Спектрозональное сканирующее устройство

(19) СОЮЗ. СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУЗЛИКОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ЮтОРСКОМУ СВЕЛЬСМУ1,.:,:2:. (21)4763097/10 .ричный фотоприеМиик 7 видимого диапазона или 22) 693 В 89.;,;: фотоприемник В. инфракрасного: диайазона видео) 30.10.93 Вол. Иа 39-40: .,:, ; - : сигналы с которых череа соответствующие видеоу- (71) Всесоюзный научно-исследовательскййинсти-, сипители 9 и 10 поступают: на аналогоцифровые тут электромеханики ,преобразователи 1.1, 12 соответственно, Необхо- (72) Морозов АВСакап АА; Серегин ВИ ,:;,,;, димое число дискретных перемещений зарядовых (54) СПЕКТРОЗОНАЛЬНОЕ СКАНИРУЮЩЩ. пакетов по матричному фотоприемнику 7, выраба. - УСТРОЙСТВО ;.: .: тываемое из. импульсов прецизионного измерителя (57) Изобретение относится к оптическому УЖО.13 углового лоложениязеркаоа, посредством, ростроению, а именно к устройствам спеброз: арифметико-логическихустройств 25,29 умножинального сканирования, и может, быть испольэОЬФтб телей-аккумуляторов 26.-26, региаров 32,.33, уздля дистанционного зондирования поверхйбСФИ: , . ла 34.синхронизации, тактовогогенератора.35, поЗемлй, Целью изобетения является повыщенИЕ.Ьф-,:, . ступает на цйфроайапоговый преобразователь 30, чества изображения путем исключения рассоГлйСй-;:;,:; ,. напряжение:С которого управляет частотой генеравания скорости сканирования.по местйостн со 44-" , тора 31, изменяемая частота которого, в свою очеростью переноСа зарядовых пакетов по мвтуачйбф:.; редь, ррвляет форМироватепем 14 сигналов пефотоприемнику к краям скана Зеркало 1 совед:.реноса по матрице такйМ образоМ что устраняется ет сканирующие движения в направлений, перлее., рассогласование. скороСти скайирования по местдикулярном развертке по местности, Изображен ности со скоросФц 0 переноса зарядовых пакетов по сфокусированное объективом 2, попадает нв мат-," ,матричному фотоприемнику. 3 йл.ход формирователя 15 сигналов переноса по регистру соединен с вторыми входами аналого-цифровых преобразователей 11 и 12, сумматора 17, оперативного запоминающего устройства 18 и видеоусилителя 10инфракрасного диапазона, Пятый выходФормирователя 15 сигналов переноса по регистру соединен с третьим входом суммат 6- ра 17, четвертый и пятый входы которого 55Ф( Изобретение относится к оптическомуприборостроению, а именно к устройствам. спектрозонального сканирования, и можетбыть использовано для дистанционногозондирования поверхности Земли.5Целью изобретению является повышение качества изображения путем исключения рассогласования скоростисканирования по местности со скоростьюпереноса зарядовых пакетов по матричному 10фотоприемнику к краям скана.На фиг 1 приведена структурная схемаспектрозонального сканирующего устройства; на фиг. 2- структурная схема узласинхронизации; на фиг. 3- структурная схема первого арифметико-логического устройства,Спектрозональное сканирующее устройство (фиг. 1) содержит последовательноразмещенные и оптически связанные сканирующее зеркало 1., объектив 2, обтюратор3, а также блок 4 калибровки, оптическисопряженный с обтюратором 3, привод 5обтюратора, узел 6 сменных спектральныхФильтров, матричный фотоприемник 7 для 25видимого и фотоприемник 8 для инфракрасного диапазонов, установленные в фокаль.ной плоскости объектива 2, Выходыфртоприемников 7 и 8 через соответствующие видеоусилители 9 и 10 соединены с 30первыми входами соответствующих аналого-цифровых преобразователей 11 и 12.Прецизионный измеритель 13 углового положения сканирующего зеркала жестко связан с зеркалом 1. Первые три.выхода 35формирователя 14 сигналов переноса поматрице подключены к соответствующихвходам матричного Фотоприемника 7, четвертый выход соединен с четвертым входомматричного фотоприемника 7 и первым входом формирователя 15 сигналов переносапо регистру, первые три выхода которогосоединены соответственно с пятым, шестым и седьмым входами матричного фотоприемника 7 Выходные шины 45аналого-цифровых преобразователей 11 и12 соединены соответственно с первОй ивторой входными шинами коммутатора 16,выходная шина которого через сумматор 17и оперативное. запоминающее устройство 5018 подключена к шине связи. Четвертый вы-ф соединены соответственно с третьим и вторым выходами формирователя 15 сигналов переноса по регистру. Шестой вход сумматора 17 соединен с третьими входами коммутатора 16, оперативного запоминающего устройства 18, первыми входами привода 5 обтюратора и блока 19 управления привода спектральных фильтров, первым входом формирователя 14 сигналов переноса по матрице, вторым входом формирователя 15 сигналов переноса по регистру и подключен к первому выходу формирователя 20 программ сканирования 20, второй и третий выходы которого подключены соответственно к,первому и второму входам привода сканирующего зеркала 21, выходом подключенного к первому входу формирователя 20программ сканирования. Второй вход фор- емирователя 20 программ сканирования соединен с выходом узла датчика 22 начального положения, третий вход подключен к седьмому входу. сумматора 17, четвертому входу оперативного запоминающего устройства 18 и шине начальной установки. Пятый вход оперативного запоминающего устройства 18 соединен с шиной синхронизации, порты управления сумматора 17. формирователя 20 программ сканйрования, привода 21 сканирующего зеркала и блока 19 управления приводом спектральных фильтров подключены к шине управления. Выход блока 19 управления приводом спектральных фильтров, в свою очередь, соединен с приводом 23 спектральных фильтров, подключенным к узлу 6 сменных спектральных фильтров. Узел 24 охлаждения кондуКтивно связан с фотоприемником 8 Последовательно соединены первое арифметико-логическое устройство 25, первым входом подключенное к выходу прецизионного измерителя 13 углового положения сканирующего зеркала, первый, второй и третий умножители-аккумуляторы 26 - 28, второе арифметико-логическое устройство 29, цифроаналоговый преобразователь 30 и генератор 31, управляемый напряжением, выход которого подключенк второму входу формирователя 14 сигналов переноса по матрице, Второй вход первого арифметика-логического устройства 25 соединен с шиной начальной установки, .второй вход первого умножителя-аккумулятора 26 подключен к выходу первого регистра 32, вторые входы второго и третьего умножителей-аккумуляторов 27 и 28 соединены с выходом первого умножителя-аккумулятора 26, Второй вход второго арифметико-логического устройст- . ва 29 подключен к выходу второго регистра 33, третьи входы первого, второго и третьего умножителей-аккумуляторов 26-28, а также,К КТ РДвоичный код числа счетных импульсовй вырабатывается на выходе первого арифметико-логического устройства 25, Для этого. перед работой спектрозонального сканирующего устройства, после прохожденияимпульса начальной установки, на шине управления поочередно выставляются коды, соответствующие исходному положению сканирующего зеркала, началу и концу скана, которые дешифрируются дешифратором 36 (фиг. 2) и записываются в реверсивный двоичный счетчик 37 и регистры 38 и 39 сооТветственноС началом движения сканирующего зеркала 1 (фиг. 1) импульсы с прецизионного измерителя 13 углового . положения сканирующего зеркала 1 поступают на тактовый вход реверсивного двоичного счетчика 37 (фиг. 2). С приходом очередного импульса на гактовый вход ре. версивного двоичного счетчика 37 счетчик уменьшает код, соответствующий исходному положению сканирующего зеркала, на единицу. При равенстве кода на.выходе двоичного реверсивного счетчика 37 и кода, соответствующего началу скана, схема 40 сравнения вырабатывает импульс, который устанавливает триггер 41 в активное состояние, При равенстве кода на выходе реверсивного двоичного счетчика 37 и кода, соответствующего концу скана или коду логического "0" (центральное положение сканирующего зеркала), на выходе схем 42 и 43 сравнения вырабатываются импульсы, которые поступают на вход логического элемента 2-2-2 И-ЗИЛИ 44, выход которого 5 соединен с тактовым входом триггера 45, всвою очередь выходом подключенного к входу изменения направления счета (реверса) реверсивного двоичного счетчика 37, С приходом очередного импульса на тактовый вход триггера 45 в моментц, спответствуюдиапазоне. Соседние сканы при такой рабо те должны перекрываться. Для обеспечения требуемого перекрытия соседних сканов при передаче нескольких спектральных ди- .апазонов необходимо изменять соответст венно угол доворота визирного луча в направлении, противоположном направлению развертки по местности Для этого на шине управления сразу послевключения и установления значений паложенйя и шири- .10 ны зоны сканирования выставляют код.числа спектральных диапазонов, которые требуются в данном скане. Этот код дешифрируется в приводе 21 сканирую цего зеркала и определяет угол доворота вйзириой оси 15 обьектива 2, что достигается поворотом сканирующего зеркала 1 в направленйи,;противоположном направлению:развертки по местности. После выбора числа спектральных диапазонов, ширины и направления зо. 20 ны сканирования, значения перекрытия соседних сканов сканирующее устройство работает следующим образом.Излучение от поверхности Земли выбранного спектрального диапазона попада ет на чувствительные площадки Фотоприемника.пусть в данном случае работает фото-.приемник 7, который представляет собой матрицу, работающую в режиме временнай 30 задержки и накопления (ВЗН), Для лравильной работы в режиме ВЗН перенос заредовы пакетов (соответствующи определенным участкам на местности) п( столбцам матрицы должен осущестбляться 35 в соответствии с текущей скоростью углового перемещения сканирующего зеркала 1, Для синхронизации указанных процессов используются сигналы интерферометрического датчика прецизионного "измерителя 40 13 углового положения сканирующего зер кала 1.Необходимое число .,и дискретных перемещений зарядовых пакетов по матричному фотоприемнику, при котором 45 исключается рассогласование скорости сканирования по местности со скоростью переноса зарядовых пакетов по матричному фотоприемнику, связано с числом импульсов й интерферометрического датчика угло ваго положения сканирующего зеркалаф соотношением:=2=(В ) (1)где знак . указываетнанаправлениедви жения сканирующего зеркала относительно центрального положения;В - коэффициент, пропорциональныйдлине волны лазерного излучателя Л и расстоянию между вершинами триппель-призмйо в прецизионном интерферометрическомизмерителе 13 углового положения Второе слагаемое соотношения (1) можно представить в виде:диапазона, пятый вход формирователя сиг-вания скорости сканирования по, местно- ., налов переноса по регистру соединен с, сти со скоростью переносе зарядовых третьим входом .сумматора, четвертый и .пакетов по матричному фотоприемнику кпятйй входы которого, соединены соответ.- краям скана, введены первое арифметикоственно с третьим и вторым. выходами; 5 логическое устройство, первым входом со 4 армкирователясигнакловперенот по ре-единенкйое с вйходом прецизионного.из-. . гистру, аестокВ:вход сумматора соединен с . мерителя углового положения сканирую-третьими входами коммутатора,топератив-, щего зеркала, первый,второй и третий иого запоминающего устройства, первыми умножители, аккумуляторы, второе ариф аходэмки привода. обтюратора и блока упметико-логическое устройство, цифроанаРаМейИЯлпРитвода СйектРальнцМ ФильттРоа, логовый пРеобРазователь. и генеРатоР, пертвцми и вторыми входамитформкирокватв- управляемый напряжением;:выход которо, лейМгнелотв йереноса по матрице и йо ре-, го подключен к второму входу формировагйст 9 у соответстзенно. и:подключен: к теля . сигналов переноса по матрице, первому вйходу фотрмирователя" программ 15 первый и второй регистры, узел синхронискэнирования, второй и третий выходыко-. зации, тактовый генератор, причем второй торогоподключены соответственнок:пер-:, - вход первого арифметико-логйческого уст,вому: и,:второму. .входам .,приводав; ройства соединен с шиной начальной устасканируютщего зеркала, выходом подклю- новки, а второй. рходподключен к выходу:чейного к первому входу формирователя,20 первого. регистра, первый,и второй входыпрограмм сканирования, второй. вход ото-,: . второго и второй вход третьего умножитерого соединен с выходом узла датчика йа-., лей-аккумуляторов соединены с выходом чального положения, .: а третйй:вход, . первого умножителя-аккумулятора, первый подк"ючен к седьмому входу сумматора 2 тбвход третьего умножите аккумулятора шине начальной установки и четвертому,;сотадиненс выходом. второго, второй вход. . входу оперативного запомйналащего ует-., .,второго арифметико-логического устройст-:ройстеа, пятый вход которого соединенс. ва подключен к выходу второго регистра, шиной синхронизации, порты управления: . третьи входы первого, второго и третьего оумкметора, Формирователя претрамм ока Зрумножителей-аккумуляторов, а такие вто.): нирования, привода сканирующего. зеркэ-:рой вход цифроаналогового преобрвзова- .ла и блока управления: приводом, . телв соединены соответственно с первым, спектральных фильтров подключены к ши., вторым, третьим и четвертым выходами уз-.не,управления, выход блока уйравленйя; ла синхронизации, первый вход которого ;приводом спектральных фильтров соедин:у- подключен к выходу прецизионного изме- нен с приводом спектральных фильтроврителя:углового положенияФсканирующего соединенным с узлом смейных спектраль-. зеркала, а второй вход соединен с выхо-, ных фильтров, а узел охлаждения кондук-, дом тактового генератора, порты управлетивно связан . с фотоприемником: ния первого . арифметико-логического инфракрасного диапазона, отличающееся,40 устройства,. первого и второго регистров тем, что, с,целью повышения качества изб-: подключены к шине управления,Гбражения путем исключения рассогласо-