СКАНИСТОР Советский патент 1973 года по МПК G02F3/00 G01J3/06 

1

Изобретение и.южет .быть использовано в фотоэлектрических измерительных устроргства.х авто.мати;ки, телвмеха-ни1ки и в слециально,м приборостроени.и в целях исследования распределенил интенсивности светового излучения вдоль строки развертки анализируемого поля.

Сканисторы та1кже могут быть использованы в системах обнаружения и со-провождения с боЛЬшимн шоляМИ зрения, где в качестве основных требований выдвигаются минимальные Габариты, веса, затраты потребляемой энер1гН(И и 1ма1хсимальная надежность.

Известны сканисторы, выполненные на основе волоконной оптики, содержащие фотодиодн)1Ю матрицу с электронным развертываюЩ.И1М устройствам.

Однако известные оканисторы не обеспечивают высокой точности измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Для этого в ока.нистор введена логическая интегральнаЯ схама в составе интегр.ирующего звена, Коолмутатора, делителя напряжения, двух вентилей, включенных последовательно с интегрирующим звеном и делителем напряжения, и компаратора, при этом входные торцы световодов раз мещены на ра бочей поверхности сханистора в щах1матнам порядке, а противоположные концы световодов оптически

связаны с чувствительньши поверхностями фотоприемнИКов, выходы которы-х подключены к общему в.ходу интегрирующего звена, связанного через нор мально открытый вентиль с делителем напряжения 2:1, а выход1)1 интсгрнр -ющего звена и делигелЯ напряжения через нор.1малыю закрытые вентили, лшравл1яемые 1ко,м мутаторам, подкл,ючены ко входным цепя1М компаратора, фнксирующего момент прохождения стпочно разверткой энергетичес.кО:ГО центра изображення пред.мета.

Изобретение пояснено чертежа мн.

Ка фиг. 1 приведена функциональная схема сканистора; на фиг. 2-диаграм.мы напряженией в контрольных точках схемы, поясняющие принцип лреобразования дискретной развертки изображения в непрерывную.

Сканистор содержит непрозрачную пластину 1 (например из сплава алюминия), в котор -ю заделаны световоды 2, выполненные на основе воло:конной оптики. Торцы 3 световодов, например прямоугольной формы, раЗМером 0,1X0,5 дьм, выведены на рабочую отозерхпость пластины I в шахматном без зазоров вдоль строки (ом. фиг. 1 б). Кроме того, сканнстор содержит фютоприемни.кп 4 (/г штук), нредставляющие собой Л1ат1рицу 5; ч вствительная поверхность каждого фотоприомника 4 оптически связана с соответству(Ющи1м световодом 2, развертываЮщее устpoficTBo 6 с периодом сканирования Гекчастотой /ок., представляющее co6oii дискретное логическое устройство, последовательно отпирающее фотоп.риамниКи от .nepBOiro по п-ый, например ио цепи питания, обеспечивая ска-пирование изображения по принцину «подвижного оптического развертывающее устройство 6 состоит из двоичного счетчика 7 (при п 100 достаточно иметь 7-ми разрядный счетчик, то есть k 7), гевератора 8 импульсов с частотой следования /г /ск-2/г и логических схем 9 «И совпадения (п щтук) (для каждой схемы совпадения установлен свой Код).

Логичеокал схема 10, определяющая и фвксирующая центр «тяжести изображения 11, ,мета, состоят из 1КО:М|мутатора 12, интегрирующего звена 13 с постоянной интегрироватния Тлит 4л (эл -время онроса одя

но.го элемента .матрицы 5), делител Я 14 напряжения с от.нощением 2:1, нор.мально открытого вентиля 15 и двух нормально закрытых вентилей 16 и 17, ушравЛ|Яемых iKOiMiMyTaTOpOiM 12, и (комларатора 18, вырабатывающего элехтрический сигнал в момент прохождения строчной разверткой, центра «тяжести изображения 1 предмета. Ширину изображения предмета йпз. вы бирают равной или бол ьшей ширины торца световода dcv., то есть

ИЗ.ЯссСканистор работает следующим образом.

При нодаче питания счетчик 7, интегрирующее звено 13 и делитель 14 напряжения устанавливаются в исходное состояние (по цепи сброса) и запускается генератор 8 иа-шульсов, импульсы от Которого с частотой Д. поступают па счетиый вход двоичного счетчика 7. Счетчик 7 вырабатывает код, последовательно Меняющийся с частотой г и воздействующий на входные цени схем 9 «И совпадения, iKOTOpbie поочередно открывают фотоприампеки 4, обеспечивая таким образом фор| 1ирование развертки изображения ino принципу «подвижного оптического о/юна. На рабочую поверхность пластииы 1 фокусируется изображение 11 предмета. В 1момент опроса эл1ймента матрицы 5 с изображением 11 иредiMeTa на общей щипе 1матрицы вознИ(кает И|.м:пульс тока, по а1мпл.итуде пропорциональный интенсивности падающего евета (уравнение интегральных чувсгвительиостей фотоприбмникОВ обеспечивается методом резер|Вироваиия).

Принцип ра.боты логичеоко-й интегральной схемы 10 пояснеп на фвг. 2. Перед началом первого цнлчла развертки коммутатор 12 (см. фиг. 1) откроет вентиль 15 и закроет вентил-и 16 и 17, при этом импульс напряжения сигнала (кривые А), действующий на общей щипе

матрицы 5 в iMOMe.HT прохождения разверт кои изображения предмета, интегрируется (кривые Б), затем делится в отношении 2: 1, а результат деления заиоминается до очередного цикла развертки. Перед началом следующего цвкла развертки импульс сброса переводит интегрирующее звено 13 и счетчик 7 в исходное положение, а ком-мутатор 12 закрывает вентиль 15 и открывает вентили 16 и 17. При ЭТ01М на входные цепи комнаратора 18 воздействуют два сравниватощиеся между собой напряжения- напряжение постоянной а мплитуды - от делителя 14 и напряжение с амплитуt,

1

U(t)dt,

дой, нзмен-яющеися по закону

- от интегрирующего звена 13. В :.мо.мент до стижения на выходе а интегрирующего звена 13 уровня паиряжения на делителе 14, компаратор 18 вырабатывает импульс, фиксирующий центр «тяжести изображения 11 предмета. На фпг. 2 приведены четыре типичных момента возможных взаимных положений изображения 11 предмета относи1ельпо торцов 3 световодов пластины 1, поясняющие принцип преобразования дискретной развертки в непрерывную. Это обстоятельство позволяет сделать вывод, что точность измерения не ограничивается квантом дискретности.

Много1крат:ный анаЛ;Из поля зрения с частотой fcK- устраняет случайные сбои и усредняет полученный результат измерения.

Предмет изобретения

Сканистор, вынолненный на основе волоконной 01птикп, содержащий фотодиодную .матрицу с электронны развертывающим уст1ройством, отличающийся там, что, с целью повыЩения точпости из мерения, в него введена логическа.я интегральная схама в составе тпегр.ирующего звена, кО|Мчмутатора, делителя напряжения, двух ве.нтилей, ВКлюченных посл.едо.вательно с Интегрирующим звено м и делителем напрЯжения, и 1комг1аратора, при этом входные торцы световодов раз;мещены на рабочей поверхности оканистора в щах.матнОМ порядке, а противоположные концы световодов оптически связа.ны с чувствительны-..ми поверхностЯ|Ми фотоприемников, выходы .которых подключены ;к общему входу интегрирующего звена, связанного через нор.мально открытый вентиль с делителем напряжения 2: 1. а выходы интегрирующего звена и делителя напряжения через нормально закрытые вентили, управляемые коммутатором, подключены iKO входным цепял KOMinapaTOpa, фн1ксирующего дю.мепт .прохожления строчной разверт:кой энергетического центра изображения нред мета.

&

f

Hzzzi

П

(cS. (/из. 11 3

жг

i И

{ Ш1