专利名称：彩扩机数码冲扩附加装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于摄影设备技术领域，特别涉及在传统的胶片彩扩机光路中加入穿透式黑白灰度薄膜晶体管液晶片或反射式硅基液晶板和可控的红绿蓝彩色滤光片，并分红绿蓝三色分三次曝光，达到实现彩色数码冲扩功能的附加装置。
发明内容
本实用新型的目的在于为克服已有技术的不足之处，提出一种彩扩机数码冲扩附加装置，采用显示尺寸与35mm胶片近似的，黑白灰度的高分辨率薄膜晶体管液晶板或反射式硅基液晶板实现由数字图象到光学图象的转换，采用电动机或电磁铁控制的分别透红、绿、蓝波段光的窄带滤色片进行彩色的分时合成，采用个人电脑进行图象的输出和对整个曝光过程的控制。本实用新型可直接加设在传统彩扩机的工作台上，即可将传统彩扩机变为传统/数码两用彩扩机，并可使用普通的相纸。具有体积小，成本低、冲印出来的照片清晰度高，色彩鲜艳层次丰富的特点。
本实用新型设计的彩扩机数码冲扩附加装置，其特征在于，包括放置于一个盒体内的光学单元、液晶驱动电路、主控制电路板以及与该电路板相连的个人计算机，该光学单元包括位于同一条光轴上，并且相互平行的第一偏振片、第二偏振片、高分辨率黑白灰度液晶，片基颜色补偿片，均匀度补偿片和颜色切换器，光程及放大率补偿片组成；其中液晶位于第一偏振片和第二偏振片之间；所说的颜色切换器为由电动机带动的一个转盘，转盘上互成一定角度装有红色滤色片，绿色滤色片，蓝色滤色片；颜色切换器还包括位于转盘边缘的光电耦合元件，以及位于转盘上的定位标志孔；该盒体的边缘有计算机VGA输入插座和计算机RS232串行输入插座，以及与彩扩机相连的彩扩机控制插座。
所述的主控制电路包括有时序控制电路，马达检测及驱动电路，红绿蓝信号切换电路；其中，红绿蓝信号切换电路通过VGA接口与计算机相连，另一端与液晶驱动电路相连，液晶驱动电路与液晶相连，时序控制电路通过RS232接口与计算机相连，还分别与马达检测及驱动电路、红绿蓝信号切换电路、液晶驱动电路相连，该时序控制电路的输出端连于彩扩机。
本实用新型还包括在所说的光路单元增加一个与所说的液晶成45度放置的反射镜，在该光路单元后增加设置一光源，在该光源前方的使光照均匀的散光筒，在该光源后方的使光源散热的散热风扇；在所说的时序控制电路中加设置一光源开关控制。
所说的红绿蓝信号切换电路由VGA插座和与其相连的三个三极管、三个继电器和三个二极管组成；其中该VGA插座分别与每个继电器的一个输入端相连，继电器的另一个输入端接地；三个继电器的输出端都连在一起成为公开输出端；该每个三极管的发射极分别与每个继电器的线圈相连；所说的每个二极管与每个继电器的线圈并联。
本实用新型的特点及效果本实用新型利用传统彩扩机已有的光源、镜头，或者专门设计的光源和镜头，利用传统彩扩机的相纸传输系统，显影、定影及干燥系统，光学部分将一片显示尺寸与35mm胶片近似的，黑白灰度显示的高分辨率穿透式薄膜晶体管液晶板或反射式硅基液晶板放置于传统彩扩机放置胶片的位置，将采用电动机或电磁铁控制的的分别透红、绿、蓝波段光的窄带滤色片放置于传统彩扩机光源与液晶板之间，在光路中还有用于补偿整个光学系统均匀度的均匀度补偿片和用于模拟135负片的琥珀色色罩的滤光片；电路部分由液晶驱动电路，红绿蓝信号分时切换电路，窄带滤色片驱动电动机或电磁铁控制电路，计算机接口电路等组成；一台个人电脑进行数字图象输出和整个系统参数计算与控制。
本实用新型与传统彩扩机配合使用，当采用800*600分辨率的液晶板的时候，可以冲扩具有很高清晰度的3*5寸和4*6寸的数码照片，当采用1024*768分辨率的液晶板的时候，可以冲扩具有很高清晰度的3*5寸和4*6寸和5*7寸的数码照片，当采用1280*1024分辨率的液晶板的时候，可以冲扩具有很高清晰度的3*5寸，4*6寸和5*7寸和6*8寸的数码照片，当采用1600*1200分辨率的液晶板的时候，可以冲扩的最大尺寸为8*10寸，当采用1920*1080或2048*1532分辨率的液晶板的时候，可以冲扩的最大尺寸是12*16寸，这样的尺寸是目前市场上最常用的照片尺寸。液晶的尺寸可以是0.5-1.8寸。
图2为本实用新型的光学部分及机械部分示意图。
图3为本实用新型的电路部分示意图。
图4是本实用新型的安装示意图图5为本实用新型的系统控制框图。
图6为实施例一的整体结构图侧视图。
图7是实施例一的整体结构图俯视图。
图8为实施例一的时序控制电路原理图。
图9为实施例一的红绿蓝信号切换电路原理图。
图10为实施例一的步进马达驱动及检测电路原理图。
图11为实施例一的液晶驱动电路框图。
图12为实施例二的整体结构图。
图1所示为本实用新型的基本构成。101是彩扩机数码冲扩附加器，该附加器由光学系统和电路系统组成。102是与该附加器相连接的个人电脑。
图2所示为本实用新型的光学系统基本结构，2011、2012是彩色过滤片，202是用于放置彩色过滤片的色彩切换器，203和205是偏振片，204是置于偏振片203和205之间的高分辨率黑白灰度液晶，207是色彩补偿滤光片，206是均匀度补偿片。上述各元件按图中顺序平行设置，用于驱动色彩切换器的马达208的输出轴插入色彩切换器的中心孔中，可使彩色过滤片2012切换到图中彩色过滤片2011的位置上。
图3所示为本实用新型的电路系统结构框图。由时序控制电路及总线驱动电路，马达检测及驱动电路，红绿蓝信号切换电路，液晶驱动电路组成。其中，红绿蓝信号切换电路通过VGA接口与计算机相连，另一端与液晶驱动电路相连，液晶驱动电路与液晶相连，时序控制电路通过RS232接口与计算机相连，还分别与马达检测及驱动电路、红绿蓝信号切换电路、液晶驱动电路相连，对上述电路进行各种控制，该时序控制电路的输出端连于彩扩机。
本实用新型可与传统彩扩机结合在一起形成一体化彩色数码冲扩机，其装配关系如图4所示，本实用新型的附加器403直接放置在传统彩扩机401的工作台404上，使附加器403的光学系统置于彩扩机的镜头402下放置胶片的位置处，附加器403中的电路与计算机相连。
图5是采用本实用新型的数码彩扩装置的工作控制程序流程图，该程序预先固化在计算机和单片机的存储器中，其工作包括以下步骤开机后，数码彩扩附加装置中的单片机对其内部的各个芯片进行初始化，并且检测与计算机的通信，如果有错的话，进入报错程序，如果正确，则驱动马达，使颜色切换转盘恢复到初始位置。然后通知计算机开始显示照片，并接收计算机传来的图片参数。接着等待计算机发出开始曝光的指令。当计算机发出该指令后，彩色切换转盘转到红色滤色片的位置，色彩切换电路将信号切换成红路，液晶显示红路信号。红路曝光完成后，关闭红路信号，彩色切换转盘转到绿色滤色片的位置，色彩切换电路将信号切换到绿路，液晶显示绿路信号。绿路曝光完成后，关闭绿路信号，彩色切换转盘转到蓝色滤色片的位置，色彩切换电路将信号切换到蓝路，液晶显示蓝路信号。蓝路曝光完成后，关闭蓝路，单片机向传统冲扩机发出曝光结束指令，完成一张照片的曝光。然后进入下一张照片的处理。等所有照片都处理完毕后，冲印过程结束。
采用本实用新型的一体化彩色数码冲扩机的工作原理是，由该系统中的个人电脑将客户送来的数码照片文件进行全屏幕显示，由于数码照片文件都是彩色正象，而彩色相纸所需要的彩色负象，因此通过软件进行彩色反转，反转后的彩色负象通过VGA一分二分配器一路送给显示器供操作人员观看，一路送到红绿蓝信号分时切换电路中，红绿蓝信号切换电路由继电器或电子开关组成，并且由时序控制电路中的单片机控制。单片机首先控制继电器或电子开关切换到红色信号端，红色信号数字图象进入液晶驱动板，液晶将显示对应于红色的黑白灰度图象，与此同时单片机控制滤色片驱动电路将红色滤色片切换到光路中，这样红色图象就会通过彩扩机的镜头成象在相纸上，进行曝光，单片机根据个人电脑传来的曝光参数控制红色图象的曝光时间。当红色图象曝光结束后，单片机控制继电器或电子开关切换到绿色信号端，绿色数字图象信号进入液晶驱动板，液晶将显示对应于绿色的黑白灰度图象，与此同时单片机控制滤色片驱动电路将绿色滤色片切换到光路中，这样绿色图象就会通过彩扩机的镜头成象在相纸上，进行曝光，单片机根据个人电脑传来的曝光参数控制绿色图象的曝光时间。绿色图象曝光结束后，同样按上述步骤完成蓝色图象的曝光。蓝色图象曝光结束后，整个曝光过程结束，由于红绿蓝图象已经分别曝光，相纸上就形成了彩色图象的潜影，相纸被传统彩扩机的传动系统进行显影，定影，最后出来彩色的数码照片。由于红、绿、蓝是分别曝光，而且曝光时间是分别可调的，因此能获得很好的色彩层次和彩色还原性。
本实用新型设计的彩扩机数码冲扩附加装置实施例一，其整体结构如图6和图7所示。由放置于一个盒体内的光学单元和两块电路板以及与该电路板相连的个人计算机(图中未出)组成。该光学系统包括位于同一条光轴上，并且相互平行的第一偏振片605、第二偏振片607、高分辨率黑白灰度液晶606，片基颜色补偿片604，均匀度补偿片603和颜色切换器602，光程及放大率补偿片601组成。其中液晶606位于第一偏振片605和第二偏振片607之间。所说的颜色切换器为由电动机610带动的一个转盘612，转盘上互成一定角度装有红色滤色片615，绿色滤色片613，蓝色滤色片514。颜色切换器还包括位于转盘边缘的光电耦合元件617，以及位于转盘上的定位标志孔616。电路系统包括液晶驱动电路板608和主控制电路板609。盒体的边缘有计算机VGA输入插座611和计算机RS232串行输入插座618，以及与彩扩机相连的彩扩机控制插座619。主控制电路板608上设置有时序控制电路，红绿蓝信号切换电路，步进马达检测及驱动电路。
本实施例一的光学系统的各部件的功能为高分辨率黑白灰度液晶的作用是产生所需的黑白灰度图象，偏振片的作用是配合液晶进行入射光的起偏和检偏。片基颜色补偿片是用于模拟普通彩色胶片的片基颜色，使光学系统的底色与彩色相纸相适应。均匀度补偿片作用是使整个图片各处达到相同均匀度，光程及放大率补偿片是一片具有一定厚度或一定曲率的玻璃，作用是使这套装置放置在传统冲扩机中的时候，补偿因为液晶的位置可能与原来胶片的位置的不同造成的光程变化，以及液晶大小与胶片可能与胶片大小不一样造成的照片大小不一样。颜色切换器、液晶与偏振片、片基颜色补偿片、均匀度补偿片四者之间的叠放次序可以相互交换。颜色切换器的作用是控制红、绿、蓝滤色片分别进入光。光电耦合元件的作用是与定位标志孔相配合，使转盘每次能回到初始位置。
实施例一的时序控制电路的组成及原理如图8所示，由单片机U601和与其相连的RS232接口芯片U602、晶振Y601组成。利用单片机的I/O口进行整个系统时序和功能的控制。其中P0.0-P0.3为马达控制，与马达驱动电路相连，作用是输出控制马达运动的逻辑信号。P0.5为颜色切换装置检测，用于接收马达驱动电路中光耦的输出信号。P1.2-P1.7为液晶驱动板I2C总线控制，与液晶驱动板I2C总线相连，用于控制液晶驱动板的各种参数。TXD与RXD通过RS232接口芯片U602与计算机串行输入插座J601相连，用于单片机与计算机进行串行通信，P2.0-P2.2输出红、绿、蓝控制信号，与红绿蓝信号切换电路相连，P2.7是传统冲扩机启动控制，与传统冲扩机相连，P2.6是传统冲扩机状态检测，与传统冲扩机相连。P1.0和P1.1通过限流电阻R602、R603与发光二极管LED601、LED602相连，用于指示系统状态。单片机U601的型号是80C51，RS232接口芯片U602的型号是MAX232，晶振Y601的型号是10.7MHz。
本实施例一的红绿蓝信号切换电路组成及原理如图9所示，由VGA插座J701和与其相连的三极管Q701、Q702、Q703、继电器RELAY701，RELAY702，RELAY703组成。其中来自计算机的红、绿、蓝信号通过VGA插座J701分别与继电器RELAY701、RELAY702、RELAY703的一个输入端相连，继电器的另一个输入端接地。继电器的输出端都连在一起构成公开输出端与单通道视频输出相连。来自计算机的行同步和场同步通过VGA插座J701直接与行同步输出端、场同步输出端相连。红、绿、蓝控制三极管Q701，Q702，Q703的发射极分别与继电器RELAY701、RELAY702、RELAY703的线圈相连，来自时序控制电路的控制信号通过电阻R701，R702，R703后分别进入Q701，Q702，Q703的基极，通过三极管放大后来驱动继电器RELAY701、RELAY702、RELAY703产生切换动作。二极管D701、D702、D703是三极管的保护二极管，用于吸收继电器线圈产生的反向高压。三极管的型号为2SC9013或2SC8050，继电器的型号是5V单刀双掷，二极管的型号是1N4007或1N4148。电阻的型号是3.6K。
本实施例一的马达驱动电路组成及原理如图10所示，由马达M801，马达驱动三极管Q801-Q804，光电耦合器U801组成。马达驱动三极管的发射极分别与马达M801的四个绕组相连，来自时序控制电路单片机的控制信号分别通过电阻R801-R804与马达驱动三极管的基极相连。时序控制电路将产生马达的运动信号，通过三极管放大后驱动马达运动。在马达驱动三极管的发射极与地之间分别接有二极管D801-D804，其作用是吸收马达绕组线圈产生的反向高压。光电耦合器U801内部光电接收管的输出端能输出色彩切换器的检测信号，与时序控制电路的单片机相连。三极管的型号是2SC9013或2SC8050，二极管的型号是1N4007或1N4148，电阻R801-R804的型号是3.6，电阻R805的型号是5.1K，R806的型号是10K。
本实施例的液晶驱动电路组成如图11所示，包括时序产生电路及与其相连的锁相环、视频信号预处理、伽马矫正电路、采样保持及液晶驱动电路；该伽马矫正电路还与采样保持及液晶驱动电路相连。外部接口包括I2C总线、行、场同步输入、单路视频输入。外部接口与红绿蓝信号切换电路相连。本实施例中的锁相环的型号是ICS1523或ICS1522，时序产生电路型号是CXA3500，视频信号预处理芯片型号是CXA2111，采样保持及液晶驱动电路型号是CXA2112或CXA3512。液晶驱动电路的电路结构属于已有成熟技术。
本实施例一所述的装置可以直接放置于传统冲扩机上，并且使液晶的位置位于原来的底片位置上，同时将该装置的接口分别与计算机和传统彩扩机连接，即可进行数码冲扩。当不需要进行数码冲扩的时候，可将该装置取下，就可以恢复冲扩传统胶片。
本实用新型设计的彩扩机数码冲扩附加装置实施例二，其整体结构如图12所示。其电路结构与实施例一相同，其光路结构是在实施例一的光路前增加了一个45度的反射镜1201，在实施例一的光路后增加了光源1202、使光照均匀的散光筒1203和使光源散热的散热风扇1204。电路系统在时序控制电路中加入了灯泡开关控制(单片机U601的P2.5)。其作用是避免了使用传统彩扩机自身的光源和照明系统，从而更容易与各种类型彩扩机相配合。
使用时，将光学系统置于彩扩机的镜头402下放置胶片的位置处，其中，使反射镜1201在彩扩机的镜头402下成45度。
权利要求1.一种彩扩机数码冲扩附加装置，其特征在于，包括放置于一个盒体内的光学单元、液晶驱动电路、主控制电路板以及与该电路板相连的个人计算机，该光学单元包括位于同一条光轴上，并且相互平行的第一偏振片、第二偏振片、高分辨率黑白灰度液晶，片基颜色补偿片，均匀度补偿片和颜色切换器，光程及放大率补偿片组成；其中液晶位于第一偏振片和第二偏振片之间；所说的颜色切换器为由电动机带动的一个转盘，转盘上互成一定角度装有红色滤色片，绿色滤色片，蓝色滤色片；该颜色切换器还包括位于转盘边缘的光电耦合元件，以及位于转盘上的定位标志孔；该盒体的边缘有计算机VGA输入插座和计算机RS232串行输入插座，以及与彩扩机相连的彩扩机控制插座。
2.如权利要求1所述的彩扩机数码冲扩附加装置，其特征在于，所说的主控制电路包括有时序控制电路，马达检测及驱动电路，红绿蓝信号切换电路；其中，红绿蓝信号切换电路通过VGA接口与计算机相连，另一端与液晶驱动电路相连，液晶驱动电路与液晶相连，时序控制电路通过RS232接口与计算机相连，还分别与马达检测及驱动电路、红绿蓝信号切换电路、液晶驱动电路相连，该时序控制电路的输出端连于彩扩机。
3.如权利要求1所述的彩扩机数码冲扩附加装置，其特征在于，还包括在所说的光路单元增加一个与所说的液晶成45度放置的反射镜，在该光路单元后增加设置一光源，在该光源前方的使光照均匀的散光筒，在该光源后方的使光源散热的散热风扇；在所说的时序控制电路中加设置一光源开关控制。
4.如权利要求1所述的彩扩机数码冲扩附加装置，其特征在于，所说的红绿蓝信号切换电路由VGA插座和与其相连的三个三极管、三个继电器和三个二极管组成；其中该VGA插座分别与每个继电器的一个输入端相连，继电器的另一个输入端接地；三个继电器的输出端都连在一起成为公开输出端；该每个三极管的发射极分别与每个继电器的线圈相连；所说的每个二极管与每个继电器的线圈并联。
专利摘要本实用新型属于摄影设备技术领域,为彩扩机数码冲扩附加装置,包括放置于一个盒体内的光学单元、液晶驱动电路、主控制电路板以及与该电路板相连的个人计算机,该光学单元包括第一偏振片、第二偏振片、高分辨率黑白灰度液晶,片基颜色补偿片,均匀度补偿片和颜色切换器,光程及放大率补偿片组成;所说的颜色切换器为由电动机带动的一个转盘,转盘上互成一定角度装有红色滤色片,绿色滤色片,蓝色滤色片。本实用新型可直接加设在传统彩扩机的工作台上,即可将传统彩扩机变为传统/数码两用彩扩机,并可使用普通的相纸。具有体积小,成本低、冲印出来的照片清晰度高,色彩鲜艳层次丰富的特点。
文档编号H04N1/23GK2516999SQ02200679
公开日2002年10月16日 申请日期2002年1月18日 优先权日2002年1月18日
发明者邱虹云 申请人:邱虹云