Способ измерения линейного размера изображения с помощью фотоэлектрического прибора с зарядовой связью Советский патент 1989 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к линейным фото- злектрическим приборам, и может быть использовано в системах обнаружения, передачи и анализа изображений.

Цель изобретения - повыгаение точности измерения при снижении погрешности от фазового сдвига при применении фотоэлектрического прибора с зарядовой-связью (ФПЗС).

На фиг.1 приведена блок-схема прибора для осуществления способа; на фиг.2 - электрическая схема прибора; на - схема связей фотоэлектрического прибора с внешними устройствами.

Прибор содержит регистр 1, детекторы 2, 3 заряда, выходные усилители 4 и 5, фазные шины 6, 7 и 8, детекторы заряда (электроды 9 и 10), шины 11 барьерных электродов, шины 12 установочного напряжения, стоки 13 и 14, шины 15 нагрузочных транзисторов, шины 16 транзисторов сброса, выходные шины истоковых повторителей (выходных усилителей 17 и 18)

Схема подключения прибора содержит генератор 19 управлякицих напряжений, линейный фотоэлектрический прибор,20 с зарядовой связью, коммутатор 21, компаратор 22, вычислительное средство 23.

Способ реализуется следующим образом.

Фотоны проецируемого на прибор . изображения генерируют заряды, которые накапливаются в его фоточувствительных элементах. Функцию фоточувст- вительных элементов могут выполнять элементы регистра 1 или другие элементы, например фотодиоды, из которых накопленные заряды переводят в аналоговый регистр 1 о Из регистра 1 заряды для считывания перемещают к детектору 2 или 3 зарядов Напряжение, индуцируемое зарядами на детекторах 2 и 3, передается к выходным усилителям 4 и 5 соответственноg Направление переноса зарядов по регистру I зависит от порядка следования фаз тактового напряжения, подаваемого на фазные

с S

(Л

ел to ел

4 Сл

о:

шины 6, 7 и 8, Изменение порядка следования фаз на обратный меняет направление переноса зарядов по регистру 1 на противоположное. Детекторами 2 и 3 зарядов служат плавающие электроды

9и 10, вместо них плавающие р-п- переходы, экранируемые от наводок электродами, присоединенными к шине

11,Электроды, присоединенные к шине

12,через которую подают питающее напряжение к выходным усилителям 4 и 5, также служат для экранировки плавающих электродов 9 и 10. Сброс зарядов детектирования производят в стоки 13 и 14. Напряжение, которое индуцируют заряды, проходящие под электродами 9 и 10, поступает от них соответственно на затвор транзистора, ко- .торые вместе с нагрузочными транэисто рами образуют истоковые повторители, t.e. выходные усилители 17 и 18„ Шина

15 служит для подводки постоянного напряжения к затворам нагрузочных транзисторов выходных усилителей 17 и 18. Шина 16 служит для подводки импульсных отпирающих напряжений к транзисторам сброса выходных усилителей 17 и 18, через которые на электроды 9 и

10периодически между циклами строч- ной развертки поступает установочное напряжение, которое затем остается плавающим о Выходное напряжение снимают через щины 17 и 18

Фазные напряжения вырабатывает генератор управляющих напряжений 19 и подает ях на шины 6, 7 и 8 линейного фотоэлектрического прибора с зарядовой связью 20. После каждого цикла строчной развертки генератор 19 меняет последовательность фаз на шинах 6, 7 н 8 на противоположную и тем самым менят на противоположное направление переноса зарядов по регистру I, Напряжение с обоих выходов 17 и 18 линейного прибора с переносом заряда 20 поступает на коммутатор 21. Коммутатор 21, управляемый синхроимпульсами с генератора 19, переключает выходы 17 и 18 на общий вывод после каждого цикла строчной развертки соответственно направлению переноса зарядов по регистру 1.

Выходное напряжение с коммутатора 21 поступает на компаратор 22, которы пропускает на свой выход только те импульсы выходного напряжения, которые выше установленного уровня, и тем самым соответствуют тем фоточув

с 0 5

0

ствительным элементам прибора 20, на которые попадает-изображение детали. Эти импульсы с выхода компаратора 22 передаются в вычислительное средство 23. В вычислительное средство 23 вводят также тактовые импульсы с генератора 19 управляющих напряжений. Вычислительное средство 23 производит подсчет тактовых импульсов от ла каждого цикла строчной развертки до поступления на его вход первого импульса выходного напряжения, пропущенного компаратором 22 с прибора 20, после чего вычислительное средство 23 запирает компаратор 22 до начала очередного цикла строчной развертки. В результате в вычислительное средство 23 поступают сигналы только от тех фоточувствительных элементов, на которые приходятся края светового изображения, т.. при переносе зарядов налево - по регистру 1 от соответствующего правому краю, а при переносе зарядов направо - по регистру 1 от соответствующего левому краю.

При каждом периоде тактового напряжения в регистре 1 происходит сдвиг - зарядов на один его элемент. Пусть N - число элементов в регистре; m - число тактовых импульсов, отсчитанных вычислительным средством 23 при переносе зарядов по регистру 1 направо; п - то же, при переносе зарядов налево, т„е. в двух последовательных циклах строчной развертки.

Поэтому величина N -n-m представит число элементов, занятых световым изображением, т.е. дает размер изображения в определенных единицах. При этом исключаются из подсчетов все импульсы выходного напряжения с ФПЗС, соответствующие внутренней области светового изображения. Значение N, а также значение 1 - шага фоточувствительных элементов, необходимые для вычисления разности , а затем линейного размера изображения L (N-n-m)l, предварительно вводят в программу вычислительного средства 23.

Формула изобретения

Способ измерения линейного размера изображения с помощью фотоэлектрического прибора с зарядовой связью, заключающийся в однострочном считываНИИ изображения фотоэлектрическим прибором с зарядовой связью с регистром и двумя устройствами съема выходного сигнала на каждом из концов регистра, регистрации номеров фоточувствительных элементов, соответствующих зафиксированным импульсам выходных сигналов от границы изображения, отличающийся тем, что, с целью ю повышения точности измерений, в одном периоде строчного сканирования фиксируют первый импульс выходного сигнала от границь изображения, а затем меняют направление строчного сканиро- 15

вания на противоположное и в следующем периоде строчного сканирования также фиксируют первый импульс выходного сигнала от границы, а размер L изображения определяют по формуле

L де N

(N-m-n)l,

число фоточувствительных элементов в строке прибора; m,n - порядковые номера элементов, зафиксировавших первые импульсы;

1 - шаг фоточувствительных элементов .

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения при снижении погрешности от фазового сдвига при применении фотоэлектрического прибора с зарядовой связью. Для достижения цели координата границы изображения считывается с ближайшего выхода ФПЗС, т.е. зарядовый пакет, соответствующий границе изображения, испытывает число переносов N*98N_P, где N- число фоточувствительных элементов

P- фазовый сдвиг. 3 ил.

5 ,3

М}

дН

t

HKJ

Фиг.1

Фи.з