Техника - молодёжи 1981-07, страница 26

не должен искажать картины. Но объектив без аберрации слишком .сложен, а -нам желательно обойтись простейшим, то есть таким же, как хрусталик. Выход из положения есть: нужно изогнуть пленку, на которой строится изображение, так, чтобы в любой ее точке изображение было резким и без геометрических искажений. Правда, при атом остается хроматическая аберрация около одной диоптрии — все будет видеться в радужных кольцах. Избавиться от этого? Ни в коем случае, иначе вся наша система пойдет насмарку. Почему? Об этом речь пойдет дальше.

Использовать в роли собственно приемника фотопленку нельзя — мала чувствительность. Фотоэлемент тоже — тепловой шум при 36° С столь велик, что при заданной чувствительности в нашем глазу беспрерывно мелькали бы молнии. Единственно, что приемлемо, — лавинный фотодиод с накопителем. Последний заряжается энергией от внутреннего источника. Она автоматически поддерживается на критическом уровне, когда тепловой шум не мешает, во энергии одного-двух фотонов достаточно, чтобы вызвать ее лавинообразный выплеск в виде импульса в нервное волокно. Применение накопителя обеспечит логарифмическую зависимость сигнала от яркости, то есть резко сожмет

Графини чувствительности двух колебательных контуров приемника (вверху) и соответствующего им выходного сигнала «детентора отношений» ДХ = Х,—Xj.

динамический (яркостный) диапа-' зон, обусловив адаптацию глаза к существенно разным уровням освещенности. (При изготовлении модели глаза на практике, если освещенность достаточна, удобнее использовать фотоэлементы или фоторезисторы.)

Итак, частота следования импульсов зависит от яркости, пропорциональной количеству попадающих в глаз фотонов. Вместе с тем длительность импульсов и их форма дают огромные возможности для передачи с их помощью дополнительной информации. Есть ли в арсенале природы подобное устройство, пригодное на роль приемника в нашем глазу? Есть. Это обыкновенная, ну почти обыкновенная клетка. Она может: преобразовывать световую информацию, сжимать динамический диапазон логарифмированием, генерировать импульсы,- кодировать информацию, модулируя несущие импульсы, предохранять канал связи от перегрузки, ограничивая частоту фиксацией скважности (времени между импульсами), осуществлять автоматическую регулировку порога срабатывания накопителя и многое другое! Но клетке присущ серьезный недостаток' — она совершенно Прозрачна. Значит, нужно снабдить ее ловушкой фотонов. С этой ролью хорошо справляются пигменты. Чтобы превратить наши клетки в приемники, нужны два пигмента, обладающие каждый своим максимумом поглощения. Максимум их суммарного поглощения должен находиться вблизи максимума излучения ночного неба, а вся система дрлжна обладать" автоматической регулировкой чувствительности (дополнительным сжатием динамического диапазона),' для чего нужно, чтобы при больших освещенностях пигменты «выцветали», а при малых восстанавливались. Этим требованиям лучше всего удовлетворяют хлоролаб и эритролаб, имеющиеся в колбочках живого глаза. (К сожалению, техника не располагает малогабаритным приемником с такими же возможностями, как у клетки, однако в нашей модели глаза достаточно одной пары приемников, поэтому ограничимся фоторезисторами, спектральные характеристики которых корректируем светофильтрами.)

Итак, для определения двух координат нужны два сравнительно сложных ⁴ приемника, каждый с двумя областями поглощения, чувствительными к разным участкам спектра. Второй приемник можно упростить, сделав его чувствительным только в одной области, используя вместо сигнала второй — суммарный сигнал первого

Выбранные спектральные характеристики пигментов (А) и расположение кривой спектра видимого света в цветокоординатной системе (Б): 1 — эритролаб, 2 — хлоролаб, 3 — «выцветший» родопсин, 4 — действие ультрафиолетового фильтра, 5 — суммарная кривая сложного приемника, X, — излучение, при котором сигнал системы из простого и сложного приемников, откладываемый по вертикальной оси, равен О, h — излучение, при котором сигнал сложного приемника, откладываемый по горизонтальной, оси, равен О, — принимаемое монохроматическое" излучение, X и Y — результатирующие. сигналы, соответствующие излучению Л» и определяющие вектор, модуль которого отражает насыщенность, а угол'поворота — цветовой тон этого излучения. При изменении длины волны монохроматического света цветовая точна опишет приведенную внизу нривую.

приемника. Применив мостовую схему, будем подавать на нее сигнал второго приемника и суммарный сигнал первого. Ее выходной сигнал и определит вторую координату.

Как выбрать область максимальной чувствительности второго приемника, учитывая, что первый (колбочка) охватывает область зеленых, желтых и красных цветов? Если возьмем синий — суммарная полоса пропускания глаза окажется широкой, все цвета будут восприниматься им хорошо, но общая чувствительность получится низкой. В сумерках такой глаз видит плохо, страдая куриной слепотой.

Графини чувствительности двух колебательных контуров приемника (вверху) и соответствующего им выходного сигнала «детентора отношений» ДХ = Х,—Xj.

23