SU1361634A1 - Оптоэлектронный двумерный регистр сдвига - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной и информациенной технике и может быть использовано в системах обработки и визуальной индикации изображений. Цель изобретени  - расширение области применени  за счет обеспечени  возможности длительного хранени  информации, ее параллельной записи, параллельного считывани , сдвига по различным пут м и упрощение регистра сдвига.. Регистр сдвига содержит транспарант 1, -имеющий электрические управл ющие входы 2 и установленный между источником параллельного светового потока 3 и матрицей 4 оптоэлектронных элементов 5 пам ти. Свет от источника 3 поступает на оптические входы 6 управл к цих элементов транспаранта 1, оптические выходы 7 которых оптически св заны . с тактовыми входами 8 соответствующих оптоэлектронных элементов пам ти 5 матрицы 4. Совокупность оптических выходов оптоэлектронных элементов 5 матрицы 4 составл ет параллельный оптический выход 9 считывани  регистра . Информационные оптические входы 10 регистра  вл ютс  параллельным оптическим входом записи. 3 з.п.ф-лы, 5 ил. е S г лЭ п

Description

Изобретение относитс  к вычислительной и информационной технике и может быть использовано в системах обработки и визуальной индикации изоб- ражепий.

Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  за счет возможности длительного хранени  информации , ее параллельной записи, парал- ю bie по строке и столбцу элементы при- лельиого считывани , сдвига по различным пут м и упрощение регистра сдвига.

На фиг,1 представлена структурна  схема регистра сдвигаj на фиг.2 - конструкци  транспаранта на фиг.З - св зи между оптоэлектронными элемен- ТЕМИ пам ти в матрицеJ на фиг.4 - варианты реализации оптоэлектронно- го элемента пам ти, на фиг.З - вре- мемные диаграммы оптического импульса записи и электрических импульсов на управл ющих входах транспаранта при сдвигах в различных направлени х вдоль сторон матрицы оптоэлектронных элемеитов пам ти.

Регистр сдвига (фиг.1) содержит транспарант 1, имеющий электрические управл ющие входы 2 ,2,2,,2 ,2 и

надлежат разным гр уппам. Электроды элементов 11i (,5) объединены и соединены с управл ющим электродом 2 транспаранта 1. При подаче на элек15 трод 2 высокого потенциала элементы 11 транспаранта 1 прозрачны дл  оптического излучени , а остальные непрозрачны .

Оптические св зи между оптоэлек20 тронными элементами 5 пам ти матрицы 4 по сн ет фиг.З. Каждый элемент 5 имеет оптический тактовый вход 8, оптический информационный вход 13 и оптический выход 14, Оптоэлектрон25 ные элементы 5 пам ти, лежащие напротив элементов 11,;, (,5) транс- паранта 1 обозначены соответственно

5с.

На фиг.4 представлена схема перустановленный между источником парал- 30 вого варианта реализации оптоэлеклельного светового потока 3 и матрицей 4 оптоэлектронных элементов 5 пам ти.

Свет от источника 3 поступает на оптические входы 6 управл емых эле- ментов транспаранта 1, оптические выходы 7 которых оптически св заны с тактовыми входами 8 соответствующих оптоэлектронных элементов 5 пам ти матрицы 4. Совокупность оптических выходов оптоэлектронных элементов 5 матрицы 4 составл ет параллельный оптический выход считывани  9 регистра . Информационные оптические входы

10регистра  вл ютс  параллельным оптическим входом записи.

Транспарант 1 (фиг.2) выполнен в виде матрицы управл емых элементов

11и конструктивно представл ет собой слой электрооптического вещест тза с одной стороны которого нанесен сплошной прозрачньш электрод, (так как первые электроды элементов, транс парапта соединены вместе) соединенный с шиной 12 нулевого потенциала, а с другой стороны нанесены прозрачные электроды в виде квадратных площадок , разделенные .диэлектрическими промежутками и образующие управл емые элементы 11 транспаранта. Элементы 11 транспаранта 1 разбиты на п ть групп таким образом, что первый элемент первой строки принадлежит к первой группе. Элементы, принадлежа- щие к i-й группе (,5), обозначены 11i . Элементы в матрице располагаютс  таким образом, что данный и смеж bie по строке и столбцу элементы при-

надлежат разным гр уппам. Электроды элементов 11i (,5) объединены и соединены с управл ющим электродом 2 транспаранта 1. При подаче на электрод 2 высокого потенциала элементы 11 транспаранта 1 прозрачны дл  оптического излучени , а остальные непрозрачны .

Оптические св зи между оптоэлектронными элементами 5 пам ти матрицы 4 по сн ет фиг.З. Каждый элемент 5 имеет оптический тактовый вход 8, оптический информационный вход 13 и оптический выход 14, Оптоэлектронные элементы 5 пам ти, лежащие напротив элементов 11,;, (,5) транс- паранта 1 обозначены соответственно

5с.

На фиг.4 представлена схема пертронного элемента 5 пам ти, содержащего фотоприемник 15, первый вывод 16 питани , оптоэлектронный затвор (ОЭЗ) 17, второй вывод 12 питани , оптический тактовый вход 8, оптический выход 14, оптический информационный вход 13 элемента.

Схема второго варианта реализации оптоэлектронного элемента 5 пам ти Q представлена на фиг.4 б и состоит из фототиристора 18, светодиода 19, оптически управл емого ключа 20.

На фиг.4 в представлена схема третьего варианта реализации оптоэлектронного элемента 5 пам ти, содержаща  фотоприемник 21, электролюмине.с- центный конденсатор 22 и оптически управл емый ключ 23.

Оптоэлектронный элемент 5 пам ти .

0 (фиг.4 а) работает следующим образом. Если на входе 13 отсутствует оптический сигнал, то сопротивление фотоприемника 15 велико, вследствие чего между электродами ОЭЗ 17 малое паде5 ние напр жени . При этом ОЭЗ 17 оптически непрозрачен и свет с тактового ; входа 8 не поступает на выход 14. Если же на оптическом входе 13 по витс  свет, то это приводит к умень-.

5

шению сопротивлени  фотоприемника 15 и отпиранию ОЭЗ 17, вследствие чего оптический сигнал с тактового входа 8 поступает на выход 14 на фотоприемник 15. Если теперь с оптического входа св зи 13 свет исчезнет, то благодар  оптической св зи с выхода ОЭЗ 17 на фотоприемник 15 на выходе 14 присутствует оптический сигнал до тех пор, пока не прервать свет на так товом входе 8. Оптоэлектронные элементы , схемы которых представлены на фиг.4 б и в, работают аналогичным образом, т.е. при отсутствии света на оптих}еском входе 13 оптический сигнал на тактовом входе В не приводит к по влению света на выходе 14, а при наличии оптического сигнала на входе 13 и на тактовом входе В на выходе 14 также по вл етс  свет. Но достаточно убрать свет со входа 8 и на выходе 14 оптический сигнал исчезнет даже при наличии света на оптическом входе 13 св зи.

Двумерный регистр сдвига (фиг.1) может работать в двух режимах: в режиме развёртки свет щейс  точки

единичный сигнал) по любой траекто- реписать в 5

лишь тот, на т рого по вл етс с выхода 7 соо , 11,,, 11j, Таким образом, тельностью по  нала на выхода 11з , 11# , 1 V осуществл ть с личных направл ность по влени на выходах 7 э спаранта 1 зад стью электриче л ющих входах 1, так как опт ходах элементо электрические щих входах 2 например, врем трических сигн входах 2 - 2jна информацион 25 дл  записи опт та 54 пам ти п зана на фиг.5 необходимо еди

ии и в режиме сдвига оптической инормации .

I

Рассмотрим сначала работу устройтва в режиме развертки свет щейс -, очки по любой траектории. Пусть в сходном состо нии rf& электроде 24 ранспаранта 1 присутствует высокий отенциал, которьй открывает элементы

30 в 5, . в 5,

, о , оп фиг.1). По каж пульсу на вход та 1 происходи нала на один о 35 (в единичном с чала элемент 5 5, оп ть 5 и ность импульсо тор етс . Врем

11

транспаранта 1 и пропускает свет тактовые входы В оптоэлектронных

из него - в 5 , затем , о , оп ть в 54 н т.д. по фиг.1). По каждому электрическому импульсу на входах 2 - 2 транспаранта 1 происходит сдвиг единичного сигнала на один оптоэлектронный элемент 35 (в единичном состо нии находитс  сначала элемент 5) , затем 5 , 5-, 5 , 5, оп ть 5 и т.д.). Последователь- ность импульсов через период Т повтор етс . Временные диаграммы имна

элементов 5 пам ти (дл  нагл дности 40 пульсов при записи единичного сигна-- элементы 5. пам ти и управл емые эле- ла в любую выбранную  чейку 5 и менты 11 заштрихованы на фиг.1, 2

и 3). При подаче импульса света на информационный оптический вход 10 одного из оптоэлектронных элементов 5 пам ти в него записываетс  логическа  единица (единичное состо ние оптоэлектронного элемента 5 пам ти соответствует присутствию света на

дальнейшем его сдвиге вниз, влево и вправо показаны соответственно на фиг.5 б (вниз), фиг.5.в (влево), 45 фиг.5 г (вправо). Комбиниру  последовательности управл ющих импульсов дл  различных направлений сдвига по определенному закону и повтор   их во времени, можно производить разверего выходе 14, а нулевое состо ние - 50 тку свет щейс  точки (единичного

отсутствию света на выходе 14) и свет с его выхода 14 воздействует на опти- :ческие входы 13 каждого из четырех соседних с ним элементов 5 , 5 , 5 и 5г подготавлива  каждьй из них к переключению в единицу. Но из сосигнала ) по любой траектории в плоскости матрицы 4 оптоэлектронных элементов пам ти, получа  при этом различные изображени . В этом режиме 55 все Оптоэлектронные элементы  вл ютс  значащими, т.е. съем информации седних элементов , 5,, , 5 и 5 , ле- производитс  со всех элементов 5, в

то врем  как в режиме сдвига оптической информации значащими  вл ютс 

жащих снизу, слева, справа и сверху от данного переключаетс  в единицу

Q

реписать в 5

лишь тот, на тактовом входе 8 которого по вл етс  оптический сигнал с выхода 7 соответствующего элемента , 11,,, 11j, 11з транспаранта 1. Таким образом, управл   последовательностью по влени  оптического сигнала на выходах элементов 11, 11,. 11з , 11# , 1 V транспаранта 1, можно осуществл ть сдвиг изображени  в различных направлени х. Последовательность по влени  оптического сигнала на выходах 7 элементов 1V транспаранта 1 задаетс  последовательностью электрических сигналов на управл ющих входах 2 - транспаранта 1, так как оптические импульсы на выходах элементов 11 - повтор ют электрические импульсы на управл ющих входах 2 транспаранта. Так, например, временна  диаграмма электрических сигналов на управл ющих входах 2 - 2j и оптического сигнала на информационном входе 10 выбранного 5 дл  записи оптоэлектронного элемента 54 пам ти при сдвиге вверх показана на фиг.5 а (дл  сдвига вверх необходимо единицу из элемента 54 пе5

0

0 в 5, . в 5,

из него - в 5 , затем , о , оп ть в 54 н т.д. по фиг.1). По каждому электрическому импульсу на входах 2 - 2 транспаранта 1 происходит сдвиг единичного сигнала на один оптоэлектронный элемент 5 (в единичном состо нии находитс  сначала элемент 5) , затем 5 , 5-, 5 , 5, оп ть 5 и т.д.). Последователь- ность импульсов через период Т повтор етс . Временные диаграммы им40 пульсов при записи единичного сигна-- ла в любую выбранную  чейку 5 и

дальнейшем его сдвиге вниз, влево и вправо показаны соответственно на фиг.5 б (вниз), фиг.5.в (влево), 45 фиг.5 г (вправо). Комбиниру  последовательности управл ющих импульсов дл  различных направлений сдвига по определенному закону и повтор   их во времени, можно производить развер5136

только оптоэлектронные элементы 5 , так как в них записываетс  исходна  информаци  и с них производитс  съем сдвинутой информации. Поэтому в режиме сдвига оптической информации выходную апертуру устройства необходимо закрывать маской с прозрачными отверсти ми, расположенными напротив элементов 5 матрицы 4.

Б режиме сдвига оптической информации ос ми сдвига  вл ютс  оси X и У (фиг,1), которые повернуты на некоторый угол относительно сторон матрицы 4. Матрица 4 на фиг.1 имеет размер оптоэлектронных элементов (хот  возможен произвольный размер tn, где шип кратны числу 5), но так как не все элементы  вл ютс  значащими в режиме сдвига, а лишь элементы 5 5 то сдвиг информации рассматриваетс  в матрице размером со значащими элементами, обведенныи в крулски (фиг.1). Запись информации в матрицу производитс  при наличии высокЬго потенциала на входе 24 транспаранта 1 путем подачи на входы 10 записи оптоэлектронных элементов 5 оптических уровней, соответствующих битам записываемого изображени .

Рассмотрим сначала сдвиг вверх по оси У (фиг.1) на один значащий разр д . Из фиг,1 видно, что существует три кратчайших пути осуществлени  этого сдвига, предполагающие переключение элементов матрицы 4 в следуюей последовательности: 54 5 - 5г - 5 5 -- 5з - 5f - 54; 64 - 5 - 5f - 5.

Но кроме этих кратчайших,существует множество других путей осуществлени  данного сдвига, например 54 - 5 - 5х| -5.-52-5 (фиг,1) или юбой другой, начинающийс .с исходного элемента и заканчивающийс  в элементе, лежащем на одну позицию выше оси У относительно исходного.

Аналогичным образом можно рассмо- треть .сдвиги на одну позицию вниз по оси У, вправо и влево по оси X,

Рассмотрим еще последовательный сдвиг на одну позицию вверх по оси У и на две позиции вправо по оси X, Этот сдвиг можно осуществить, например , по пути 5 -5j-52-5 -5 -5 -5 - 5j--5 (фиг. 1) . В этом случае происходит высвечивание промежуточных поожений сдвигаемого изображени , т.е. при наблюдении создаетс  впечатление

6

движущегос  изображени . В некоторых случа х бывает необходимо сдвигать изображени  без высвечивани  промежуточных его положений, т.е. при наблюдении создаетс  впечатление исчезновени  изображени  и по влени  его в новом (сдвинутом) положении. Дл  осуществлени  этого рассматриваемого последовательного сдвига на одну позицию вверх по оси У и на две позиции вправо по оси X, необходимо сдвигать, например, по следующему пути: 5 -5 -5 -5 -53-5. , Таким

образом, можно программным путем задавать самые различные пути .всевозможных сдвигов.

20

Claims (4)

1. Формула изобретени 

   5

   1, Оптоэлектронный двумерный регистр сдвига, содержащий матрицу элементов пам ти, первый и второй входы питани  каждого из которых соединены соответственно с шиной питани  и шиной нулевого потенциала регистра, а оптический выход оптически св зан с оптическими информационными входами элементов пам ти смежных по стро0 ке и столбцу, транспарант, выполненный в виде матрицы управл ющих элементов , первые выводы которых соединены с шиной нулевого потенциала регистра , и источник светового потока,

   5 отличающийс  тем, что, с целью расширени  области применени  за счет обеспечени  возможности длительного хранени  информации, ее параллельной записи, параллельного.

   0 считывани , сдвига по различным пут м и упрощение регистра сдвига,-оптический тактовый вход каждого эле- мента пам ти оптически св зан с источником светового потока через со5 ответствующие управл ющие элементы транспаранта, а оптические информационные вход и выход  вл ютс  соответствующими информационными входом И выходом регистра сдвига, вторые

   0 выводы данного и смежных, по строке и столбцу управл ющих элементов  вл етс  соответствующими управл ющими входами регистра сдвига, причем вто з рой вывод данного управл ющего эле5 мента  вл етс  i-м тактовым входом регистра сдвига (), а вторые выводы управл ющих элементов смежных с данным по строке и столбцу - другими тактовыми входами регистра сдвига.
2. 2. Регистр по п.1,0 т л и ча - ю Щ и и с   тем, что оптоэлектрон- ный элемент пам ти состоит из фотоприемника и оптоэлектронного затво- ра, причем первый вывод фотоприемника  вл етс  первьм входом питани  элемента.пам ти, второй вывод соединен с первым выводом оптоэлектронного затвора, второй вывод которого  в л етс  вторым входом питани  элемента пам ти, оптический вход фотоприемника оптически соединен с оптическим выходом оптоэлектронного затвора и  вл етс  оптическим входом элемента пам ти, оптические вход и выход опто- электролного затвора  вл ютс  соответственно оптическими тактовым входом и информационным выходом элемента пам ти,
3. 3. Регистр по п.1, отличающий с   тем, что оптоэлектрон- ный элемент пам ти состоит ,из фототиристора , Ьветодиода и оптически управл емого ключа, причем анод фото- .тиристора  вл етс  первым выводом питани  элемента пам ти, оптический вход - оптическим информационным входом элемента пам ти, а катод соединен с анодом светодиода, оптический

   10

   616348

   выход которого  вл етс  оптическим выходом элемента пам ти, катод соединен с первым выводом оптически управл емого ключа, второй вывод которого  вл етс  вторым входом питани  элемента пам ти, а оптический вход - оптическим тактовым входом элемента пам ти.
4. 4. Регистр ПОП.1, отлича- ю щ и и с   тем, что оптоэлектрон- ный элемент пам ти состоит из фотоприемника , электролюминесцентного конденсатора и оптически управл емого 15 ключа, причем первый вывод фотоприемника  вл етс  первым входом питани  элемента пам ти, оптический вход - оптическим -информационным входом эле- . мента пам ти, а второй вывод соединен 20 с первым выводом электролюминесцентного конденсатора, оптический выход которого соединен с оптическим входом фотоприемника и  вл етс  оптическим выходом элемента пам ти, а второй 5 вывод соединен с первым выводом оптически управл емого ключа, второй вывод которого  вл етс  вторым входом питани  элемента пам ти, а оптический вход - оптическим тактовым входом 0 элемента пам ти.

   2 2ггз2ч 25

   Элентроаптическое

   /

   X

   к

   I I

   z;

   о/

   tu

   «

   0.

   л

   (Ч 

   м

   У,

   «

   Ъ, . «

   , ,,

   Ч, %

   ug.S

   -Н-

   1

   I I

   и

   I т

   TSU

   1

   т

   I I

   г;

   /Х

   Редактор Н.Лазаренко

   Составитель А.Дерюгин Техред.М.Дидык

   Заказ 6297/52Тираж 588Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,4

   Корректор Г.Решетник