激光相机的工作原理

郭 力 (解放军第89医院 山东省潍坊市261021)

摘要介绍影像设备中常用的激光相机(激光打印机)的结构和工作原理以及激光相机图像灰阶和密度的调节方法。

中图分类号：TB854t21 文献标识码：B 文章编号：1003-8868(2006)02-0071-01
Operational principle of laser camera
GUO Li
(No．89 HospitaI of PLA，Weifang，Shandong Province 261 021)
Abstract This paper introduces the operational principle and structure of laser camera．The adjustment of image gray-scale
and density is also mentioned
Keywords laser；system interface；intensity adjustment；film print；gray-scale

1 基本结构组成
(1)激光打印系统：包括激光发射器、调节器、发散透镜、多角透镜、聚焦透镜、高精度电机及滚筒。
(2)胶片传送系统：包括送片盒、收片盒、吸盘、辊轴、电机及动力传动部件等。其功能足将胶片从送片盒中取出，经过传动装置送激光扫描位置，当胶片曝光完毕再将其传送到收片盒或者直接送到洗片机输片口，完成胶片的输送任务。
(3)信息传递与存储系统：此系统包括电子接口，磁盘或光盘、记忆板，电缆或光缆以及A/D转换器、计算机等。它的主要功能是将丰机成像装置显示的图像信息，通过电缆及电子接口、A/D转换器输入到存储器。再进行激光打印。电子接口分视频接口、数字接口、DICOM接口。一台激光相机可以连接多个成像装置，根据成像系统的输出情况选择不同的接口。为保证多机输入同时进行，激光相机装有硬盘，以缓冲进入的图像进行队列打印，确保连续图像输入和图像打印无锁定进行。
(4)控制系统：该系统包括键盘、控制板、显示板以及各种控制键或者按钮，用来控制激光打印程序、幅式选择、图像质量控制调节等作用。

2 工作原理
(1)信号处理：当激光照相机接通电源后，机器控制系统(MCS)对中央处理器(CPU)和传递系统进行自检。自榆完成后，MCS送硬件复位指令到图像管理系统(IMS)，使IMS初始化。当Ready指示灯亮时，说明照相机已准备完毕，可以使用。
操作者用遥控器(键盘)存贮按钮存贮每一幅图像，并向多路器(MMU)送出指令、图像数据，MMU接到指令后，由CPU控制输出编排器，根据操作者的设置，将激光照相机图像编排成行、放大、然后将图像数据从数字转化成模拟形式。
(2)光源工作原理：激光相机的光源为激光束，激光束通过发散透镜系统投射到一个转动的多角光镜再折射，折射后的激光束再通过聚焦透镜系统打印在胶片 。半导体激光其波长为820nm，在红外线范围内，它可将成像所需的数据直接用激光束写在透明胶片上；气体激光(氦一氖)其波长为633nm，接通激光器后至少要预热10rain，使其达到 定温度后才能运转。胶片图像的分辨率主要决定十激光束的直径(像素大小和像素矩阵数)
激光束的强度可以南调节器凋整，调节器受数字信号榨制。成像装置把图像的像素单元值以数字的力。 输入到激光打印机的存储器中，并以此直接控制对每个像素单元的激光曝光强度 当激光发生器工作正常后，图像模拟信号控制激光调制器。用以改变激光束的明暗度，通过一系列透镜聚焦和反光镜(约10个)把激光束传送到胶片上。在此过程中．利用光敏探测器从一个固定光束分流镜中连续不断采集信号，反馈到激光发生器，使源激光束保持稳定 变。用旋转光束分流镜控制光束传送到胶片上使其感光，这种方式亦称X轴快速扫描。
照相机柜内的鼓是以固定速度传送胶片的，这称为Y轴慢速扫描。这样以600行／秒图像数据的速度准确地复制全部图像。
(3)打印工作原理：胶片由供片的储存暗盒自动提供胶片。在引导轴传送下装载在专用的打印滚筒下，滚筒随即转到打印位置，此时激光柬按照计算机及矩阵指令，把图像的像素单元PIX—EL的灰度值的数字化桁度传人激光相机存储器中，直接控制对f每个像素单元的激光曝光时问、进行缇弱改变。
激光束通过多棱镜的旋转进行扫描式的打印，住全部曝光过程中滚筒和激光束做精确的同步运动， 根据生机成像装置编排的版面和图像尺寸。选择多幅照片的图像取舍和排列，用操作盘来完成，进行打印，每幅图像的矩阵像素为4k~5k，待全部图像打印完后胶片即被传输到接片龠内或传输到自显机内自动冲洗。

3 激光相机图像质量的调校原理
(1)影响图像灰阶密度因素：激光照相机具有独特的灰阶密度校正调节系统，图像的密度是由3方面完成。由影像设备等成像系统选择合适的窗口技术作为标准输入信息； 利用激光相机内提供的标准灰阶测试图像；选定激光相机内提供的特性曲线(一般提取5～6种特性曲线)结合实际胶片下图像的效果，校准每一级从阶的标准密度。
(2)具体校准的方法和步骤：①利用激光相机提供的灰阶图像(可提供多种形式的图像，任选其中一种即可；② 固定胶片牌号种类和冲洗条件；⑧ 打印出扶阶照片后，用密度仪测量各级的密度，然后依次输入激光相机的校正系统即可；④ 激光相机内计算机自动修正各级的密度。