SU1269162A1 - Оптоэлектронный процессор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оптоэлектронной аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в системах оптической обработки информации с помощью некогерентной оптики. С целью повышени  точности и расширени  области применени  за счет выполнени  операций И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ устройство содержит вход-i ные транспаранты с установленными на каждом светофильтрами, спектральные полосы пропускани  которых не перекрываютс , а управл емый транспарантна котором записываютс  входные изображени , выполнен-в виде сэндвичструктуры , состо щей из набора последовательно расположенных оптически управл емых транспарантов, фоточувствительные слои которых соответствуют по спектральной чувствительности светофильтрам входных изображений. Операци  инверсии осуществл етс  изменением напр жени  и частоты питани  управл емого транспаранта. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН _MSU,.„ 1269162 А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ	j tc’p · |
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ	|

(21) 3821088/24-24 (22) 06.12.84 (46) 07.11.86. Бюл. № 41 (72) Р.Б.Миткин и Г.П. Коротышова (53) 681.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 596976, кл. G 06 G 9/00, 1976.

(54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПРОЦЕССОР (57) Изобретение относится к оптоэлектронной аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в системах оптической обработки информации с помощью некогерентной оптики. С целью повышения точности и расширения области применения за счет выполнения операций И, И-НЕ,

ИЛИ, ИЛИ-HE устройство содержит вход-> ные транспаранты с установленными на каждом светофильтрами, спектральные полосы пропускания которых не перекрываются, а управляемый транспарентна котором записываются входные изображения, выполнен в виде сэндвичструктуры, состоящей из набора последовательно расположенных оптически управляемых транспарантов, фоточувствительные слои которых соответствуют по спектральной чувствительности светофильтрам входных изображений. Операция инверсии осуществляется изменением напряжения и частоты питания управляемого транспаранта. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Из.эретение относится к оптоэлектронной аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в системах оптической обработки информации с помощью нзкогерентной оптики.

Цель изобретения - повышение точности, а также расширение области применения за счет выполнения операций И-НЕ, ИЛИ и ИЛИ-HE.

На фиг.1 представлена структурная да 20. При этом диапазон спектральной чувствительности фоточувствительных слоев 21, 22 и 25 равен диапазонам спектрального пропускания светофильт5 ров 3₄ , З_г, З_п, а спектральный диапазон оптического пропускания фильтрующего слоя лежит за пределами чувствительности фоточувствительных слоев. Устройство работает следующим образом.

схема оптоэлектронного процессора; на фиг.2 - вариант выполнения управ ляемого транспаранта, реализующего функции И и И-НЕ; на фиг.З - вариант выполнения управляемого транспаранта, реализующего функции ИЛИ и ИЛИ-НЕ.

Оптоэлектронный процессор содержит источник 1 первого (записывающего) излучения, η входных каналов, состоящих из входных транспарантов 2, све- 20 тофильтров 3 и проекционных объективов 4-6, оптически связанных с помощью зеркал 7-10 с управляемым транспарантом 11 и с вторым фотоприемником 12, выход которого через усили- 25 тель 13 подключен к входу управляемого источника 14 питания и к управляющему входу источника 15 второго (считывающего) излучения, который с помощью светоделителя 16 оптически зо связан с первым фотоприемником 17 через управляемый транспарант 11.

Управляемый транспарант 11 состоит из последовательно расположенных на оптической оси п-1 многослойных структур, каждая из которых состоит из стеклянной подложки. 18, первого прозрачного электрода 19, второго прозрачного электрода 20, фоточувствительного 21 (22) и электрооптического 23 слоев с диэлектриком 24, и п-ой структуры, состоящей из стеклянной подложки 18, первого 19 и второго 20 прозрачных электродов, фоточувствительного 25, фильтрующего 26, зер- ₄$ кального 27 и электрооптического 23 слоев.

Другой вариант управляемого транспаранта включает в себя последовательно расположенные на оптической оси (фиг.З) стеклянную подложку 18, первый прозрачный электрод 19, η структур, каждая из которых выполнена в виде фоточувствительного 21 (22 и 25) и диэлектрического 24 слоев (где п=1,2,...), (п+1)-ю структуру, выпол- ⁵⁵ ненную в виде фильтрующего 26, зеркального 27 и электрооптического 23 слоев и второго прозрачного электроПри подаче на входные транспаранты 2, например, двоичных изображений происходит их фильтрация селективными светофильтрами 3. Проекционные объективы 4-6 формируют изображения на соответствующих фоточувствительных слоях управляемого транспаранта 11. Одновременно с противоположной стороны на управляемый транспарант 11 поступает поток света от источника второго излучения (считывающего) · В момент, когда на вход управляемого транспаранта 11 поступают изображения , каждое из которых соответствует логической 1, от противоположной стороны транспаранта 11 происходит отражение считывающего светового потока, который поступает на первый фотоприемник 17. В случае, если хотя бы из входных изображений несет логический 0, от транспаранта 11 не происходит отражения считывающего излучения, что регистрируется фотоприемником 17. Для обеспечения' надежной работы устройства в условиях случайных помех и недостаточной априорной информации устройство оснащено фотоприемником 12, чувствительность которого перекрывает все диапазоны пропускания светофильтров 3. В случае изменения интенсивности записывающего излучения источник 14 питания формирует управляющее напряжение на транспарант 11, величина которого обратно пропорциональна сигналу с выхода фотоприемника 12. Одновременно происходит изменение считывающего потока от источника 15 излучения.

Процесс формирования изображений _о на транспаранте 11 заключается в следующем. При поступлении светового потока спектрально отфильтрованного, например, фильтром 3₍ на фоточувствительный слой 21 на поверхности последнего формируется определенный рельеф распределения освещенности, адекватный формируемому изображению, что вызывает в слое 21 локальные из4

1269 менения электрических свойств. Это приводит к увеличению напряжения, прикладываемого к слою 23 в соответст вующих участках, что вызывает изменение его оптической плотности. В ре- 5 зультате данные участки становятся прозрачными для прохождения следующего потока , спектральный диапазон которого соответствует диапазону спектральной чувствительности слоя 22. ' О

Под действием потока Р₂ происходят аналогичные изменения во втором слое 23, что обеспечивает прохождение следующего потока, и т.д. При просветлении последнего электрооптического 15 слоя 23 считывающий поток отражается от зеркального слоя 27, т.е. происходит модуляция по апертуре считывающего излучения. Фильтрующий слой 26 предотвращает влияние потока ^<Р_С на jq характеристики фоточувствительных слоев. В случае отсутствия хотя бы одного из потоков Ψ,, электрооптический слой не изменяет свойх свойств и отражения от зеркального 25 слоя не происходит.

В другом варианте выполнения транспаранта 11 (фиг.З) попадание хотя бы одного из потоков Ф. , “Р , . .., <Р на соответствующий фоточувствительный слой 21, 22, 25 вызывает изменения оптической прозрачности электрооптического слоя 23 и соответствующее изменение считывающего потока.

В случае выполнения операций И-НЕ и ИЛИ-HE управляемый источник 14 пи- ⁵ тания изменяет напряжение и частоту питания, осуществляя изменение ориентации доменной структуры электрооптического материала и осуществляя тем самым инверсию изображения.

Claims (3)

1. Иа оретение относитс  к оптоэлект ронной аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в сис темах оптической обработки информации с помощью нзкогерентной оптики. Цель изобретени  - повышение точности , а также расширение области применени  за счет выполнени  операций И-НЕ, ИЛИ и ШШ-НЕ. На фиг.1 представлена структурна  схема оптоэлектронного процессора; на фиг.2 - вариант выполнени  управл емого транспаранта, реализующего функции И и И-НЕ; на фиг.З - вариант выполнени  управл емого транспаранта реализующего функции ИЛИ и ИЛИ-НЕ. Оптоэлектронный процессор содержи источник 1 первого (записывающего) излучени , п входных каналов, состо  щих из входных транспарантов 2, светофильтров 3 и проекционных объективов 4-6, оптически св занных с помощью зеркал 7-10 с управл емым тран парантом 11 и с вторым фотоприемником 12, выход которого через усилитель 13 подключен к входу управл емо го источника 14 питани  и к управл ющему входу источника 15 второго (считывающего) излучени , который с помощью светоделител  16 оптически св зан с первым фотоприемником 17 через управл емый транспарант 11. Управл емый транспарант 11 со-стои из последовательно расположенных на оптической оси п-1 многослойных струк тур, кажда  из которых состоит из стекл нной подложки. 18, первогопрозрачного электрода 19, второго прозрачного электрода 20, фоточувствительного 21 (22) и электрооптического 23 слоев с диэлектриком 24, и п-о структуры, состо щей из стекл нной подложки 18, первого 19 и второго 20 прозрачных электродов, фоточувствительного 25, фильтрующего 26, зеркального 27 и электрооптического 23 слоев. Другой вариант управл емого транс паранта включает в себ  последовательно расположенные на оптической оси (фиг.З) стекл нную подложку 18, первый прозрачный электрод 19, п стру ктур, кажда  из которых выполнена в виде фоточувствительного 21 (22 и 25 и диэлектрического 24 слоев (где ,2,...), (п+1)-ю структуру, выпол ненную в виде фильтрующего 26, зеркального 27 и электрооптического 23 слоев и второго прозрачного электро21 да 20. При этом диапазон спектральной чувствительности фоточувствительных слоев 21, 22 и 25 равен диапазонам спектрального пропускани  светофильтров 3, Зу, 3, а спектральный диапазон оптического пропускани  фильтрующего сло  лежит за пределами чувствительности фоточувствительных слоев. Устройство работает следующим образом . При подаче на входные транспаранты 2, например, двоичных изображений происходит их фильтраци  селективными светофильтрами 3. Проекционные объективы 4-6 формируют изображени  на соответствующих фоточувствительных сло х управл емого транспаранта 11. Одновременно с противоположной стороны на управл емый транспарант 11 поступает поток света от источника второго излучени  (считывающего) с В момент, когда на вход управл емого транспаранта 11 поступают изображени  9, ,2 - п из которых соответствует логической 1, от противоположной стороны транспаранта 11 происходит отражение считывающего светового потока, который поступает на первьй фотоприемник 17. В случав, если хот  бы из входных изображений несет логический О, от транспаранта 11 не происходит отражени  считывающего излучени , что регистрируетс  фотоприемником 17. Дл  обеспечени  надежной работы устройства в услови х случайных помех инедостаточной априорной информации устройство оснащено фотоприемником 12, чувствительность которого перекрывает все диапазоны пропускани  светофильтров 3. В случае изменени  интенсивности записывающего излучени  источник 14 питани  формирует управл ющее напр жение на транспарант 11, величина которого обратно пропорциональна сигналу с выхода фотоприемника 12. Одновременно происходит изменение считывакнцего потока от источника 15 излучени . Процесс формировани  изображений на транспаранте 11 заключаетс  в следующем . При поступлении светового потока спектрально отфильтрованного, например, фильтром 3, на фоточувствительный слой 21 на поверхности последнего формируетс  определенный рельеф распределени  освещенности, адекватный формируемому изображению, что вызывает в слое 21 локальные из31 менеии  электрических свойств. Это приводит к увеличению напр жени , прикладываемого к слою 23 в соответс вующих участках, что вызывает измене ние его оптической плотности. В результате данные участки станов тс  прозрачными дл  прохождени  следующего потока Р , спектральный диапазо которого соответствует диапазону спект ральной чувствительности сло  22, Под действием потока f происход  аналогичные изменени  во втором слое 23, что обеспечивает прохождение сле дующего потока, и т.д. При просветле нии последнего электрооптического сло  23 считывающий поток отражаетс  от зеркального сло  27, т.е. происхо дит модул ци  по апертуре считывающего излучени . Фильтрук ций слой 26 предотвращает вли ние потока Pf. на характеристики фоточувствительных слоев, В случае отсутстви  хот  бы одного из потоков Ф, , 2 ,,..,9 элект рооптический слой не измен ет своих свойств и отражени  от зеркального сло  не происходит. В другом варианте выполнени  транс паранта 11 (фиг.З) попадание хот  бы одного из потоков i , , . .., Р на соответствукщий фоточувствительный слой 21, 22, 25 вызывает изменени  оптической прозрачности электроопти1ческого сло  23 и соответствующее изменение считывающего потока. В случае выполнени  операций И-НЕ и ИЛИ-НЕ управл емый источник 14 питани  измен ет напр жение и частоту питани , осуществл   изменение ориен тации доменной структуры электрооптического материала и осуществл   тем самым инверсию изображени . Формула изобретени  1. Оптоэлектронный процессор, содержащий источник первого излучени , первьй входной канал, состо щий из оптически св занных входного транспаранта , светофильтра и проекционного объектива, управл емый транспарант, источник второго излучени  и первьш фотоприемник, причем источник первого излучени  оптически св зан с входным транспарантом, проекционный объектив оптически св зан с управл емым транспарантом , а источник второго излучени  оптически св зан с первым фотоприемником через управл емый транспарант , отличающийс  тем. 62 что, с целью повышени  точности, в него дополнительно введены п-1 входных каналов, входные транспаранты которых оптически св заны с источником первого излучени , а проекционные объективы входных, каналов оптически св заны с управл емым транспарантом, второй фотоприемник, усилитель и управл емый источник питани , при этом диапазоны спектрального пропускани  светофильтров входных каналов выполнены неперекрывающимис , второй фотоприемник выполнен чувствительным ко всем диапазонам пропускани , светофильтров и оптически св зан с проекционными объективами входных каналов, электрический выход второго фотоприемника через усилитель подключен к управл ющему входу источника второго излучени  и к входу управл емого источника питани , выход которого подключен к входу управлени  пропусканием управл емого транспаранта.
2. 2.Процессор п п.1, отличающий с   тем, что, с целью расширени  области применени  за счет выполнени  операции И-НЕ, управл емый транспарант выполнен в виде сэндвичструктуры , состо щей из последовательно расположенных на оптической оси п-1 многослойных одинаковых структур , кажда  из которых состоит из стекл нной подложки, первого прозрачного электрода, фоточувствитепьного и электрооптического слоев и второго прозрачного электрода, и п-й структуры , состо щей из стекл нной подложки , первого прозрачного электрода , фоточувствительного, фильтрук цего , зеркального и электрооптического слоев и второго прозрачного электрода, при этом диапазоны спектральной чувствительности фоточувствительных слоев равны диапазонам спектрального пропускани  соответствующих светофильтров , спектральньпЧ диапазон оптического пропускани  фильтрующего сло  лежит за пределами чувствительности фоточувствительных слоев, а выводы первых и вторых прозрачных электро- дов объединены и  вл ютс  входом управлени  пропусканием управл емого .транспаранта.
3. 3.Процессор ПОП.1, отличающийс  тем, что, с целью расширени  области применени  за счет выполнени  операций ИЛИ и ИЛИ-НЕ, управл емый транспарант выполнен в виде 5 12 сэндвич-структуры, состо щей из последовательно расположенных на опти-ческой оси стекл нной подложки, первого прозрачного электрода, п структур , кажда  из которых выполнена в виде фоточувствительного и диэлектрического слоев (где ,2,...), (п+1)-й структуры, выполненной в виде фильтрующего , зеркального и электрооптического слоев, и второго прозрачного электрода, при этом диапазоны спект62 . ралыюй чувствительности фоточувствптельных слоев равны диапазонам спектрального пропускани  соответствук дих светофильтров, спектральный диапазон оптического пропускани  фильтр клцего сло  лежит за пределами чувствительности фоточувствительных слоев, а вывод первого и второго прозрачного электродов  вл етс  входом управлени  пропусканием управл емого транспаранта .

   f9 21 23 24 20 f9 223 20 fff 25 26 27 2 23 20

   f.../r

   ,-г/л.уж;

   Ал J У-- }f J flflf-ff } /..

   )(f,(jr lf-fff)