Устройство определения координат центра тяжести светового пятна

 

Изобретение относится к матричным фотоэл. системам преобразования оптич. изображений. Цель изобретения - повьшение быстродействия. Устрво содеряшт сумматоры 4 и 5, делитель 8, тактовый г-р 9. Вновь введены матрица 1 фотоэлементов с п вертикальными входными и m горизонтальными выходными шинами, блок 2 весовых коэф,, координатный умножитель 3, блок 6 памяти, коммутатор 7. Матрица 1 устроена так, что выходной сигнал,, снимаемый с шины, пропорционален интенсивности засветки ячейки и величине , входного сигнала. Устр-во применимо для рассеянных плк плохо сфокусированных пучков. В этом случае получают математ. ожидания координат пучка. Устр-во можно использовать для интегральной оценки светящихся объектов по координатным осям. 3 йл. с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (Я) 4 Н 04 N 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4047124/24-09 (22) l0.04.86 (46) 23.02.88. Бюл. У 7 (71) Винницкий политехнический институт (72) В.У. Сторожук, N.À. Скидал и И.И. Билинский (53) 621.397(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР:-

У 1301288, кл. Н 04 N 7/18, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ СВЕТОВОГО ПЯТНА (57) Изобретение относится к матричным фотоэл. системам преобразования оптич. изображений. Цель изобретения — повышение быстродействия. Устрво содержит сумматоры 4 и 5, делитель 8, тактовый r-p 9. Вновь введены матрица 1 фотоэлементов с и вертикальными входными и m горизонтальными выходными шинами, блок 2 весовых коэф., координатный умножитель 3, блок 6 памяти, коммутатор 7. Матрица

1 устроена так, что выходной сигнал, снимаемый с шины, пропорционален интенсивности засветки ячейки и величине. входного сигнала. Устр-во применимо для рассеянных или плохо сфокусированных пучков. В этом случае получают математ. ожидания координат пучка. Устр-во можно использовать для интегральной оценки светящихся объ- . а

g) ектов по координатным осям. 3 ил.

1376274

Х,=I; Y, 35 где Х, — выходной сигнал íà i-й шине Х;

Y — входной сигнал на j 1 шине У;

Š— интенсивность засветки ij-й 40 !! ячейки матрицы фотоэлементов.

В случае засветки нескольких ячеек выходной сигнал на соответствующей шине Х равен сумме вклада каждой ячейки шины. 45 !

Первый тактовый импульс с выхода тактового генератора 9 устанавливают на выходе БВК 2 (фиг. 2) равные единичные коэффициенты, а также уста- 50 навливает коммутатор 7 в первое положение и блок 6 памяти в режим приема информации. Выходные сигяалы шины Х матрицы 1 фотоэлементов поступают на входы первого сумматора 4, на выходе 55 которого образуется сигнал, равный

Изобретение относится к матричным фотоэлектрическим системам преобразования оптических изображений и может быть использовано в контроль5 но-измерительной технике.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства определения координат центра тяжести светового пятна; на фиг. 2 — пример реализации блока весовых коэффициентов; на фиг. 3 — пример реализации координатного умножителя. 15

Устройство определения координат центра тяжести светового пятна содержит матрицу 1 фотоэлементов, блок

2 весовых коэффициентов (БВК), координатный умножитель 3, первый 4 и вто-20 рой 5 сумматоры, блок 6 памяти, коммутатор 7, делитель 8 и тактовый генератор 9.

Устройство определения координат центра тяжести светового пятна рабо- 25 тает следующим образом.

Световой пучок проецируется на матрицу 1 фотоэлементов. Матрица фотоэлементов устроена так, что выход-! ной сигнал, снимаемый с шины Х, 30 пропорционален интенсивности засветки ячейки и величине входного сигнала:

Этот сигнал записывается в блок 6 памяти и через комйутатор 7 поступает на первый вход делителя 8. Кроме того, выходные сигналы шины Х поступают на входы координатного умножителя 3, сигнал с i-й шины Х умножается на значение, пропорциональное i (фиг. 3). Сигналы с выхода координатного умножителя 3 складываются во втором сумматоре 5, на выходе которого образуется сигнал, равный !!! и

,С! CI; ! е! ы!

Если обозначить сумму интенсивностей засветки на -й шине Х через

I;, то формула преобразуется к виду

r!! !! tYL

Q I„" = I;=I, 2Е,+ ...+

4=

+ m I å

Сигналы с выходов первого и второго сумматоров поступают соответственно на первый и второй входы делителя 8, на выходе которого образуется сигнал, равный горизонтальной координате центра тяжести светового пятна Х

I, +2I + . ° ° +m Im ц,т

Второй тактовый импульс с выхода тактового генератора 9 переводит блок 6 памяти в режим считывания, а коммутатор 7 — во второе положение.

Таким образом, на второй вход делителя 8 поступает сигнал, пропорциональный сумме интенсивностей засветок всех ячеек матрицы 1 фотоэлементов. БВК 2 переходит во второе состояние, т.е. íà j-й вход шины у поступает сигнал, пропорциональный 1 ()=1, 2 ... n) à Hà i-м выходе шины Х матрицы 1 фотодиодов образуется сигнал, равный !!

I, (2)= j I; =I +2I;+ ... + .

)! !

3 !1

+n I;

Эти сигналы суммируются в первом сумматоре 4 и поступают на первый вход делителя 8, на выходе которого образуется сигнал, равный вертикальной координате центра тяжести светового пятна:

liI., (2)+Iq (2)+...+Е,„(2) цт Е +Е Е

1376274

Формула изобретения

4 иг.3

Фиг.2

Составитель А. Иванов

Редактор Н. Яцола Техред М.Ходанич Корректор N. Максимишинец

Заказ 799/57 Тираж 660 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом за два такта считывания определяются обе координаты светового пятна.

Устройству, реализованному на матрице 32 х 32 ячейки и при скорости считывания 100 нс на одну фотоячейку потребовалось бы для определения координаты центра тяжести пятна светового 102400 нс (при последовательном опросе), а предлагаемому устройству требуется 200 нс. Предлагаемое устройство применимо для рассеянных или плохо сфокусированных пучков. В этом случае получают математические ожида- 15 ния координат пучка. Предлагаемое устройство можно использовать для интегральной оценки светящихся объектов по координатным осям. При установке других весовых коэффициентов в коор- 20 динатном умножителе 3 и БВК 2 можно реализовать любые координатные оси, например логарифмические, цилиндрические и декартовые с центром координатных осей в любом угле или в цент- 25 ре матрицы.

Устройство определения координат 3р центра тяжести светового пятна, содержащее первый и второй сумматоры, делитель и тактовый генератор, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены матрица фотоэлементов с и вертикальными входными шинами, и ш горизонтальными выходными шинами, блок весовых коэффициентов, координатный умножитель, блок памяти, коммутатор, причем и выходов блока весовых коэффициентов подключены соответственно к и входам матрицы фотоэлементов, m выходов которой подключены соответственно к ш входам координатного умножителя и m входам первого сумматора, выход которого подключен к входу блока памяти, выход которого подключен к первому входу коммутатора, второй и третий входы которого объединены и подключены к выходу первого сумматора, а четвертый вход подключен к выходу второго сумматора, m входов которого подключены соответственно к ш выходам координатного умножителя, выход тактового ге- нератора подключен к входам управления блока весовых коэффициентов, блока памяти, коммутатора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и. второму входам делителя, выход которого является выходом устройства определения координат центра тяжести светового пятна.