Фотоэлектрическое приемное устройство

Фотоэлектрическое приемное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относ ится к вычислительной технике и позволяет повысить надежность устройства в работе. Устройство содержит источник 1 линейно поляризованного излучения, управляемый вращатель 2 поляризации, носитель 3 информации , блок 4 сканирования, плоские зеркала 5, 6 и 7, телескопическую систему 8, объектив 9, оптически управляемьй транспарант 10, поляризованные свегоделители 11 и 12, систему 13 автоматической фокусировки, фотоприемный блок 14, блок 15 памяти , фильтр 16 низкой частоты, блок 17 компараторов и блок 18 поразрядного сравнения. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет осуществить контроль считываемой . информации и уменьшить ошибки фотоэлектрического преобразования данных. Считьшание информации происходит при автоматической подстройке порога срабатывания блока 17 компараторов с последующим поразрядным сравнением электрических сигналов. 1 ил. (Л ND Ю

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК,Л0 124 042 цу 4 С 02 В 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2)) 3747933/24-10 (22) 04.06,84 (46) 23.07.,86. Бюл. № 27 (71) Институт электроники АН БССР (72) В.А. Пилипович, А.К ° Есман, В.К. Кулешов и А.А. Ермилов (53) 621.397 (088.8) (56) Патент С11А № 3715733, кл. С 02 В 27/00, 1973

Патент СНА - 4251129, кл. 350-91, 1981 (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО. (57) Изобретение относится к вычисли тельной технике и позволяет повысить на— дежность устройства в работе. Устройство содержит источник 1 линейно поляризованного излучения, управляемый вращатель 2 поляризации, носитель 3 информации, блок 4 сканирования, плоские зеркала 5, 6 и 7, телескопическую систему 8, объектив 9, оптически управляемый транспарант 10 поляризованные све:оделители 11 и 12; систему 13 автоматической фокусировки, фотоприемный блок 14, блок 15 памяти, фильтр 16 низкой частоты, блок

17 компараторов и блок 18 поразрядного сравнения, Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет осуществить контроль считываемой . информации и уменьшить ошибки фотоэлектрического преобразования данных.

Считывание информации происходит при автоматической подстройке порога срабатывания блока 17 компараторов с последующим поразрядным сравнением электрических сигналов. 1 ил.

1246042

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь-" . зовано в системах хранения и обработки информации, в частности, в ЗВМ с оптоэлектронным устройством внешнего накопления данных.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет контроля считываемой информации и уменьшения ошибок фотоэлектрического преобразования данных, На чертеже приведена функциональная схема устройства, Устройство содержит источник 1 линейного поляризованного излучения, управляемый вращатель 2 поляризации, носитель 3 информации, блок 4 сканирования, плоские заркала 5, 6 и 7, телескопическую систему 8, объектив

9, оптически управляемый транспарант

10, первый поляризационный светоде,литель 11, второй поляризационный светоделитель 12, систему 13 автоматической фокусировки, фотоприемный блок 14, блок 15 памяти, фильтр 16 низкой частоты, блок 17 компараторов и блок 18 поразрядного сравнения, Источник 1 линейно поляризованного излучения оптически связан через уп-. равляемый вращатель 2 поляризации с носителем 3 информации, Последний оптически связан, с одной стороны, че— рез объектив 9, первый 11 и второй 12 поляризационные светоделители и систему автоматической фокусировки 13 с фотоприемным блоком 14, а, с другой стороны, через плоские зеркала 5 — 7 и телескопическую систему 8 с оптически управляемым транспарантом 10.

Оптически управляемый транспарант своей отражающей поверхностью оптически связан со вторым поляризационным светоделителем 12 через зеркало

7, а управляющей поверхностью †. с первым поляризационным светоделителем.

Фотоприемный блок 14 подключен через блок 17 компараторов к блоку 18 поразрядного сравнения, через фильтр

16 низкой частоты к блоку 17 компараторов, а через блок 15 памя:ти ко второму суммирующему входу фильтра низкой частоты. Блок памяти подключен ко входу блока компара;оров, Блок 4 сканирования подключен ко входу управляемого вращателя поляризации 2, фотоприемному блоку 14 и блоку 15 памяти. !

4О

5О

5

1О

ЗО

Источник ) линейно поляризованного излучения — промышленно выпускаемый прибор типа ЛГ-38. Вращатель 2 поляризации выполнен на основе кристалла танталата лития с использованием линейного электрооптического эффекта, Носитель 3 информации — фотографическая пластинка, Блок 4 сканирования линейный: двигатель, выпускаемый промышленностью для привода координато— графов. Зеркала 5 — 7 — стандартные оптические элементы, Телескопическая система 8 — набор линз с соответствут ющими фскусными расстояниями. Объектив 9 — выпускаемый промышленностью оптический прибор с соответствующим фокусным расстоянием. Структура оптически управляемого транспаранта 10фотополупроводник-жидкий кристалл.

Первый и второй поляризационные светоделители 11 и 12 — призмы Глана без пог- лощающих покрытий, Система 13 автоматической фокусировки представляет собой обычную систему,, работающую по принципу внутрибазного дальномера, Фотоприемный блок 14 — выпускаемый промышленностью матричный фотоприемник, Блок 15 памяти представляет собой обычное устройство выборки-хранения .

Фильтр 16 низкой частоты — операционные усилители с соответствующими навесными элементами, блок 18 поразрядного сравнения и блок компараторов также может быть выполнен на базе интегральных операционных усилителей и компараторов, Устройство работает следующим образом, По сигналу блока 4 сканирования управляемый вращатель 2 поляризации устанавливается таким образом, что на его выходе луч света имеет опре,деленную плоскость поляризации (параллельную плоскости чертежа1, ° Тогда луч света источника линейно поляризованного излучения 1, пройдя управля.емый вращатель 2 поляризации, попадает на носитель 3 информации.

Оптическая информация, восстановленная с. носителя. 3 информации проецируется объективом 9 на последовательно расположенные первый 11 и второй

12 поляризационные расщепители, При данном положении плоскости поляризации луча света первый 11 и второй

12 поляризационные расщепители пропускают оптическую информацию на сис!

246042 тему 13 автоматической фокусировки.

Система 13 автоматической фокусировки автоматически проецирует оптическую. страницу информации на фотоприемный блок 14 другими словами, электромагнит, перемещающий объектив, при сов. падении изображения входной оптической страницы информации со светочувствительными площадками фотоприемного блока стопорится), Фотоприемный блок 14 по сигналу блока 4 сканирования преобразует оптическую информацию в соответствующую ей электрическую. Электрическая информация с фотоприемного блока 14 поступает в блок 15 задержки ° На носителе информации записана голографическим способом оптическая страница информации.

В указанном состоянии поляризации света нулевой порядок дифракции после носителя 3 информации поступает через зеркала 6 и 5 на телескопическую систему 8 и далее, после отражения оптически управляемым транспарантом 10 и зеркалом 7, проходит второй поляризационный светоделитель без изменения направления и покидает оптическую схему устройства, т.е. не влияет на работу устройства, В этот же момент времени блок 4 сканирования выдает сигнал на управляющий вход вращателя 2 поляризации, по которому он поворачивает плоскость поляризации ! о луча света на 90 (т.е ° устанавливает ее перпендикулярно плоскости чертежа).

В этом случае восстановленная оптическая информация с носителя 3, пройдя объектив 9, направляется первым поляризационным светоделителем 11 на фотослой оптического управляемого транспаранта 10. Одновременно нулевой порядок лучей 5 и 6 и коллиматора

8 равномерно освещает слой жидкого кристалла оптически управляемого транспаранта 10 ° Таким образом, на зеркало 7 проецируется инверсная оптическая страница входной информации (в тех местах, где в прямой оптической странице находятся "1" — в инверсной будет "0"). С помощью зеркала

7 и второго поляризационного светоделителя 12, системы 13 автоматической фокусировки инверсная страница оптической информации проецируется на фотоприемный блок 14 ° По сигналу блока

4 сканирования фотоприемный блок 14 преобразует инверснуюоптическую страницу в соответствующую ей электрическую, На вход фильтра 16 низкой частоты поступают электрические сигналы, соответствующие прямой оптической странице, и инвертированные электрические сигналы, соответствующие инверсной оптической странице.

На входе фильтра 16 низкой частоты происходит их алгебраическое сум . мирование и далее — интегрирование, 1р автоматически формируется уровень . срабатывания, который поступает в блок 17 компараторов на прямые входы одной части микросхем, компарирующих сигналы прямой оптической страницы информации, поступающие из блока 15 памяти, а также на инверсные входы второй части микросхем блока 17 компараторов, компарирующих сигналы инверсной оптической страницы инфор2!1 мации, поступающие иэ фотоприемного блока 14. Обе последовательности этих сигналов поступают на вход блока 18 поразрядного сравнения, где при совпадении указанных цифровых

25 сигналов образуется одна последовательность выходных цифровых сигналов, при их различии — выходной сигнал

"Сбой".

Считывание информации происходит при автоматической подстройке порога срабатывания блока компараторов с последующим поразрядным сравнением электрических сигналов, соответствующих прямой оптической странице информации, с инвертированными электрическими сигналами, соответствующими инверсной оптической странице. Введение оптически управляемого транспаранта приводит к разбросу интенсивностей информационных единиц в инверсной опти-

40 ческой странице и составляет 6-87.Но это только один из дестабилизирующих факторов, влияющий на разброс интенсивностей точек, в то время, как из-за влияния других дестабилизирую45 щих факторов, флуктуации интенсивностей в оптической странице составляют: для "единиц" t30X а для "нулей"

+507. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет компенсировать влияние дестабилизирующих факторов,. вносящих наиболее существенный вклад в общую погрешность, по сравнению с оптическим управляемым транспарантом, Причем снижение разброса интен55 сивностей информационных точек считы-. ваемой информации хотя бы в 2 раза приводит соответственно к возрастанию отношения сигнал/шум (с/ш). При уве1246042

Составитель К. 11ен:ьшиков

Редактор Н. Егорова Техред И.Попович Корректор А. Зимокосов

Заказ 399á/39 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 личении отношения с/ш в два раза частота ошибок уменьшается в 10 раз, Пример ° Современный искусственный спутник за сутки передает около 500 изображений земной поверхнос1З ти, что соответствует порядка 10 бит информации.

Обработка этих изображений необхо-. дима для предсказания погоды lQ и т.д., В таких системах обработки больших массивов оптической информации, фотоприемный блок должен иметь

10 — 10 фотоячеек. При таком числе фотоячеек даже в самом лучшем случае, 15 т,е, если только одна фотоячейка пре1 1 образует оптическую информацию в

9 электрическую неверно, получим 10 бит ошибочных данных, Предлагаемое устройство целесооб- 20 разно использовать в вычислительной технике, в частности в системах обработки больших массивов оптических данных в реальном масштабе времени.

Формула изобретения

Фотоэлектрическое приемное устройство, содержащее расположенные в первом оптическом канале источник ли- 36 нейного поляризованного излучения, носитель информации, объектив, первый . поляризационный светоделитель, фотоприемный блок и блок сканирования, отличающееся тем, что, с целью повьппения достоверности считываемой информации,в наго введены управляемый вращатель поляризации, соединенный с первым выходом блока сканирования и расположенный между ис- 40 точником линейного поляризованного излучения и носителем информации, оп" тически управляемый транспарант,.содержащий две поверхности — отражающую и управляющую, второй поляризационный светоделитель, блок автоматической фокусировки, в устройство также введены телескопическая система, блок памяти, фильтр низкой частоты, блок компараторов и блок поразрядного сравнения, при этом носитель инфор- " мации, соединенный с вторым выходом блока сканирования, установлен с возможностью образования второго оптического канала, содержащего первое и второе плоские зеркала, установленные под углрм друг к другу телескопическую систему и оптически управляемый транспарант, отражающая, поверхность которого через третье плоское зеркало соединена с вторым поляриэационным светоделителем, причем первый поляризационный светоделитель, оптически связанный с управляющей поверхностью оптически управляемого транспаранта,. через второй поляризационный светоделитель и блок автоматической фокусировки соединен с первым входсм фотоприемного устройства, второй вход которого соединен с третьим выходом блока сканирования, а выход фотоприемного блока соединен одновременно с первым входом блока памяти, первым суммирующим входом фильтра . низкой частоты и первым входом блока компараторов, второй вход блока памяти соединен с четвертым выходом блока сканирования, а выход соединен с вторым суммирующим входом фильтра низкой частоты и вторым входом блока компараторов„ при этом выход фильтра низкой частоты соединен с третьим вы"ходом блока компараторов, выход которого соединен с входом блока поразрядного сравнения,.