RU2113011C1 - Information reader - Google Patents

Abstract

FIELD: instruments, in particular, scanning equipment. SUBSTANCE: device has clock oscillator 4, reading signals generator 5 and charge-coupled photodetector 6. Goal of invention is achieved by introduced analog-to-digital converter 8, photodetector 11 and amplifier 12. Drawing shows test board 1, light source 2, lens 3, amplifier 7, mechanical movement unit 9, additional lens 10. EFFECT: possibility to read images in dim light. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области оптико-механического и оптико-электронного приборостроения и может быть использовано в устройствах сканирования. The invention relates to the field of optical-mechanical and optical-electronic instrumentation and can be used in scanning devices.

Известно устройство для считывания и преобразования информации со стабилизацией видеосигнала по авт. св. СССР N 1543569, содержащее генератор тактовых импульсов, формирователь считывающих сигналов, фоточувствительный прибор с зарядовой связью, воспринимающей изображение объекта. A device for reading and converting information with stabilization of the video signal by ed. St. USSR N 1543569, containing a clock pulse generator, a driver of readout signals, a photosensitive device with charge coupling, perceiving an image of an object.

К недостаткам данного устройства относится невозможность восприятия изображения при слабой освещенности, так как тактовая частота генератора является постоянной и в связи с этим время накопления заряда в приборе с зарядовой связью ограничено. The disadvantages of this device include the inability to perceive the image in low light, since the clock frequency of the generator is constant and therefore the charge accumulation time in the charge-coupled device is limited.

Указанные недостатки устранены в устройстве для считывания информации, содержащем генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом формирователя считывающих сигналов, выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам накопления и сдвига в фоточувствительных ячейках фоточувствительного прибора с зарядовой связью, причем в устройство введены аналого-цифровой преобразователь, усилитель и фотодатчик, имеющий оптическую связь со считывающим изображением, выход фотодатчика соединен с инверсным входом усилителя, выход которого подключен к входу управления частотой генератора тактовых импульсов, выход фоточувствительного прибора с зарядовой связью соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход которого подключен к соответствующему выходу формирователя считывающих сигналов. These drawbacks are eliminated in an information reading device containing a clock pulse generator, the output of which is connected to the input of a read signal generator, the outputs of which are connected to the corresponding control inputs of accumulation and shift in photosensitive cells of a charge sensitive photosensitive device, and an analog-to-digital converter is introduced into the device , an amplifier and a photosensor in optical communication with a readout image, the output of the photosensor is connected to an inverse input of the force ator, the output of which is connected to the input of the frequency control of the clock, the output of the photosensitive CCD coupled to an information input of the analog-digital converter, the control input of which is connected to the corresponding output driver readout signals.

На фиг. 1 приведено общая функциональная схема устройства для считывания информации; на фиг. 2 показана свет-сигнальная характеристика линейного фоточувствительного прибора с зарядовой связью, где 1 - зона фоточувствительности, 2 - порог максимальной чувствительности, 3 - порог минимальной чувствительности, 4 - максимальный выходной сигнал (насыщение), 5 - выходной сигнал при отсутствии освещения (темновой); на фиг. 3 показана зависимость коэффициента чувствительности линейного фоточувствительного прибора с зарядовой связью K_чувст. от времени накопления зарядов t_{накопл.}
Устройство для считывания информации содержит предметный стол 1, осветитель 2, объектив 3, генератор 4, формирователь 5 считывающих сигналов, линейный фоточувствительный прибор 6 с зарядовой связью, усилитель 7, аналого-цифровой преобразователь 8, привод, который выполнен в виде блока 9 механических перемещений, дополнительный объектив 10, фотодатчик 11 и усилитель 12.In FIG. 1 shows a General functional diagram of a device for reading information; in FIG. 2 shows the light-signal characteristic of a charge-coupled linear photosensitive device, where 1 is the photosensitivity zone, 2 is the maximum sensitivity threshold, 3 is the minimum sensitivity threshold, 4 is the maximum output signal (saturation), 5 is the output signal in the absence of light (dark) ; in FIG. Figure 3 shows the dependence of the sensitivity coefficient of a linear photosensitive device with charge coupling K _sens. from the time of accumulation of charges t _accum.
The device for reading information contains a subject table 1, a illuminator 2, a lens 3, a generator 4, a driver 5 of reading signals, a linear photosensitive device 6 with charge coupling, an amplifier 7, an analog-to-digital converter 8, a drive that is made in the form of a block 9 of mechanical movements , an additional lens 10, a photosensor 11 and an amplifier 12.

Устройство работает следующим образом. Изображение от объекта, находящегося на предметном столе 1, через объектив 3 попадает на линейный фоточувствительный прибор 6 с зарядовой связью. The device operates as follows. The image from the object located on the object table 1, through the lens 3 falls on a linear photosensitive device 6 with charge-coupled communication.

Генератор 4 выдает тактовые импульсы, которые поступают на формирователь 5 считывающих сигналов. При этом на входах PL1, PL2, PL3, RL, BL, FL формирователя 5 считывающих сигналов вырабатываются управляющие сигналы, обеспечивающие накопление и сдвиг зарядов в фоточувствительных ячейках линейного фоточувствительного прибора 6 с зарядовой связью, формируется последовательность сигналов, пропорциональных освещенности соответствующих ячеек прибора 6. Эта последовательность сигналов подается через усилитель 7 и аналого-цифровой преобразователь 8 на выход устройства. Каждый сигнал с выхода линейного фоточувствительного прибора 6 появляется синхронно с сигналом PL3. Generator 4 generates clock pulses that are supplied to the shaper 5 read signals. At the same time, control signals are generated at the inputs PL1, PL2, PL3, RL, BL, FL of the read signal generator 5 that provide the accumulation and shift of charges in the photosensitive cells of the linear photosensitive device 6 with charge coupling, a sequence of signals proportional to the illumination of the corresponding cells of the device 6 is formed. This sequence of signals is fed through an amplifier 7 and an analog-to-digital converter 8 to the output of the device. Each signal from the output of the linear photosensitive device 6 appears synchronously with the signal PL3.

После просмотра строки изображения объекта блок 9 механических перемещений по сигналу BL формирует сигнал перемещения. По этому сигналу блок 9 перемещает линейный фоточувствительный прибор 6 с зарядовой связью на следующую строку изображения объекта. After viewing the image line of the object, the mechanical displacement unit 9 generates a displacement signal by the BL signal. By this signal, block 9 moves the linear photosensitive device 6 with charge coupling to the next line of the image of the object.

Частота тактовых импульсов генератора 4 определяется величиной напряжения, поступающего на его вход от фотодатчика 11 через усилитель 12. Сигнал с выхода фотодатчика 11 пропорционален величине яркости освещенного объекта. The frequency of the clock pulses of the generator 4 is determined by the voltage supplied to its input from the photosensor 11 through the amplifier 12. The signal from the output of the photosensor 11 is proportional to the brightness of the illuminated object.

Величина сигнала с фоточувствительных ячеек линейного фоточувствительного прибора 6 с зарядовой связью зависит от освещенности объекта и времени накопления зарядов. При изменении светового потока от объекта меняется интегральная яркость света, поступающего через дополнительный объектив 10 на фотодатчик 11. Напряжение с выхода фотодатчика 11 поступает на вход управления частотой генератора 4. При уменьшении светового потока от объектива уменьшается напряжение с выхода фотодатчика 11 и, следовательно, уменьшается частота генератора. При этом свет-сигнальная характеристика прибора 6 перемещается в зону чувствительности (фиг. 2). Это приводит, согласно графику на фиг. 3, к увеличению времени накопления зарядов в линейном фоточувствительном приборе 6 с зарядовой связью. The magnitude of the signal from the photosensitive cells of the linear photosensitive device 6 with charge coupling depends on the illumination of the object and the time of accumulation of charges. When the luminous flux changes from the object, the integrated brightness of the light entering through the additional lens 10 to the photosensor 11 changes. The voltage from the output of the photosensor 11 is supplied to the frequency control input of the generator 4. When the luminous flux from the lens decreases, the voltage from the output of the photosensor 11 decreases and, therefore, decreases generator frequency. In this case, the light-signal characteristic of the device 6 moves to the sensitivity zone (Fig. 2). This results, according to the graph in FIG. 3, to increase the accumulation time of charges in a linear photosensitive device 6 with charge coupling.

Таким образом, устройство для считывания информации имеет более высокую точность считывания и возможность восприятия изображения объекта при слабой освещенности, так как сохраняется максимальная чувствительность при изменении освещенности объекта. Thus, the device for reading information has a higher reading accuracy and the ability to perceive the image of the object in low light, since the maximum sensitivity is maintained when the brightness of the object is changed.

Claims (1)

Устройство для считывания информации, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом формирователя считывающих сигналов, выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам накопления и сдвига зарядов в фоточувствительных ячейках фоточувствительного прибора с зарядовой связью, отличающееся тем, что в него введены аналого-цифровой преобразователь, усилитель и фотодатчик, имеющий оптическую связь со считываемым изображением, выход фотодатчика соединен с инверсным входом усилителя, выход которого подключен к входу управления частотой генератора тактовых импульсов, выход фоточувствительного прибора с зарядовой связью соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход которого подключен к соответствующему выходу формирователя считывающих сигналов. A device for reading information containing a clock pulse generator, the output of which is connected to the input of the read signal shaper, the outputs of which are connected to the corresponding control inputs of charge accumulation and shift in photosensitive cells of a charge-sensitive photosensitive device, characterized in that an analog-to-digital converter is introduced into it , an amplifier and a photosensor that is optically coupled to the image being read, the output of the photosensor is connected to the inverse input of the amplifier, the output of which connected to the frequency control input of the clock generator, the output of the photosensitive device with charge coupling is connected to the information input of an analog-to-digital converter, the control input of which is connected to the corresponding output of the read signal generator.

Images