SU1497463A1 - Automatic photometer - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к фотометрическим радиационным приборам измерени   ркости точечных объектов. Цель изобретени  - повышение точности измерений. Автоматический фотометр содержит осветитель, источник опорного напр жени , усилитель, привод, поглотитель светового потока, блок разверток, формирователь импульсов, два ключа, триггер, два устройства выборки-хранени , схему сравнени  и пиковый детектор. Изображение объекта вместе с изображением эталонного осветител  формируетс  на светочувствительной площадке приемника лучистой энергии, электрический сигнал от приемника анализируетс  в электронной схеме, в которой вырабатываетс  сигнал управлени  оптическим клином. Информаци  об объекте поступает в анализирующий тракт с частотой строчной развертки. 2 ил.The invention relates to photometric radiation devices for measuring the luminance of point objects. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. An automatic photometer contains an illuminator, a voltage source, an amplifier, a drive, an absorber of luminous flux, a scanner unit, a pulse shaper, two keys, a trigger, two sampling-storage devices, a comparison circuit and a peak detector. The image of the object together with the image of the reference illuminator is formed on the photosensitive platform of the receiver of radiant energy, the electrical signal from the receiver is analyzed in an electronic circuit in which an optical wedge control signal is generated. Information about the object enters the analysis path with a horizontal frequency. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к фотометрическим и радиационным приборам измерени   ркости точечных объектов.The invention relates to photometric and radiation devices for measuring the luminance of point objects.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - светочувствительна  поверхность сканирующего приемника лучистой энергии.FIG. 1 is a block diagram of the device; in fig. 2 - photosensitive surface of the scanning receiver of radiant energy.

.Устройство содержит оптический клин 1 светового потока, объектив 2, сканирующий приемник 3 лучистой энергии , блок 4 разверток, осветитель 5, формирователь 6 импульсов, первый электронный ключ 7, триггер 8, усилитель 9, первое устройство 10 выборки-хранени , схему 11 сравнени , второе , устройство 12 выборки-хранени , пиковый детектор 13, источник 14 опорного напр жени , второй электронный ключ 15, привод 16, изображение 17 объекта, равномерно освещенную узкую полосу 18, создаваемую осветителем .The device contains an optical wedge 1 of the light flux, a lens 2, a scanning receiver 3 of radiant energy, a scan unit 4, an illuminator 5, a pulse shaper 6, a first electronic switch 7, a trigger 8, an amplifier 9, a first sampling-storage device 10, a comparison circuit 11 , second, a sample-storage device 12, a peak detector 13, a voltage source 14, a second electronic switch 15, a drive 16, an object image 17, evenly illuminated a narrow strip 18 created by the illuminator.

Осветитель 5, соединенный с источником 14 опорного напр жени , расположен перед светочувствительной поверхностью приемника 3 лучистой энергии , выходом подключенного к усилителю 9. Привод 16 св зан с оптическим клином 1,The illuminator 5, connected to the source 14 of the reference voltage, is located in front of the photosensitive surface of the receiver 3 of radiant energy output connected to the amplifier 9. The actuator 16 is connected to the optical wedge 1,

Приемник 3 лучистой энергии выполнен сканирующим.The receiver 3 of radiant energy is scanned.

4: CD 4: CD

4545

05 0005 00

Осветитель 5 установлен так, что ||юрмирует на светочувствительной поверхности сканирующего приемника 3 лучистой энергии равномерно освещен- ную полоску 18, расположенную перпендикул рно направлению строчной развертки .The illuminator 5 is installed so that || it spans on the photosensitive surface of the scanning receiver 3 of radiant energy a uniformly illuminated strip 18, which is perpendicular to the direction of horizontal scanning.

Первый выход блока 4 разверток подключен к первому входу сканирую- JQ щего приемника 3 лучистой энергии, второму входу пикового детектора 13 и управл ющему входу второго устройства 12 выборки-хранени .The first output of the scanner unit 4 is connected to the first input of the scanning-JQ receiver 3 of radiant energy, to the second input of the peak detector 13 and to the control input of the second sampling-storage device 12.

Второй выход блока 4 разверток 15 подключен к второму входу сканирующего приемника 3 лучистой энергии, к входу формировател  6 импульсов и R-входу триггера 8, S-вход которого подключен к второму выходу пикового 20 детектора 13..The second output of the unit 4 sweeps 15 is connected to the second input of the scanning receiver 3 of radiant energy, to the input of the driver 6 pulses and the R-input of the trigger 8, the S-input of which is connected to the second output of the peak 20 detector 13 ..

Вь1ход усилител  9 соединен с входом первого устройства 10 выборки- ,хранени  и через второй ключ 15 - с первым входом пикового детектора 13,25 первым выходом подключенного через второе устройство 12 вьйорки-хранени  к первому входу схемы 11 сравнени .The input of amplifier 9 is connected to the input of the first sampling and storage device 10 and through the second switch 15 to the first input of the peak detector 13.25 connected to the first input of the reference circuit 11 via the second storage device 12.

Выход триггера 8 соединен с управл ющим входом первого ключа 7. 30The output of the trigger 8 is connected to the control input of the first key 7. 30

Первый.выход формировател  6 импульсов подключен к управл ющему входу второго ключа 15, а второй выход формировател  6 импульсов через ключ 7 рез промежуток времени, равный одному кадру, т.е. при стандартной телевизионной развертке это составл ет 20 мс. При наличии светового эталона по вл етс  возможность заносить информацию об объекте в блоки 1D и 12 за врем  сканировани  одной строки, т.е. примерно в 600 раз меньше. Тем самым амплитуда шумов также значительно уменьшаетс . The first output of the pulse driver 6 is connected to the control input of the second key 15, and the second output of the driver 6 pulses through the key 7 through a time interval equal to one frame, i.e. with a standard television scan, this is 20 ms. In the presence of a light standard, it becomes possible to enter information about an object into blocks 1D and 12 during the scanning time of one line, i.e. about 600 times smaller. Thus, the amplitude of the noise is also significantly reduced.

Кроме того, за счет наличи  светового эталона происходит коррекци  изменени  чувствительности приемника лучистой энергии по полю кадра, что также повышает точность измерений.In addition, due to the presence of a light standard, a change in the sensitivity of the receiver of radiant energy across the field of the frame is corrected, which also improves the measurement accuracy.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Свет от объекта проходит через оптический клин 1 и объектив 2 и попадает на светочувствительную поверхность приемника 3 лучистой энергии, установленного в фокальной плоскости объектива 2. Осветитель 5 формирует на светочувствительной поверхности приемника 3 узкую равномерно освещен ную полосу,  вл к цуюс  эталонным световым потоком, относительно которого и измер етс   ркость объекта.The light from the object passes through the optical wedge 1 and the lens 2 and hits the photosensitive surface of the receiver 3 of radiant energy installed in the focal plane of the lens 2. The illuminator 5 forms a narrow evenly lit strip on the photosensitive surface of the receiver 3, which is a reference light flux relative to which is measured by the brightness of the object.

На фиг. 2 показана светочувствительна  поверхность приемника 3. Горизонтальными лини ми показано направ ление строчной развертки. Справа на краю поверхности показана узка  равк управл ющему входу первого устрой- 35 номерно освещенна  осветителем 5 по40FIG. Figure 2 shows the photosensitive surface of the receiver 3. The horizontal lines show the direction of horizontal scanning. On the right, on the edge of the surface, a narrow one is shown for the control input of the first one that is 35 digitally illuminated by the illuminator 5 to 40

ства 10-выборки-хранени , выходом соединенного с вторым входом схемы 11 сравнени ,i выход которой подключен к приводу 16.10-sample storage, the output connected to the second input of the circuit 11 comparison, the output of which is connected to the actuator 16.

Полупроводниковые приемники лучистой энергии имеют на низких частотах значительно большую амплитуду напр жени  шумов, чем на высоких частотах. В св зи с этим средствами чистой электроники уменьшить шумы не представл етс  возможным. Необходим световой эталон на выходе приемника лучистой энергии в любой момент времени. Тогда по вл етс  возможность измерить относительное изменение сигнала за короткое врем  и отрабатывать это рассогласование посредством автоматической системы. Тем самым уменьшаетс  эквивалентна  амплитуда шумов, поскольку врем  анализд изображени  сокращаетс . Например, при отсутствии светового эталона информаци  в блоки 10 и .12 может быть записана че45Semiconductor radiant energy receivers have a much greater amplitude of noise voltage at low frequencies than at high frequencies. In connection with this means of pure electronics, it is not possible to reduce noise. A light standard is needed at the output of the receiver of radiant energy at any time. Then it is possible to measure the relative change of the signal in a short time and work out this mismatch by means of an automatic system. Thereby, the equivalent noise amplitude is reduced, as the analysis time of the image is reduced. For example, in the absence of a light standard, information in blocks 10 and .12 can be written

5050

5555

лоса 18 света. В центре показано изоб ражение 17 объекта.Lose 18 light. The center shows an image of 17 objects.

При сканировании пол  кадр-а формирователь 6 импульсов формирует им-.-: пульс такой длительности и в такие моменты, чтобы передний фронт импуль са был несколько раньше начала по влени  свет щейс  полосы 18, а задний фронт импульса был бы ближе к концу свет щейс  полосы 18. Тем сакЫм с помощью второго ключа 15 запрещаетс  на это врем  прохождение сиги;ала с выхода усилител  9 на вход пи:кового детектора 13.When scanning the field of a frame-and-shaper, the pulse shaper 6 generates them -.-: pulse of such duration and at such moments that the leading edge of the pulse is somewhat earlier than the beginning of the appearance of the light strip 18, and the trailing edge of the pulse is closer to the end strip 18. Meanwhile, with the help of the second key 15, the passage of whitefish is prohibited at this time; ala from the output of amplifier 9 to the input of pi: detector 13.

С блока 4 разверток строчные импульсы управл ют работой формировател  6 импульсов и установкой тригге ра 8 в нулевое состо ние.From the sweep unit 4, the horizontal pulses control the operation of the pulse shaper 6 and the setting of the trigger 8 to the zero state.

При попадании п тна сканировани  на изображение 17 объекта амплитуда видеосигнала возрастает, при этом . пиковый детектор 13 запоминает новое значение сигнала и формирует на втором выходе импульс запоминани , корез промежуток времени, равный одному кадру, т.е. при стандартной телевизионной развертке это составл ет 20 мс. При наличии светового эталона по вл етс  возможность заносить информацию об объекте в блоки 1D и 12 за врем  сканировани  одной строки, т.е. примерно в 600 раз меньше. Тем самым амплитуда шумов также значительно уменьшаетс . When a scan spot hits the object image 17, the amplitude of the video signal increases, in this case. Peak detector 13 stores a new signal value and generates a memory pulse at the second output, shorting a time period equal to one frame, i.e. with a standard television scan, this is 20 ms. In the presence of a light standard, it becomes possible to enter information about an object into blocks 1D and 12 during the scanning time of one line, i.e. about 600 times smaller. Thus, the amplitude of the noise is also significantly reduced.

Кроме того, за счет наличи  светового эталона происходит коррекци  изменени  чувствительности приемника лучистой энергии по полю кадра, что также повышает точность измерений.In addition, due to the presence of a light standard, a change in the sensitivity of the receiver of radiant energy across the field of the frame is corrected, which also improves the measurement accuracy.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Свет от объекта проходит через оптический клин 1 и объектив 2 и попадает на светочувствительную поверхность приемника 3 лучистой энергии, установленного в фокальной плоскости объектива 2. Осветитель 5 формирует на светочувствительной поверхности приемника 3 узкую равномерно освещен ную полосу,  вл к цуюс  эталонным световым потоком, относительно которого и измер етс   ркость объекта.The light from the object passes through the optical wedge 1 and the lens 2 and hits the photosensitive surface of the receiver 3 of radiant energy installed in the focal plane of the lens 2. The illuminator 5 forms a narrow evenly lit strip on the photosensitive surface of the receiver 3, which is a reference light flux relative to which is measured by the brightness of the object.

На фиг. 2 показана светочувствительна  поверхность приемника 3. Горизонтальными лини ми показано напраление строчной развертки. Справа на краю поверхности показана узка  равномерно освещенна  осветителем 5 поFIG. Figure 2 shows the photosensitive surface of the receiver 3. The horizontal lines show the direction of horizontal scanning. Right on the edge of the surface is shown narrow, evenly illuminated by illuminator 5 along

лоса 18 света. В центре показано изображение 17 объекта.Lose 18 light. The center shows an image of 17 objects.

При сканировании пол  кадр-а формирователь 6 импульсов формирует им-.-: пульс такой длительности и в такие моменты, чтобы передний фронт импульса был несколько раньше начала по влени  свет щейс  полосы 18, а задний фронт импульса был бы ближе к концу свет щейс  полосы 18. Тем сакЫм с помощью второго ключа 15 запрещаетс  на это врем  прохождение сиги;ала с выхода усилител  9 на вход пи:кового детектора 13.When scanning the field of the frame-and-shaper, the pulse shaper 6 generates them -.-: pulse of such duration and at such moments that the leading edge of the pulse is somewhat earlier than the beginning of the appearance of the light strip 18, and the rear edge of the pulse is closer to the end of the light strip 18. Meanwhile, with the help of the second key 15, it is prohibited for this time to pass whitefish; ala from the output of amplifier 9 to the input of pi: detector 13.

С блока 4 разверток строчные импульсы управл ют работой формировател  6 импульсов и установкой триггера 8 в нулевое состо ние.From the sweep unit 4, the horizontal pulses control the operation of the pulse shaper 6 and the setting of the trigger 8 to the zero state.

При попадании п тна сканировани  на изображение 17 объекта амплитуда видеосигнала возрастает, при этом . пиковый детектор 13 запоминает новое значение сигнала и формирует на втором выходе импульс запоминани , который переключает триггер 8 в состо ние 1. Открываетс  первый ключ 7, с помощью которого проходит строби- рующий импульс с выхода формировате- ,л  6 импульсов на управл ющий вход устройства 10 выборки-хранени . Тем fiaMbiM происходит запись эталонного значени  сигнала, т.е. сигнала сканирующего приемника 3 в момент сканировани  эталонного светового потока. В конце строки строчный импульс обнул ет триггер 8, который в свою очередь запретит обновление информации в блоке 10. При сканировании следующей строки сигнал от объекта будет меньше максимального и в пиковом детекторе 13 не произойдет обновление информации,а следовательно, не перекWhen a scan spot hits the object image 17, the amplitude of the video signal increases, in this case. Peak detector 13 stores a new signal value and generates a memory pulse at the second output that switches trigger 8 to state 1. Opens the first key 7, which is used to pass a strobing pulse from the output of the shaping device and 6 pulses to the control input of the device. 10 sample storage. Meanwhile, the fiaMbiM records the reference value of the signal, i.e. the signal of the scanning receiver 3 at the time of scanning the reference light flux. At the end of the line, the line pulse zeroed trigger 8, which in turn will prohibit updating the information in block 10. When scanning the next line, the signal from the object will be less than the maximum and in the peak detector 13 no information will be updated, and therefore not

объекта съемки фиксируетс  по положению оптического клина 1.The subject is fixed by the position of the optical wedge 1.

Claims (1)

Формула изобретени  5Claim 5 Автоматический фотометр, содержащий расположенные по ходу излучени  оптический клин с приводом перемеще10 ни , объектив и приемник лучистой энергии с усилителем, расположенньй в фокальной плоскости объектива, а также осветитель, соединенный с источником опорного напр жени  и уста15 ноБленный перед светочувствительной поверхностью приемника лучистой энер гии, отличающийс  тем, что, с целью повьппени  точности, дополнительно введены блок развертокAn automatic photometer containing a displaced optical wedge arranged in the course of radiation, a lens and a radiant energy receiver with an amplifier located in the focal plane of the lens, as well as an illuminator connected to a reference voltage source and installed in front of the photosensitive surface of the radiant energy receiver, characterized in that, in order to ensure accuracy, a scanner unit is additionally introduced лючитс  триггер 8. Указанными средст- 20 Формирователь импульсов, два элект. вами обновление информации в блоках 10 и 13 происходит в очень короткий промежуток времени, что снижает амплитуду шумов в тракте обработки сиг налов.25The trigger 8 is turned off. The indicated pulse shaper, two electr. you update the information in blocks 10 and 13 in a very short period of time, which reduces the amplitude of the noise in the signal processing path.25 ронных ключа, два устройства выборки хранени , триггер, схема сравнени  и пкковый детектор, при этом, приемник лучистой энергии вьтолнен сканирующим , первый вькод блока разверток подключен К первому входу сканирующего приемника лучистой энергии, вто рому входу пикового детектора и управл ющему входу второго устройства выборки-хранени , второй выход блока разверток подключен к второму входу сканирующего приемника лучистой энер гии, к входу формировател  импульсов и R-входу триггера, S-вход которого подключен к второму выходу пикового детектора, выход усилител  соединен входом первого устройства выборки- хранени  и через второй ключ - с первым входом пикового детектора, первым выходом подключенного через второе устройство выборки-хранени  к первому входу схемы сравнени , выход триг гера соединен с управл ющим входом первого ключа, первый выход формировател  импульсов подключен к управл ю щему входу второго ключа, второй выход формировател  импульсов подключен через первый ключ к управл кщему входу первого устройства выборки-хранени , выходом соединенного с вторым входом схемы сравнени , а выход схемы сравнени  подключен к приводу.key, two storage sampling devices, a trigger, a comparison circuit and a pkkovy detector, in this case, the receiver of radiant energy is scanned, the first scan code of the scanner is connected to the first input of the scanning receiver of radiant energy, the second input of the peak detector and the control input of the second sampling device - storage, the second output of the scanner unit is connected to the second input of the scanning receiver of the radiant energy, to the input of the pulse former and the R input of the trigger, the S input of which is connected to the second output of the peak detector, the amplifier output is connected by the input of the first sampling-storage device and through the second switch to the first input of the peak detector, the first output connected via the second sampling storage device to the first input of the comparison circuit, the output of the trigger is connected to the control input of the first switch, the first output the pulse driver is connected to the control input of the second key, the second pulse driver output is connected via the first key to the control input of the first sampling-storage device, the output connected to the second the input of the comparison circuit, and the output of the comparison circuit is connected to the drive. Кадровые импульсы поступают на блоки 13 и 12, Передним фронтом происходит перезапись информации с пикового детектора в устройство 12 выборки-хранени , а задним фронтом обнул етс  пиковый детектор 13.Frame pulses arrive at blocks 13 and 12, the leading edge overwrites the information from the peak detector to sample-storage device 12, and the peak detector 13 strikes with a falling front. Разностный сигнал с выхода схемы 11 сравнени  поступает на привод 16, который посредством изменени  коэффициента пропускани  оптического клина 1 стабилизирует заданное осветителем 5 значение светового потока.The difference signal from the output of the comparison circuit 11 is fed to the actuator 16, which, by changing the transmittance of the optical wedge 1, stabilizes the value of the light flux set by the illuminator 5. При увеличении  ркости объекта сигнал на выходе пикового, детектора 13 возрастает. Увеличиваетс  и разностный сигнал, поступающий на привод 16. Пропускание оптического клин уменьшаетс  и, следовательно, уменьшаетс  освещенность,создаваема  объ ёктом на светочувствительной поверх- ности приемника 3.With an increase in the brightness of the object, the signal at the peak output of the detector 13 increases. The difference signal arriving at the actuator 16 also increases. The transmission of the optical wedge decreases and, consequently, the illumination created by the object on the photosensitive surface of the receiver 3 decreases. Таким образом, схема работает как стабилизатор освещенности, создаваемой объектом на поверхности приемник 3. Величина  ркости изображени  17Thus, the circuit works as a stabilizer of the illumination created by the object on the surface of the receiver 3. The magnitude of the brightness of the image 17 а . 14974636but . 14974636 объекта съемки фиксируетс  жению оптического клина 1.The object of the survey is fixed to the optical wedge 1. Формула изобретени  Invention Formula Автоматический фотометр, содержащий расположенные по ходу излучени  оптический клин с приводом перемещени , объектив и приемник лучистой энергии с усилителем, расположенньй в фокальной плоскости объектива, а также осветитель, соединенный с источником опорного напр жени  и устаноБленный перед светочувствительной поверхностью приемника лучистой энергии , отличающийс  тем, что, с целью повьппени  точности, дополнительно введены блок разверток,An automatic photometer containing displaced optical wedge with a displacement drive, a lens and a radiant energy receiver with an amplifier, located in the focal plane of the lens, as well as an illuminator connected to a voltage source and installed in front of the photosensitive surface of the radiant energy receiver, characterized by that, in order to ensure accuracy, a scanner block was added, Формирователь импульсов, два элект. Pulse shaper, two elect. ронных ключа, два устройства выборки- хранени , триггер, схема сравнени  и пкковый детектор, при этом, приемник лучистой энергии вьтолнен сканирующим , первый вькод блока разверток подключен К первому входу сканирующего приемника лучистой энергии, второму входу пикового детектора и управл ющему входу второго устройства выборки-хранени , второй выход блока разверток подключен к второму входу сканирующего приемника лучистой энергии , к входу формировател  импульсов и R-входу триггера, S-вход которого подключен к второму выходу пикового детектора, выход усилител  соединен с входом первого устройства выборки- хранени  и через второй ключ - с первым входом пикового детектора, первым выходом подключенного через второе устройство выборки-хранени  к первому входу схемы сравнени , выход триг гера соединен с управл ющим входом первого ключа, первый выход формировател  импульсов подключен к управл ющему входу второго ключа, второй выход формировател  импульсов подключен через первый ключ к управл кщему входу первого устройства выборки-хранени , выходом соединенного с вторым входом схемы сравнени , а выход схемы сравнени  подключен к приводу.key, two sampling and storage devices, a trigger, a comparison circuit and a pc detector, with the receiver of radiant energy being scanned, the first scan code of the scanner is connected to the first input of the scanning receiver of radiant energy, the second input of the peak detector and the control input of the second sampler - storage, the second output of the scanner unit is connected to the second input of the scanning receiver of radiant energy, to the input of the pulse shaper and the R-input of the trigger, the S-input of which is connected to the second output of the peak detector, the amplifier output is connected to the input of the first sample-storage device and through the second key to the first input of the peak detector, the first output connected via the second sample-storage device to the first input of the comparison circuit, the output trigger is connected to the control input of the first key, the first the output of the pulse shaper is connected to the control input of the second key, the second output of the pulse shaper is connected via the first key to the control input of the first sampling-storage device, the output connected to the second The input of the comparison circuit and the output of the comparison circuit is connected to the drive. Фи. /Phi. / f7f7 Фи.2Fi.2 /8/eight