Преобразователь изображения в электрический сигнал

Преобразователь изображения в электрический сигнал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к телевизионной технике. Цель изобретения - расширение динамического диапазона при регистрации двумерного изображения. Преобразователь содержит фотодиодную матрицу 1, регистр 2 сдвига сигналов выборки строк, регистр 3 сдвига сигналов выборки столбцов, тактовый г-р 4, преобразователь 5 ток-напряжение. Для достижения поставленной цели введены компаратор 6, источник 7 опорного напряжения, умножитель 8, счетчик 9 импульсов, сумматор 10, элемент ИЛИ 11, линия задержки 12 и аналоговое запоминающее устройство. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, 1515397

А1 (51)4 Н 04 g 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

nQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4297982/24-09 (22) 24.08.87 (46) 15. 10.89. Бюл. № 38 (71) Алтайский политехнический институт им.И.И.Ползунова (72) П.И.Госьков, М.А.Царегородцев и А.Г.Якунин (53) 621.397 (088.8) (56) Госьков П.И., Якунин А.Г. Оптоэлектронные преобразователи для автоматизации производственных процессов.

Барнаул, 1986, с.32. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ В

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ

2 (57) Изобретение относится к телеви: зионной технике. Цель изобретения расширение динамического диапазона при регистрации двумерного изображения. Преобразователь содержит фотодиодную матрицу 1, регистр 2 сдвига сигналов выборки строк, регистр 3 сдвига сигналов выборки столбцов, тактовый r-p 4, преобразователь 5 ток — напряжение. Для достижения поставленной цели введены компаратор

6, источник 7 опорного напряжения, умножитель 8, счетчик 9 импульсов, сумматор 10, элемент ИЛИ 11, линия

12 задержки и аналоговое запоминающее устр-во. 2 ил.

3 15153

Изобретение относится к телевизионнои технике и может быть использовано при преобразовании оптического изображения в электрический сиг5 нал в широком динамическом диапазоне.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона устройства при регистрации двумерного из бражения, Нл фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого преобразователя; на фиг.2 — временные диаграммы.

Преобразователь содержит фотодиодную матрицу (ФДМ) 1, регистр 2 сдви- 15 га сигналов выборки строк, регистр 3 с713f(-л с (г!(Biff в ш .борки столбцов, т>a(offü(((генератор 4, преобразователь э Г >1 1 (ап(з{!>юлние компаратОр 6 источ(кик 7 опорного напряжения, ум- 20 нож(;тспь 8, сч т и(к 9 импульсов, сумматор 10, э:ifbioiiт И(!И 11, лини((> 2 заде(>ж!.I(н лl(

1!р(. Обр» (овл тель работает следуff> шим О(>разо((.

После включения питания регистры

2 и 3 устлнавтшвлются таким образом, ::.ro Lb((>HpBoòñÿ первая строка ма грицы, л с(опбцы не выбраны. Затем так- 30

Tof3bi:f ãåíåðBòoð 4 ôoðìèðóåò ñf(ríBë си({хрон({злции регистра 3 (фиг. 2a), 1io которому производится подключение

I, opãèãо э>(е.(сита ФДМ 1 к ее {fbi> одной шине, по этому же с{{г({алу с задержкой 5

Опреде>7яе{(ой параметрами линии 12 задержки, производи гся обнуление счетчика 9 и через элемент ИЛИ 11 осуществляется стирание информации ФДМ 1 путем дозлрядл всех фотодиодов матри- 40 цы до величины напряжения питания (фиг.2б). Под действием светового потока происходит линейный разряд фотодиодов матрицы, причем скорость разряда, а следовательно, и величина вы- 45 ходного тока пропорциональны интенсивности светового потока. Выходной ток с ФДМ 1 преобразуется в линейно нарлсr»le(!fee напряжение преобразователем 5 ток — напряжение, которое комплратором 6 сравнивается с опорным напряжением 11,„, поступающим с выхода источш(кл 7 (фиг.2в). Уровень опорноl o нлпрчжеиия выбирается pBBI(bibf максимллI flo вОзмОжному неискаженному .нл . ен:(ю в (хоцного сигнала с ФДМ 1 ° (Ipv. ((нте((с((внои засветке элемента (1>Д11 скорость разряда фотодиоца бубОи(.(II< Й If, рог{ель 13blxopHo I сигнала достигнет опорного напряжения раньше чем появится сигнал выборки очередного элемента (фиг.2в, т.е ° за время, меньшее времени накопления.

В этом случае переключается компаратор 6 и в счетчик 9 записывается единица (фиг.2г). Кроме того, сигнал с выхода компаратора через элемент ИЛИ

11 поступает на вход стирания ФДМ 1 (фиг.2б), после чего вновь происходит дозаряд всех фотодиодов матрицы.

Так как после стирания информации уровень выходного напряжения на выходе преобразователя 5 резко понижается, то комплратор 6 возвращается в исходное состояние и вновь сравш(вается выходное напряжеш!е ФДМ 1 с опори(;(3(напряжением. Таким образом, за вре"afl fff>so!{11:ния комилрлтор 6 может перекпю и(ться нес(.О>((i;î рлз и количест(3О иереключеш(й комилраторл 6 фиксируется в счет и(ке 9. К концу времени 1(лкоппеш(я в счетчике 9 будет pal{!fr»Off »fig>opb(BI(f(ff о том, сколько рлз выходное напряжение достигало вели (ииы Опорного напряжения за фиксировлнпое время накопления, т.е. во сколько раз уровень выходного сигнала превышал бы 1(лкс{{л(лпьно допустимый уровень 1{ь(ходного сигнала с

ФДМ 1 ((ри нлличии только одного стирающего импульса, а остаточное напряжение на выходе преобразователя 5 будет пропорционально интервалу времени между поступле(шем последнего сигнала стирания и моментом Окончания времени 1{акэпления.

Формирование выходного сигнала устройства производится суммированием сумматором 10 остаточного напряжения и напряжения с выхода умножителя 8 (фиг.2д), которы{1 умножает величину опорного напряжения на число, записанное в счетчике 9. В течение времени накопления на выходе сумматора

10 формируется линейно нарастающее напряжение (фиг.2д, пунктир), максимальная амплитуда которого зависит от величш(ы остаточного напряжения и от числа, хранящегося в счетчике

9, В момент окончания времени накопления производится запись максимального значения напряжения на выходе сумматора 10 в аналоговое запоминающее устройство 13 (фиг.2е), выход которого является выходом устройства.

По завершении времеш(накопления тaf(7o(3bff{ генератор 4 формирует втсрой

30 нал. и„

5 15153 импульс на входе регистра 3, по переднему фронту которого производится запись информации в АЗУ 13, а по заднему — переключение регистра 3 и выбор второго элемента. Дальнейшая работа устройства происходит в циклическом режиме, при котором тактовый генератор 4 формирует сигналы синхронизации регистра 2 сдвига сигналов выборки строк после каждого перебора всех столбцов матрицы.

По завершении опроса всех элементов матрицы на выходе сигнала конца кадра формируется сигнал, относитель- 1g но которого можно определить номер, а следовательно, и координату выбираемого элемента Фд 1 1.

Ф о р гл у л а и з о б р е т е н и я

Преобразователь изображения в электрический сигнал, содержащий фотодиодную матрицу (ФДИ), к первому и второму входам которой подключены первый и второй выходы тактового генератора соответственно через регистр сдвига сигналов выборки строк и регистр сдвига сигналов выборки столбцов, а выход соединен с входом преобразователя ток — напряжение, о т л и ч а ю шийся тем, что, с

97 6 целью расширения динамического диапазона устройства при регистрации двумерного изображения, в него введены последовательно соединенные линия задержки, к входу которой подключен второй выход тактового генератора, и элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом стирания ФДИ, источник опорного напряжения и компаратор, к первому и второму входам которого подключены соответственно выходы преобразователя ток — напряжение и источника опорного напряжения, и последовательно соединенные счетчик импульсов, к синхронизирующему и установочному входам которого подключены соответственно выходы компаратора и линии задержки, умножитель, к другому входу которого подключен выход источника опорного напряжения, сумматор., к второму входу которого подключен выход преобразователя ток напряжение, и аналоговое запоминающее устройство (АЗУ), к управляющему входу которого подключен второй выход тактового генератора, третий выход которого является выходом сигнала конца кадра матрицы, а выход АЗУ является информационным выходом преобразователя изображения в электрический сиг