Оптико-электронное устройство для воспроизведения видеоинформации

 

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано при разработке телевизионных систем с воспроизводящими устройствами, работающими с монохроматическими источниками излучения. Целью изобретения является повышение разрешающей способности. Оптико-электронное устройство содержит источник 1 света, блок 2 модуляторов, состоящий из двух акустооптических модуляторов (АОМ) 3 и 4, четырех формирующих линз 5 - 8, двух диафрагм 9 и 10 и полупрозрачного зеркала 11, блок 12 дефлектора, состоящий из акустооптического дефлектора (АОД) 13, двух расширителей 14 и 15 светового пучка, двух цилиндрических линз 16 и 17 и диафрагмы 18, телескоп-расширитель 19 светового пучка, содержащий два объектива 20 и 21, один из которых перемещается вдоль оптической оси. Устройство также включает блок 22, состоящий из сканирующего зеркала 23, менискообразной линзы 24 и мениска Петцваля 25, фотопленку 26, блок 27 оптического контроля, состоящий из поворотного зеркала с отверстием 28, двух микрообъективов 29 и 30, волоконного жгута 31, полупрозрачного зеркала 32, многоэлементного фотоприемника 33 и окуляра 34, источник 35 видеоинформации, сумматор 36, фотоприемник 37 и три блока 38, 39 и 40 управления. Цель достигается путем устранения аберраций. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 H 04 N 5/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

12 15 !Г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4454878/24-09 (22) 05.07.88 (46) 15.12.90. Бюл. № 46 (72) М. М. Русинов, В. Д. Смирнов, М. 10. Лазовский, В. Я. Розеноер и Л. В. Исаева (53) 621.397 (088.8) (56) Патент США № 4099829, кл. Н 04 N 5/90, 1982. (54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ВИДЕОИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано при разработке телевизионных систем с воспроизводящими устройствами, работающими с монохроматическими источниками излучения. Целью изобретения является повышение- разрешающей способности. Оптикоэлектронное устройство содержит источник 1 света, блок 2 модуляторов, состоящий из двух акустооптнческих модуляторов (АОМ) „,SUÄÄ 1614132 А 1

3 и 4, четырех формирующих линз 5 — 8, двух диафрагм 9 и 10 и полупрозрачного зеркала 11, блок 12 дефлектора, состоящий из акустооптического дефлектора (АОД) 13, двух расширителей 14 и 15 светового пучка, двух цилиндрических линз 16 и 17 и диафрагмы 18, телескоп-расширитель !9 светового пучка, содержащий два объектива 20 и 21, один из которых перемещается вдоль оптической оси. Устройство также включает сканирующий блок 22, состоящий из сканирующего зеркала 23, менискообразной линзы 24 и мениска Петцваля 25, фотопленку 26, блок 27 оптического контроля, состоящий из поворотного зеркала с отверстием 28, двух микрообъективов 29 и 30, волоконного жгута 3!, полупрозрачного зеркала 32, многоэлементного фотоприемника 33 и окуляра 34, источник 35 видеоинформации, сумматор 36, фотоприемник 37 и три блока 38, 39 и 40 управления. Цель достигается путем устранения аберраций. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

1614132

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано при разработке телевизионных систем с воспроиз:водящими устройствами, работающими с

:монохроматическими источниками излу,чения, Целью изобретения является повышение разрешающей способности.

На чертеже представлена структурная схема оптико-электронного устройства для воспроизведения видеоинформации.

Оптико-электронное устройство для воспроизведения видеоинформации содержит источник 1 света, блок 2 модуляторов, состоящий из двух акустооптических модуляторов (АОМ) 3 и 4, четырех формируюгцих 15 линз 5 — 8, двух диафрагм 9 и 10 и полупрозрачного зеркала 11, блок 12 дефлектора, состоящий из акустооптического дефлектора (АОД) 13, двух расширителей 14 и 15 све,тового пучка, двух цилиндрических линз 16 . и 17 и диафрагмы 18, телескоп-расширитель

: 19 светового пучка, состоящий из двух объ: ективов 20 и 21, один из которых переме, щается вдоль оптической оси, сканирующий . блок 22, состоящий из сканирующего зеркала 23, менискообразной линзы 24 и мениска Петцваля 25, фотопленку 26, блок 27 оптического контроля, состоящий из поворотного зеркала 28 с. отверстием, двух микрообъективов 29 и 30, волоконного жгута 31, полупрозрачного зеркала 32, многоэлементного фотоприемника 33 и окуляра 34, источ- 30 ник 35 видеоинформации, сумматор 36, фотоприемник 37 и три блока 38 — 40 управления.

Оптико-электронное устройство для воспроизведения видеоинформации работает следующим образом.

Узкий параллельный пучок света, выходящий из источника света (лазера) 1, поступает на блок 2 модуляторов, который состоит из AOM 3 и 4, формирующих линз

5 — 8, диафрагм 9 и 10 и полупрозрачного 4п зеркала 11. Первый АОМ 3 совместно с полупрозрачным зеркалом 11, фотоприемником 37 и блоком 38 управления образует цепь стабилизации мощности и снижения уровня низкочастотных шумов источника 1 света.

Часть светового потока ответвляется зерка- 45 лом 11 на фотоприемник 37, содержащий фотодиод и форм и рующи и усилитель, обеспечивающий необходимый уровень, полосу частот и фазу сигнала управления, поступающего на блок 38 управления, который представляет собой амплитудно-модулированный генератор высокой частоты, построенный по известной схеме и обеспечивающий необходимую мощность на выходе.

Стабилизированный по мощности световой поток поступает на второй АОМ 4, ко55 торый осуществляет модуляцию интенсивности света в соответствии с законом изменения видеосигнала, определяемым источником 35 видеоинформации. При этом сигнал с фотоприемника 37 в необходимой фазе поступает на один из входов сумматора 36, на второй вход которого поступает регистрируемый видеосигнал.

Сумматор 36 может быть выполнен по любой известной схеме. С выхода сумматора 36 сигнал поступает на вход второго блока 39 управления (аналогичного блоку 38), чем достигается дополнительная компенсация шумов лазерного излучения.

Модулированный по интенсивности пучок через расширитель 14 светового пучка и цилиндрическую линзу 16 поступает на

АОД 13, отклоняющий световой пучок в заданное число точек в зависимости от числа каналов регистрируемой информации. Отклонение происходит при подаче на электрический вход АОД 13 высокочастотных колебаний соответствующей частоты, вырабатываемых третьим блоком 40 управления, который представляет собой задающий генератор, перестраиваемый по частоте сигналом управления, и выходной каскад, обеспечивающий необходимую мощность в заданной полосе частот. Телескоп-расширитель светового пучка, состоящий из двух объективов 20 и 21, преобразует узкие лазерные пучки излучения в широкие пучки, заполняющие входной зрачок сканирующего блока 22. Объектив 21 может дополнительно перемещаться вдоль оптической оси с целью компенсации расфокусировки светового пятна лазерного излучения относительно чувствительного фотослоя фотопленки 26 всего оптико-электронного устройства в процессе его эксплуатации. Входным зрачком в сканирующем блоке 22 является зеркало 23, имеющее две степени свободы, реализованное в виде карданного подвеса. В результате работы последнего световое пятно может быть спроецировано менисковой фокусирующей линзой 25 на фотопленку 26 в любую ,точку кадра.

Менисковая фокусирующая ..инз 25, рассчитанная из условия Петцваля, стро плоское изображени на поверхности фотопленки 26. Качество этого изображения зависит от остаточных аберраций фокусирующей линзы. В целях устранения остаточных аберраций в сканирующий блок 22 введена дополнительная менискообразная линза 24, установленная в широкой части пучка (после телескопа-расширителя светового пучка 19), которая рассчитана из условия совместного (безаберрационного) с фокусирующей линзой 25 построения изображения светового пятна (кружка рассеяния оптической системы) в плоскости фотопленки 26.

Контроль качества изображения получаемого кружка рассеяния в пло"кости фотопленки 26, так же как и контроль возможной (при эксплуатации) расфокусировки светового пятна источниКа света относительно этой поверхности, осуществляется дополнительно введенным блоком 27 оптического

1614132

Формула изобретения

15 где Х

40

55 контроля. В этом блоке с помощью поворотного зеркала 28, занимающего два фиксированных под углом 90 положения (положение А и положение Б), сфокусированное изображение светового пятна вводится при положении А в микрообъектив 29, который с помощью оптического волоконного жгута 31 переносит изображение пятна в микрообъектив 30 ветви визуального контроля (с полупрозрачным зеркалом 32 и окуляром 34).

Оценка качества изображения всей onтической системы производится визуально путем измерения диаметра кружка рассеяния на сетке окуляра 34 и сравнением с теоретическим размером диаметра, определяемым по формуле — длина волны излучения лазера; — эквивалентное фокусное расстояние всей системы оптоэлектронного сканирующего устройства;

D — диаметр входного пучка;

U иЦ вЂ” увеличение первого и второго микрообъективов соответственно.

При втором положении (положении Б) зеркала 28 системой визуального контроля наблюдается световое пятно и одновременно поверхность чувствительного слоя. Положение резкого изображения фоточувствительных зерен материала фотопленки и кружка рассеяния в плоскости кадрового окна фиксируется сигналом с многоэлементного приемника 33 излучения. Последний является многоэлементным и контролирует как размер, форму пятна, так и распределение энергии в пятне. В процессе эксплуатации оптико-э..-ктрс ого устройства для воспроизведения видеоинформации согласованное положение фоточувствительной поверхности фотопленки 26 относительно светового пятна источника света контролируется по этой величине сигнала. При любом изменении сигнала, связанном с изменением размера, формы или распределения энергии в пятне, осуществляется дополнительная микроподфокусировка светового пятна источника 1 света относительно фоточувствительной поверхности фотопленки 26 с помощью малых дополнительных перемещений объектива 21 вдоль его оптической оси.

Оптико-электронное устройство для воспроизведения видеоинформации в результате введения дополнительной менисковой системы, дополнительных оптоэлектронных блоков (АОМ и АОД) в ветви лазерного излучателя и дополнительного оптоэлектронного блока оптического контроля в ветви предкадровой фокусировки обеспечивает устранение аберраций и теоретически предельное (безаберрационное) качество изображения, что позволяет разрешить 10000 элементов в строке вместо 1000 элементов.

1. Оптико-электронное устройство для воспроизведения видеоинформации, содержащее источник света, на оптическдй оси которого установлены первый акустооптический модулятор (АОМ), телескоп-расширитель светового пучка, последовательно расположенные сканирующее зеркало, мениск

Петцваля и фотопленку, которая расположена в фокальной плоскости мениска Петиваля, а также источник видеоинформации, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, введены второй

АОМ, четыре формирующих линзы, три диафрагмы, полупрозрачное зеркало, акустооптический дефлектор (АОД), два расширителя светового пучка, две цилиндрические линзы, менискообразная линза, блок оптического контроля, фотоприемник, три блока управления и сумматор, при этом между источником света и первым АОМ на оптической оси установлена первая формирующая линза, между первым АОМ и телескопомрасширителем светового пучка на оптической оси установлены последовательно расположенные вторая формирующая линза, первая диафрагма, полупрозрачное зеркало, третья формирующая линза, второй АОМ, четвертая формирующая линза, вторая диафрагма, первый расширитель светового пучка, первая цилиндрическая линза, АОД, вторая цилиндрическая линза, второй расширитель светового пучка и третья диафрагма, между телескопом-расширителем светового пучка и сканирующим зеркалом на оптической оси установлена менискообразная линза, между мениском Петцваля и фотопленкой расположен блок контроля, причем полупрозрачное зеркало оптически связано с фотоприемником, электрический выход которого через первый блок управления соединен с электрическим входом первого АОМ, а через последовательно соединенные сумматор и второй блок управления — с электрическим входом второго АОМ, а выход источника видеоинформации подключен к второму входу сумматора.

2. Устройство по п. 1, Отличающееся тем, что блок оптического контроля содержит установленные на одной оптической оси последовательно расположенные поворотное зеркало с отверстием, первый микрообъектив, второй микрообъект"v, полупрозрачное зеркало и многоэлементь, и фотоприемник, а также окуляр, при этом первый и второй микрообъективы соединены между собой волоконным жгутом, а окуляр установлен на ответвленной части светового пучка от полупрозрачного зеркала, причем поворот1614132 где Х вЂ” длина световой волны;

Л вЂ” длина звуковой волны.

Составитель О. Канатчикова

Редактор Е. Копча Техред А. Кравчук Корректор Э. Лончакова

Заказ 3899 Тираж 537 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», r Ужгород, ул. Гагарина, 101 ное зеркало с отверстием является оптическим входом блока оптического контроля.

3. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что формирующие линзы на входе и выходе каждого АОМ, а цилиндрические линзы на входе и выходе АОД установлены к оптической оси под углом, определяемым из соотношения

si =Гл, л