Электрооптический коррелометр Советский патент 1976 года по МПК G06G9/00 

,1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к устройства;м обработки и регистрации информации, и может быть использовано для корреляционного анализа .сигналов.

Известны элактроаптические коррело.метры, содержащие блок входных траиспаранто-в, входной Oiбъaктив и эле/ктроино-олтичеокий преобразователь (ЭОП), за фотокатодом которого установлена мелкоструктурная сетка с диэлектрическим локрытием и защитная .сетка, выходное окно ЭОП снабжено люминофорНЫ1М aKipawo.M, электромагнитная фокусирующая линза ЭОП соединена с блоком питания, а отклоияю1щая система ЭОП нодключена к выходу блака развертки, вход которого соединен с выходом синхронизации телевизионного датчика и входом блока эмспози-ции, электронно-лучевую трубку (ЭЛТ), выходной объактвв, оптически связанный с фотоэлектрическим блоко;м, ВЫХОДОМ подключенным к самописцу, причем управляющий электрод ЭЛТ соединен с другим входом телевизионного датчика, а от1клоняющие пластины подключены к выходу блока экапозиции.

Предложенный электроонтичеокий коррелометр отличается от известных тем, что .в нем ЭЛТ установлена соосню с ЭОП со стороны его выходного окна и .снабжена отклоняющим кольцевьгм зеркалом, установленным под углам к общей оои устройства и .оптически связащным с 1ВЫХОДНЫМ объективом, выходное окно ЭОП выполнено с отверстием, диаметр которого соответствует диам.етру электронного пучка ЭЛТ, а отлоняющая система ЭОП расположена между .выходным окном ЭОП и защитной сеткой.

Это позволило повысить быстродействие коррелометра.

.Схема описываемого устройства показана на чертеже.

Устройство содержит электронно-оптический преобразователь 1, в состав которого входит фотокатод 2, мелкоструктурная сетка 3 с диэлектрическим покрытием, защитная сетка 4, фокусирующая электромагнитная линза 5 и люминофорный Э1кран 6 на стеклянном выходном окне 7, покрытом с обеих сторон П|роводящим прозрачным .слоем двуоки1си олова. За

лю1МИнофо1рны1м экраном 6 соосно с электронно-оптическим преобразователем 1 присоединена элeктpoн.нOi-лyчeвaя трубка 8, включающая управляющий электрод 9, электростатичеокие отклон яю.щие пла.стины 10, электростатичеокую фокусирующую линзу 11 и кольцеBioe зеркало 12, расположенное под углом 45° к оси электронно-лучевой трубки и имеющее отверстие в центре для прохождения электронного .пучка. Боковая стенка электронно-лучевой трубки снабжена оптическим окном 13. ЭлектромагНИтная отклоняющая система 14 Рааположена на -корпусе злектроино-оптического П(реоб,разо1вателя 1 в области между защитной сеткой 4 и люмИНофориьш экраном 6. Отклоияющие пластины 10 ЭЛТ подключены к блоку эиапозици 15. Блок входных транс..laipaHTOB 16 состоит из набора множест1ва объектов (голограмм), проецируемых на фо-токатод 2 электрОНно-оптичеокого преобразователя 1 с помощью входного объектива 17. За выходным оптическим омном 13 электронно-лучевой трубйи расположен масштабирующий выходной объектив 18, с помощью которого изображение с зк|раиа опроектировано на фоторегистрирующий блок 19 с самописцем 20 на выходе. Самописец 20 предназначен для р.егистрации меры близости сигналов. Электромагиитвая отлоняющая система 14 подклю-чена к выходу блока развертки, в качестве которого может быть использован, например, генератор телевизиоиного типа. Фокусирующая электроматдаитная лиеза 5 подключена к -блоку питания 21. Обрабатываемый сигнал поступает да управляющий электрод 9 от внешнего телееизионного датчика 22, строчные и кадровые сигналы сипхроиизации которого поступают на блок развертки 23 и блок эиспозиции 15. Устройство работает следующим образом. На фотокатоде 2 электронно-оптического преобразователя 1 -спроектировано одно из изобра1жений функций, вапиоа.нных «а одно1М из транспарантов блока входных TipaiEonapaHтов 16, с по1мощью входного объектива 17. Изображение с фотокатода 2 перенесено па лю:минофор1ный знран 6 с помощью электромарнитной фокусирующей линзы 5 через мелкоструктурную 3 и защитную 4 сетки. Сторона мелкоструктурной сепки 3, обращенная к люмипофорному экрану 6, покрыта тонким слоем диэлектрика, способным длительное время удерживать электрические заряды. К корпусу электронно-оптического преобразователя 1, соосно с ним, присоединена электронно-лученая трубка 8, с помощью которой наносятся электрические заряды на диэлектрик мелкоструктурной сетки 3 по всей площади. Пишущ1ИЙ электронный пучок формируется электронной пушкой ЗЛТ и электростатической факуоирующей линзой 11, установленной рядом кольцевым зеркалом 12 со стороны управляющего электрода 9. Электронный пучок проходит через отверстие в кольцевом зеркале 12 и отверстие в стеклянно1М выходном оине 7, а затем сканирует по мелкоструктурной сетке 3 с п-омощью отклоняющей системы 14. Регистр|Ируемый на мелкоструктурной сетке 3 ситнал поступает на управляющий электрод 9 электронной оущки ЭЛТ. Блок экспозиции 16, запускаемый от кнопки 24 или другого источ1ника сигналов, совместно с электростатическими отклоняющими пластинами 10 служит затвором, открывающем электронно-лучевую трубку 8 на время записи сигнала на мелкоструктурной сетке 3. Таким образом, изображение двумерной функции на фотокатоде 2 с помощью совокупности электронных пучков переносится на люминофорный эщраи; 6, проходя по пути через мелкоструктурную сетку 3 с записанной на ней второй двумерной функцией. В результате на лЮ|Минофорном экране 6 получается изображение двуимерной функции, соответствующей произведению исходных. Распределение яркости на люминофорном экране 6 переносится пооредством кольцевого зеркала 12 и выходного объектива 18 ч-ерез оптическое окно 13 на фоторегистрирующий блок 19. На выходе фоторегистрирующего блока 19 формируется сигнал, пропорционалыный интегралу произведения двух функций. Сигнал регистрируется самописцем 20 и служит мерой близости исходных изображений при корреляционной обработке сигналов, например, систем распознавания образов. Мелкоструктурная сетка 3 и защитная сетка 4 находятся под ускоряющим потенциалом электронно-оптического преобразователя 1. Величина отклонения потенциала диэлектрика на сетке 3 от равновеснОГО, соответствующего его второму к/ритическо,му потенциалу, зависит от размеров ячеек сетюи 3 и тем меньще, чем меньше размеры ячеек для полного перек|рытия электронных пучков от фотокатода 2. Заряжая отдельные участки сетки 3 с помощью электроннолучевой трубки 8 до необходимого отрицательного потенциала, тем самым осуществляют частичное или полное перекрытие участков электронных пучков, идущих отфотокатода 2 на люминофорный эк|ран 6, причем прохождение тока от фотокатода 2 в определенной области зарядов на мелкоструктурной сетке 3 будет пропор.ционально количеству заряда на участках сетки. В этом случае ЭЛТ 8 работает прИ ускоряющем напряжении выше второго критического потенциала диэлектрика сетки 3. Таким образом, защитная сетка 4 и мелкоструктурная сетка 3с диэлектриком выполняют роль прозрачного затвора для электронного потока от фотокатода 2. Прозрачность этого затвора соответствует значениям сигналов, поступающих на управляющий электрод 9 электронной пушки ЭЛТ. Для снятия зарядов с диэлектрика мел(Коструктурной сетии 3 достаточно просканировать по не1му рас|фокусирова1нным электроннььм пучком от ЭЛТ 8 при ускоряющем напряжении ниже второго критического потенциала, когда 1коэффициент вторичной ЭМ1ИССИИ диэлектрика больше единицы. Указанный выше метод нанесения зарядов на диэлектрик мелкоструктурной сетки 3 соответствует записи негативного изображения входного сигнала. Коммутируя напряжения на электродах ЭЛТ 8 и мелкоструктурной сетк1И 3 и защитной сетки 4, можно получить также позитивное его изображение. Для этого напряжение на защитной сетке 4 устанавливают иже, чем на мелкоструктурной сетке 3 на5столько, чтобы полностью перекрыть электронный поток от фотокатода 2 к люмииофорному экраму 6. Осаждение заряяо(В ,на диэлектрик мелкоструктурной сетки 3 осуществляют ,с мощью электрояиого пучка ЭЛТ 8 при уско-5 ряющем напряжении ниже второго критического потенциала диэлектрика, когда коэффициент втор|И1Ч1Ной эмиюсии его больше единицы. Тогда отдельные уча;стк1и мелко1структурной сетки 3 оказываются заряженными поло-10 жительно соответственно тем больше, чем больще значение входного сигнала. Отри-цател.ыный потенциал защитной сетки 4 в этих местах оказывается оком1П1еисИ|рованны1М положительным поте1НЦиалО|М мелкоструктурной15 сетки 3 и электронный поток от фотокатода 2 в большей или меньщей степени проходит на люминофорный Э1Кран 6. Указанные два режима записи сигналов равновначны. После записи сигнала на мелкоструктурной20 сетке 3 производят сраинание его с множестBOiM функций, записанных на одном из входных транспарантов блока транспарантов 16, регистрируя меру близости их самописцем 20. Затем осушествляют ст1И|рание потенциально-25 го рельефа на диэлектрике мелкоструктурной сетки 3 и запись .следующего аитнала и т. д. Паличие отверстия в кольцевом зеркале 12 практичеоюи не оказывается на работе устройства, так как это отверстие расположено в30 области расфокусиройки световых лучей, идущих от люминофо1рнОГ 0 экраНа 6 к фоторегистрирующему блоку 19, и Hie ухудшает качество обработки голог|ра1М1м. Устройство оказывается наиболее полезным35 при выявлении идентичных изображений в тех случаях, когда количество аравниваемых изображений велико, а время их обр аботки существенно ограничено. Если на одном из входных транспарантов блока транспарантов40 16 зашисаны собственно объекты, то с помо16щью входаюго объектива 17 выполняют п,реобразование Фурье, .проецируя ,на фотокатод 2 ,спектр сигнала от объелтивов. Для этого расстояния между фотокатодом 2 и входным объективом 17, а также .между бло1ком траиопарантое 16 уста«овлены равными фокусному расстоянию входного объектива 17. Формула изобретения Электрооптичеоюий коррелометр, .содержащий блок входных транспарантов, оптически связанный через входной объектив с электронно-оит1И|Чеак1ИМ преобразователем (ЭОП), за фото катодо1М которого установлена мелкоструктурная сетка с диэлектрическим покрытием и защитная сетка, выходное OIKHO ЭОП снабжено лю минофорным экраном, электрома лнитная фо|кусирующаЯ линза ЭОП соедийена с блоком питания, а отклоняющая система подключена к выходу блока развертки, вход которого соединен с выходом синхронизащи телав1изионного датчика и /входОМ блока экспозиции, электр01Н;но-лучевую трубку (ЭЛТ), выходной объектив, оптическ1И связанный с фотоэлектрически блоком, который 1выходом подключе1Н к самопи1Сцу, причем управляющий электрод ЭЛТ соединен с другим входом телевизионного датчика, а отклоняющие пластины подключены к выходу бло1ка экспозиции, отличающийся тем, что, с целью по1выШ|ен1И|Я быстродействия коррелометра, в нем ЭЛТ установлена соооно с ЭОП со стороны его выходного окна и снабжена отклоняющим кольцевым зеркалом, установленным под углом к общей оси устройства и оптически связанным с выходным объектом, выходное оино ЭОП выполнено с отверстием, диаметр которого соот1ветствует диаметру электройного пучка ЭЛТ, а отклоняющая система расположена между вых|0дным окном ЭОП и защитной сеткой. 9 8 W V 5 3