RU2539840C1

RU2539840C1 - Converter "brightness of colour emissions - codes"

Info

Publication number: RU2539840C1
Application number: RU2013143453/28A
Authority: RU
Inventors: Борис Иванович Волков
Original assignee: Борис Иванович Волков
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2015-01-27

Abstract

FIELD: measurement equipment.

SUBSTANCE: device comprises a body, a microlens, semi-transparent micromirros, pulse amplifiers, a unit of indication and disk photodetector devices. Each disk photodetector device comprises eight photodetecting sectors and eight shift registers.

EFFECT: provision of the possibility to simultaneously measure brightness of eight colour emissions with the help of one converter.

2 dwg

Description

Изобретение относится к светоизмерительной технике, может быть использовано для синхронного измерения яркости цветовых излучений, входящих в спектр излучения.The invention relates to a light-measuring technique, can be used for synchronous measurement of the brightness of color radiation included in the radiation spectrum.

Прототипом принят "Яркомер" [1], содержащий с первого по восьмой преобразователи "яркость излучения - код", выполненные идентично, каждый содержит непрозрачный корпус из двух частей, в перегородке между ними закреплена микролинза, выполняющая роль объектива, в передних торцах первых частей корпусов восьми преобразователей расположены цветные светофильтры, вторые части корпусов выполнены идентично, в каждом последовательно друг за другом по оптической оси микролинзы и под углом 45° к ней расположены полупрозрачные микрозеркала по числу разрядов в коде и фотоприемники, расположенные внутри каждого корпуса, оптически соединенные со своими микрозеркалами. Вне корпуса в каждом преобразователе по числу фотоприемников расположены импульсные усилители, входы которых подключены к выходам своих фотоприемников, последовательно соединенные регистр с числом разрядов по числу импульсных усилителей, первый дешифратор кода и последовательно соединенные регистр номера преобразователя и дешифратор номера. Яркомер включает блок индикации, входы которого подключены к выходам дешифраторов кода результата измерения и выходам дешифратора кода номера преобразователя. Результаты измерения яркости восьми цветовых излучений высвечиваются на табло блока индикации в десятичном коде. Недостаток прототипа - получение результатов измерений каждого цветового излучения своим отдельный преобразователем "яркость излучения - код". Цель изобретения - получение кодов яркости всех восьми цветных излучений одним преобразователем. Сущность предлагаемого устройства, содержащего корпус, микрообъектив, полупрозрачные микрозеркала, усилители импульсов и блок индикации, в выполнение измерений яркости восьми цветовых излучений одним преобразователем введением в него дисковых фотоприемников, каждый из которых выполнен из восьми равных по площади фотоприемных секторов, каждый их которых на приемной стороне имеет светофильтр цвета, подлежащего измерению, и результаты измерения в двоичном коде формируются введенными по числу цветовых излучений регистрами сдвига. Преобразователь "яркость цветных излучений - коды" на фиг.1 включает непрозрачный корпус 1, в переднем торце которого расположена микролинза 2, выполняющая роль объектива, по оптической оси которой и под углом 45° к ней друг за другом по числу разрядов в коде расположены полупрозрачные микрозеркала, а в местах прихода отраженных от микрозеркал 3 излучений в корпусе 1 расположены восемь идентичных фотоприемников, каждый из которых выполнен в форме плоского диска диаметром, полностью принимающим в поперечном сечении отраженное от микрозеркала излучение и содержащим по числу принимаемых цветовых излучений первый - восьмой, равные по площади, фотоприемные сектора /фиг.2/. Первый фотоприемный сектор 1 из общего отраженного от микрозеркала излучения принимает его красную часть излучения и имеет на приемной стороне красный светофильтр, второй фотоприемный сектор 2 для приема из отраженного облучения его оранжевую часть имеет на стороне приема оранжевый светофильтр, третий фотоприемный сектор 3 для приема из отраженного излучения его желтое излучение имеет на стороне приема желтый светофильтр, четвертый фотоприемный сектор имеет на стороне приема зеленый светофильтр, пятый фотоприемный сектор на стороне приема имеет голубой светофильтр, шестой фотоприемный сектор на стороне приема имеет синий светофильтр, седьмой фотоприемный сектор имеет на приемной стороне фиолетовый светофильтр и восьмой фотоприемный сектор имеет нейтральный матовый светофильтр, для выполнения равных условий приема излучений все светофильтры имеют одинаковую кратность ослабления принимаемых излучений. Каждый фотоприемный сектор имеет свой выход, подключенный к входу своего импульсного усилителя, коэффициенты усиления всех импульсных усилителей одинаковы. Импульсные усилители могут быть выполнены на внешней стороне корпуса 1 преобразователя. Выход первого фотоприемного сектора фотоприемника 4₁, принимающий красное излучение, подключен к входу импульсного усилителя 5₁ /фиг.1/, выход которого подключен к входу первого регистра 9 сдвига, являющегося младшим разрядом в регистре сдвига [2 с.286, 3 c.218]. Выходы первых фотоприемных секторов фотоприемников 4_2-8, также принимающие красную часть излучения, подключены к входам своих импульсных усилителей 6₁, 7₁…8₁ /фиг.1/, выходы которых через диоды объединены и подключены к входу первого регистра 9 сдвига.The prototype adopted "Brightness meter" [1], containing from the first to the eighth transducers "radiation brightness - code", made identically, each contains an opaque case of two parts, a microlens, which acts as a lens, is fixed in the partition between them, in the front ends of the first parts of the cases of eight converters, color filters are located, the second parts of the housings are made identically, each of them is sequentially one after another along the optical axis of the microlens and at an angle of 45 ° to it there are translucent micromirrors according to the number of series code and a light detector positioned inside each body, optically coupled with their micromirrors. Outside the housing, in each converter, by the number of photodetectors, pulse amplifiers are located, the inputs of which are connected to the outputs of their photodetectors, a register in series with the number of bits in the number of pulse amplifiers, a first code decoder and a serial number register of the converter and a number decoder. The brightness meter includes a display unit, the inputs of which are connected to the outputs of the decoders of the code of the measurement result and the outputs of the decoder of the transmitter number code. The results of measuring the brightness of eight color radiation are displayed on the display panel in decimal code. The disadvantage of the prototype is the receipt of the measurement results of each color radiation with its own separate Converter "radiation brightness - code". The purpose of the invention is to obtain the brightness codes of all eight color radiation with a single Converter. The essence of the proposed device, comprising a housing, a micro lens, translucent micromirrors, pulse amplifiers and an indication unit, is used to perform measurements of the brightness of eight color radiations with a single converter by introducing disk photodetectors into it, each of which is made of eight equal-sized photodetector sectors, each of which is at the receiving the side has a color filter of the color to be measured, and the measurement results in binary code are generated by shift registers entered by the number of color radiations. The Converter "the brightness of the color radiation - codes" in figure 1 includes an opaque body 1, in the front end of which there is a microlens 2, acting as a lens, on the optical axis of which and at an angle of 45 ° to it one after another according to the number of discharges in the code are translucent micromirrors, and in the places of arrival of radiation reflected from micromirrors 3 in the housing 1 there are eight identical photodetectors, each of which is made in the form of a flat disk with a diameter that completely receives in the cross section reflected from the micromirror radiation and containing the first to the eighth in terms of the number of received color radiations, photodetector sectors of equal size (Fig. 2/). The first photodetector sector 1 of the total radiation reflected from the micromirror receives its red part of the radiation and has a red filter on the receiving side, the second photodetector sector 2 for receiving from the reflected radiation its orange part has an orange filter on the receiving side, and the third photodetector sector 3 for receiving from the reflected of radiation, its yellow radiation has a yellow filter on the receiving side, the fourth photodetector sector has a green filter on the receiving side, and the fifth photodetector on the side n iema has a blue filter, the sixth light receiving sector on the reception side has a blue filter, the seventh sector of the photoreceptor has on the receiving side purple filter and eighth photoreceptor sector has a neutral matte filter to perform equal conditions the reception of all the filters have the same multiplicity of attenuation of the received radiation. Each photodetector sector has its own output connected to the input of its pulse amplifier, the amplification factors of all pulse amplifiers are the same. Pulse amplifiers can be performed on the outside of the housing 1 of the Converter. The output of the first photodetector sector of the photodetector 4 ₁ , receiving red radiation, is connected to the input of the pulse amplifier 5 _{1 /} Fig. ₁ /, the output of which is connected to the input of the first shift register 9, which is the least significant bit in the shift register [2 p.286, 3 p. 218]. The outputs of the first photodetector sectors of photodetectors 4 _2-8, also receiving the red part of the radiation, are connected to the inputs of their pulse amplifiers 6 ₁ , 7 ₁ ... 8 _{1 /} Fig. ₁ /, the outputs of which are connected through diodes and connected to the input of the first shift register 9.

Выход второго сектора фотоприемника 4₁, принимающий из отраженного излучения его оранжевую часть, подключен к входу импульсного усилителя 5₂, выход которого через диод подключен к входу второго регистра 10 сдвига, выходы вторых секторов фотоприемников 4_2-8, тоже принимающие оранжевую часть излучения подключены к входам своих импульсных усилителей 6₂, 7₂…8₂, выходы которых через диоды объединены и подключены к входу второго регистра 10 сдвига. Выход третьего фотоприемного сектора фотоприемника 4₁, принимающий желтую часть из отраженного излучения, подключен к входу импульсного усилителя 5₃, выход которого через диод подключен к входу третьего регистра 11 сдвига, выходы третьих фотоприемных секторов фотоприемников 4_2-8, принимающие желтое излучение из общего отраженного излучения, подключены к входам импульсных усилителей 6₃, 7₃…8₃, выходы которых через диоды объединены и подключены к входу третьего регистра 11 сдвига. Выход четвертого фотоприемного сектора фотоприемника 4₁, принимающий зеленую часть отраженного излучения, подключен к входу четвертого импульсного усилителя 54 /на фиг.1 не показан/, выход которого через диод подключен к входу четвертого регистра сдвига, на фиг.1 не показан. Выходы четвертых фотоприемных секторов фотоприемников 4_2-8, принимающие зеленую часть излучения от микрозеркала, подключены к входам импульсных усилителей 5₄, 6₄, 7₄,…8₄, выходы которых через диоды объединены и подключены к входу четвертого регистра сдвига, на фиг.1 не показан. Выход пятого фотоприемного сектора фотоприемника 4₁, принимающий голубую часть излучения, подключен к входу импульсного усилителя 5₅, выход которого через диод подключен к входу пятого регистра сдвига, на фиг.1 не показан. Выходы пятых фотоприемных секторов фотоприемников 4_2-8, принимающие голубую часть излучения в отраженном излучении, подключены к входам импульсных усилителей 6₅, 7₅, 8₅, выходы которых через диоды объединены и подключены к входу пятого регистра сдвига, на фиг.1 не показан.The output of the second sector of the photodetector 4 ₁ , receiving the orange part from the reflected radiation, is connected to the input of the pulse amplifier 5 ₂ , the output of which through the diode is connected to the input of the second shift register 10, the outputs of the second sectors of the photodetectors 4 _2-8, also receiving the orange part of the radiation, are connected to the inputs of their pulse amplifiers 6 ₂ , 7 ₂ ... 8 ₂ , the outputs of which are connected through diodes and connected to the input of the second shift register 10. The output of the third photodetector sector of the photodetector 4 ₁ , receiving the yellow part from the reflected radiation, is connected to the input of the pulse amplifier 5 ₃ , the output of which through the diode is connected to the input of the third shift register 11, the outputs of the third photodetector sectors of the photodetectors 4 _2-8 , receiving yellow radiation from the common reflected radiation, connected to the inputs of pulse amplifiers 6 ₃ , 7 ₃ ... 8 ₃ , the outputs of which are connected through diodes and connected to the input of the third shift register 11. The output of the fourth photodetector sector of the photodetector 4 ₁ , receiving the green part of the reflected radiation, is connected to the input of the fourth pulse amplifier 54 / not shown in Fig. 1 /, the output of which through the diode is connected to the input of the fourth shift register, not shown in Fig. 1. The outputs of the fourth photodetector sectors of photodetectors 4 _2-8 , receiving the green part of the radiation from the micromirror, are connected to the inputs of pulse amplifiers 5 ₄ , 6 ₄ , 7 ₄ , ... 8 ₄ , the outputs of which are connected through diodes and connected to the input of the fourth shift register, in FIG. .1 not shown. The output of the fifth photodetector sector of the photodetector 4 ₁ , receiving the blue part of the radiation, is connected to the input of the pulse amplifier 5 ₅ , the output of which through the diode is connected to the input of the fifth shift register, not shown in Fig. 1. The outputs of the fifth photodetector sectors of photodetectors 4 _2-8 , receiving the blue part of the radiation in the reflected radiation, are connected to the inputs of pulse amplifiers 6 ₅ , 7 ₅ , 8 ₅ , the outputs of which are connected through diodes and connected to the input of the fifth shift register, in Fig. 1 not shown.

Выход шестого фотоприемного сектора фотоприемника 4₁, принимающего из отраженного излучения его синюю часть, подключен к входу усилителя 5₆, выход которого через диод подключен к входу шестого регистра сдвига, на фиг.1 не показан. Выходы шестых фотоприемных секторов фотоприемников 4_2-8, принимающие синюю часть излучения, подключены к входам своих импульсных усилителей 6₆, 7₆, 8₆, выходы которых через диоды объединены и подключены к входу шестого регистра сдвига, на фиг.1 не показан. Выход седьмого фотоприемного сектора фотоприемника 4₁, принимающий фиолетовую часть отраженного излучения, подключен к входу импульсного усилителя 5₇, выход которого через диод подключен к входу седьмого регистра сдвига, на фиг.1 не показан. Выходы седьмых фотоприемных секторов фотоприемников 4_2-8, принимающие фиолетовую часть излучения, подключены к входам импульсных усилителей 6₇, 7₇, 8₇, выходы которых через диоды объединены и подключены к входу седьмого регистра сдвига, на фиг.1 не показан. Выход восьмого фотоприемного сектора фотоприемника 4₁, принимающий нейтральное /белее/ излучение, подключен к входу импульсного усилителя 5g, выход которого через диод подключен к входу восьмого регистра 12 сдвига, являющийся младшим разрядом в регистре 12 сдвига/фиг.1/. Выходы восьмых фотоприемных секторов фотоприемников 4_2-8, принимающие из отраженого излучения его нейтральную /белую/ часть, подключены к входам импульсных усилителей соответственно 6₆, 7₈, 8₈, выходы которых через диоды объединены и подключены к входу восьмого регистра 12 сдвига фиг.1.The output of the sixth photodetector sector of the photodetector 4 ₁ , receiving its blue part from the reflected radiation, is connected to the input of the amplifier 5 ₆ , the output of which through the diode is connected to the input of the sixth shift register, not shown in Fig. 1. The outputs of the sixth photodetector sectors of photodetectors 4 _2-8 , receiving the blue part of the radiation, are connected to the inputs of their pulse amplifiers 6 ₆ , 7 ₆ , 8 ₆ , the outputs of which are connected via diodes and connected to the input of the sixth shift register, not shown in Fig. 1. The output of the seventh photodetector sector of the photodetector 4 ₁ , receiving the violet part of the reflected radiation, is connected to the input of the pulse amplifier 5 ₇ , the output of which through the diode is connected to the input of the seventh shift register, not shown in Fig. 1. The outputs of the seventh photodetector sectors of photodetectors 4 _2-8 , receiving the violet part of the radiation, are connected to the inputs of pulse amplifiers 6 ₇ , 7 ₇ , 8 ₇ , the outputs of which are connected through diodes and connected to the input of the seventh shift register, not shown in Fig. 1. The output of the eighth photodetector sector of the photodetector 4 ₁ , receiving neutral / whiter / radiation, is connected to the input of the pulse amplifier 5g, the output of which through the diode is connected to the input of the eighth shift register 12, which is the least significant bit in the shift register 12 / Fig. 1 /. The outputs of the eighth photodetector sectors of photodetectors 4 _2-8 , receiving its neutral / white / part from the reflected radiation, are connected to the inputs of the pulse amplifiers 6 ₆ , 7 ₈ , 8 ₈ , respectively, the outputs of which are connected via diodes and connected to the input of the eighth shift register 12 of FIG. .one.

Преобразователь включает дешифраторы 13_1-8, преобразующие двоичные коды результатов измерений в десятичные [3 с.202], и блок 14 индикации, входы которого подключены к соответствующим выходам дешифраторов 13_1-8, генератор 15 тактовых импульсов и делитель 16 частоты, выход которого подключен параллельно к управляющим входам регистров 9, 10, 11, 12 сдвига.The converter includes decoders 13 _1-8 , converting binary codes of the measurement results to decimal [3 p.202], and an indication unit 14, the inputs of which are connected to the corresponding outputs of decoders 13 _1-8 , a clock generator 15 and a frequency divider 16, the output of which connected in parallel to the control inputs of shift registers 9, 10, 11, 12.

Работа преобразователя "яркость цветных излучений - коды". Перед выполнением измерений в блоке 16 делителя частоты устанавливается частота проводимых измерений, частота выдачи кодов с регистров сдвига 9-12, объектив 2 направляется на излучающие источники, с корпуса 1 снимается защитная крышка. В момент облучения объектива 2 по его оптической оси излучение поступает со скоростью света последовательно на полупрозрачные микрозеркала Принцип действия преобразователя основан на том, что каждое впереди расположенное микрозеркало 3_1-8 пропускает на следующее за ним излучение, ослабленное в два раза, что и соответствует принципу получения двоичного кода. Полупрозрачные микрозеркала имеют светоделительное покрытие, выполняющее отношение отраженного излучения к пропущенному как 1:0,5 [4 с.223]. Отраженные от каждого микрозеркала излучения поступают на фотоприемные сектора фотоприемников 4_1-8, которые соответственно величинам яркости цветовых облучений выдают на входы своих импульсных усилителей электрические сигналы. Электрический импульс с первого импульсного усилителя 5₁ поступает на вход первого регистра 9 сдвига, вход которого является младшим разрядом кода, поступающие со следующих первых импульсных усилителей 6₁, 7₁, 8₁ импульсы поступают на этот же вход регистра 9 сдвига и при каждом приходе следующего импульса идет сдвиг первого поступившего импульса в следующий старший разряд регистра сдвига. Такие же процессы идут и в остальных регистрах 10, 11, 12 сдвига, к моменту поступления излучения на последнее микрозеркала 3₈ во всех регистрах сдвига сформированы двоичные коды результатов измерения: коды по числу микрозеркал восьмиразрядные с одним импульсом в одном заряде восьмиразрядных кодов. С приходом сигнала U_выд с блока 16 коды в параллельном виде синхронно выдаются в дешифраторы 13_1-8 дешифрирующие двоичные коды в десятичные, которые поступают в блок 14 индикации и высвечиваются на его экране / или выдаются для регистрации в устройство регистрации/.The operation of the "color brightness - codes" converter. Before taking measurements in the frequency divider unit 16, the frequency of the measurements is set, the frequency of issuing codes from the shift registers 9-12, the lens 2 is directed to the emitting sources, and the protective cover is removed from the housing 1. At the time of irradiation of the lens 2 along its optical axis, the radiation enters at a speed of light sequentially onto translucent micromirrors. The principle of operation of the converter is based on the fact that each micromirror 3 _1-8 located in front passes to the next radiation, attenuated by half, which corresponds to the principle receiving binary code. Translucent micromirrors have a beam splitting coating, which fulfills the ratio of reflected radiation to transmitted radiation as 1: 0.5 [4 p.223]. The radiation reflected from each micromirror arrives at the photodetector sectors of photodetectors 4 _1-8 , which respectively give electric signals to the inputs of their pulse amplifiers. An electric pulse from the first pulse amplifier 5 _{1 is} fed to the input of the first shift register 9, the input of which is the least significant bit of the code, the signals coming from the next first pulse amplifiers 6 ₁ , 7 ₁ , 8 ₁ are fed to the same input of the shift register 9 and each time the next pulse is the shift of the first incoming pulse to the next senior bit of the shift register. The same processes occur in the remaining shift registers 10, 11, 12, and by the time radiation arrives at the last micromirror 3 ₈ , binary codes of measurement results are generated in all shift registers: codes for the number of micromirrors are eight-bit with one pulse in one charge of eight-bit codes. With the arrival of signal U from the block 16 _vyd codes in a parallel form are issued in synchronism decoders 13 decrypts the binary codes _1-8 in decimal, which enter the display unit 14 and displayed on its screen / or issued for registration in the registration unit /.

Преобразователь может быть использован для измерения величин яркости цветных излучений, однократных вспышек, модулированного или непрерывного излучения и как принимающее устройство при передаче кодовой информации по восьми беспроводным /световым/ линиям.The converter can be used to measure the brightness of color radiation, single flashes, modulated or continuous radiation and as a receiving device for transmitting code information over eight wireless / light / lines.

Источники информации.Information sources.

1. Патент РФ №2465559 G1 кл. G01Y 1/36 бюл. 30 от 27.10.12.1. RF patent No. 2465559 G1 class. G01Y 1/36 bull. 30 from 10.27.12.

2. В.А.Ильин. Телеуправление и телеизмерение. Изд-е третье, М, 1982, с.286, 289;2. V.A. Ilyin. Remote control and telemetry. Third Edition, M, 1982, p. 286, 289;

3. В.Н. Тутевич. Телемеханика. М. 1985, с.202, 216.3. V.N. Tutevich. Telemechanics. M. 1985, p.202, 216.

4. Б.Н. Бегунов, Н.П. Еаказнов. Теория оптических систем. М, 1973 с.223.4. B.N. Begunov, N.P. Eakaznov. Theory of optical systems. M, 1973 p. 233.

Claims

Converter "Brightness of color radiation - codes", containing a series-connected clock generator and a frequency divider, the first to eighth decoders, the outputs of which are connected to the inputs of the display unit, and includes an opaque case, in the front end of which is attached a microlens, on the optical axis of which and under at an angle of 45 ° to it sequentially one after another according to the number of discharges in the code are translucent micromirrors, each of which has a beam splitting coating that performs the ratio of reflected to a missed one as 1: 0.5, in the places where the radiation reflected from the micromirrors arrives in the housing, the number of micromirrors is located on the photodetectors, the inputs of which are optically connected to the reflecting sides of the corresponding micromirrors; pulse amplifiers are located outside the opaque housing, characterized in that they are inserted into it first through eighth shift registers, the first to eighth outputs of each of which are connected to first to eighth inputs his decoder, control inputs U _vyd shift registers are combined and connected to the output of divider I frequency, each photodetector is made by a disk photodetector of eight equal photodetector sectors, each of which has a color filter on the receiving side, the brightness of which is to be measured, the first photodetector sector of the disk photodetector has a red filter, the second photodetector sector has an orange filter, the third photodetector has a yellow light filter, the fourth photodetector sector has a green light filter, the fifth photodetector sector has a blue light filter, sixth photodetector sec the torus has a blue filter, the seventh photodetector sector has a violet filter, the eighth photodetector sector has a neutral colorless filter, each photodetector sector has its own output connected to the input of its pulse amplifier, the outputs of eight pulse amplifiers whose inputs are connected to the outputs of the first photodetector sectors of the first to eighth disk photodetectors, through diodes are combined and connected to the input of the first / junior / discharge of the first shift register entered, the outputs of eight pulse amplifiers her, the inputs of which are connected to the outputs of the second photodetector sectors of eight disk photodetectors, are connected through diodes and connected to the input of the first / junior / discharge of the second shift register, the outputs of eight pulse amplifiers, the inputs of which are connected to the outputs of the third photodetector sectors of eight disk photodetectors, are combined through the diodes and connected to the input of the first / junior / discharge of the third shift register, the outputs of eight pulse amplifiers, the inputs of which are connected to the outputs of the fourth photodetector sectors of eight of photodetectors, through diodes combined and connected to the input of the first / junior / discharge of the fourth shift register, the outputs of eight pulse amplifiers, the inputs of which are connected to the outputs of the fifth photodetector sectors of eight disk photodetectors, through the diodes are combined and connected to the input of the first / junior / discharge of the fifth register shift, the outputs of eight pulse amplifiers, the inputs of which are connected to the outputs of the sixth photodetector sectors in disk photodetectors, through diodes are combined and connected to the input of the first / younger / discharge of the sixth shift register, the outputs of eight pulse amplifiers, the inputs of which are connected to the outputs of the seventh photodetector sectors in disk photodetectors, through diodes are combined and connected to the input of the first / junior / discharge of the seventh shift register, the outputs of eight pulse amplifiers, the inputs of which are connected to the outputs of the eighth photodetector sectors in disk photodetectors, through diodes are combined and connected to the input of the first / junior / discharge of the eighth shift register.