Фотоприемное устройство для считывания оптической информации Советский патент 1989 года по МПК G06K11/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и является дополнительным к основному авт. св. Р 987644.

Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет обеспечения корректирующей обратной связи.

На чертеже представлена блок-схе- ма устройства.

Устройство содержит матрицу 1 основных фоточувствительных элементов

и матрицу 2 дополнительных фоточувствительных элементов, в которые входят соответственно элементы 3 и 4, волоконно-оптический преобразователь 5, светоклапанный модулятор 6, дополнительный волоконно-оптический преобразователь 7, коммутирующий излучатель 8, блок 9 управления, узел 10 запрета считывания, матрица 11 опто- электронных переключателей, усилители 12 считывания, элементы 13 нагруз

1Ч

ки, источник 14 питания, блок 15 аналоговых коммутаторов, аналого-цифровой преобразователь 16, вычислитель 17, блок 18 памяти и цифроаналоговый Преобразователь 19.

В фотоприемном устройстве каждый фоточувствительный элемент 3 дополнительной матрицы 2 соединен последо- рательно с соответствующим элементом 4 основной матрицы 1, а каждый фоточувствительный элемент 3 дополнительной матрицы 2 через волоконно-оптический преобразователь 5 связан с коммутирующим излучателем 8. Каждая из строк светоклапанного модулятора |6 оптически связана с помощью допол- (нительного волоконно-оптического пре- рбразователя 7 с матрицей 1 основных |фоточувствительных элементов. Выходы блока 9 управления подключены к входу узла 10 запрета считывания, |выходы которого связаны с входами матрицы 11 оптоэлектронных согласующих переключателей и к Светоклапанно- му модулятору 6.

Выходы матрицы 11 оптоэлектронных переключателей подключены к первым |входам усилителей 12 считывания, вторые входы которых подсоединены к элементам нагрузки 13, включенным в цепь источника 14 питания. Входы блока 15 аналоговых коммутаторов подсоединены к выходам усилителей 12 считывания,а выход - к входу аналого- цифрового преобразователя 16, выходы которого подключены к первому информационному входу вычислителя 17, который соединен с блоком 18 памяти, цифроаналоговым преобразователем 19, блоком 9 управления и блоком 15 аналоговых коммутаторов.

Блоки 1-14, общие для известного и предлагаемого устройства, выполнены в последнем так, как и у известного. При этом в качестве дополнительного входа блока 9 управления (для подачи сигнала от вычислителя 17) использован вход дешифратора.

Блок 15 аналоговых коммутаторов представляет собой набор электронных ключей.Блоки 16 и 19 являются соот- ветственно аналого-цифровым и цифро- аналоговым преобразователями.

Устройство работает следующим об-, разом.

Сигналы с блока 9 управления поступают на вход коммутирующего излучателя 8, узла 10 запрета считывания,

5

0

5

0

5

0

5

0

5

а также осуществляют включение одной из строк светоклапанного модулятора 6 и обеспечивают увеличение пропускания данной строки. С помощью дополнительного волоконно-оптического преобразователя 7 часть информационной картины (строка) воздействует на фоточувствительный элемент 4 основной матрицы 1. Считывание информации достигается в результате воздействия сигнала с блока 9 управления на излучатель 8, излучение которого с помощью волоконно-оптического преобразователя 5 воздействует на фоточувствительные элементы 3 дополнительной матрицы 2. Это обеспечивает параллельное считывание информации с фоточувствительных элементов основной матрицы. Сигналы снимаются с элементов нагрузки 13, включенных в цепь питания источника 14, и усиливаются усилителями 12 считывания. Излучатель 8 выполняет одновременно функцию коммутирующего элемента и функцию подготовки к считыванию следующей строки информационной картины, т.е. осуществляет стирание информации в результате дозарядки собственных емкостей фоточувствительных элементов 4 основной матрицы 1. Стробирование усилителя 12 считывания достигается за счет подачи сигнала с блока 9 управления через узел 10 запрета считывания и матрицы 11 согласующих оптоэлектронных переключателей на входы усилителя 12 считывания. Узел 10 запрета считывания отключает усилители 12 считывания на время, в течение которого происходит накопление заряда на собственных емкостях фоточувствительных элементов 4 основной матрицы 1 под воздействием информационного излучения. В этой части работы предлагаемого устройства аналогична работа известного .

Основная функция вводимых блоков и узлов связана с решением задач автоматической коррекции отклонений считываемого сигнала, соответствующего различным оптическим каналам, за счет компенсации отклонений от истинного значения, обусловленных различием в коэффициентах пропускания для отдельных элементов каждого из столбцов дополнительного волоконно- оптического преобразователя 7 (оптический канал: светоклапанный модулятор - волоконно-оптический преобразователь - фотоприемник) . i

При этом осуществляется предварительная калибровка устройства с целью получения корректирующих коэффициентов и записи их в блок 18 памяти.

Указанная калибровка осуществляется единожды после изготовления уст- ройства и впоследствии при его работе не производится.

Калибровка заключается в следующем.

Обеспечивается любым известным образом равномерное облучение свето- клапанного модулятора 6 и производится считывание информации.

Сигналы с выходов усилителей 12 считывания через управляемый блок 15 аналоговых коммутаторов подаются на аналого-цифровой преобразователь 16 и подаются на информационный вход вычислителя 17, который, осуществ ляет нормализацию массива данных, которая заключается в получении массива коэффициентов в результате деления нормализующего значения величины выходного сигнала от одного из элементов входного оптического изображения (например, первого столбца первой строки согласующего волоконно- оптического преобразователя 7) на значения величин сигналов от каждого из элементов. Полученная матрица корректирующих коэффициентов записывается в блок 18 памяти. Сформированный в блоке 18 памяти массив коэффициентов является элементом корректи- . ровки при считывании информации при фотоэлектрическом преобразовании любого изображения с произвольным распределением яркости. При этом считываемый сигнал умножается вычислителем 17 на соответствующий коэффициент, записанный в блоке 18 памяти по соответствующему адресу. Полученная величина подается на цифроана- логовый преобразователь 19 и преобразуется в аналоговую величину, соот

10

15

20

30

25

35

0

S

0

ветствующую истинной яркости элемента преобразуемой оптической картины.

Таким образом, осуществляется фотоэлектрическое преобразование оптических информационных картин с корректировкой погрешности,обусловленной различной величиной коэффициентов пропускания отдельных каналов.

Предлагаемое устройство увеличивает надежность функционирования за счет реализации корректирующей обратной связи. Устройство может найти широкое применение в системах ввода- вывода оптической информации в качестве твердотельного аналога передающей телевизионной трубки с оптической коммутацией. Использование данного устройства обеспечивает существенный экономический эффект за счет снижения требований к подбору параметров светоклапанных модуляторов, фотоэлементов и волоконно-оптических преобразователей.

Формула изобретения

Фотоприемное устройство для считывания оптической информации по авт.св. К 987644, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности за счет обеспечения корректирующей обратной связи, в него введены блок аналоговых коммутаторов, аналого-цифровой преобразователь и вычислитель, первый выход которого является выходом устройства, второй выход которого соединен с информационным входом блока аналоговых коммутаторов, управляющие входы которого подключены к выходам усилителей считывания, а выход - к информационному входу аналого-цифрового преоб - разователя, выход которого соединен с первым информационным входом вычислителя, второй информационный вход которого подключен к выходу блока памяти, а третий и четвертый выходы соединены соответственно с информационными входами блока управления и блока памяти.

It

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах ввода-вывода оптической информации, а также в качестве твердотельного аналога передающей телевизионной трубки с оптической коммутацией. Целью изобретения является повышение надежности функционирования за счет обеспечения корректирующей обратной связи. Предложенное фотоприемное устройство обеспечивает автоматическую коррекцию отклонений величины считываемого сигнала, соответствующего различным оптическим каналам, за счет компенсации отклонений от истинного значения, обусловленных различием коэффициентов пропускания элементов каждого из столбцов дополнительного волоконно-оптического преобразователя. С этой целью предварительно обеспечивают равномерное облучение светоклапанного модулятора и считывают информацию. Сигналы с выходов усилителей считывания через блок коммутаторов и аналого-цифровой преобразователь поступают на вычислитель, в котором осуществляется их нормализация путем деления нормализующего значения выходного сигнала от одного из элементов входного оптического изображения на величину сигналов от каждого из элементов. Полученная матрица корректирующих коэффициентов записывается в блок памяти. Затем в процессе функционирования устройства при считывании любой оптической информации считываемый сигнал умножается в вычислителе на соответствующий хранящийся в блоке памяти корректирующий коэффициент. 1 ил.