующих строкам и столбцам ортогональной матрицы, отличающийся тем, что в каждом воспроизводящем элементе осуществляют смешивание сигналов, подаваемых на входы воспроизводящего элемента, а текущую составляющую результирующего потенциального сигнала f_i(X,Y) устанавливают пропорциональной произведению сигнала Φ_i(Y), подаваемого на один из входов воспроизводящего элемента, на сигнал заданной величины ϕ_i(X) с последующим суммированием в каждом воспроизводящем элементе величин результирующих потенциальных сигналов

где x и y - координаты конкретного воспроизводящего элемента в системе координат изображающей плоскости;
f(x, y) - функция, описывающая электростатическое изображение, значение которой в точке плоскости пропорционально значению амплитуды потенциала, соответствующего данной точке электростатического изображения

a_ik - коэффициенты матрицы Фурье расположения функции f(x,y) по наборам функций
M,Mʹ - число функций в первом и втором наборах.

2. Устройство для формирования электростатического изображения, содержащее изображающий экран, составленный из сформированных в виде матрицы электродов потенциальных сигналов воспроизводящих элементов, соединенных с выводами расположенных с одной плоскости вдоль координат матрицы электродов потенциальных сигналов сигнальных шин, отличающееся тем, что каждый воспроизводящий элемент имеет блок запоминания и суммирования сигналов, выполненный, например, на основе интегратора, и блок преобразования напряжения, выполненный, например, по схеме скомпенсированного управляемого делителя напряжения на полевом транзисторе, соединенный выходом через блок запоминания и суммирования сигналов с электродом потенциального сигнала соответствующего воспроизводящего элемента.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что каждый воспроизводящий элемент имеет усилитель, расположенный между выходом блока запоминания и суммирования сигналов и электродом потенциального сигнала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2