SE444998B - Optiskt les-skrivsystem for avsokning av ett objekt och atergivning av en bild, vars storlek kan variera relativt objektet jemte sett att avsoka ett objekt och astadkomma en bild av detta, vilken bilds storlek kan varie - Google Patents

Description

10 15 20 25 so 35 79Û5747-=7_'” 2 lämpliga utbyteslinser för systemet. 7 _ Ett ändamål med föreliggande uppfinning-är att åstadkomma ett optiskt läs-skrivsystem för avsökning av ett objekt och återgivning av en bild, vars storlek kan varieras elektroniskt.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett sätt att alstra en videoobjektsignal och använda video- signalen för att projicera en bild, vilken i storlek kan skilja sig från objektets storlek.

Dessa och andra ändamål med uppfinningen uppnås genom att systemet och sättet ges de kännetecken som framgår av efterföljande självständiga patentkrav.

Det optiska läs-skrivsystemet innefattar i korthet organ för optisk avsökning av ett objekt och alstring av en elektrisk bildsignal. Organ är anordnade för lagring av den elektriska bildsignalen vid en läsklockfrekvens och för återvinning av den lagrade elektriska bildsignalen vid'en skrivklockfrekvens. Den-elektriska bildsignalen matas sedan med skrivklockfrekvensen till en andra avsök- ningsanordning, vilken presenterar en bild av objektet.

I överensstämmelse med en utföringsform av uppfin- ningen innefattar den första avsökningsanordningen och den andra avsökningsanordningen laseranordningar samt alstras den elektriska bildsignalen av ett fotomultiplikator- rör. Både läsklocksignalen och skrivklocksignalen kan hïr~ ledas ur en referenssignal, som alstras av ett fotomulti- plikatorrör medelst lämpliga elektroniska kretsar.

Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till medföljande ritningar. Fig 1-är ett funktionsblockschema över ett optiskt läs-skrivsystem enligt föreliggande uppfinning. Fig 2 är ett kretsschema över en del av en utföringsform av läs- och skrivklock- alstringsorgan enligt föreliggande uppfinning. Fig 3 är ett elektriskt kretsschema över pulsborttagningskretsar, som användes i klockalstringsorganen enligt fig 2. Fig 4 är ett elektriskt kretsschema över styrkretsar, som kan arbeta tillsammans med läs- och skrivklockgeneratorn i 10 15 20 25 30 35 7905747-7 3 fig 2. Fig 5 är ett elektriskt kretsschema över data- buffertar och ytterligare styrkretsar, avsedda att använ- das tillsammans med läs- och skrivklocksignalgeneratorn i fig 2 och 3. Fig 6 är tidsdiagram, som åskådliggör signa- ler i och arbetssättet för kretsarna i fig 2-4.

Fig 1 är ett funktionsblockschema över ett optiskt läs-skrivsystem enligt föreliggande uppfinning, vilket system innefattar en första laseravsökare 10, som avsöker ett objekt och arbetar i samverkan med ett fotomultiplika- torrör 12 för utveckling av en.videobildsignal. Videobild- signalen kan inbegripa ett flertal ettor och nollor, som representerar ljusa respektive mörka inkrement i det av- sökta objektet. I en utföringsform var den av laseravsöka- ren 10 avsökta sträckan 355,6 mm och videosignalens upp- lösning var 25,4 pm. 14000 informationsbitar var således nödvändiga för en linjeavsökningsvideosignal. Ett andra fotomultiplikatorrör användes tillsammans med en referens- mask (såsom beskriven i ovannämnda patentskrift 4 081 842) och alstrar en referensvideosignal för synkronisering av bildsignalen för senare användning vid styrning av en skrivlaseravsökare.

Videobildsignalen för varje linjeavsökning matas omväxlande till en buffert A, visad vid hänvisningsnumret 14, och en buffert B, visad vid hänvisningsnumret 16, vilka buffertar är parallellkopplade. Vardera bufferten måste innefatta en lagringskapacitet för 14000 bitar, så att signalen för en linjeavsökning kan lagras. Läs- klocksignalen framtages ur referenssignalen, såsom be- skrives närmare nedan, och matas till buffertar, varigenom lagringen av bitarna är synkroniserad med laseravsökarens 10 linjära avsökning.

Under det att den digitala videoinformationen för en avsökningslinje från laseravsökaren 10 lagras i exempel- .vis bufferten A, överföres den lagrade videosignalen från den föregående linjeavsökningen, vilken signal är lagrad i bufferten B via en multiplexer 20 för styrning av en andra laseravsökare 22, som utvecklar bilden av det avsökta . -_-._. .__- 7905747-7 10 15 20 25 30 35 4 objektet. Såsom beskrivet i ovannämnda amerikanska pa-, tentskrift 4 081 842 kan de första och andra lasrarna utnyttja samma avsökningsanordning. Multiplexern 20 väljer rätt buffert för utläsning under det att den andra buffer- ten mottager data för lagring. _ Ehuru datalagringen i varje buffert styres av signalen från läsklockan, är det av betydelse att dataåtervinningen från vardera bufferten styres av en skrivklocka 24, vars frekvens styres av inställningen av en krympningskodare 26, så att skrivklocksignalens frekvens är relaterad till läsklocksignalens frekvens i överensstämmelse med den 'önskade procentuella bildkrympningen. En rätt/fel betecknad styrenhet 28 är också anordnad, vilken enhet är sammankopp- lad med buffertarna 14 och 16, varigenom data kan läsas från vardera bufferten antingen enligt systemet först in - först ut (fifo) eller efter systemet sist in - först ut (lifo) för att därmed utveckla antingen en rättvänt läst eller en bak- vänt läst bild (spegeibila) . ' ' I den föredragna utföringsformen är laseravsökarna av den typ som användes i det optiska “Laserite"-avsök- ningssystemet samt sådana som de i ovan nämnda patent- skrifter beskrivna. Vardera lasern har en linjär avsök- ning på 355,6 mm på objekt- respektive bildplanet och båda lasrarna har samma avsökningstakt. Om videosignalen alstras av laseravsökaren 10 vid läsklockfrekvensen och videosignalen tillföres för att styra laseravsökaren 22 vid en skrivklockfrekvens, kan krympning av objektet uppnås genom att videosignalen skrives vid en högre frek- vens än läsklockfrekvensen. För en krympning av bilden på 0,l% måste närmare bestämt läsklocksignalen ha 999 pulser för varje grupp om 1000 pulser i skrivklocksignalen.

För en krympning av bilden på 10% kommer på liknande sätt läsklocksignalen att ha 900 pulser för varje grupp om 1000 pulser i skrivklocksignalen. Antalet N_avlägsnade pulser från varje grupp om 1000 skrivklockpulser för alstring av en läsklocksignal är således: 7 N = krympning (%) x 10 I fig 2-5, till vilka nu hänvisas, åskådliggöres en 10 15 20 25 30 35 79Û5747f7 5 -utföringsform av läsklock-, skrivklock-, databuffert- samt styrkretsar. Det inses att fig 2, 4 och 5 är sammankopplade, men för beskrivningsändamâl visas varje del för sig. Krets- schemabeskrivningen kommer vidare att göras under hänvis- ning till de i fig 5 åskådliggjorda vågformerna över i kretsarna uppträdande signaler. W Fig 2 är läs-skrivklockgeneratordelen, som mottager den analoga referensvideosignalen A (åskådliggjord i fig 5), vilken alstras av fotomultiplikatorröret och tillföres via lämpliga anpassningskretsar för utveckling av en digi- tal referensklocksignal D. Anpassningskretsarna inbegriper I en förstärkare 40, vilken mottager den analoga referens- videosignalen A, och den förstärkta utsignalen släppes genom en kondensator 42 för åstadkommande av en anpassad referensvideosignal B. Den anpassade videosignalen B och en referenssignal C tillföras en komparator 44, vars ut- signal tillföres klockingàngen till en vippa 46. En start- signal INIT tillföres vippans 46 återställningsanslutning för synkronisering av kretsarnas arbete.

Utsignalen från vippan 46 matas via en inverterare 48, som minskar referenssignalen C från ungefär 0,6 V till 0 V vid utlösning av vippan 46. Ett ändamål med referens- tröskelspänningen C är att hindra störsignaler att alstras genom brus på förstärkarens 40 ingång.

Den digitala referensklocksignalen D tages från kom- paratorns 44 utgång och matas till en räknarens 50 klock- ingång, vilken räknare samverkar med en vippa 52 för ut- lösning av en läsklockutsignal först efter det att de första 32 perioderna av referensklocksignalen är räknade. Fördröj- ningen på 32 perioder medger en stabilisering av faslås- ningsslingan och referenströskelsignalen C samt därmed referensklocksignalen D.

Referensklocksignalen D matas också som en insignal till en fasdetektor 54, vilken utgör del av en faslåsnings- slinga, innefattande ett filter 56, en spänningsstyrd oscillator 58, en pulsborttagare 60, en delare 62 samt en delare 64 kopplade i serie. Utsignalen från delaren 64 10 15 20 25 30 uæ 7905747-7 6 lmatas tillbaka som den andra insignalen till fasdetektorn 54: Såsom väl känt kan i faslâsningsslingkretsar en spän- ningsstyrd oscillators utsignalsfrekvens göras proportio- nell mot en insignal genom fasjämförelse av insignalen med en referenssignal, vilken härledes ur den spänningsstyrda oscillatorns utsignal. Faskomparatorn É4 kommer således A att törspänna'den spänningsstyrda oscillatorn 58, så att fasdetektorns 54 tvâ insignaler har samma frekvenser. Efter- som fasdetektorn 54 mottager en referenssignal, vilken är lika med den styrda oscillatorns utsignal dividerad med _60, måste således den spänningsstyrda oscillatorn alstra _ en 60 ggr högre frekvens än den hos den tillförda referens- klocksignalen D, om det antages att inga pulser borttages av pulsborttagaren 60. En detektor' 66 mottager referens- klocksignalen D och en läsaktiveringssignal samt detekterar faslåsningen därav.

I enlighet med föreliggande uppfinning framtages skriv- klocksignalen från den spänningsstyrda oscillatorns 58 ut- signal och läsklocksignalen framtages ur utsignalen från pulsborttagaren 60. Det är således klart att skrivklock- signalen kan ha en_nâgot högre frekvens än läsklocksignalen, om pulser avlägsnas från den spänningsstyrda oscillatorns utsignal vid framtagning av läsklocksignalen. Den från den spänningsstyrda oscillatorns 58 utgång tagna signalen matas via en delare 70 och en inverterare 72, som alstrar skrivklocksignalen F. Delarens 62 utsignal matas som en insignal till en NAND-grind 74 tillsammans med en utsignal från vippan 52, varvid NAND-grindens 74 utsignal är läs- klocksignalen E. f Pulsborttagarens 60 arbete styres av en frekvens- multiplicerare 76, som mottager utsignalen från den spän- ningsstyrda oscillatorn 58 samt en binär signal från en manuellt inställbar krympningsstyrenhet 78. Multipliceraren reagerar för den binära koden och väljer pulser, som skall avlägsnas från den spänningsstyrda oscillatorns utsignal.

En styrsignal tillföres pulsborttagaren 60 närhelst en puls skall avlägsnas av denna. Därmed åstadkommas en önskad frekvensskillnad mellan skrivklocksignalen och läsklock- 10 15 20 25 30 35 7995741-7 7 signalen och därmed en önskad krympning i den projicerade _bilden i det optiska läs-skrivsystemet; Det elektriska.kretsschemat i fig 3 åskådliggör ytter- ligare de i klockgenereringskretsen i fig 2 använda puls- borttagningskretsarna. Den spänningsstyrda oscillatorns utsignal VCO, vilken företrädesvis har en tillräckligt .hög frekvens för att ge en upplösning på 2,54 um, delas med 10 och matas som en klockinsignal till frekvensmulti- plicerare 80 och 82. Om en krympningsinställning har in- matats via tumhjulsströmställare, är ett binärkodat, decimalt tal tillfört frekvensmultipliceraringångarna.

Utsignalerna från frekvensmultiplicerarna 80, 82 tillföres en NAND-grind 84, vilken alstrar i positiv riktning gående pulser vid lämpliga tidpunkter som gensvar på krympnings- inställningen. Dessa pulser tillföres som en omkopplings- insignal till en vippa 88, varigenom dennas utsignal bringas att sjunka till en logisk "0". Vippans 88 utsignal matas sedan som en insignal till en NOR-grind 90, vars andra insignal härledes ur den delade signalen VCO, vilken tillföres frekvensmultiplicerarna 80, 82. När de två insignalerná är logisk "0", alstrar NOR-grinden 90 en logisk “l", som via en vippa 92 överföres till en puls- borttagarutgångsgrind 94, varigenom utgångsgrinden overk- samgöres under varaktigheten för en klockpuls. I I fig 4, vartill nu hänvisas, matas läsklock- och 'skrivklocksignalerna till de âskådliggjorda styrkretsarna, och skrivaktiverings- och läsaktiveringssignalerna fram- tages från dessa tillsammans med en avsökningsslutsignal (EOC) och en startsignal (INIT). Läsklocksignalen till- föres ingången till en binärräknare 100, vilken vid till- försel av en âterställningssignal börjar räkna läsklock- pulserna. Det ackumulerade räknetalet från räknaren 100 tillföres en komparator 102, som jämför räknetalet med det totala linjebiträknetal som är lagrat i ett register 104 för fastställande av när en fullständig läsning av en linjeavsökning medelst läsavsökaren är utförd. En läsaktiveringskrets, som innefattar en vippa 106, mottager läsklocksignalen som en insignal och alstrar en läsaktive- 10 15 20 25 30 35 7905747-7' . . r 3 r ringssignal. Vippan 106 är återställd till dess att kompa- _ ratorn 102 anger slutförandet av en linjeavsökning. En avsökningsslutsignal (EOC) och en startsignal (INIT) fram- tages från komnaratorn 102, som triggar en vippa 110 för alstring av avsökningsslutsignalen samt trigggar monostabi- ia.kretsar 112 och 114 för alstring av startsignalen *(INIT). Dessa signaler är åskådliggjorda i fig 6.

I överensstämmelse med en annan sida av uppfinningen centreras en bild, vars storlek har reduberats, på presen- tationsmediet medelst ett programmerbart lasminne 130 (PROM), i vilket ett mot en önskad procentuell krympning svarande räknetal är lagrat. Den binära signalen från krympningsstyrenheten 78 tillföres låsminnet 130 som en adress och det på denna adress lagrade räknetalet tillföres en komparator 132, vilken jämför detta lagrade räknetal eller denna förskjutning med det i räknaren 100 ackumule- rande räknetalet av läsklocksignalen. När läsklocksignalen _ når den önskade förskjutning som är mottagen från läsminnet 130, matas en signal till en vippa 134, som alstrar en skrivaktiveringssignal. Vippan 134 inställes, när skriv- klocksignalrâknetalet i en räknare 120 når det totala, önskade räknetalet, vilket är lagrat i ett register 124, vilket fastställes av en komparator 122, komparatorn 122 matar då en klocksignal till en vippa 136, som inställer vippan l34L Signalen INIT från den monostabila vippan 114 till- föres också vippan 136 som en inställningssignal och víppan 138 som en insignal vid början av varje startperiod.* Omställningen av vippan 136 alstrar således en valsignal för bufferten A och en valsignal för bufferten B.

I fig 5, vartill nu hänvisas, visas databuffertarna A och B med tillförda insignaler från kretsarna i fig 2 och 3 och med de två buffertarnas utsignal tillförd som insignaler till en multiplexer 154. Valet av multiplexerns 154 kanal A eller kanal B bestämmes av valsignalen, som framtages från vippan 138 i fig 4. Både bufferten 150 och bufferten 152 har ingångsanslutningar för mottagning av läsklocksignalen, skrivklocksignalen, en buffertvalsignal, 10 15 20 ' direktaccessminnen. 7905747-7 9 . en läsvideosignal, en läsaktiveringssignal och startsigna- len. I den tidigare beskrivna utföringsformen, i vilken avsökningsorganen avsöker en linjär sträcka på 355,6 mm med en upplösning på 25,4 pm, måste varje buffert ha förmåga att lagra 14000 adresserbara informationsbitar. ï en utföringsform innefattar vardera databufferten 14 lk vardera bufferten har också en ledning för mottagning av läs/skrivsignalen från en extern, manuellt inställbar strömställare för adressering av bufferten för läsning av lagrade data antingen enligt principen först in - först ut (fifo) eller enligt principen sist in - först ut (lifo) beroende av huruvida en rättvänt eller baktvänt läst -bild önskas. I ett fall adresseras buffertarna serievis från den första adressen till den sista adressen för data- utläsning, medan i det andra fallet buffertarna adresseras i den omvända ordningen från den högsta adressen ned till begynnelseadressen. Avsökningsorganen för utveckling av bilden kommer följaktligen att nnttaga rättvänt lästa bild- data eller bakvänt lästa bilddata. I Ett optiskt läs-skrivsystem med elektroniskt styrd, variabel biidstoriek utgör en förbättring framför den tidigare teknikens sytem, i vilka bildstorleken bestämmes optiskt.

Claims (10)

10 15 20 25 30 79o5747å7 I0 PATENTKRAV l. Optiskt läsrskrivsystem för avsökning av ett objekt och återgivning av en bild, vars storlek kan variera relativt-objektet, k ä n n e t e c k n a_t av första organ (10, 12) för optisk avsökning av ett objekt och alstring av en elektrisk bildsignal för_varje avsökning, organ (18, 24) för alstring av en läsklock- signal med en läsfrèkvens samt alstring av en skriv- klocksignal med en skrivfrekvens, vilka organ för alstring av en läsklocksignal och en skrivklocksignal innefattar en källa (40, 42, 44, 46, 48) för en referenssignal, en faskomparator (54) för mottagning av referenssignalen och en återkopplad signal samt alstring av en styrspän- ning på grundval av en jämförelse av referenssignalen och den återkopplade signalen, en spänningsstyrd oscilla- tor (58) med en styranslutning, organ (56), som kopplar styrspänningen från faskomparatorn till styranslutningen, så att oscillatorn alstrar en pulssignal vid en av styr- spänningen beroende frekvens, pulsborttagningsorgan (60), som är kopplade att mottaga oscillatorsignalen och är styrbara för alstring av en utsígnal, i vilken ett variabelt antal pulser i oscillatorsignalen kan avlägsnas, frekvensdelarorgan (62, 64), som är kopplade _att mottaga utsignalen från pulsborttagningsorganen och alstra en delarutsignal vid en lägre frekvens än oscillatorsignalsfrekvensen, organ för matning av delarut~ signalen till faskomparatorn som den återkopplade signalen, varvid skrivklocksignalen framtages ur oscillatorsignalen och läsklocksignalen framtages ur den av pulsborttag- ningsorganen alstrade utsignalen, organ (14, 16) för lagring av den elektriska bildsignalen vid läsfrekvensen synkront med avsökningen medelst nämnda organ för optisk avsökning samt avsökningsorgan (22) för mottagning av den lagrade elektriska bildsignalen och presentation av en bild vid skrivfrekvensen. 10 15 20 25 30 35 än a t därav, 7905747-7 11

2. System enligt patentkravet 1, att de första organen (10, 12) innefattar en första laser (10), som avsöker linjärt i en avsök- k ä n n e t e c k ~ .ningstakt, samt ett fotomultiplikatorrör (12) för alstring av den elektriska bildsignalen.

3. System enligt patentkravet 2, att organen (22) för mottagning av den k ä_n n e t e c k - n a t därav, lagrade signalen innefattar en andra laser, som linjärt avsöker i en avsökningstakt, som är lika med den första laserns avsökningstakt.

4. System enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k - n a t därav, att läsklocksignalen alstras för varje avsökning medelst den första lasern (l0) samt att skriv- klocksignalen alstras för varje avsökning medelst den andra lasern (22), varjämte organ är anordnade för att fördröja skrivklocksignalens början, så att den alstrade bilden är centrerad i den andra laserns avsökning.

5. System enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k - n a t av kodarorgan (fig 3) för alstring av en styr- signal för styrning av pulsborttagningsorganen (60), så att ett antal pulser avlägsnas från oscillatorsignalen för en önskad procentuell krympning av bildens storlek.

6. System enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k - n a t därav, att pulsborttagningsorganen (60) avlägsnar N pulser från varje grupp av 1000 pulser i oscillator- signalen, där N = 10 x procentuell krympning.

7. System enligt patentkravet 1,- k ä n n e t e c k - n a t därav, att organen (14, 16) för lagring av den elektriska bildsignalen innefattar första och andra direktaccessminnen, vilka är verksamt kopplade på så sätt, att ett av direktaccessminnena kan mottaga en signal för lagring under det att det andra av direkt- accessminnena avger en signal till organen för presen- tation av en bild. 7 '

8. System enligt patentkravet 7, att organen för lagring vidare innefattar k ä n n_e t e c k - n a t därav, till de första och andra direktaccessminnena (14, 16) 790574747 12 'kopplade multiplexerorgan (20) för att omväxlande avge en signal från vartdera direktaccessminnet till organen (22) för presentation av en bild.

9. System enligt patentkravet 7, k ä_n n e t e c k - n a t av ett direktaccessminnesadressorgan (28), medelst vilket en lagrad signal kan.läsas ut serievis i_en rikt- ning framåt och serievis i en riktning bakåt, så att organen (22) för presentation av en bild kan alstra rättvänt lästa och bakvänt lästa bilder av objektet. _

l0. System enligt patentkravet l, k'ä n n e t e c k - n a t därav, att organen (10, 12) för optisk avsökning av ett objekt avsöker en linjär sträcka på D - 25,4 pm och har en upplösning på 25,4 pm samt att de första och andra direktaccessminnena (14, l6) vartdera har _en lagringskapacitet på åtminstone D bitar. ll. Sätt att avsöka ett objekt och åstadkomma en bild av detta, vilken bilds storlek kan varieras i för- ~ hållande till objektets storlek, k ä n n e t e c k n a t av åtgärderna att avsöka objektet linjärt med en första laser i en avsökningstakt,-att-alstra en elektrisk bild- signal för varje avsökning, att alstra en läsklocksignal med en läsfrekvens ur en utsignal, att alstra en skriv- klocksignal med en skrivfrekvens ur en pulssignal, att alstra en referenssignal och en återkopplad signal, att alstra en styrspänning genom jämförelse av referens- signalen och den återkopplade signalen, att alstra puls- signalen med en av styrspänningen beroende frekvens, 'att alstra utsignalen genom avlägsnande av ett variabelt antal pulser i pulssignalen, att alstra den återkopplade signalen ur utsignalen och med lägre frekvens än puls- signalens frekvens, att lagra den elektriska bildsignalen i buffertorgan vid läsfrekvensen synkront med-avsökningen, att återvinna bildsignalen från buffertorganen vid skriv- frekvensen samt att mata bildsignalen till en andra laser för presentation av en bild vid skrivfrekvensen.